ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2005 года по МПК C08L23/08 C08K13/02 C08K13/02 C08K3/20 C08K3/38 C08K5/25 

Изобретение относится к области электротехники, а именно кабельной техники, и может быть использовано для изготовления изоляции и оболочки различных марок кабелей пониженной горючести, в особенности изоляции и оболочки силовых, контрольных, сигнально-блокировочных и оптических кабелей.

Применяемая в настоящее время в кабелях пониженной горючести поливинилхлоридная изоляция (оболочка) обладает удовлетворительными механическими и диэлектрическими характеристиками, однако имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что в условиях пожара из нее выделяются токсичные, коррозионно-активные газы, приводящие к отравлению людей, а также к выходу из строя дорогостоящей электронной аппаратуры и другого оборудования. Указанный недостаток связан с наличием в составе поливинилхлорида галогена - хлора.

С целью устранения указанного недостатка разработан ряд изоляционных материалов, не содержащих в своем составе галогенов. Такие материалы представляют собой композиции на основе полиолефинов и их сополимеров, содержащие в качестве антипиренов неорганические наполнители. Известна композиция на основе сополимера этилена с винилацетатом, содержащая в качестве антипирена тригидрат оксида алюминия (патент США №3832326, кл. 260-42.29, 1974). Эта композиция при горении не выделяет коррозионно-активных и токсичных газов, однако по горючести она не соответствует требованиям стандарта UL 94 к материалам класса 94V-0. Кроме того, изоляция из указанной композиции недостаточно стойка к термоокислительному старению при контакте с медной жилой или экраном.

Наиболее близкой из числа известных к предлагаемой по технической сущности является электроизоляционная композиция, содержащая (мас.%): сополимер этилена с винилацетатом 28,5-50 и наполнитель, представляющий собой смесь 1:1 тригидрата оксида алюминия и бората цинка, - остальное (патент США №4575184, кл. 350/96.23, 1986).

Недостатком этой композиции являются низкие механические характеристики (прочность при разрыве). Кроме того, эта композиция для получения оптимальных свойств требует сшивки путем облучения.

Поставленная задача состояла в разработке электроизоляционной композиции, не выделяющей при горении коррозионно-активных и токсичных газов, сочетающей высокие механические характеристики и негорючесть с улучшенной стойкостью к термоокислительному старению при воздействии ионов меди.

Технический результат достигается тем, что электроизоляционная композиция, содержащая сополимер этилена с винилацетатом, гидроксид магния Mg(OH)₂, борат цинка, дополнительно содержит новолачную фенолформальдегидную смолу, полиэтиленовый воск, 1,3,5-триметил-2,4,6-трис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)бензол - Ирганокс 1330, бензолпропионовой кислоты, 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-, 2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид - Ирганокс MD1024 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гидроксид магния40-70Фенолформальдегидная новолачная смола0.5-4Борат цинка1.5-5Полиэтиленовый воск2-51,3,5-триметил-2,4,6-трис(3,5-ди-трет-бутил- 4-гидроксибензил)бензол - Ирганокс 13300,05-0,3Бензолпропионовой кислоты, 3,5-бис(1,1-диметилэтил)- 4-гидрокси-,2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)- 4-гидроксифенил]-1- оксопропил]гидразид - Ирганокс MD 1024 или Lowinox MD24 0,1-0,5Сополимер этилена с винилацетатомостальное

Предлагаемая композиция содержит известные компоненты. Используемый сополимер получают сополимеризацией этилена с винилацетатом.

Сополимер этилена с винилацетатом выпускается отечественной промышленностью (ТУ 6-05-1636-97).

Борат цинка выпускается ГУП «Унихим С О3» по ТУ 113-07-015-91. Полиэтиленовый воск выпускается фирмой " Clariant", Германия. Гидроксид магния производится фирмой "Kyowa Chemical Industry", Япония. Фенолформальдегидная новолачная смола выпускается ОАО «Карболит». Ирганокс 1330 и Ирганокс MD 1024 производятся фирмой Ciba, Швейцария. Lowinox MD24 производится фирмой "Grate Lakes Chemical Corporation", Германия. 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 120-140°С в течение 10-15 мин.

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

Композиции испытывают на горючесть по стандарту UL-94, стойкость к действию меди по методике ТУ 2243-052-05766563-98 и определяют их прочность и относительное удлинение при разрыве по ГОСТ 11262. Результаты испытаний приведены в табл.2. Из результатов испытаний видно, что предлагаемая композиция обладает высокой прочностью и относительным удлинением при разрыве и стойкостью к действию ионов меди и по этим показателям превосходит прототип.

Таблица 1
Состав композицийКомпоненты, мас.%12345 (известная)Гидроксид магния40506070-Тригидрат оксида алюминия----25Борат цинка5321,525Фенолформальдегидная новолачная смола0,5423-Полиэтиленовый воск5423-Ирганокс 13300,10,30,050,2-Ирганокс MD1024 или Lowinox MD240,30,250,50,1-Сополимер этилена с винилацетатом49,138,4533,4522,250

Таблица 2
Свойства композицийНаименование параметров12345 (известная)Прочность при разрыве, МПа14,410,610,310,05,8Относительное удлинение при разрыве, %18017813016220Класс горючести по UL-94     Стойкость к действию ионовV-0V-0V-0V-0V-1меди при 150°С, ч>2000>2000>2000>2000900

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к не содержащим галогенов полимерным композициям для изоляции и оболочек кабелей. Композиция содержит, мас.%: гидроксид магния 40-70, фенолформальдегидную новолачную смолу 0,5-4, борат цинка 1,5-5, полиэтиленовый воск 2-5, Ирганокс 1330 0,05-2, Ирганокс MD 1024 или Lowinox MD24 0,1-0,5, сополимер этилена с винилацетатом - остальное. Технический результат - улучшение механических характеристик и стойкости к действию ионов меди. 2 табл.

Электроизоляционная композиция, содержащая сополимер этилена с винилацетатом, гидроксид магния, борат цинка, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит новолачную фенолформальдегидную смолу, полиэтиленовый воск, 1,3,5-триметил-2,4,6-трис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)бензол - Ирганокс 1330 и бензолпропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-,2-[3-[3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид - Ирганокс MD 1024 или Lowinox MD24 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гидроксид магния40-70Фенолформальдегидная новолачная смола0,5-4Борат цинка1,5-5Полиэтиленовый воск2-51,3,5-Триметил-2,4,6-трис(3,5-ди-трет-бутил- 4-гидроксибензил)бензол - Ирганокс 13300,05-0,3Бензолпропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)- 4-гидрокси-,2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)- 4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид -  Ирганокс MD 1024 или Lowinox MD240,1-0,5Сополимер этилена с винилацетатомОстальное