ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ КАБЕЛЬНОГО ПЛАСТИКАТА Российский патент 2008 года по МПК C08L27/00 C08K3/06 

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к пластифицированным композициям на основе поливинилхлорида для кабельного пластиката.

Известна полимерная композиция для кабельного пластиката, содержащая (мас.ч.):

Поливинилхлорид100Диоктилфталат60Двухосновный фосфит Pb10Двухосновный стеарат Pb0,75Полиэтиленовый воск0,5Кальцинированная глина10Карбонат кальция10Тринонилфенилфосфит0,5Дифенилолпропан0,3Сажа или диоксид титана (TiO₂)4-5

(Минскер К.С., Федосеева Г.Т. Деструкция и стабилизация поливинилхлорида. М. Химия. 1972. С.386).

Недостатками данной композиции являются значительное водопоглощение, низкое значение удельного объемного сопротивления, а также серый цвет пластиката.

Наиболее близким к заявляемой является полимерная композиция для кабельного пластиката на основе суспензионного поливинилхлорида, включающая диоктилфталат, вторичный пластификатор - хлорпарафины (ХП - 470), трехосновный сульфат свинца, стеарат кальция, трехокись сурьмы, мел и элементарную серу (Патент РФ №2223289, опубл. 10.02.2004, Бюл. №4) при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид суспензионный100Диоктилфталат45-60Хлорпарафин ХП-47020-30Трехосновный сульфат свинца2,0-4,0Стеарат кальция0,5-1,5Трехокись сурьмы0,5-1,5Мел40-50Элементная сера0,01-0,1

Недостатками данной композиции являются низкие термостабильность и удельное объемное электрическое сопротивление, значительное водопоглощение, отсутствие белизны (цвет серый - из-за использования в композиции мела природного тонкодисперсного марки М-60, где содержание карбоната кальция составляет 98,5%, белизна 85% по ТУ 5743-001-22242270).

Авторами установлено, что поливинилхлоридный пластикат для кабельных изделий исключительного белого цвета (высокой белизны) возможно получить только в случае использования в полимерной композиции мела, полученного из чистого известняка, со следующими техническими характеристиками: массовая доля карбоната кальция не менее 99%, белизна - 98%, в сочетании с диоксидом титана.

Задачей изобретения является создание рецептуры кабельного пластиката на основе суспензионного поливинилхлорида (ПВХ) с повышенной термостабильностью, с высоким удельным объемным сопротивлением, с низким водопоглощением и высокой белизны.

Поставленная задача достигается особенностью полимерной композиции для кабельного пластиката, включающей суспензионный поливинилхлорид, диоктилфталат, вторичный пластификатор, стабилизатор - трехосновный сульфат свинца, трехокись сурьмы, стеарат кальция, наполнитель - мел, заключающейся в том, что композиция дополнительно содержит эпоксистабилизаторы - эпоксидированное соевое масло или эпоксидную смолу, диоксид титана, стеариновую кислоту, дифенилолпропан и мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизной не менее 98% при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.

Поливинилхлорид суспензионный100Диоктилфталат50-60Вторичный пластификатор10-20Трехосновный сульфат свинца1-2Стеарат кальция1,5-2,0Трехокись сурьмы0,5-1,0Мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизна не менее 98%40-50Стеариновая кислота0,1-0,5Эпоксидированное соевое масло или Эпоксидная смола1,0-2,0Диоксид титана1-1,5Дифенилолпропан0,5-1,0

Поставленная выше задача достигается также и особенностью полимерной композиции для кабельного пластиката на основе суспензионного поливинилхлорида, включающей диоктилфталат, вторичный пластификатор, термостабилизатор, трехокись сурьмы, стеарат кальция, наполнитель - мел, заключающейся в том, что в качестве термостабилизатора используют нетоксичные (безсвинцовые) кальций-цинковые термостабилизаторы или алюминий-марганец-цинк-содержащий термостабилизатор, и в том, что композиция дополнительно содержит эпоксистабилизаторы - эпоксидированное соевое масло или эпоксидную смолу, диоксид титана, стеариновую кислоту, дифенилолпропан и мел высокой белизны, полученный из очень чистого известняка, с содержанием карбоната кальция не менее 99%, белизны не менее 98%, например, торговой марки MIKROLINE Турецкой компании HIKA при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.

Поливинилхлорид суспензионный100Диоктилфталат50-60Вторичный пластификатор10-20Кальций-цинковые термостабилизаторы определенных марок или алюминий3-3,5марганец-цинк-содержащий термостабилизатор Трехокись сурьмы0,5-1,0Мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизна не менее 98%40-50Стеариновая кислота0,1-0,5Эпоксидированное соевое масло или1,0-2,0Эпоксидная смола Диоксид титана1,0-1,5Дифинилолпропан0,5-1,0

В качестве кальций-цинковых термостабилизаторов используют термостабилизаторы марок STABIOL CZ 3046 или STABIOL CZ 3134 или Naftosafe GKX 2208, а в качестве алюминий-марганец-цинк-содержащего термостабилизатора - Naftosafe GKX 2011.

Кроме того, особенностью предлагаемой композиции является то, что в качестве вторичного пластификатора используют хлорпарафины ХП-470 и/или хлорированные α-олефины, полученные из отходов олигомеризации этилена, а в качестве наполнителя - мел высокой белизны, полученный из очень чистого известняка, с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизны не менее 98%, например, мела торговой марки MIKROLINE Турецкой компании HIKA.

В результате использования в качестве наполнителя мела с заданными характеристиками и введения эпоксидированного соевого масла или эпоксидной смолы, диоксида титана, стеариновой кислоты, дифенилолпропана, обеспечивается получение кабельного пластиката с низким водопоглощением, с высоким удельным объемным сопротивлением, с высокой термостабильностью и белизной. Повышение термостабильности пластиката обеспечивается из-за синергического возрастания эффективности термостабилизаторов в сочетании с эпоксистабилизаторами.

Применение нетоксичных термостабилизаторов в композициях для кабельного пластиката обеспечивает повышение экологической безопасности их использования.

Кальций-цинковый термостабилизатор марки STABIOL CZ 3046 (страна производитель Германия) предназначен для экструзии кабельных изоляционных материалов и кабельной оболочки высокого качества.

Внешний вид - белый порошок

Характеристики: зола, 1000°С 40,8-44,8%

Са 0,1-0,5%

Zn 9,4-10,0%

Кальций-цинковый термостабилизатор марки STABIOL CZ 3134 предназначен для экструзии кабельных изоляционных материалов и кабельной оболочки высокого качества.

Внешний вид - желтоватый порошок

Характеристики: зола, 1000°С 43,6-47,8%

Са 0,1-0,3%

Zn 9,1-9,7%

Кальций-цинковый термостабилизатор марки Naftosafe GKX 2208 предназначен для кабельных композиций - оболочек кабеля и изоляций с температурой эксплуатационной среды до 70°С.

Алюминий-марганец-цинк-содержащий термостабилизатор марки Naftosafe GKX 2011 фирмы Кемсон (Австрия) предназначен для кабельных пластикатов. Внешний вид - порошок белого цвета.

Хлорированные α-олефины (фракции C₁₄-C₃₂) получают хлорированием отходов производства олигомеризации этилена в присутствии инициатора - дицетилпероксидикарбоната в количестве 0,1-0,3 мас.% от массы α-олефинов при температуре 35-70°С и скорости подачи хлора 0,1-0,3 г/мин до степени хлорирования 24,0-53,7% мас.%.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1.

В смесителе, нагретом до 90-100°С, готовят в течение 30 мин. композицию следующего состава, мас.ч.:

Поливинилхлорид суспензионный100Диоктилфталат55Хлорпарафин ХП-47011Стеарат кальция1,5Трехосновный сульфат свинца1,8Мел марки MIKROLINE40Трехокись сурьмы0,9Диоксид титана1,2Стериновая кислота0,3Эпоксидированное соевое масло1,2Дифенилолпропан0,9

Из полученной композиции готовят образцы для испытаний методом вальцевания. Температура вальцевания 160±5°С, время вальцевания 8-10 мин.

Удельное объемное электрическое сопротивление определяют по ГОСТ 6433.2.

Время термостабильности определяют по ГОСТ 14041-91.

Водопоглощение определяют по ГОСТ 4650-80.

Определение белизны производили на фотометре отражения ФО-1.

Примеры 2-15 аналогичны примеру 1. Количественный состав полимерных композиций и их качественные характеристики - результаты испытаний приведены в таблице 1. Пример №15 - по прототипу.

Использование предложенной композиции кабельного пластиката позволит улучшить технологические и эксплуатационные показатели кабельного пластиката, а именно:

- повысить термостабильность;

- снизить водопоглощение;

- увеличить объемное электрическое сопротивление;

- обеспечить постоянство технических характеристик;

- повысить белизну и расширить ассортимент поливинилхлоридных композиций, используемых для получения кабельного пластиката.

Композициия, включающая поливинилхлорид суспензионный, диоктилфталат, вторичный пластификатор, стабилизатор - трехосновный сульфат свинца, трехокись сурьмы, стеарат кальция, дополнительно содержит эпоксистабилизаторы - эпоксидированное соевое масло или эпоксидную смолу, диоксид титана, стеариновую кислоту, дифенилолпропан и мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизной не менее 98%, а в качестве термостабилизатора могут быть использованы нетоксичные (безсвинцовые) кальций-цинковые термостабилизаторы марок STABIOL CZ 3046 или STABIOL CZ 3134 или Naftosafe GKX 2208 или алюминий-марганец-цинк-содержащий - термостабилизатор Naftosafe GKX 2011. В качестве вторичных пластификаторов используют хлорпарафин 470 и/или хлорированные α-олефины. В результате использования в качестве наполнителя мела с заданными характеристиками и введения эпоксидированного соевого масла или эпоксидной смолы, диоксида титана, стеариновой кислоты, дифенилолпропана обеспечивается получение кабельного пластиката с низким водопоглощением, с высоким удельным электрическим сопротивлением, с высокой термостабильностью и белизной. Повышение термостабильности пластиката обеспечивается из-за синергического возрастания эффективности стабилизаторов в сочетании с эпоксистабилизаторами. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Полимерная композиция для кабельного пластиката на основе суспензионного поливинилхлорида, включающая диоктилфталат, вторичный пластификатор, трехосновной сульфат свинца, трехокись сурьмы, стеарат кальция, наполнитель - мел, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит эпоксистабилизаторы - эпоксидированное соевое масло или эпоксидную смолу, диоксид титана, стеариновую кислоту, дифенилолпропан, а в качестве наполнителя - мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизны не менее 98% при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:

Поливинилхлорид суспензионный100Диоктилфталат50-60Вторичный пластификатор10-20Трехосновной сульфат свинца1-2Стеарат кальция1,5-2,0Трехокись сурьмы0,5-1,0Мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизна не менее 98%40-50Стеариновая кислота0,1-0,5Эпоксидированное соевое масло или эпоксидная смола1,0-2,0Диоксид титана1-1,5Дифенилолпропан0,5-1,0

Поливинилхлорид суспензионный100Диоктилфталат50-60Вторичный пластификатор10-20Кальций - цинковые термостабилизаторы или алюминий-марганец-цинк - содержащий термостабилизатор3-6Трехокись сурьмы0,5-1,0Мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизна не менее 98%40-50Стеариновая кислота0,1-0,5Эпоксидированное соевое масло или эпоксидная смола1,0-2,0Диоксид титана1,0-1,5Дифенилолпропан0,5-1,0