ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2007 года по МПК C08L83/04 

Изобретение относится к электроизоляционным композициям на основе силоксанового каучука и может быть использовано при конструировании электрических кабелей для подвижного состава метрополитена и других видов транспорта.

Известна композиция на основе силоксанового каучука, включающая кремнеземный наполнитель, антиструктурирующую добавку, гидроокись алюминия, диоксид титана и вулканизующий агент [Патент США №3965065, кл. 260-37, опубл. 1976].

Однако такая композиция не позволяет получить электрический кабель с достаточно высоким сопротивлением распространению пламени при прокладке в пучках.

Наиболее близкой к предлагаемой композиции на основе силоксанового каучука является композиция, содержащая кремнеземный наполнитель, α,ω-дигидроксидиметилсилоксан (диол НД-8), диоксид титана, гидроокись алюминия и органическую перекись [Авторское свидетельство СССР №689264, кл. С 08 L 83/04, 1978].

Недостатком такой композиции является то, что она также не обеспечивает в кабеле достаточного сопротивления распространению пламени в пучках.

Поставленная техническая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в разработке композиции, обладающей повышенной стойкостью к распространению пламени.

Поставленная техническая задача решается тем, что электроизоляционная композиция на основе силоксанового каучука, содержащая органическую перекись, неорганический наполнитель, α,ω-дигидроксидиметилсилоксан, диоксид титана, согласно заявляемому изобретению дополнительно содержит дифенилсиландиол и оксид кадмия при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: силоксановый каучук СКТВ- 100, карбонатный наполнитель - 30-60, аэросил - 35-50, диоксид титана - 5-20, α,ω-дигидроксидиметилсилоксан - 5-20, дифенилсиландиол - 10-20, оксид кадмия - 5-10, перекись - 1,0-2,5.

Кроме того, в композиции в качестве неорганического наполнителя используется карбонатный наполнитель. В качестве карбонатного наполнителя могут быть использованы: карбонат берилия (ВеСО₃), карбонат магния (MgCO₃), карбонат кальция (СаСО₃), карбонат стронция (SrCO₃) и карбонат бария (ВаСО₃).

В качестве органической перекиси могут быть использованы: перекись дикумила, 1,1-дитретбутилпероксидиизопропилбензол (БПИБ-40) и 2,4 дихлорбензоилперекись (ДХЛ).

Предложенный состав композиции позволяет получить электроизоляционный материал электрического кабеля, обладающей повышенной стойкостью к распространению пламени.

Все компоненты, входящие в состав композиции, известны и являются продуктами, выпускаемыми отечественной или зарубежной промышленностью или закупаемые за рубежом. Изготовление и переработка композиции осуществляется на стандартном оборудовании.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Композиции состава, приведенного в таблице 1, готовят следующим образом. На вальцах при температуре не более 45°С развальцовывают силоксановый каучук, затем вводят часть карбонатного наполнителя и часть аэросила вместе с диолом НД-8, затем добавляют дифенилсиландиол, оксид титана, оксид кадмия и оставшуюся часть карбонатного наполнителя вместе с аэросилом, а затем перекись. Смесь перемешивают в течение 7-10 мин и вулканизуют при 70 атм в электропрессе при температуре 120°С в течение 15 мин.

Таблица 1Состав композиций для изоляции или оболочкиСоставКомпозицииПрототип12345 Каучук СКТВ100100100100100100Карбонатный наполнитель (карбонат магния)2030406070-Аэросил303545506045Оксид титана351020255Диол НД-8381020258Дифенилсиландиол510152025-Оксид кадмия3571012-Перекись (ДХБ)1,21,21,21,21,21,2

В таблице 2 приведены результаты испытаний по стойкости к распространению пламени в кабеле, выполненном с изоляцией из предлагаемой композиции по составу, приведенному в таблице 1.

Таблица 2Распространение пламени по вертикально расположенному пучку кабеля. ПоказателиКомпозицияНорма по МЭК 60332-3-22Прототип12345Длина обугленной части испытуемого пучка кабеля, мсгорел1,21,050,942,0не более 2,5сгорел

Испытание электрического кабеля в условиях воздействия пламени проводилось по МЭК 60332-3-22. Распространение пламени по вертикально расположенным пучкам кабелей. Категория А. Испытуемый образец состоял из нескольких отрезков кабеля длиной не менее 3,5 м каждый, отобранных от одной строительной длины. Общее число отрезков кабеля в образце было таким, чтобы общий номинальный объем неметаллических материалов на длине 1 м образца составлял 7 л. Методика и результаты испытания кабеля на распространение пламени приведены в конце описания.

В таблицах 3, 4 приведены физико-механические и диэлектрические показатели предложенной электроизоляционной композиции.

Таблица 3Физико-механические свойства композицииПоказателиКомпозицииПрототип12345Условная прочность при растяжении, МПа6,06,86,96,85,86,5Относительное удлинение при разрыве, %220310325320200300

Таблица 4Диэлектрические характеристики композицииПоказателиВремя увлажнения при 20°С, суткиКомпозицияПрототип12345Удельное объемное сопротивление, Ом·м11,4·10¹³1,7·10¹³1,6·10¹³1,7·10¹³1,2·10¹³1·10¹³Тангенс угла диэлектрических потерь 0,0340,0110,0170,0120,0380,03Диэлетрическая проницаемость 3,63,23,23,13,73,5Электрическая прочность, МВ/м 212425272122

Из результатов, приведенных в таблице 3 и 4, следует, что разработанная электроизоляционная композиция по комплексу физико-механических и диэлектрических свойств не уступает прототипу. В то же время, как видно из таблицы 2, разработанная композиция по стойкости к распространению пламени значительно превосходит прототип. Электрический кабель, выполненный из предложенной композиции, выдержал испытание на стойкость к распространению пламени в пучке по категории А.

Таким образом, разработанная электроизоляционная композиция позволяет получить электрический кабель с высокой стойкостью к распространению пламени.

Методика испытания кабеля на распространение пламени в пучке

Испытание электрического кабеля в условиях воздействия пламени проводится по МЭК 60332-3-22. Распространение пламени по вертикально расположенным пучкам кабелей. Категория А.

Испытуемый образец состоит из нескольких отрезков кабеля длиной не менее 3,5 м каждый, отобранных от одной строительной длины. Общее число отрезков кабеля в образце должно быть таким, чтобы общий номинальный объем неметаллических материалов на длине 1 м образца составлял 7 л.

Образец разбирают и взвешивают каждый неметаллический материал.

Число отрезков в испытуемом образце рассчитывается по формуле:

где V - объем неметаллического материала, дм³;

Mi - масса каждого неметаллического материала, кг;

ρ_I - плотность каждого материала, кг/дм³;

l - длина образца, м.

Рассчитанное количество отрезков кабеля крепится на передней стороне лестницы одним слоем с зазором между соседними отрезками, равным половине диаметра кабеля, но не более 20 мм. Максимальная ширина образца для стандартной лестницы должна быть 300 мм, а для широкой лестницы - 600 мм.

Пламя прикладывают в течение 40 мин, после чего оно должно быть потушено.

За величину распространения пламени принимают длину поврежденной части. Ее измеряют в метрах с точностью до второго десятичного знака от нижнего края горелки до конца обугленной части, определяемого следующим образом.

На поверхность кабеля нажимают острым предметом, например лезвием ножа. Место, где фиксируется изменение упругой поверхности образца на хрупкую, считают концом обугленной части.

Для категории А длина обугленной части образца, измеренная от нижнего края горелки, должна быть не более 2,5 м.

Изобретение относится к электроизоляционным композициям и может быть использовано при конструировании электрических кабелей для подвижного состава метрополитена и других видов транспорта. Описывается электроизоляционная композиция на основе силоксанового каучука, содержащая органическую перекись, неорганический наполнитель, включающий аэросил, α,ω-дигидроксидиметилсилоксан, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит дифенилсиландиол, диоксид титана, оксид кадмия, а в качестве неорганического наполнителя дополнительно содержит карбонатный наполнитель, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: силоксановый каучук СКТВ - 100, карбонатный наполнитель - 30-60, аэросил - 35-50, диоксид титана - 5-20, α,ω-дигидроксидиметилсилоксан - 5-20, дифенилсиландиол - 10-20, оксид кадмия - 5-10, органическая перекись - 1,0-2,5. Техническим результатом является получение композиции, обладающей повышенной стойкостью к распространению пламени. 4 табл.

Электроизоляционная композиция на основе силоксанового каучука, содержащая органическую перекись, неорганический наполнитель, включающий аэросил, α,ω-дигидроксидиметилсилоксан, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит дифенилсиландиол, диоксид титана, оксид кадмия, а в качестве неорганического наполнителя дополнительно содержит карбонатный наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: силоксановый каучук СКТВ - 100, карбонатный наполнитель - 30-60, аэросил - 35-50, диоксид титана - 5-20, α,ω-дигидроксидиметилсилоксан - 5-20, дифенилсиландиол - 10-20, оксид кадмия - 5-10, органическая перекись - 1,0-2,5.