ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2013 года по МПК H01B3/44 C08L27/06 

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

Имеется большое количество публикаций в части снижения пожароопасности различных композиций на основе ПВХ. В состав ПВХ-пластиката пониженной горючести, как правило, входят антипирены для уменьшения горючести, дымоподавители, поглотители хлористого водорода для уменьшения выделения коррозионных активных летучих продуктов горения, а также пластификаторы, наполнители, стабилизаторы и др.

Известна полимерная композиция, включающая компоненты при следующем соотношении компонентов:

Суспензионный поливинилхлорид 100 Сложноэфирный пластификатор 45-52 Свинцовый стабилизатор 4-6 Гидрат окиси алюминия 10-30 Трехокись сурьмы 4-9 Аэросил 3-5 Эпоксидно-диановая смола 2-4

(патент РФ №2034874, C08L 27/06, 1995).

Уровень пожаробезопасных характеристик композиции недостаточен.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является негорючая электроизоляционная композиция с пониженным дымовыделением, используемая для изоляции и защитных оболочек электрических проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности [Патент РФ №2195729 кл. Н01В 3/44, 2006].

Известная композиция содержит, 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 Дифенилолпропан 0,1-0,6

Композиция характеризуется свойствами: КИ 33-34, максимальная плотность дыма при горении 185-220, однако уровень негорючести и снижения выделения дыма при горении недостаточно высок. Кроме того, данная композиция для достижения пожаробезопасных характеристик содержит большое количество наполнителей, антипиренов, и, как следствие, имеет довольно низкое значение показателя текучести расплава (ПТР), что затрудняет ее переработку в экструдерах.

Задача заявляемого изобретения состоит в разработке электроизоляционной композиции, характеризующейся пониженной горючестью, пониженным дымооброзованием в условиях горения и улучшенной текучестью расплава.

Поставленная задача достигается тем, что электроизоляционная полимерная композиция, содержащая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, карбонат кальция, трехосновной сульфат свинца (ТОСС), ионол, дифенилолпропан, тригидрат окиси алюминия, трехокись сурьмы, окись цинка дополнительно содержит борат цинка, стеарат кальция, металлсодержащую смазку, полученную взаимодействием олеиновой или стеариновой кислоты с глицерином при мольном соотношении 1:1 в присутствии 0,5-2,0 мас.% от общей реакционной массы окиси цинка или окиси магния или их двухкомпонентной смеси при их массовом соотношении 0,25-1,0:0,25-1,0 при 130-160°С в течение 4-5 часов, композиция может содержать магния гидроксид, Перкалит F 100, при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

Суспензионный поливинилхлорид 100 Сложноэфирный пластификатор 40-60 Трехосновной сульфат свинца 3-7 Стеарат кальция 1-3 Карбонат кальция 5-70 Тригидрат окиси алюминия   и/или магния гидроксид 20-80 Трехокись сурьмы 2-9 Окись цинка 1-5 Ионол 0,1-0,5 Борат цинка 0,5-6 Дифинилолпропан 0,1-0,5 Перкалит F 100 0-5 Металлсодержащая смазка 0,5-10

Металлсодержащая смазка, полученная по патенту РФ №2348664 кл. C08L 27/06, 2009 г., включает в составе моноэфиры глицерина, карбоксилаты магния, цинка на основе олеиновой кислоты и обладает полифункциональным действием, а именно повышает текучесть расплава и термо-, цветостабильность ПВХ композиций.

В качестве сложноэфирного пластификатора композиция содержит: диоктилфталат (ДОФ), диизооктилфталат (ДИОФ), диизононилфталат (ДИНФ), диалкилфенилфосфат (ДАФФ), трикрикрезилфосфат (ТКФ), диоктилсебоцинат (ДОС) по ГОСТ 8728-88 или их смеси.

В заявляемой полимерной композиции используют в качестве антипирена тонкодисперсный тригидрат окиси алюминия и/или магния гидроксид с содержанием основного вещества не менее 95%.

Заявляемая композиция для улучшения термомеханических, огнезащитных, огнезадерживающих и реологических свойств может содержать добавку Перкалит F 100 производства компании Akzo Nobel, представляющий собой слоистый двойной гидроксид алюминия и магния, модифицированный гидро-генизированными жирными кислотами, сажу в количестве 0,5-4 мас.ч.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1.

В смеситель, нагретый до 90°С, загружают сыпучие компоненты, мас.ч.:

суспензионный поливинилхлорид - 100,

металлсодержащая смазка - 3,

борат цинка - 3,

окись цинка - 2,5,

трехосновной сульфат свинца - 6,

трехокись сурьмы - 5,

дифенилолпропан - 0,3,

ионол - 0,2,

стеарат кальция - 1.

Смесь перемешивают в течение 3-5 мин, вводят ДОФ 45. Перемешивают 20-25 мин, затем вводят карбонат кальция 45, магния гидроксид 65 и перемешивают еще 7-10 мин.

Полученную порошкообразную смесь охлаждают до комнатной температуры и вальцуют при температуре 165-170°С в течение 8-10 мин. Из отвальцованных пленок прессуют образцы для испытаний при температуре 170-175°С в течение 3 мин под давлением 220 кгс/см².

Кислородный индекс определяют по ГОСТ 12.1.044-89. Коэффициент дымообразования (Dm) при горении по ГОСТ 12.1.044-89. Показатель текучести расплава (ПТР) определяют по ГОСТ 11645-73.

По примерам 2-10 композиции готовят и испытывают аналогично примера 1.

Состав полимерной композиции по примерам и свойства композиции по примерам приведены в таблице 1.

При использовании в рецептуре электроизоляционного кабельного пластиката компонентов в заявляемых количествах снижается коэффициент дымообразования (Dm) при горении, повышается степень негорючести, а также повышается текучесть расплава полимера, что облегчает переработку композиции на высокоскоростных экструдерах.

Изобретение относится к кабельной технике, а именно полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) пониженной горючести, выделением дыма и хлористого водорода при горении, предназначенным для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности. Техническим результатом изобретения является снижение коэффициента дымообразования (Dm), повышение степени негорючести, технологичности композиции при переработке, и улучшение внешнего вида жгута кабельного пластиката. Композиция содержит, в мас.ч.: суспензионный поливинилхлорид - 100, сложноэфирный пластификатор 40-60, трехосновной сульфат свинца 3-7, стеарат кальция 1-3, карбонат кальция 5-7, тригидрат окиси алюминия и/или магния гидроксид 20-80, трехокись сурьмы 2-9, окись цинка 1-5, Ионол 0,1-0,5, борат цинка 0,5-6, дифинилолпропан 0,1-0,5, перкалит F 100 - 0-5, металлсодержащую смазку 0,5-10, при этом, металлсодержащая смазка получена путем взаимодействия олеиновой или стеариновой кислоты с глицерином при мольном соотношении 1:1 в присутствии 0,5-2,0 мас.% от общей реакционной массы оксида цинка или оксида магния или их двухкомпонентной смеси при их массовом соотношении 0,25-1,0:0,25-1,0 при 130-160°С с выдержкой в течение 4-5 часов. Повышение текучести расплава предложенной композиции облегчает ее переработку на высокоскоростных экструдерах. 1 табл., 1 пр.

Электроизоляционная полимерная композиция, содержащая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, карбонат кальция, трехосновной сульфат свинца (ТОСС), ионол, дифенилолпропан, тригидрат окиси алюминия, трехокись сурьмы, окись цинка, отличающаяся тем, что дополнительно содержит борат цинка, стеарат кальция, металлосодержащую смазку, полученную взаимодействием олеиновой или стеариновой кислоты с глицерином при мольном соотношении 1:1 в присутствии 0,5-2,0 мас % от общей реакционной массы окиси цинка или окиси магния или их двухкомпонентной смеси при их массовом соотношении 0,25-1,0:0,25-1,0 при 130-160°С в течение 4-5 ч, и может содержать магния гидроксид, Перкалит F 100 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Суспензионный поливинилхлорид 100 Сложноэфирный пластификатор 40-60 Трехосновной сульфат свинца 3-7 Стеарат кальция 1-3 Карбонат кальция 5-70 Тригидрат окиси алюминия   и/или магния гидроксид 20-80 Трехокись сурьмы 2-9 Окись цинка 1-5 Ионол 0,1-0,5 Борат цинка 0,5-6 Дифинилолпропан 0,1-0,5 Перкалит F 100 0-5 Металлсодержащая смазка 0,5-10