专利名称：改进的电信连接器模件的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种改进的电信连接器模件，适用于在装配站上将通讯电缆的相对部分的对应线端接合在一起，该连接器模件由聚碳酸脂合金构成，具有改进的耐应力裂化性和耐溶剂性。
在电信技术领域中已有数种模件连接器为众所周知。美国专利3，713，214(恩端特等)揭示一种装置及方法，用以在装配站上使用免焊接的U形连接器多层模件将通讯电缆的相对部分的对应线端接合在一起，此装配站包括模件支撑装置。此专利揭示此类组件系以电绝缘材料制成;聚碳酸酯为其中唯一列出的材料。
美国专利3，858，158揭示一种以“如聚碳酸酯、酰胺或与ABS树脂相关的聚合物”所制成的连接器模件。
美国专利4，262，985揭示一种连接器模件，其中描述出连接器模件的零件及盖子是通过公知塑料模制技术以例如聚碳酸酯之类材料制得。
此类连接器的改进通常把注意点放在机械设计的改变上，例如允许容纳更大尺寸范围的导体，或增加导体间的电绝缘性。
然而，这些组件的规格还必须包括越来越迫切需要的耐溶剂性及温度稳定性要求。聚碳酸酯模件在遭遇到暴露于如有机溶剂及其类似物的环境应力后，会产生应力裂化的问题。所以非常希望能获得其寿命在20至40年间的改进的老化及耐久特性。然而，此类模件同时亦须具弹性、可声波焊接以及可耐高压。而且，由于此类模系可再进入(reenterable)，而且可能在某一位置放上新的盖子，因此新零件必须达到制造上及尺寸稳定性的某些标准，以确保此类盖子与现有产品基座的适当配对。由于模制工具的花费较高，因此最好是在材料方面进行的任何改变均能满足相似的注塑成型特性(例如收缩率)，以便降低新制作工具设备、新处理设备或新挤压设备的需求。
包含聚碳酸酯的聚合物掺合物在化学领域中已是公知的。现已存在许多关于聚合物掺合物具有任何单一聚合物的一种或多种改良特性的专利。聚碳酸酯，尤其是芳香族聚碳酸酯，是具有普遍良好的热和机械性能的高温、高性能热塑性塑料。聚碳酸酯树脂掺入各种其他种类的聚合物及共聚合物，用以改进如耐冲击性、耐溶剂性等性质。此类掺合物具有改进的耐冲击性、对温和溶剂的抵抗性能的以及耐环境应力裂化性能。
美国专利4，522，979揭示含有聚碳酸酯树脂、热塑性聚酯、冲击改性剂以及锁紧的聚异氰酸盐预聚合物(lockedpolyisocyanateprepolymer)的热塑性模制组合物。
美国专利4，968，756揭示一种包含50-97%的芳香族碳酸酯聚合物、2-25%聚缩醛树脂、以及0.5-40%热塑性氨基甲酸乙酯的热塑性树脂掺合物。此类掺合物被揭示具有改进的环境应力破裂及裂化性能以及改进的冲击强度。此类掺合物被揭示可用于作为汽车、家电、电工机械及其类似物之注塑成形零件。然而，聚合物所具有的弯曲模数和百分比伸张量很低，这表示此类掺合物并未具有足够可挠性以允许电信模件所需的再进入(reentry)及再使用。
美国专利4，562，222揭示一种具有改进冲击强度及额外的耐环境应力裂化性的耐溶剂树脂混合物。此种树脂混合物包含特定芳香族聚碳酸酯以及含有如SBS之偶合树脂性嵌段共聚合物与烯类和C1-C16烷基丙烯酸酯的共聚合物的改性剂组合物。
美国专利4，743，650揭示一种聚碳酸酯和聚氨基甲酸酯的热塑性模制掺合物。此类树脂具有至少1.05×104公斤/平方公分的弯曲模数以及在18.6公斤/平方公分下至少50℃之热变形温度。
美国专利4，859，738揭示耐环境应力破坏性以及耐冲击性热塑性模制组成物，此组成物系由芳香族聚碳酸酯、芳香族聚酯以及乙烯与一氧化碳的共聚合物制备而得。此掺合物被揭示具有高耐冲击性、化学稳定性、温度稳定性以及优良的热塑性工程特性。
然而，没有任何一种公开的聚碳酸酯掺合物是可用于电信接合组件、模件连接器或任一种电信应用。同时，虽然许多关于热塑性模制材料的专利文献都声称其具有改进的耐溶剂性，但是这些材料大部分都不能抵抗这些组件所必须经受的测试溶剂，例如润滑油、填充组合物、杀虫剂以及除草剂。
更重要的是，在这些专利中所教导的多种聚碳酸酯掺合物并没有这种组折件所需的物理性质，例如再进入用的可挠性、完全再封闭、可超音波焊接性、抵抗皱折压力的能力等。同时，有些掺合物在特征其他特性(例如软化温度)后，才改进了某些特性。
令人惊讶的是，现在已经发现一种包括至少含有一种芳香族聚碳酸酯的掺合物或合金的接合模件，该合金具有至少2.1×104公斤/平方公分的弯曲模数、至少280公斤/平方公分的拉伸强度、至少130%的伸长量以及在455千巴斯卡(KPa)下至少117℃的热变形温度，该合金将显示出改进的化学稳定性、抗进的耐应力裂化性，同时保持其所需的温度稳定性及模制能力。
此处所述的各优选系统的其他优点包括改进的切刀深度均匀性(Uniformityofbladedepth)以及所达到的增加的线固定性(尤其是模件在野外的再使用期间内体现出的上述性能)。
本发明提供一种具有改进的耐应力裂化的接合连接器模件，此模件系由一种包含至少一种非矽聚碳酸酯合金的组合物所形成，该合金具有至少2.1×104公斤/平方公分的弯曲模数、至少约280公斤/平方公分的拉伸强度、至少130%的伸长量，以及在455KPa下至少117℃的热变形温度。
本发明的优选的模件系由一种包含至少40%的芳香族聚碳酸酯，与至少一种选自包括芳香族聚酯及共聚酯的聚合物的聚碳酸酯掺合物所形成，而且具有至少2.3×104公斤/平方公分的弯曲模数、至少大约350公斤/平方公分的拉伸强度，与至少200%的伸长量以及热变形温度。
在一个优选实施例中，掺合物还同时含有至少一种热塑性弹性体。
在本技术领域，连接器模件还被称为诸如“接合组件”、“接合模件”、“连接器组件”、“接头模件”等等。从此可了解到，在本专利中此类术语系可交替使用，并且用以称呼任何一种此类装置。
本发明的模件必须满足许多特定要求以符合贝尔寇(Bellcore)规格、乡村电气协会(RuralElectricalAssociation)规格，及不同的电信公司所需之国际测试。它们必须能抵抗微菌、热、溶剂以及应力裂化剂，而且满足各种电气绝缘电阻要求、温度循环测试等测试。它们同时必须可注塑成型，且有良好尺寸稳定性、切刀深度均匀性，以及具有承受用以使模组上的盖子产生皱折的280公斤/平方公分(4000psi)压力的能力，同时保有切刀深度的均匀性。
本发明的模件系由含有至少一种芳香族聚碳酸酯的非矽聚碳酸酯合金注塑成型而得;而且具有至少2.1×104公斤/平方公分的弯曲模数、至少280公斤/平方公分的拉伸强度、至少130%的伸长量，以及在455KPa下至少117℃的热变形温度。
本发明装置所使用的优选的聚碳酸酯合金包含至少一种芳香族聚碳酸酯聚合物以及至少一种聚酯或共聚酯，以使最后的合金或掺合物具有以上举例的特性。具有低于所要求弯曲模数或拉伸强度的聚碳酸酯合金将在至少一项所需测试中失败。令人惊讶的是，具有要求的弯曲模数、拉伸强度及热变形温度的聚碳酸酯合金即具有要求的耐溶剂性、耐应力裂化性等，同时并可很容易地通过用于聚碳酸酯的类似设备以冷模方式制得。此类模件同时也显示出与聚碳酸酯相似或甚至更佳的老化结果。
适合用于本发明的芳香族聚碳酸酯树脂可借助本技术领域中用于制造聚碳酸酯之任何一种公知方法制造而得。通常，芳香族聚碳酸酯系通过让芳香族二元酚与例如碳基卤化物(carbonylhalide)、碳酸乙酯或其类似物的碳酸酯前体(carbonateprecursor)反应制备而成。
一种用以制备适合本发明使用的芳香族聚碳酸酯的方法包括使用碳基卤化物(如光气)。让光气通过含有活化二元醇或二元酚以及酸性受体(acidacceptor)(如苯胺、吡啶、喹啉及其类似物)的反应性混合物。通常一克分子光气会与一克分子二元醇反应形成聚碳酸酯及二克分子盐酸并为酸性受体所吸收。酸性受体可与如二氯甲烷、1，2-二氨乙烷等惰性有机溶剂一起使用。由于第三胺(tertiaryamines)在反应时可作为良好的溶剂及良好的酸性受体，它因此特别被优选。此反应可在室温至50℃间之温度下进行。利用添加光气的速率来控制反应温度。
另外一种方法则是在存在惰性溶剂状况下将光气加入二元酚的碱性悬浮水溶液中，或者在以非水溶液为媒介的状况下将其加入芳基二醇的无水碱性盐类。
此类方法描述于美国专利3，028，365、3，148，172、3，153，008、3，248，414、3，271，367中。
适用的芳香族聚酯与共聚酯可通过冷凝芳香族二羰酸与二醇或通过冷凝包含一种醇类或酚类以及一种羧酸的前体而制备获得。适合的二醇包括乙二醇(ethyleneglycol)、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇以及，1，6-己二醇。适合的芳香族二羰酸的实施例为对苯二酸、间苯二酸、萘二羰酸、二苯基醚二羰酸(diphenyletherdicarboxylicacid)，及其类似物。含有一种醇类及一种羧酸的前体实例包括4-羟基苯甲酸、2-羟基-6-萘甲酸及其类似物。
优选的模件包括一种含有40%至85%的芳香族聚碳酸酯聚合物、从2%至60%的芳香族聚酯或共聚酯以及从大约1%至25%的热塑性弹性体的聚碳酸酯掺合物。
适合的热塑性弹性体如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物(ABS)、EPDM共聚合物、聚丁二烯、乙烯-丁烯共聚合物、聚异戊二烯及其类似物。
适合之商品化聚碳酸酯合金包括沙布里(SabreTM)1647(自道(Dow)化学公司购得)，萘克新(TexinTM)1091(自迈尔斯高分子(Miles Polymers)公司购得)及其类似物。
在组成物中同时也含有许多公知剂量之添加剂，例如颜料及染料、填料、滞焰剂(flameretardant)、发泡剂、冲击改性剂、脱模剂、抗静电剂、紫外线辐射吸收剂、增塑剂及其类似物，其含量一直到不会影响规定物理特性的程度为止，典型地为10%或更少。
此类合金在外观上可以为有色或无色，也可以为不透明或半透明。经成形过程后为半透明的聚合物掺合物较为优选，这是因为此时不须打开模件的盖子即可看到连接情况之故。
形成聚碳酸酯掺合物之方法并无一定。任何公知掺合技术都普遍适合。一种较佳的方法的方法是在挤压掺合物前先将聚合物及添加剂掺合在一起，然后切成适于模制的小球，再通过公知用于模制热塑性状态的方法将其成形。
本发明的接合组件所使用的注塑成型方法在本技术领域中已为公知。
典型的连接器模件包含多个以塑料树脂制成的零件，例如基座、一个或多个本体、以及盖子。为了达到最大的改进，可以将所有的此类零件均以本发明的聚碳酸酯合金来制成。然而，如果需要的话，例如为了经济上理由，可以利用聚碳酸酯合金形成这些零件的一个或组合。
(2)胶囊制备例8的化合物5mg结晶纤维素50mg结晶乳糖144mg硬脂酸镁1mg总计200mg将上述成份按照上述量1000倍的量混合，并装入明胶胶囊，每颗胶囊含有上述混合物200mg。
在下列制备例中将对本发明化合物的制造方法作介绍制备例1
将4.0克环庚基胺，6.27克乙基原甲酸酯，和19.5克二乙基亚膦酸酯的混合物在150℃下搅拌加热1.5小时。冷却后，在减压条件下将反应液浓缩，以排除未反应的乙基亚膦酸盐和乙基原甲酸酯。然后将剩余物用硅胶柱层析法进行纯化。(甲醇/氯仿＝1/49)，得到9.0克呈浅黄色油样的(环庚基胺基)亚甲基双膦酸四乙基酯。
该产物的物理化学性质如下(ⅰ)质谱(FAB Mass)400(M++1)(ⅱ)核磁共振谱(δ值，在CDCl3中)1.32(12H，OCH2CH3×4)1.20-2.08(12H，环庚基中的亚甲基H)2.96(1H，
)3.36(1H，-NHCH-)4.00-4.40(8H，-OCH2CH3×4)以与制备例同样的方法，可以制备下列化合物。
制备例2
(环丙基胺基)亚甲基双膦酸四乙基酯黄色的油(ⅰ)质谱(FAB Mass)344(M++1)(ⅱ)核磁共振谱0.36-0.56(4H，
)1.35(12H，OCH2CH3×4)1.94(1H，-NH-)2.65(1H，N-
)3.40(1H，-NCH-)3.96-4.40(8H，-OCH2CH3×4)制备例3
(环辛基胺基)亚甲基双膦酸四乙基酯(ⅰ)质谱(FAB Mass)414(M++1)(ⅱ)核磁共振谱(δ值，在CDCl3中)1.34(12H，-OCH2CH3×4)1.20-2.40(14H，环辛基中的亚甲基H)3.04(1H，
)3.36(1H，-NHCH-)4.00-4.48(8H，-OCH2CH3×4)制备例4
亚甲基双四乙基酯。
耐化学性0.317公分厚×1.27公分宽×6.35公分长的棒状测试样品，支持在5.08公分中心处，经变形及加以负载而引发0.0075英寸/英寸的外部纤维应变。然后将每个样品浸在所述化学药品中经24小时。再将样品置于玻璃罐中让气体释放出来。这些样品必须没有任何可见裂痕。
电气接点完整测试模件系以聚碳酸酯合金注塑成型而得。将模件接上线并装载到电路板上。绝缘电阻系分别于-195℃(-321°F)至82℃(180°F)每12分钟一次的温度循环，在经过1000次循环(大约8小时)之前及之后量取。此种绝缘电阻不得改变2毫欧姆以上。
声波焊接测试聚碳酸酯合金模件系在标准生产装配设备上通过对可自3M公司购得的一种4000超级微型模件的模制合金来测焊接强度。然后将模件置于一种向下压在本体组成件底部上的测试装置物中，其目的是欲将本体底部自本体顶部扯离。所使用的测试装置物包含两块钢块，每个钢块都有大约50支当两块钢块放在一起时指向装置物内部的针栓，测试装置物还有供放置模件的一个空间。将模件放在两块钢块中间，与针栓垂直。然后在凯帝隆计量器(ChatillonTMgauge)内压缩该装置物，直到模件砰然爆开。记录需要用以使模件在焊点裂开的最大力量。
加速老化测试将用来测试的模件接满代表其最大规定尺寸的22AWG加大型PIC线。然后将它们置于尺寸大约为23公分×28公分×3.8公分的铝盘上。此铝盘随后即填满可再进入的封胶;例如凯斯化学(Caschem)公司的“126”、自3M公司购得的高杰尔(HighGel)以及自美国电话电报公司购得的“D1000”。然后将封胶置于室温24小时使之硬化。在这段时间内要时常轻拍盘子以避免气泡存在封胶内。随即将盘子置于60℃经规格表上所规定天数的烘干。再来以特定测试模件用的3M波旁巴特(Popapart)工具把模组打开(4000D超级微型模组使用＃4053;4005DPM超级配对模件使用＃4053-PM)。使用3倍的显微镜来检查钩门闸(hookslatches)以及切刀刀袋(cutoffbladePockets)与元件。
以下实例只为举例用，并不限定本发明的范围(本发明范围仅受权利要求书限定)。熟悉本领域的人们是可轻易完成本权利要求范围内的变化的。
改进的连接器模件并不特别限定在以下所述之设计及组件中。它们在电信领域中可以有所变化，例如连接处数目可变、连接器尺寸可变、成对的数目可变等。此类模件可为可插式、或硬接线式、单支接合或分支接合式、二线或三线式或者为光纤连接器。
实例令不同的聚碳酸酯合金经应力裂化测试。让每种合金的棒状样品(0.32公分厚、1.26公分宽及6.35公分长)以购自欧连(Oulen)公司的黑旗(Black FlagTM)Wasp大力喷洒润湿，直到滴下为止，并将其保存在密封玻璃罐中经24小时。如果起动的样品破裂。那就以相同化学药品再试验两个样品。若三个样品中的两个有裂痕，则被视为失败。然后让受测试的样品再测试30天;每天再施以喷洒。受测试的合金包括聚丁烯对苯二甲酯及芳香族聚碳酸酯掺合物;聚碳酸酯/聚乙烯对苯二甲酯掺合物;聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯掺合物，及聚碳酸酯聚氨基甲酸酯掺合物。
然后将表Ⅰ内通过30天测试的合金模制成模件。把掺合物放进除湿给料漏斗烘箱中除去水气。以具有往复式螺纹的标准生产注塑成型机器将干燥后之材料注塑成型。掺合物的塑性熔化温度大约在215℃至大约360℃，按掺合物中使用的聚合物而不同。模具表面温度也同样地大约在10℃至大约135℃。模制周期从5秒至大约50秒。
随后令模件在-40℃至60℃的温度范围内测试线皱折及线切断特性。其结果如表Ⅱ所示。
表Ⅱ等级拉伸弯曲%起始值SIG改变值强度模数伸长量控制组 633 2.4×104130 21.3 1.4 -1.6实例12 517 2.2×104170 22.0 0.9 -1.0实例13 541 2.1×104130 21.8 0.9 -0.9实例19 422 1.0×104175 21.8 1.4 -1.0实例20 422 1.0×104130 22.1 1.1 -1.8比较实例1 246 1.0×104180 21.8 1.2 -4.0(ABS/PUR)从以上资料可以看出，具有所需物理特性的聚碳酸酯合金也具有相当好之线切断特性。具有较低的拉伸强度或较低弯曲模数者则具有较差的线切断特性。具有低拉伸强度及高拉伸量的组合的合金在切刀位置显示出最高的改变值。
然后将经过皱折测试成功的模件合金进行接线以及装载在电路板上，并测试电气绝缘完整性。
第二测程序显示在加速老化状态下模件的性能保持情形。将包含26至22AWGPIC线的模件直接封入以下三种溶剂中凯斯化学126(购自凯斯化学公司)，“D-1000”(购自AT&T公司)以及4442高洁尔(购自3M公司)，然后再储存在140°F下持续30及90天。
表Ⅲ模件%005控制组0控制组0控制组0控制组0控制组0实例120实例120实例12 02实例1312实例132实例132实例136实例13 03实例130实例13 42实例136实例13 03实例1964*
实例1952*实例19 602实例2064*实例2048*实例20 3421.在规格限制之外2.实例12的合金/模件基座控制组的模件盖子3.在82℃下测试20小时如以上资料所示，显示出所需特性的聚碳酸酯合金与聚碳酸酯控制组表现一样。打上星号的模组系使线完全未与模件接合，这使得绝缘电阻的改变值毫无意义。由这些掺合物制成的盖子未与以任一种掺合物聚碳酸酯所制成的模件本体锁住，允许线失败。
随后让在线保留测试中表现良好的聚碳酸酯/聚酯合金模件在超音波焊接时测试焊接强度。焊点破裂拉伸强度的最大力量如表Ⅳ所示，单位为公斤。
表Ⅳ凯斯化学D-10004442天数309030903090控制组14.017.09.011.03.614.0实例132.70.363.22.33.21.4钩控制组0.320.00.230.00.140.0实例130.00.00.140.00.00.0门闸凯斯化学D-10004442天数030900309003090控制组263162137263199200263238219实例13111125122111129133111108106如上所示，聚碳酸酯控制组模件的焊接强度刚开始很高，但后来降低了15至50%，然而以本发明的聚碳酸酯合金形成的模件确实具有增加的平均焊接强度。
权利要求
1.一种适合于在装配站上将通讯电缆的相对部分的对应线端接合在一起的接合连接器模件，其特征在于具有改进的耐应力裂化性，该模件包括至少一种含有至少一种芳香族聚碳酸酯的非矽聚碳酸酯合金，其中所述合金具有至少2.1×104公斤/平方公分的拉伸强度、至少130%的伸长量、以及在455千巴斯卡下至少117℃的热变形温度。
2.根据权利要求1的连接器模件，其特征在于，其中该模件具有至少2.1×104公斤/平方公分的弯曲模数、至少350公斤/平方公分的拉伸强度、至少200%的伸长量，所述连接器同时具有改进的切刀深度均匀性。
3.根据权利要求1的连接器模件，其特征在于，其中该聚碳酸酯合金含有至少一种选自包括聚酯及共聚酯的聚合物。
4.根据权利要求3的连接器模件，其特征在于，其中该聚酯系选自包括聚(乙烯对苯二甲酯)及聚(丁烯对苯二甲酯)的组。
5.根据权利要求1的连接器模组，其特征在于，包括一种含有从40%至70%的聚碳酸酯、从20%至40%的聚酯，以及从1%至20%的热塑性弹性体的聚合物的共聚合物。
6.根据权利要求5的连接器模组，其特征在于，其中该弹性体系选自包括聚异丁烯、聚丁二烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物、苯乙烯-乙烯丁烯共聚合物、EPDM共聚合物及其混合物的组之内。
7.根据权利要求1的连接器模件，其特征在于，其中该模件包含细长形嵌入基座件、本体件及盖子件，所述本体件具有两列接点元件，所述元件分别在接近及远离一边缘的位置交替配置，所述本体沿着此边缘处为多针孔状，每个针孔提供对应元件的接触点。
8.根据权利要求7的连接器模件，其特征在于，其中该模件具有5至25个接头。
9.根据权利要求8的连接器模件，其特征在于，其中该模件包含U型接点。
全文摘要
一种具有改进的耐应力裂化性的连接器模件，包括至少一种含有至少一种芳香族聚碳酸酯的非矽聚合物合金，其中该合金具有至少2.1×10
文档编号H02G15/076GK1078070SQ93104659
公开日1993年11月3日 申请日期1993年4月20日 优先权日1992年4月21日
发明者J·布拉克, T·詹姆提 申请人:明尼苏达矿产制造公司