Наполненная электроизоляционная композиция на основе поливинилхлорида Советский патент 1985 года по МПК C08L27/06 C08K9/04 

.1 ,

Изобретение относится к высоконаполненным поливинилхлоридным (ПВХ) композициям, которые могут быть использованы для изоляции и оболочки проводов и кабелей, а также для других изделий, например; ли тон, пленок, пшангов и т.д.

Одним из основных требований,

предъявляемых к высоконаполненным композициям, используемым в электротехнической промьшшенности, является сочетание достаточно высоких эксплуатационных свойств материала удельного объемного электрического сопротивления (j ) , термостабили-. затор (1-) и хорошей перерабатываемости. Улучшение свойств материалов при наполнении сопровождается снижением стоимости материалов.

Известна наполненная электроизоляционная ПВХ-композйция, содерж щая на 100 мае.ч. ПВХ, мае.ч.: пластификатор 20-100j термостабилизатор 0,1-10; карбонат кальция 0-100; двуокись кремния 0,05-3,0j . дифеНИЛолпропан О,0005-1,Oj смесь стеарата кальция и стеариновой кислоты 4 (l J.

Композиция, содержащая на 100 мае.ч. ПВХ 50 мас.ч. диоктилсебацината, 5 мас.ч. трехосновного сульфата свинца, 100 мас.ч. карбоната кальция, 0,3 мас.ч. дифенилолпропана, 2 мас.ч. стеарата кальция и 2 мас.ч. стеариновойкислоты, имеет достаточную вязкость расплава но низкую Термостабильность /V 100 мин ( 0,5). Этой термостабильности недрстаточко в условиях переработки Пластиката и его последующей эксплуатации.

Известна также наполненная электроизоляци-онкая пластифицированная композиция на основе ПВХ, содержащая в качестве наполнителя до 50 мас.ч. карбоната кальция, обработанного жирными кислотами С 10 и их натриевыми солями С }

Композиция, содержащая на 100 мас.ч. ПВХ 50 мас.ч. карбоната кальция, обработанного стеариновой кислотой или натриевой солью синтетических жирных кислот 20

в количестве - 2 вес.%, 50 мас.ч. диалкилфталата и 5,мае.ч. трехоснойного сульфата свинца, имеет низкую термостабильность, которая значи942

тельно снижается в сравнении с ненаполненной композицией 0,57, pv при 4,1-Ю Ом-см.

Наиболее близкой к изобретению по совокупности признаков и достигаемому эффекту является наполненная электроизолядаонная композиция на .основе ПВХ, содержащая на. 100 мас.ч. ПВХ 50-80 мас.ч. пластификатора, 3,0-7,5 мас.ч. свинцового стабилизатора и 50-300 мас.ч. гидрофобного карбоната кальция, модифицированного 3,5-5,0 мас.% стеарата кальция З.

I

Термостабильность известной наполненной композиции при увеличении степени наполнения не изменяется. Вязкость расплава резко возрастает.

поэтому получить материал с уровнем

наполнения более 300 мас.ч. не удается в виду невозможности его переработки. Кроме того, показатели j при 70С наполненной композиции недостаточно . высокие.

Целью изобретения является повышение степени наполнения, термоста- бильности, удельного объемного электрического сопротивления и уменьшения вязкости расплава наполненной электроизоляционной композиции на основе ПВХ.

Поставленная цель достигается тем, что наполненная электроизоляционная композиция на основе поливинилхлорида, включающая сложноэфир.ный пластификатор, свинцовый термостабилизатор и наполнитель - гидрофобный карбонат кальция, в качестве наполнителя содержит гидрофобный карбонат кальция, модифицированньй 3,5-5,0 мас.% соли кальция синтетических жирных кислот фракции С -€20 и 0,1-0,5 мас.% дифенилолпропана, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Поливинилхлорид100Сложноэфирньй пластификатор50-80Свинцовый

стабилизатор 3,0-7,5 Модифицированньй гидрофобиыйкарбонат кальция30-400 В качестве сложноэфирного пласти фикатора используют диоктилфталат (ДОФ), диалкилфталат (ДАФ), диоктил себацинат (ДОС) и т.д.. В качестве свинцового стабилизатора используют трехосновной сульфа свинца (ТОСС), двухосновной фталат свинца (ДОФТС), двухосновной стеара свинца (ДОСС) и т.д. Для получения гидрофобного карбо ната кальция, модифицированного солью кальция жирных кислот и дифенилолпропана, последний растворяют при бО-вО С в расплаве жирных . кислот фракции C с последующе обработкой этим расплавом карбоната кальция. Пример 1. В предварительно разогретый до ВО-ЮО С смеситель загр1ужают 100 мае.ч. ПВХ и 30 мае.ч гидрофобного карбоната кальция, мо дифицированного 3,5 мас.% соли каль ция синтетических жирных кислот и О,1 мае.% дифенилолпропаС17-Сгвна, и перемешивают 8-10 мин. Затем через форсунку за 8-10 мин вводят подогретую до суспензию 5 мае.ч. ТОСС в 70 мае.ч. ДАФ, температуру поднимают до 100-120 С и перемешивают в течение 10-30 мин Смесь охлаждают при перемешивании и гранулируют при температуре расплава 150-1 . Примеры 2-10. Готовят и испытывают наполненные композиции по примеру 1. Примеры 11-29 даны дпя еравнения Состав и свойства композиций приведены в табл. 1 и 2. Образцы для испытаний готовят вальцево-пресеовым способом. Определяют удельное объемное электрическое сопротивление при в соответствии с ГОСТ 6433-71, термоста бильность при по ГОСТ 140А168, вязкость расплава на капиллярном вискозиметре постоянных давлени типа РКВ-1 с капилляром, длиной 60 мм и диаметром 3 мм, морозостой. кость в соответствии с ГОСТ 5960-72 разрушающее напряжение и относитель ное удлинение по ГОСТ 11262-68. Из приведенных в табл. 1 данных следует, что использование гидрофоб ного карбоната кальция, модифицированного 3,5-5,0 мас.% соли кальци жирных кислот фракции С, и 0, 0,5 мас.% дифенилолпропана, позволя ет получать наполненные электроизоляционные ПВХ-кокпозиции со степенью наполнения до 400 мае.ч. наполнителя на 100 мае.ч. ПВХ. При степени наполнения 30-400 мае.ч. гидрофобного карбоната кальция f при повьшается до 1,,3-10 Ом-см, термостабильность повышается в сравнении с ненаполненной композицией в 2-5,7 раза, относительная вязкость расплава 1,05-1,88 (табл. 1, примеры 1-10). Эти показатели значительно лучше, чем у известной композиции для одинаковых степеней, наполнения. Применяя карбонат кальция, модифицированный 3,5-5,0 мас.% стеарата кальция (известная композиция) , можно получить композицию с уровнем наполнения не более 300 мае.ч. наполнителя на 100 мае.ч. ПВХ, повысить при до 1,2-10 5,2-10 Ом-см (при наполнении 30-300 -мае.4.), повысить термостабильноеть в 1,2-1,4 раза по сравнению с ненаполненной композицией. Относительная вязкость расплава при этом 1,47-17,3 (примеры 11-14). Использование гидрофобного карбоната кальция, модифицированного смесью соли кальция жирных кислот и дифенилолпропана в количествах, меньших 30 мае.ч. на 100 мае.ч. ПВХ (например, 20 мае.ч.), не пЬзволяет получить композицию с достаточно вцсокими свойствами (пример 24). При введении указанного наполнителя более 400 мае.ч., например 450 мае,ч. (пример 25), не удаётся сформовать образец. Модификация карбоната кальция меньшими количествами соли кальция жирных кислот и дифенилолпропана не позволяет достичь необходимых свойств материала (примеры 26 и 27 в сравнении с примерами 2-5). Модификация карбоната кальция большими количеетвами сопи кальция жирных киелот и дифенилоппропана не дает существенных преимуществ в свойствах композиции .(примеры 28 и 29 в еравнении с примерами 3 и 10). Добавление дифенилолпропана в виде добавки в еоетав композиции, содержащей карбонат кальция, модифицированный стеаратом кальция, не дает такой высокой термостабильности и такой низкой вязкости расплава. как в случае использования его в ка честве модификатора на поверхности карбоната кальция (пример 16 в срав нении с примером 2). При использовании в составе ПВХкомпозиций смеси стеарата кальция и дифенилолпропана в виде добавок свойства таких композиций значитель но уступают свойствам предлагаемых композиций (примеры 17-22 соответственно в сравнении с примерами 1-5 и 10). Образец с наполнением 300 мае.ч, карбоната кальция, содержащий 5 мае.ч. стеарата кальция и О, 5 мае дифенилолпропана, не удается сформо вать (пример 23). Кроме преимуществ в свойствах материалов, применение гидрофобного карбоната кальция, модифицированного 20 смесью соли кальция жирных кислот и дифенилолпропана, позволяет вводить наполнитель без самостоятельных добавок стеарата кальция и дифенилолпропана, которые обычно вводят- 25 ся в качестве смазки и антиоксиданта.

Таблица 1 это позволяет исключить из технологического процесса получения стадии растворения дифенилолпропана и приготовления суспензии стеарата кальция. Снижение вязкости расплава наполненных ПВХ-композиций за счет наполнения гидрофобньм карбонатом кальция, модифицированным смесью соли кальция жирных кислот и дифенилолпропана, позволит перерабатывать такие композиции при температурных условиях, аналогичных переработке ненаполненных композиций без дополнительных энергозатрат. Из табл. 2 следует, что испольование гидрофобного карбоната кальия, модифицированного смесью соли кальция жирных кислот С„ -Cj, и ДФП, позволяет получать материал с уровнем физико-механических свойств не ниже, чему известной композиции, и с несколько лучшими свойствами. чем с карбонатом кальция, не обработанНым модификатором.

НАПОЛНЕННАЯ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА, включающая сложноэфирный пластификатор, свинцовый термостабилизатор и наполнитель - гидрофобный карбонат кальция, отличающая 4 ,-. :i- l lA . т,,тш «Ml. I ш r Bqi-BHfi-jULU saraaJ с я тем, что, с целью повьппения степени наполнения, термостабильности, удельного объёмного электрического сопротивления и уменьшения вязкости расплава наполненной композиции, она в качестве наполнителя содержит гидрофобньй карбонат кальция, модифицированный 3,5-5,0 мас.% соли кальция синтетических жирных кислот фракции , и 0,1-0,5 мас.% дифенилолпропана, при следующем соотношении компонентов, мае,ч: Поливинил100 хлорид Сложноэфирньй пласти50-80 фикатор : (П Свинцовый термостаби3,0-7,5 лизатор Модифицированный гидрофобный карбонат 30-400 кальция 9д У1 3: :о 4;

ПВХ 100

ДОС 50

ТОСО 5

СаСС гидроф. 100

4,2-10

5,7

1,15 20,0

ПВХ 100

ДАФ 70

TOGO 5

СаСО., гидроф.

ПВХ 100

ДАФ 70

ТОСО 5

СаСО гидроф.

ПВХ 100

ДАФ 70

ТОСС 5

СаСО, гидроф.

ПВХ 100

ДОС 50

ТОСС 5

СаСОд гидроф.

ПВХ 100

ДАФ 70

ДОФТС 7,5

CaCOj Гидроф.

2,4-10

2,48

1,1 14,0

0,32,

1,15

11,7

2,4.10

0,1

1,91,2 8,9

и

6,2 .10

1,58 23,9

12

6,3-10

1,88 37

ПВХ 100 ДОФ 70

ТОСС 5

CaCOj гидроф.

ПВХ .100 ДАФ 70 ТОСС 5

СаСРз гидроф. 100

10 ПВХ 100 ДАФ 80 ТОСС 3

CaCOj гидроф. 200

ПВХ 100 ДАФ 70 ТОСС 5

СаСОд аппрет, 30

3,5

ПВХ 100 ДОС 50 ТОСС 5

СаСО, аппрет. 100

2,5

0,1

2,5 1,08 6,2

0,5 2,0-10

1,10 11,8

0,5 6,2. 10

3,2 1,48

7

to

1,2-10

1,2 1,47 1.2

10

6-10

1,4 2,16

13 ПВХ 100 ДАФ 70 ТОСС 5

CaCOj гидроф. 100 4

ПВХ 100 ДОС 50 ТОСС 5

5,0 CaCOj аппрет. 300

ПВХ 100 ДОФ 70 ДОФТС 7,5

СаСО аппрет. 400 5,0 ПВХ 100 .

ДОС 50 ДОСС 5 СаСО гидроф. 100 4,0

ДФП 0,3 ПВХ 100

ДАФ 70

«

ТОСС 5 СаСОз 30

Стеарат кальция 3,5

10

1,42,1

1,3 17,3 16

О Не удается сформовать образец

1,5 2,10

1г

1-10

0,67 1,5

19

13

ПВХ 100 ДОС 50 ТОСС 5

СаСОэ 100 Стеарат кальция 4

ДФП 0,3

ПВХ 100 ДАФ 70 ТОСС 5

CaCOj 100

Стеарат кальция 4

ДФП 0,3

20 ПВХ 100 ДАФ 70

ТОСС 3

СаСО 100

Стеарат кальция 4 ДФП 0,3

21 ПВХ 100

ДАФ 70 ТОСС 3

СаСО, 100

Стеарат кальция 4 ДФП 0,1

14

1165694 Продолжение табл. 1

9,

0,72 .2,86 1.

1,2-10

:1,36 2,5 1,0

К

2,7

10

0,93 2,8

7,3-10 0,3

15

22 ПВХ 100 ДАФ 80 ТОСС 5

CaCOj 200

Стеарат кальция 5 ДФП 0,5 ПВХ 100 ДОС 50 ТОСС 5

СаСрз 300

Стеарат кальция 5,0 ДФП 0,5

ПВХ 100 ДАФ 50 ТОСС 5

СаСОз гидроф. 20

5,0

ПВХ 100 ДАФ 80 ТОСС 5

CaCOj гидроф. 450

16

1165694

Продолжение табл. 1

1,23,15

4, 1,48

Не удается сформовать образец

0,51,7-10

1,31,1

1,7

0,5 Не удается сформовать образец

26ПВХ 100 ДОС 50 ТОСС 5

СаСО, гидаоф. 100 3

27ПВХ 100 ДАФ 70 ТОСС 5

СаСО гидроф. 100 4

28ПВХ 100 ДАФ 70 ТОСС 5

CaCOj гидроф. 100 4 .

29ПВХ 100 ДАФ 80

ТОСС 3

CaCOj гидроф. 200 6,5

0,07 Z-IO

1,32,5 4

11

1,75 2,0

0,05 1.2-10 7,1

ii

0,6 2,6-10

2,48 1,15 11,2

5,31,3

0,61,3..

1,3

Таблица2