ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРО-ГИДРОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2015 года по МПК C08L23/06 C08K3/22 H01B3/44 H01B7/28 

Изобретение относится к герметизирующим и электроизоляционным материалам для производства оболочки кабелей связи, предпочтительно является наружным слоем кабеля, выполняющим защитную функцию при изготовлении изделий радиотехнической и электротехнической промышленности.

Известен гидроизоляционный полимерный материал, выполненный из отходов - композиция [1] с использованием полиэтилена, полученного из отходов, с плотностью не более 0,940 г/см³ и полиэтилена с плотностью более 0,940 г/см³ следующего состава, мас.%:

полиэтилен, полученный из отходов   (плотность не более 0,940 г/см³) 30-90 полиэтилен (плотность более 0,940 г/см³) 10-70

Недостаток данной композиции заключается в том, что используемый в качестве основного компонента полиэтилен, полученный из отходов, может дать слои покрытия с низкими механическими свойствами, как то: разрушающее напряжение, удлинение при разрыве, стойкость к растрескиванию под влиянием условий окружающей среды, в сравнении с изначальными полимерными материалами. Помимо этого, упомянутые слои покрытия могут иметь ухудшенный внешний вид в основном из-за образования дефектов на их поверхности, например образование мелких агломератов, которые не только ухудшают внешний вид и нарушают гладкость, но также и снижают их механические характеристики.

Наиболее близким по составу к заявляемой полимерной композиции является гидроизоляционный полимерный материал [2], включающий полиэтилен, полиизобутилен, каменноугольный пек и мягчитель (продукт окисления битума с температурой кипения 360-420°C) следующего состава, мас.%:

полиэтилен 25 полиизобутилен 25 каменноугольный высокотемпературный пек 30-35 мягчитель остальное

Он предназначен для герметизирующей защиты, поэтому в его состав введены наполнители, обладающие гидроизоляционной эффективностью. Однако связующего полиэтилена в нем всего 25%, поэтому прочностные характеристики его весьма низкие. Еще один недостаток данной композиции состоит в том, что ее состав излишне усложнен большим количеством наполнителей.

Задачей изобретения является повышение физико-механических, электро- и гидроизоляционных свойств материала, химической стойкости и совместимости компонентов на основе дешевого и доступного сырья.

Поставленная задача достигается тем, что полимерная композиция для изготовления герметизирующего и электроизоляционного материала содержит полиэтилен низкого давления, буксол в качестве пластификатора и сыпучий наполнитель TiO₂ (оксид титана) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полиэтилен низкого давления 82-86 буксол в качестве пластификатора 4-8 сыпучий наполнитель TiO₂ (оксид титана) остальное

Данный материал характеризуется высокой термодинамической совместимостью компонентов композиции, что позволяет формировать качественные образцы с высокими механическими характеристиками.

Для оценки физико-механических свойств материала готовили пять смесей, в состав которых входил порошок полиэтилена (ПЭ) низкого давления (20606-012, ГОСТ 16338-70), сыпучего наполнителя TiO₂ (оксид титана) и пластификатор - отработанная железнодорожная смазка буксол. Состав исходной смазки:

Присадка на основе нитрованного масла (Акор-1 по   ГОСТ 15171) 1,0-1,5% Литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты 8,0-12% Литиевое мыло олеиновой кислоты 5-3,0% Диалкилдитиофосфат цинка (присадка ДФ-11 по ТУ 24216-80) 4,0-8,0% Нефтяное масло (смесь индустриальных масел):   И-40 (ГОСТ 2079988-97) изготовленное то ТУ 38.101413;   И-50 (ТУ 38.101413-97);   веретенное масло АУ (гидравлическое   масло НН по ИСО 6743/4) остальное

Из каждой смеси формировали образцы методом горячего прессования при температуре 150°C. Состав композиций полученных образцов приведен в табл.1, Физико-механические свойства материалов заявленного состава в сравнении с прототипом приведены в табл.2.

Таблица 1 Композиция Содержание компонентов, вес.% Предел прочности на растяжение, МПа Водопоглощение, % Диэлектрическая проницаемость ПЭ TiO₂ отработанная железнодорожная смазка буксол 1 81 11 8 17,8 0,013 2,70 2 83 11 6 18,8 0,011 2,68 3 84 12 4 19,2 0,012 2,62 4 85 10 5 20,0 0,01 2,56 5 86 11 3 18,7 0,01 2,57

Из таблицы 1 видно, что при содержании ПЭ в количестве менее 81% прочностные характеристики материала существенно снижаются и возрастает водопоглощение.

Таблица 2 Исследуемый параметр Метод исследования, оборудование Результаты измерений Условия проведения эксперимента Известный материал Предложен. материал Предел прочности на растяжение, МПа Разрывная машина РМУ-0,05 ГОСТ 14236-81 4 20,0 При постоянной скорости деформации 50 мм/мин Водопоглощение, %   0,6-1,0 0,01 Выдержка в дистиллированной воде при температуре 20°C в течение 7 суток

Таким образом, оптимальное сочетание электро- и гидроизоляционных свойств разработанного материала достигается при содержании полиэтилена 82-86%, пластификатора 4-8% и оксида титана остальное.

При таких составах материалы из предлагаемых композиций превосходят известный по прочности и водопоглощению. Предел прочности на растяжение образца из известной композиции составляет не менее 4 МПа, тогда как для образцов из предлагаемой композиции - 18,7-20,0 МПа, и водопоглощение предлагаемой композиции меньше, чем у прототипа более чем в 60 раз.

Разработанный полимерный композиционный материал обладает комплексом технологических свойств, допускающих его переработку на стандартном упаковочном оборудовании, хорошей термосвариваемостью и удовлетворительными физико-механическими характеристиками. При производстве материала может быть использована отработанная железнодорожная смазка буксол.

В созданном материале за счет входящей в состав отработанной смазки присадки на основе нитрованного масла Акор-1, предназначенной для улучшения защитных (консервационных) свойств смазочных минеральных масел различного назначения и топлив, реализуется принцип комбинирования методов защиты металлоизделий от коррозии в результате совмещения одновременно функций барьерной и электрохимической защиты.

Источники информации

1. Патент RU 2327714 Кабель со слоем покрытия, выполненным из отходов / Кастеллани Л., Пелициони А., Петруццотти Ф., Альбидзати Э. (27.08.2008), МПК C08L 23/06, C09D 123/06, H01B 3/44, C08J 11/06, 2008.

2. Авторское свидетельство SU 245357 A1 Полимерный материал / Провинтеев И.В. (01.01.1969), МПК C08L 23/06, C08K 11/00, C08L 95/00, 1969, - прототип.

Изобретение относится полимерной композиции для изготовления герметизационных и электроизоляционных материалов для производства оболочки кабелей связи. Композиция содержит полиэтилен низкого давления, в качестве пластификатора смазку буксол и сыпучий наполнитель, представляющий собой оксид титана. Композиция характеризуется высокой термодинамической совместимостью компонентов, что позволяет получать материал с высокими механическими характеристиками и оптимальным сочетанием электро- и гидроизоляционных свойств. 2 табл.

Полимерная композиция для изготовления электро- и гидроизоляционного материала, содержащая полиэтилен, пластификатор и наполнитель TiO₂, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора содержит смазку буксол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
полиэтилен низкого давления 82-86 буксол в качестве пластификатора 4-8 сыпучий наполнитель - оксид титана остальное