Полимерная композиция Советский патент 1984 года по МПК C08L23/04 C08K5/5419 

Изобретение относится к полимерным композициям на основе полиолефинов для получения вспененных изделий путем химического вспенивания композиций в процессе экструзии или литья под давлением и Аожет быть - использовано, в частности, для получения вспененной изоляции проводов и кабелей. Известна композиция на основе полиэтилена высокого и низкого давления, содержащая ингибитор разложения порообразователя, например дигидразид диацетиладениновой кислоты, антиоксидант, например 2,2-метилен-био(4-метш1-6,1-метил)-диклогексилфенол и вспенивающий агент (адзодикарбон .амид),который разлагается в процессе экструзии и формирует вспененную изоляцию 1.1 3. Недостатком указанной композиции являются неравномерность распределения пор, колебания кажущейся плотности по дпине изоляции и снижение элект рических параметров изоляции кабеля. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сзгащости и достигаемому эффекту является полимерная композиция, содержащая полиолефин (например, смесь полиэтилена высокого давления и сополимера этилена и пропилена), антиоксидант, структурообразователь, вспенивающий агент (азодикарбонамид) и технологическую добавкусмазку (полиэфиры жирных кислот). Перечисленные компоненты содержатся в композиции в следующих количествах, мае. ч.: полиэтилен высокого давления 95; сополимер этилена с другим мономером 1-6, азодикарбонамид или другой вспенивающий агент 0,15,0 (предпочтительно 0,6-0,8); структурообразователь 0,05; антиоксидант 0,2; полиэфир на основе стеариновой кислоты 0,001-1,0 (предпочтительно. 0,02-0,06). В качестве структурообразователя рекомендованы соли , магния и других металлов С23. Однако указанная композиция хотя и имеет лучшие показатели по, равномерности кажущейся плотности и распре деления пор, но не отвечает требованиям по диэлектрическим характеристикам вспененной изоляции, особенно при больших частотах, а также низкие скорости переработки композиции. Неудовлетворительные электрические характеристики (тангенс угла диэлектрических потерь не дают возможность применять ее для получения вспененной изоляции высокочастотных кабелей с тонкостенной изоляцией,повышение приводит к резкому ухудшению электрических параметров каб.елей и снижает диапазон передаваемых сигналов. Цель изобретения - улучшение перерабатываемости и снижение тангенса угла диэлектрических потерь. Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция, содержащая полиолефин, азодикарбонамид, антиоксидант, структурообразователь и технологическую добавку, в качестве последней содержит смесь полиэтилсилоксановой жидкости с полиэтиленгликолем, взятых в массовом соотношении 1.(1-20), следующем соотношении компонентов в композиции, мас.%: 93,50-99,25 Полиолефин 0,30-1,50 Азодикарбонамид Антиоксидант 0,05-0,50 Структурообразо0,20-3,00 ватель Смесь полиэтилсилоксановой жидкости с полиэтиленмассовом соотношении 1:(1-20) 0,20-1,50 Данная композиция в качестве полиолефина - этилена может содер; ать полиэтилен высокого (ПЭВД) и низкого (ПЭНД) давления, сополимер этлщена с пропиленом (СЭП) и другие сополимеры, а также их смеси, в качестве антиоксиданта используют Ы,Н-ди-бетанафтил-п-фенилендиамин (диафен НИ), 2,2-метилен-бис-(6-метилдициклогексил4-метилфенол) и другие известные для этой цели продукты. В качестве структурообразователя могут быть использованы тальк, , каолин, в качестве полиэтилсилоксановой жидкости могут применяться ПЭС-5, ПЭС-20, ПЭС-50 и др., в качестве полиэтиленгликоля могут применяться триэтш1енгликоль, полиэтиленгликоль-9, полиэтиленгликоль-35 и др. Предпочтительным является описанное соотношение полиэтилсилоксановой жз адкости и полиэтиленгликоля. При соотношении меньше чем 1:1 не достигается эффект улучщения перерабатываемости, а при повьшхении содержания полиэтиленгликоля наблюдается плохая совместимость (выпотевание).

311002864

Базовым объектом является компо- ры 2-4) и предлагаемых (рецептуры зиция на основе концентрата пенообра- 5-8) приведены в табл. 2, зующего полиэтилена марки 107-ОВАС Полученные данные испытаний свиде(ТУ 6-05-361-6-80). Вспененная изоля- тельствуют, что композиция-прототип ция кабеля, получаемая на основе сме- s ей,концентрата 107-ОВАС и полиэтилена высокого давления, обладает следующими свойствами: кажущаяся плотность

О j40-0,50 г/смtacA при частоте 10 Гц 0,0009. Скорость переработки указанной смеси не превьшает 300 м/мин. При повышении скорости свыше указанной ухуд шается качество поверхности изоляции и ее электрические параметры. Кроме того, указанная смесь применяется для образования вспененной изоляции с радиальной толщиной более 0,4 мм. Пример. Композицию готовят по рецептурам, указанным в табл. 1, |следующим образом. Полиэтилен высокого давления, антиоксидант, структуро образователь, вспенивающий агент и технологическую добавку смешивают в 2-лопатном смесителе типа ВернерПфляйдерер при комнатной температуре в течение 10-15 мин, затем полученную смесь гранулируют на шнековом грануляторе типа Вусс при 100120С для ПЭВД и 160-180 С ПЭНД. Готовая композиция выдерживается в течение 24 ч при температуре помещения. Переработка композиции производится на экструдерах с соотношением диаметра шнека к его длине от 1:20 до 1:25. Изолирование токопроводящей жилы проводится при следующем темпера турном режиме: 1 зона , 2 зона 120°С, 3 зода (для ПЭВД) и 160 180°С (для ПЭНД), 4 зона 160 - 180с, головка 160-180°С. Свойства композиции определяют на изолированной жиле и на изоляции снятой с токопроводящей жилы. Оптимальную скорость изолирования жилы устанавливают по качеству поверх ности изоляции, кажущейся плотности и равномерности распределения пор, кавество поверхности определяют-визу ально. Кажущуюся плотность определяют методом гидростатического взвешивания. Равномерность распределения пор и их размер определяют пб срезам вспененной избляции под микроскойом при 40 X увеличении. Свойства композиций по прототипу (рецептура 1), контрольных (рецепту(рецептура 1) перерабатьгоается при скорости изолирования не более 600 м/мин, повьшение скорости экструдирования приводит к неполному процессу разложения вспенивающего агента, to а следовательно,повьппению плотности изоляции, к неравномерности распределения пор. При этом 6.сЛизоляции ийеет значение 0,0008 при частоте и 0,0010 при частоте 5-10 Гц (требования, предъявляемые к изоляции кабелей - не более 0,0004 и 0,0005 при частотах и 5 10° Гц соответственно) . Замена стеарата кальция на смесь, полисилоксановой жидкости с полиэтиленгликолем (см. табл. 2 рецептуры 4-8) приводит к повышению скорости экструдирОвания и снижению (t изолированной жилы со вспененной изоляцией отвечает предъявляемым требованиям) , при этом кажущаяся плотность вспененной изоляции отвечает предъявляемым требованиям (должна быть в пределах 0,40-0,50 г/см). Распределение пор равномерное, размер пор находится в пределах 20-80 мкм. Испытание композиции рецептуры 2 показывают, что при снижении дозировки вспенивающего агента (0,2 мас.%) невозможно получить качественную вспененную изоляцию, хотя скорость экструдирования ее превосходит скорость экструдирОвания кс№1позиции-прототипа. Для композиции рецептуры 3 характерна перевспененная изоляция, неравномер- ность распределения пор, выпотевание технологической добавки. Снижение скорости переработки композиции рецептуры 4 связано с тем, что количество ПЭС-5 и ПЭГ взято в соотношении 0,5:1 вместо :1. Таким образом, наилучшие результаты испытаний получены для предлагаемой, композиции рецептур 5-8. Предлагаемая композиция может быть применена для тонкостенной изоляции (толщина изоляции 0,1-0,8 мм) кабелей связи низкочастотных и высокочастотных. Экономический эффект от ее использования взамен монолитного полиэтилена для городских телефонных кабелей составляет 1600 руб/т.

1100286

Таблица 1

ПОШМЕРНАЯ КОМПОЗЩИЯ, со-, держащая полиолефин, азодикарбонамид, антиоксидант, структурообразователь и технологическую добавку, о т л и чающаяся тем, что, с целью улучшения перерабатываемости и сниже йия тангенса угла диэлектрических потерь, в качестве технологической добавки она содержит смесь полиэтил силоксановой жидкости с полиэтиленгликолем, взятых в массовом соотношении 1:

Полиэтилен высокого давления 95,00 99,50 86,80 86,60 86-,70 Полиэтилен низкого . давления - . - 5,0 10,0 Сополимер этилена с пропиленом 5,00 - - - . Сополимер ; этилена с ct-бутиленом - - - Азодикарббнамид 0,80 0,20 2,0 0,7 0,7 Диафен НН - 0,10 - - БисалкофенМЩ1 0,20 - 0,2 0,2 0,1 Тиалкофен БП . - - - - Тальк - 0,10 4,0 2,0 2,0 Соль 0,05 - - - Полиэфирстериановой кислоты 0,03 - -- Соотношение ПЭС-5 и по-. , лиэтиленгликодя - 0,05: 0,08: 0,07: 0,1: 0,05 1,92 0,43 0,4 (I5l) (1:25) (0,5:1)(1:4) Примечание. Примеры 5 и 7содержат полиэтиленгликоль-9; 2, 4,6. триэтиленгликоль; только полиэтисилоксановую жидкость (ПЭС-5); только полиэтиленгликоль-9. . 9,15 90,5 92,6 98,10 96,4 - - - 5,0 - - 5,0- - . 0,3 1,0 0,7 0,7 0,7 0,15 - 0,1 0,1 0,1 . - 0,5 - - 0,2 1,5 1,0 1,0 1,0 - - V 0,1: .0,06: 0,1: 0,1 1,8 0,1 d,44 05 1:1) (1:20) (1:5) Скорость переработки 400-600 800 Кажущаяся плотность, 0,45 0,8 0,3 0,43 при 0,0008 0,0006 0,0006 0,0004 при 5 хЮ Гц 0,0010 0,0007 0,0008 0,0005 Переработка затруднена из-за выпотевания этиленгликоля.

Таблица 2

400 1200 1000 1100 1300 0,43 0,48 0,40 0,42 0,0003 0,0002 0,0003 0,0003 . 0,0005 0,0004 0,0004 0,0005 полисилоксановой жидкости и поли