ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2001 года по МПК H01B3/44 

Изобретение относится к области электротехники, а именно кабельной техники, и может быть использовано для изготовления изоляции различных марок кабелей, в особенности изоляции теплостойких проводов и кабелей, а также изоляции проводов и кабелей, работающих в агрессивных средах.

Применяемая в настоящее время полиэтиленовая изоляция обладает удовлетворительными механическими и высокими диэлектрическими характеристиками, однако имеет ряд недостатков, основными из которых являются недостаточные: теплостойкость, стойкость к термоокислительному старению, особенно при контакте с медной токопроводящей жилой, и стойкость к воздействию агрессивных сред, содержащих поверхностно-активные вещества и углеводороды.

Известна композиция полиэтилена, содержащая термостабилизаторы и дезактиватор действия меди (патент РФ N 2127922, кл. H 01 В 3/44, 1998). Эта композиция обладает удовлетворительной стойкостью к термоокислительному старению при температурах до 70^oC, однако при более высоких температурах ее теплостойкость и стойкость к термоокислительному старению недостаточны. Кроме того, эта композиция неустойчива при работе в средах, содержащих углеводороды и поверхностно-активные вещества (например, при эксплуатации кабелей в нефтяных скважинах в среде пластовой жидкости).

Наиболее близкой из числа известных к предлагаемой по технической сущности является электроизоляционная композиция содержащая (мас.%): блоксополимер пропилена с этиленом с содержанием этиленовых звеньев от 6 до 15, эфир 3,5-дитрет- бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита - Ирганокс 1010 0,4-0,6, дилаурилтиодипропионат (в качестве тиосинергиста) 0,4-0,6, бензолпропионовой кислоты, 3,5-бис(1,1 - диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1 -диметилэтил)-4- гидроксифенил] -1-оксопропил]гидразид-Ирганокс 1024 0,4-0,6, двуокись титана 1,0-1,2 (Патент РФ N 2112293, кл. H 01 В 3/44, 1995).

Использование в качестве основы композиции блоксополимера пропилена с этиленом позволяет повысить температуру эксплуатации, вследствие более высокой температуры плавления, однако ее стойкость к термоокислительному старению при повышенных температурах недостаточна, кроме того, она нетехнологична.

Поставленная задача состояла в разработке электроизоляционной композиции, сочетающую высокую технологичность с улучшенной стойкостью к термоокислительному старению, в том числе при воздействии ионов меди.

Технический результат достигается тем, что электроизоляционная композиция, содержащая блоксополимер пропилена с этиленом с содержанием этиленовых звеньев 8-15%, эфир 3,5-дитрет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита - Ирганокс 1010, бензолпропионовой кислоты, 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1- диметилэтил)-4-гидроксифенил] -1-оксопропил]гидразид - Ирганокс 1024, тиосинергист, дополнительно содержит три-(2,4-дитрет- бутилфенол)фосфит - Иргафос 168, стеарат кальция и глицерилмоностеарат, а в качестве тиосинергиста - дистеарилтиодипропионат или пропионовой кислоты, 3,3'-тиобис-, диоктадециловый эфир - Ирганокс PS 802 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Эфир 3,5-дитрет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита - Ирганокс 1010 - 0,13-0,53
Бензолпропионовой кислоты, 3,5 -бис(1,1-диметилэтил)-4- гидрокси-,2- [3-[3,5 -бис(1,1 -диметилэтил)-4-гидрокси фенил]- 1-оксопропил]гидразид - Ирганокс 1024 - 0,10-0,40
Дистеарилтиодипропионат или пропионовой кислоты, 3,3'-тиобис-, диоктадециловый эфир - Ирганокс PS 802 - 0,10-0,40
Три-(2,4-дитрет-бутилфенол)фосфит-Иргафос168 - 0,06-0,27
Стеарат кальция - 0,10-0,30
Глицерилмоностеарат - 0,01-0,20
Блоксополимер пропилена с этиленом с содержанием этиленовых звеньев 8-15% - Остальное
Предлагаемая композиция содержит известные компоненты.

Исследуемый блоксополимер получают сополимеризацией пропилена с этиленом. Оптимальное содержание в нем звеньев этилена - 10%. Снижение количества этих звеньев ниже 8% снижает морозостойкость композиции, а увеличение выше 15% приводит к снижению температуры размягчения изоляции и ее деформации в условиях эксплуатации.

Компоненты композиции могут быть введены в нее как на стадии первичной грануляции блоксополимера - порошка, так и в гранулированный блоксополимер на стадии смешения. Возможно и дробное введение компонентов на обеих стадиях изготовления композиции. Порядок введения компонентов определяется целевым назначением композиции и может варьироваться в определенных пределах.

Композицию согласно изобретению можно перерабатывать на типовом оборудовании, используемом для этих целей в кабельном производстве.

Приводимый ниже пример иллюстрирует, но не ограничивает изобретение.

Пример
Композиции для лабораторных испытаний изготавливают путем перемешивания компонентов при 180-190^oC в течение 10-15 мин.

Из полученных композиций готовят стандартные образцы для испытаний. Состав композиций 1-7 приведен в табл. 1.

Композиции испытывают на стойкость к термоокислительному старению, действию меди по методике ТУ 2243-052-05766563-98 и к действию поверхностно-активной среды по методике ГОСТ 13518-68. Результаты испытаний приведены в табл.2.

Из результатов испытаний видно, что предлагаемая композиция обладает высокой стойкостью к термоокислительному старению, действию ионов меди и к действию поверхностно-активной среды и по этим показателям превосходит прототип. Дополнительно с помощью лабораторного экструдера оценивают технологичность композиций 1-6 в сравнении с прототипом. Поверхность экструдата композиций 1-6 была гладкой, блестящей, поверхность экструдата - матовая, слегка шероховатая.

Предлагаемая композиция была использована для изготовления кабеля для погружных нефтенасосов. Эксплуатационные испытания показали высокую надежность кабеля.

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к электроизоляционным полимерным композициям. Композиция содержит, мас.%: Ирганокс 1010 0,13-0,53, Ирганокс 1024 0,10-0,40, дистеарилтиодипропионат или Ирганокс PS 802 0,10-0,40, Иргафос 168 0,06-0,27, стеарат кальция 0,10-0,30, глицерилмоностеарат 0,01-0,20, блоксополимер пропилена с этиленом с содержанием этиленовых звеньев 8-15% остальное. Изобретение приводит к повышению стойкости к термоокислительному старению и действию ионов меди. 2 табл.

Электроизоляционная композиция, содержащая блоксополимер пропилена с этиленом с содержанием этиленовых звеньев 8 - 15%, эфир 3,5-дитрет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита - Ирганокс 1010, бензолпропионовой кислоты, 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-, 2-[3-[3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид - Ирганокс 1024, тиосинергист, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит три -(2,4-дитрет-бутилфенол)фосфит - Иргафос 168, стеарат кальция и глицерилмоностеарат, а в качестве тиосинергистадистеарилтиодипропионат или пропионовой кислоты, 3,3'-тиобис-, диоктадециловый эфир - Ирганокс PS 802 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Эфир 3,5-дитрет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита - Ирганокс 1010 - 0,13 - 0,53
Бензолпропионовой кислоты, 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-, 2-[3-[3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидроксифенил] -1-оксопропил]гидразид - Ирганокс 1024 - 0,10 - 0,40
Дистеарилтиодипропионат или пропионовой кислоты, 3,3'-тиобис-, диоктадециловый эфир - Ирганокс PS 802 - 0,10 - 0,40
Три-(2,4-дитрет-бутилфенол)фосфит - Иргафос 168 - 0,06 - 0,27
Стеарат кальция - 0,10 - 0,30
Глицерилмоностеарат - 0,01 - 0,20
Блоксополимер пропилена с этиленом с содержанием этиленовых звеньев 8 - 15% - Остальное