ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2008 года по МПК H01B3/44 

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, выделением дыма в условиях горения и тления и хлористого водорода при горении, предназначенным для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей в условиях пожаробезопасности.

Провода и кабели часто становятся причиной загорания и распространения пламени. В связи с этим к их полимерным составляющим - изоляции, внутренним и наружным оболочкам - традиционно предъявлялись высокие требования по негорючести. В последнее время требования по характеристикам пожаробезопасности значительно расширились, в частности, по снижению выделения коррозионно-активных газов при горении, а также дымообразованию, которое является негативным фактором при возникновении пожара в жилых, бытовых и производственных помещениях, как в условиях пламенного горения, так и беспламенного горения (тления).

Кроме того, к полимерным материалам по нормативно-технической документации на них предъявляются требования по физико-механическим характеристикам и сохранению их на определенном уровне в условиях эксплуатации кабельных изделий в широком диапазоне температур, что позволяет судить об их надежности и ресурсе работы.

Для уменьшения горючести ПВХ-композиции обычно в их состав вводят антипирены, например трехокись сурьмы, для снижения дымовыделения - дымопоглотители, например карбонатные наполнители (Кодолов В.И. Замедлители горения полимерных материалов. М.: Химия, 1980, стр.7-25).

Для придания негорючести и снижения дымообразования при горении пластифицированного ПВХ в качестве антипиренов - дымоподавителей комбинацию трехокиси сурьмы, хлорированного парафина, карбоната кальция и окиси молибдена (патент США №4098748, 1978 г.)

Однако степень повышения негорючести указанными средствами не высока.

Известна ПВХ-композиция, содержащая комбинацию антипиренов-подавителей, включающую трехокись сурьмы, окись цинка, борную кислоту, мел и гидроокись алюминия (авт. свид. СССР №1646278, 1995 г.).

Однако уровень снижения выделения дыма и хлористого водорода при горении не достаточно высок.

Известна также электроизоляционная композиция, содержащая поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, свинцовый стабилизатор, трехокись сурьмы, окись цинка, борную кислоту, карбонат кальция, тригидрат окиси алюминия и аэросил (авт. свид. СССР 1832700, 1996).

Однако уровень снижения выделения хлористого водорода при горении и дыма в условиях горения и тления недостаточно высок.

Наиболее близкой к предлагаемой по совокупности признаков из числа известных является электроизоляционная композиция, содержащая, мас.ч.: суспензионный поливинилхлорид 100, сложноэфирный пластификатор 40-80, свинцовый стабилизатор 3-7, карбонат кальция 30-500, тригидрат окиси алюминия 10-100, трехокись сурьмы 4-7,5, окись цинка 0,7-1,9, борная кислота 0,4-0,6, ионол 0,1-0,6 и дифенилолпропан 0,1-0,6 (пат. РФ №2195729, 2001).

Указанная композиция удовлетворяет требованиям по уровню дымообразования в условиях горения и тления и выделения хлористого водорода при горении, однако она имеет недостаточно высокую теплостойкость, что снижает ресурс работы кабельных изделий и ограничивает области применения.

Поставленная задача состояла в разработке электроизоляционной композиции, обладающей высокой теплостойкостью при сохранении низкого уровня дымообразования при горении и тлении и выделении хлористого водорода при горении.

Технический результат достигается тем, что электроизоляционная композиция, содержащая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, свинцовый стабилизатор, трехокись сурьмы, окись цинка, борную кислоту, дифенилолпропан, дополнительно содержит охру с содержанием Fe₂О₃ 12-15 мас.% и стеарат кальция при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: суспензионный поливинилхлорид 100, сложноэфирный пластификатор 40-90, свинцовый стабилизатор 2-8, трехокись сурьмы 2-10, окись цинка 2-4, борная кислота 2-5, охру с содержанием Fe₂О₃ 12-15 мас.% 10-70, стеарат кальция 1-3, дифенилолпропан 0,1-0,4.

Предлагаемая композиция может содержать следующие компоненты: суспензионный поливинилхлорид марки С70 по ГОСТ 14332-78, известные сложноэфирные пластификаторы, такие как диоктилфталат (ДОФ) и диизононилфталат (ДИНФ) по ГОСТ 8728-77, диоктилфталаты (ДАФ 789, ДАФ 810) по ГОСТ 8728-77, известные свинцовые стабилизаторы, такие как трехосновной сульфат свинца (ТОСС) по ТУ 6-09-098-75, двухосновной фталат свинца (ДОФТС) по ТУ 6-09-098-76, трехокись сурьмы (Sb₂O₃) по ТУ 6-09-3267-84, окись цинка (ZnO) по ТУ 48-7-17-82, борная кислота (Н₃ВО₃) по ГОСТ 18704-78, стеарат кальция ТУ 6-09-4233-76, охра по ТУ 301-10-019-90 с изм. №1. Кроме перечисленных компонентов электроизоляционная композиция может также содержать и другие известные целевые добавки, в частности концентраты красителей в принятых для них дозировках.

Пример: В работающий турбосмеситель загружают последовательно, в количествах, предусмотренных рецептурой (таблица 1), поливинилхлорид суспензионный, сложноэфирный пластификатор, свинцовый стабилизатор, трехокись сурьмы, окись цинка, борную кислоту, дифенилолпропан, охру, стеарат кальция. После того как температура в турбосмесителе достигнет 90°С, смесь выгружают в охладитель, где она охлаждается до 30°С, после чего производят экструдирование и гранулирование смеси на экструдере при температуре 140°С-160°С.

Из полученного гранулята изготавливают образцы для испытаний. Теплостойкость определяют в соответствии с ГОСТ 5960-72, кислородный индекс (КИ) определяют по ГОСТ 12.1.044-89, максимальную плотность дыма (Дм) в условиях горения и тления определяют по ГОСТ 24632-81, выделение хлористого водорода (Л_HCl%) определяют по ГОСТ Р МЭК 60754-1-99.

Состав композиции по примерам указан в таблице 1, свойства показаны в таблице 2.

Как следует из представленных данных предлагаемая электроизоляционная композиция имеет более высокую теплостойкость, чем известная, при равных показателях с ней по уровню дымообразования при горении и тлении и выделения хлористого водорода.

Таблица 1.
Состав поливинилхлоридных композиций (примеры 1-8 по изобретению, 9-11 - сравнительные, 12 - прототип)№№ п/п 123456789101112 прототип12            1.Суспензионный поливинилхлорид1001001001001001001001001001001001002.Сложноэфирный пластификатор4050658090606060359580503.Свинцовый стабилизатор246844561,59644.Трехокись сурьмы2468103571,551175.Окись цинка222222222221,96.Борная кислота222222222220,67.Охра с содержанием Fe₂O₃ 12-15 мас.%10255070405055603080508.Стеарат кальция11,5232222,5140,509.Мел, СаСО₃000000000004010.Тригидрат алюминия000000000006011.Ионол000000000000,212.Дефинилолпропан0,30,30,30,30,30,30,30,30,30,30,30,3

Таблица 2.
Свойства поливинилхлоридных композиций (примеры 1-8 по изобретению, 9-11 - сравнительные, 12 - прототип) 123456789101112Сохранение относительного удлинения 7 суток при 100°С, %939498959390969582788083Дм - горение210202204198212206205209208207208205Дм - тление173182179186178181183176183184182180Л_HCl%9,49,29,39,39,69,29,29,18,99,29,29,1КИ, %32,533,132,933,332,932,833,233,633,033,132,933

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью и выделением дыма, применяемым для изготовления изоляции и оболочек кабельных изделий. Композиция содержит, мас.ч.: суспензионный поливинилхлорид 100, сложноэфирный пластификатор 40-90, свинцовый стабилизатор 2-8, трехокись сурьмы 2-10, окись цинка 2-4, борную кислоту 2-5, охру 10-70, стеарат кальция 1-3, дифенилолпропан 0,1-0,4. Техническим результатом изобретения является повышение теплостойкости композиции при соответствии требованиям по уровню дымообразования в условиях горения и тления и выделения хлористого водорода при горении. 2 табл.

Электроизоляционная композиция, содержащая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, трехокись сурьмы, окись цинка, борную кислоту, стеарат кальция, дифенилолпропан, отличающаяся тем, что дополнительно содержит охру с содержанием Fe₂O₃ 12-15 мас.% и стеарат кальция при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Суспензионный поливинилхлорид100Сложноэфирный пластификатор40-90Свинцовый стабилизатор2-8Трехокись сурьмы2-10Окись цинка2-4Борную кислоту2-5Охру с содержанием Fe₂О₃ 12-15 мас.%10-70Стеарат кальция1-3Дифенилолпропан0,1-0,4