ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ СШИВАЮЩАЯСЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2012 года по МПК H01B3/44 

Описание патента на изобретение RU2440633C1

Изобретение относится к области электротехники, а именно к кабельной технике, и может быть использовано для изготовления изоляции и оболочки кабелей и проводов различного назначения, таких как силовые, контрольные, судовые, сигнально-блокировочные кабели, самонесущие воздушные провода.

Изобретение относится к полиолефиновым сшивающим композициям, а именно к композициям, сшивающимся с помощью органосилана.

Силанольносшивающиеся композиции получают обычно в виде двух компонентов - привитого сополимера и концентрата катализатора сшивки.

Процесс силанольного сшивания заключается в прививке к молекулам полимера органосилана в присутствии инициатора - органической перекиси. Концентрат катализатора сшивки получают путем введения в расплав полимера оловоорганического соединения (или кислотного катализатора), а также стабилизаторов.

Известна сшивающаяся композиция на основе полиолефинов, содержащая перекисный сшивающий агент, 1,3,5-триметил-2,4,6-три-(4-окси-3,5-дитретбутил-бензил)-бензол (ионокс 330) и окись цинка (авторское свидетельство СССР №761512, кл. C08L 23/06, 1978).

Однако использование данной композиции затруднено из-за постоянно существующей опасности преждевременного структурирования (сшивки), в результате чего материал теряет текучесть и осложняется его переработка.

Наиболее близкой из числа известных к предлагаемой, по совокупности признаков, является электроизоляционная композиция, содержащая: полиолефин, органосилан, органическую перекись, катализатор сшивки (патент США №3646155, кл. 260-827, дата публикации 1972 г.).

Наиболее применимыми из числа органосиланов являются винилтриметоксисилан и винилтриэтоксисилан.

Однако известная композиция имеет недостаточно высокие показатели по тепловой деформации (методика МЭК) и низкую стойкость к термоокислительному старению при повышенных температурах и преждевременной сшивке.

Поставленная задача состояла в разработке электроизоляционной сшивающейся композиции, имеющей высокие показатели по тепловой деформации и стойкости к термоокислительному старению при повышенных температурах, в процессе переработки которой исключается возможность преждевременной сшивки.

Технический результат достигается тем, что сшивающаяся электроизоляционная композиция, включающая полиолефин, винилтриметоксисилан или винилтриэтоксисилан, органическую перекись и катализатор сшивки, содержит синергисты - тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат, бензо-пропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диме-тиэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид и поли-[[6-[(1,1,3,3-тетраметил-4-пиперидинил)имино]-1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]]) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Винилтриметосксисилан или винилтриэтоксисилан 1,0-3,0 Органическая перекись 0,1-0,4 Тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил- -4-гидроксифенил) пропионат 0,05-0,3 Бензопропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)- -4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4- -гидроксифенил]-1-оксопропил] гидразид 0,1-0,5 Поли-[[6-[(1,1,3,3-тетраметил-4-пиперидинил)имино] -1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил) имино]]) 0,1-5,0 Катализатор сшивки 0,05-1,0 Полиолефин остальное

Согласно изобретению, в качестве полимерной основы композиция может содержать полиэтилен низкой и высокой плотности, линейный полиэтилен. Указанные полимеры выпускаются в промышленности.

В качестве инициатора свободных радикалов используется органическая перекись, преимущественно перекись дикумила. Указанная перекись выпускается отечественной промышленностью.

В качестве катализатора сшивки, преимущественно используются дибу-тилоловодилаурат или кислотные катализаторы, например ацетат цинка.

Композиция также содержит выпускаемые в промышленности продукты: тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) пропионат) - Ирганокс 1010, бензопропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диме-тиэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид - Ирганокс MD 1024 или Lowinox MD 24 и поли-[[6-[(1,1,3,3-тетраметил-4-пиперидинил)имино]-1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]]) - Химасорб 944.

Предлагаемая электроизоляционная сшивающаяся композиция перерабатывается на типовом оборудовании по традиционной технологии для этого вида композиций.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующим примером, иллюстрирующим, но не ограничивающим изобретение.

Пример:

1 стадия. Прививка органосилана к полиолефину в присутствии органической перекиси.

Органосилан и растворенную в нем перекись смешивают с гранулами полиолефина на двухшнековом или одношнековом смесителе, при температуре (180-200)°C. Полученную однородную смесь экструдируют в виде стренг, охлаждают и гранулируют.

Параллельно на смесителе готовят концентрат катализатора, для чего смешивают заданное количество катализатора сшивки, полиолефина и дополнительно содержащихся в композиции вышеназванных продуктов. Полученную однородную смесь экструдируют в виде стренг, охлаждают и гранулируют.

2 стадия. Гранулы привитого сополимера и гранулы концентрата катализатора смешивают в соотношении 95:5 в соответствии с составом композиций. В таблице 1 приведены составы рецептур композиций. Для сравнения приведен состав известной композиции.

Смешанную композицию эструдируют на одношнековом экструдере при температуре расплава (160-180)° (в виде ленты толщиной 1 мм.

Сшивку проводят нагреванием в воде при температуре (80-90)°С.

Степень сшивки образцов оценивают по показателю «тепловая деформация» (по методике МЭК 60811). Термостойкость композиции оценивают в соответствии с требованиями потребителей по изменению механической прочности и относительного удлинения образцов после выдержки в течение 168 ч при температуре 135°С.

Оценку преждевременной сшивки композиций в экструдере проводят при визуальном осмотре качества поверхности экструдируемого образца в виде ленты при температуре расплава (160-180)°С и времени пребывания композиций в экструдере в течение 5, 10 и 15 мин.

Свойства композиций приведены в таблице 2.

Таким образом, предлагаемая композиция имеет хорошие физико-механические и технологические показатели, при изготовлении кабельных изделий не происходит преждевременной подшивки материала в экструдере.

Качество готовых кабельных изделий с использованием предлагаемой композиции соответствует требованиям технической документации.

Таблица 1 Состав композиций Компоненты, мас.% Пример №1 №2 №3 №4 №5 (известная) Полиэтилен 96,1 92,95 93,95 95,2 96,65 Винилтриметоксисилан 2,0 1,0 3,0 - - Винилтриэтоксисилан - - - 2,0 3,0 Органическая перекись - перекись дикумила 0,2 0,4 0,1 2,0 0,15 Тетра-бис-метилен-(3(3,5 -ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат) 0,1 0,3 0,05 0,1 - Бензопропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диме-тиэтил)-4-гидроксифенил] -1-оксопропил]гидразид 0,5 0,25 0,1 0,1 - Поли-[[6-[(1,1,3,3-тетраметил-4пиперидинил)имино]-1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]]) 0,1 5,0 2,3 0,1 - Дибутилоловодилаурат или кислотный катализатор сшивки 1,0 0,1 0,5 0,5 0,2

Таблица 2 Состав композиций Наименование параметров Композиции №1 №2 №3 №4 №5 (известная) 1. Тепловая деформация, % (методика МЭК) 60 40 70 90 1140 2. Прочность при растяжении, МПа 14,2 13,8 13,2 13,4 130 3. Относительное удлинение при разрыве, % 650 610 690 630 600 4. Изменение физико-механических показателей после теплового старения при температуре 135°С в течение 168 ч: - прочность при растяжении, % 8 2 10 18 40 - относительное удлинение при разрыве, % (требования МЭК 60502: ±25%) 12 8 15 20 90 5. Стойкость к действию ионов меди при температуре 150°С, час >2000 >2000 >2000 >2000 - 6. Качество поверхности экструдируемо
го образца композиции при времени пребывания в экструдере в течение:
5 мин Поверхность ровная, гладкая Поверхность ровная, гладкая Поверхность ровная, гладкая Поверхность ровная, гладкая Поверхность слегка волнистая 10 мин То же То же То же То же Поверхность шероховатая 15 мин Поверхность слегка волнистая Поверхность слегка волнистая Поверхность слегка волнистая Поверхность слегка волнистая Поверхность сильно шероховатая, материал подшивается в экструдере

Похожие патенты RU2440633C1

название год авторы номер документа
Электропроводящая пероксидносшиваемая композиция для экранов силовых кабелей высокого напряжения 2015
  • Бузлаев Анатолий Васильевич
RU2606380C1
Электропроводящая полимерная композиция 2016
  • Бузлаев Анатолий Васильевич
  • Глушкин Сергей Владимирович
RU2614145C1
ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩАЯ ПЕРОКСИДНОСШИВАЕМАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2012
  • Зюзин Александр Михайлович
  • Бузлаев Анатолий Васильевич
RU2500047C1
Пероксидносшиваемая композиция для изоляции силовых кабелей 2015
  • Бузлаев Анатолий Васильевич
  • Рахмятуллов Ренат Наилевич
RU2606500C1
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ САМОЗАТУХАЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2008
  • Мещанов Геннадий Иванович
  • Пешков Изяслав Борисович
  • Васильев Евгений Борисович
  • Паверман Наталия Григорьевна
  • Каменский Михаил Кузьмич
  • Зайцева Тамара Леонидовна
  • Козельцев Вадим Львович
  • Завадский Федор Юрьевич
  • Виноградов Алексей Валентинович
  • Кузнецов Виктор Степанович
RU2369931C1
Электропроводящая полимерная композиция с низким удельным объёмным сопротивлением 2017
  • Бузлаев Анатолий Васильевич
  • Глушкин Сергей Владимирович
RU2664873C1
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2009
  • Васильев Евгений Борисович
  • Каменский Михаил Кузьмич
  • Мещанов Геннадий Иванович
  • Паверман Наталия Григорьевна
  • Пешков Изяслав Борисович
  • Семенова Алла Борисовна
  • Домнич Игорь Константинович
  • Кислов Игорь Александрович
  • Крамаренко Наталья Николаевна
  • Ларина Татьяна Васильевна
  • Довженко Игорь Григорьевич
  • Ляшенко Дмитрий Владимирович
  • Денисенко Сергей Николаевич
  • Солодовников Игорь Олегович
RU2394292C1
Электропроводящая полимерная композиция 2017
  • Бузлаев Анатолий Васильевич
  • Глушкин Сергей Владимирович
RU2664872C1
Пероксидносшиваемая композиция для изготовления кабельной изоляции 2019
  • Мешалкин Андрей Олегович
  • Бахов Фёдор Николаевич
RU2713398C1
ИЗОЛЯЦИЯ КАБЕЛЯ 2018
  • Бергквист Маттиас
  • Султан Бернт-Аке
RU2750866C2

Реферат патента 2012 года ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ СШИВАЮЩАЯСЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к кабельной технике и может быть использовано при производстве изоляции оболочек кабельных изделий. Электроизоляционная сшивающая композиция содержит, в мас.%: винилтриметосксисилан или винилтриэтоксисилан - 1,0-3,0; органическая перекись - 0,1-0,4; тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат - 0,05-0,3; бензопропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид - 0,1-0,5; поли-[[6-[(1,1,3,3-тетраметил-4-пиперидинил)имино]-1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино)]] - 0,1-5,0; катализатор сшивки 0,05-1,0; полиолефин - остальное, Техническим результатом изобретения является предотвращение преждевременной сшивки композиции при переработке и производстве, повышение стойкости к старению и показателей по тепловой деформации. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 440 633 C1

Электроизоляционная сшивающаяся композиция, содержащая полиолефин, винилтриметоксисилан или винилтриэтоксисилан, органическую перекись и катализатор сшивки, отличающаяся тем, что она содержит тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил--4-гидроксифенил)пропионат, бензо-пропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид и поли-[[6-[(1,1,3,3-тетраметил-4-пиперидинил)имино]-1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино)]] при следующем соотношении компонентов, мас.%:
винилтриметоксисилан или винилтриэтоксисилан 1,0-3,0 органическая перекись 0,1-0,4 тетра-бис-метилен- (3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) пропионат 0,05-0,3 бензопропионовой кислоты 3,5-бис (1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-2- [3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4-гидроксифенил]- 1-оксопропил]гидразид 0,1-0,5 поли-[[6-[(1,1,3,3-тетраметил-4-пиперидинил) имино]-1,6-гександиил [(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино)]] 0,1-5,0 катализатор сшивки 0,05-1,0 полиолефин остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2440633C1

US 3646155 А, 29.02.1972
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ САМОЗАТУХАЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2008
  • Мещанов Геннадий Иванович
  • Пешков Изяслав Борисович
  • Васильев Евгений Борисович
  • Паверман Наталия Григорьевна
  • Каменский Михаил Кузьмич
  • Зайцева Тамара Леонидовна
  • Козельцев Вадим Львович
  • Завадский Федор Юрьевич
  • Виноградов Алексей Валентинович
  • Кузнецов Виктор Степанович
RU2369931C1
Сшивающаяся композиция 1985
  • Василец Людмила Григорьевна
  • Лебедева Елена Дмитриевна
  • Осипчик Владимир Семенович
  • Акутин Модест Сергеевич
  • Лащивер Рудольф Аронович
  • Дикерман Далий Натанович
  • Фирсов Юрий Иванович
  • Яценко Борис Павлович
SU1291593A1
WO 9957190 A1, 14.11.1999
JP 9052987 A, 25.02.1997
US 5412012 A, 02.05.1995.

RU 2 440 633 C1

Авторы

Барковский Валентин Владимирович

Васильев Евгений Борисович

Зайцева Тамара Леонидовна

Мещанов Геннадий Иванович

Николаев Василий Иванович

Паверман Наталия Григорьевна

Васильев Роман Евгеньевич

Даты

2012-01-20Публикация

2010-09-28Подача