ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2013 года по МПК C08L27/00 H01B3/44 

Изобретение относится к кабельной технике, а именно 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, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности.

Имеется большое количество публикаций в части повышения пожаробезопасности поливинилхлоридных композиций, где для придания негорючести и снижения дымообразования при горении пластифицированного ПВХ используют в качестве антипиренов-дымоподавителей комбинацию различных наполнителей.

Известна полимерная композиция, содержащая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, свинцовый стабилизатор и антипирен-дымоподавитель, включающий трехокись сурьмы, окись цинка, борную кислоту, карбонат кальция и тригидрат окиси алюминия, аэросил при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

суспензионный поливинилхлорид 100 сложноэфирный пластификатор 45-60 свинцовый стабилизатор 4-7 трехокись сурьмы 6-12 окись цинка 1,5-2,5 борная кислота 0,1-1,0 карбонат кальция 40-80 тригидрат окиси алюминия 20-60 аэросил 3-5,

(авт. св. СССР №1832700, Кл. C08L, 27/06, 1996).

Композиция характеризуется следующими свойствами: КИ 32-33, значение максимальной плотности дыма в условиях горения и тления (Д_мак), в пределах 280-300. Недостатком данной композиции является недостаточно высокий уровень пожаробезопасных свойств.

Наиболее близкой по техническим характеристикам и достигаемому эффекту к предлагаемой рецептуре, является негорючая электроизоляционная композиция с пониженным дымовыделением, используемая для изоляции и защитных оболочек электрических проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности, содержащая, мас.ч.:

суспензионный поливинилхлорид 100 сложноэфирный пластификатор 35-65 свинцовый стабилизатор 2-7 карбонат кальция 5-45 тригидрат окиси алюминия 20-100 трехокись сурьмы 5-9 окись цинка 0,5-8 борат цинка 0,5-8 стеарат кальция 1-3 хлористый кальций 0,1-2 окись кальция 0,1-2

(патент РФ №2272330 кл. Н01В 3/44, 2006).

Композиция характеризуется следующими свойствами: КИ 38-40, значение максимальной плотности дыма в условиях горения (Д_мак), в пределах 180-210. Однако уровень негорючести композиции недостаточно высок.

Задачей изобретения является разработка электроизоляционной композиции, характеризующейся повышенной степенью негорючести и пониженным выделением дыма в условиях горения и тления.

Технический результат достигается тем, что электроизоляционная композиция, включающая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, свинцовый стабилизатор, карбонат кальция, тригидрат окиси алюминия, трехокись сурьмы, стеарат кальция, окись цинка, борат цинка, отличающуюся тем, что дополнительно содержит бромсодержащий антипирен, борную кислоту, магния гидроксид, дифенилолпропан, смазку при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

Суспензионный поливинилхлорид 100 Сложноэфирный пластификатор 40-70 Свинцовый стабилизатор 3-9 Карбонат кальция 20-70 Тригидрат окиси алюминия   или магния гидроксид или их смесь в соотношении 1:1 30-100 Трехокись сурьмы 4-8 Окись цинка 1-5 Стеарат кальция 1-3 Борная кислота 0,1-1,5 Борат цинка 0,5-10 Бромсодержащий антипирен 0,5-20 Дифенилолпропан 0,1-0,5 Смазка 0,1-0,5

Предложенная композиция содержит суспензионный ПВХ С-7059М по ГОСТ 14332-78Е. В качестве сложноэфирного пластификатора используются диоктилфталат (ДОФ), диизононилфталат (ДИНФ), диалкилфенилфосфат (ДАФФ), трикрикрезилфосфат (ТКФ), диоктилсебоцинат (ДОС), по ГОСТ 8728-88 или их смеси. Свинцовый стабилизатор: трехосновной сульфат свинца (ТОСС), двухосновной фталат свинца (ДОФТС) по ТУ 6-09-600-76, стеарат свинца по ТУ 6-09-17-320-96 или их смеси. В качестве бромсодержащего антипирена - тетрабромфталатный эфир, имеющий высокие антипирирующие свойства, молекулярный вес: 706,1, содержание брома: 45,1%. Формула: C₂₄H₃₄Br₄O₄

В качестве смазок в заявляемой полимерной композиции могут быть использованы: полиэтиленовый воск с температурой плавления не выше 100°C, окисленный полиэтиленовый воск, стеариновая кислота.

Предлагаемая композиция также может содержать другие целевые добавки, например, диоксид титана, концентраты красителей, сажу в количестве 0,5-3 мас.ч. и др.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1. В смеситель, нагретый до 90°C, загружают сухие компоненты: на 100 мас.ч ПВХ С 7059М 100, ТОСС-4, борат цинка - 1, оксид цинка - 2, борную кислоту - 0,5, трехокись сурьмы - 4, стеарат кальция - 1, дифенилол-пропан - 0,5, стеариновую кислоту - 0,1, перемешивают в течение 3-5 мин, вводят ДОФ 40 мас.ч., тетрабромфталатный эфир 10, перемешивают 20-25 мин, затем вводят карбонат кальция 40 мас.ч., магния гидроксид 30 мас.ч., тригидрат окиси алюминия 30 мас.ч. и перемешивают еще 7-10 мин. Полученную порошкообразную смесь охлаждают до комнатной температуры и вальцуют при температуре 155-165°C в течение 5-10 мин. Из вальцованных ПВХ пленок прессуют образцы для испытаний при температуре 160-170°C в течение 3 мин под давлением 120 кгс/см².

Кислородный индекс определяют по ГОСТ 12.1.044-89, максимальную плотность дыма (Д_макс) в условиях горения и тления определяют по ГОСТ 24632-81.

Состав и свойства композиции приведены в таблице.

Примеры 2-14. Способ приготовления аналогичен примеру 1. Состав композиций и свойства приведены в таблице.

Пример 15 - по прототипу.

Таблица 1 Состав и свойства композиции   Примеры по изобретению, состав, мас.ч.     Компоненты 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 прототип ПВХ С-70 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Диоктилфталат 40 50 - - - 50 65 30 70 - - - - - 65 Диизононилфталат - - - 40 70 - - - - - - - - - - Диалкилфенилфосфат - - 70 - - - - 10 - - - - 40 - - Трикрикрезилфосфат - - - - - 10 - - - - 70 25 - - - Диоктилсебоцинат - - - - - - - - - 70 - 35 - 40 - ТОСС 4 - 3 7 9 - 6 5 - - 3 - 4 - 5 ДОФТС - 6 - - - 3 - - 9 3 3 - - 7 ( Стеарат свинца - - - - - - - - - 3 - 5 3 - - Карбонат кальция 40 70 20 50 60 30 35 45 55 50 45 70 64 48 45 Магния гидроксид 30 - 100 60 - 80 - 55 - 45 - 30 - 85 - Тригидрат окиси алюминия 30 40 - - 70 - 90 - 100 45 55 - 65 - 10 Трехокись сурьмы 4 5 7 6 8 5,5 6,5 7.5 4,5 5 7 8 4 6 5 Окись цинка 2 3 1 4 3 5 2,5 3,5 1,5 5 2,5 3 4,5 4 8 Борная кислота 0,5 0,1 0,3 1 1,5 0,75 0,2 1,3 1 0,8 1,5 0,6 0,9 1,3 - Борат цинка 1 6 3 5 8 7 5,5 4,5 0,5 9 5 10 7 4,5 8 Тетрабромфталатный эфир 10 8 20 6 15 2,5 5 11 0,5 7 14 12 9 17 - Стеарат кальция 1 2 1,5 2,5 1,5 2 3 2,5 3 1 1,5 1 1 2 3 Дифенилолпропан 0,5 0,3 0,5 0,2 0,4 0,4 0,3 0,2 0,5 0,3 0,5 0,5 0,2 0,4 - Стеариновая кислота 0,1 - - 0,2 - 0,5 - 0,4 - 0,15 - 0,4 - 0,35 - Полиэтиленовй воск - 0,5 - - 0,5 - 0,3 - 0,1 - 0,15 - 0,35 - - CaC₁₂ - - - - - - - - - - - - - - 2 Свойства Кислородный индекс, % 42 41 43 42 43 41 41 43 42 41 43 42 42 43 40 Максимальная оптическая плотность дыма Д_макс:. - при горении 138 141 122 144 137 149 145 136 150 146 139 135 136 133 180 - при тлении 95 98 84 99 92 100 97 94 99 95 96 88 92 87  

Изобретение относится к кабельной технике, а именно 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, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности. Электроизоляционная композиция включает суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, свинцовый стабилизатор, карбонат кальция, тригидрат окиси алюминия или магния гидроксид, трехокись сурьмы, стеарат кальция, окись цинка, борат цинка, бромсодержащий антипирен, борную кислоту, дифенилолпропан. Изобретение позволяет повысить пожаробезопасность проводов и кабелей, снизить дымовыделение при тлении и горении и обеспечить низкую горючесть. 1 табл., 15 пр.

1. Электроизоляционная композиция с пониженной горючестью, выделением дыма в условиях горения и тления и хлористого водорода при горении, предназначенная для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности, включающая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, свинцовый стабилизатор, карбонат кальция, тригидрат окиси алюминия, трехокись сурьмы, стеарат кальция, окись цинка, борат цинка, отличающаяся тем, что дополнительно содержит бромсодержащий антипирен, борную кислоту, магния гидроксид, дифенилолпропан, смазку при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
Суспензионный поливинилхлорид 100 Сложноэфирный пластификатор 40-70 Свинцовый стабилизатор 3-9 Карбонат кальция 20-70 Тригидрат окиси алюминия   или магния гидроксид или их смесь в соотношении 1:1 30-100 Трехокись сурьмы 4-8 Окись цинка 1-5 Стеарат кальция 1-3 Борная кислота 0,1-1,5 Борат цинка 0,5-10 Бромсодержащий антипирен 0,5-20 Дифенилолпропан 0,1-0,5 Смазка 0,1-0,5

2. Электроизоляционная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве бромсодержащего антипирена содержит тетрабромфталатный эфир.