Полимерная композиция Советский патент 1981 года по МПК C08L23/04 C08K5/103 

- Изобретение относится к полимерным композициям на основе полиэтилена, способньлм сшиваться в сверхвысокочастотнсм электромагнитном поле (СВЧ-электромагнитном поле), применяемым в электротехнической промышленности для изоляции проводов и кабелей и в других изделиях электротехнического назначения. Известны композиции на основе полиэтилена, в которые для придания способности к нагреву в СВЧ-электромагнитном поле введены различные наполнители: металлический порошок l сажа 2 , повышающие величину диэлек трических потерь в электромагнитном поле с частотой 2000-3000 МГц. При сшивании полиэтилена органйче сними перекисями в СВЧ-электромагнит ном поле достигается быстрый равномерный прогрев по всему объему сшиваемого изделия,Исключанлций появление недовулканизованных и перевулканизованных областей. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является полимерная композиция на основе полиэтилена, содержащая углеродную сажу (5-40 вес.%), органическую перекись (2 вес;%) и антиоксидант (0,3-0,5 вес.%) f3. Эффективный диэлектрический нагрев данной композиции достигается при содержании углеродной сажи 30 вес.% и более. Однако введение значительного количества сажи снижает электроизоляционные и эластические свойства композиции (табл.2, примеры 1,2). Цель изобретения - улучшение электроизоляционных и эластичны} : свойств композиции, способной к сшивке в СВЧ-электромагнитном поЛе. Для достижения указанной цели полимерная ксжшозиция, содержащая полиэтилен, углеродную сажу, сшиваквдий агент перекисного типа и стабилизатор, дополнительно содержит сополимер этилена с винилацетатом (СЭВА) с содержаниемвинилацетата 15-35 вес.% или хлорированный полиэтилен с содержанием хлора 35-45 вес.% и олигоэфиракрилат, выбранный из группы, включающей три(оксиэтиленгликоль;димет- акрилат (ТГМ-3), метакрилдиэтиленгликольфталат (МДФ-1), метакрилгликольфталат (МГФ-1), при следующем соотношении компонентов, вес.%: Полиэтилен 49,7-67,7 Углеродная сажа 10-20

Сополимер этилена

с винилацетатом

или хлорированный

полиэтилен 10-35 Сшивающий агент 1-2,5

Олигоэфиракрилат 1-2,5

Стабилизатор Остальное

В качестве электропроводящего наполнителя применяют углеродные сажи ПМ-70, ПМ-50 и др.

В качестве сшивающего агента испольэуют перекись дикумила, 1,3-ди(третбутилпероксиизопропил)бензол (Перкадокс 14П) и другие органические Перекиси, применяемые для сшйвки полиолефинов.

В качестве антиоксиданта применяют N/N-ди-р-нафтил-п-фенилендиамин (диафен НН), диметил-бис-(п-фениламино-фенокси)-сйлан(продукт С-1) и др.

Примеры1-2. В расплав полэтилена на микровальцах при 130-140 с вводят антиоксидант, углеродную саж и вальцуют при непрерывном подрезании полотна в течение 20-25 мин, В конце смешения при 115-120с вводят органическую перекись и продолжают смешение еще 2-3 мин.

Примеры 3-4. В расплав полиэтилена на микровальцах при 13О-14 О С вводят Олигоэфиракрилат (пример 3) или полярный полимер (пример 4)., антиоксидант, углеродну сажу и вальцуют при непрерывном подрезании полотна в течение 20-25 мин В конце смешения при 115-120с вводят Органическую перекись и продолжают смешение еще 2-3 мин.

Примеры 5-17. Врасплав полиэтилена на микровальцах при 130140С вводят полярный полимер (сополимер этилена с винилацетатом или хлорированный полиэтилен), Олигоэфиракрилат, антиоксидант, углеродную сажу и вальцуют при непрерывном подрезании полотна в течение 2025 мин. В конце смешения при 115IZOC вводят органическую- перекись и продолжают смешение еще 2-3 мин.

Образцы для испытаний готовят из вальцованного полотна прерсованием

(без сшивки) при следующем режиме: температура 120С/ удельное давление 40 кгс/см, время 5 мин.

Сшивку композиций, отпрессованных по указанному режиму, проводят в . электромагнитном поле частотой 20003000 МГц или прессованием при следующем режиме: температура ,, удельное давление 40 кгс/см , время 30 мин.

Рецептуры композиций приведены в

табл.1, свойства композицийв табл.2.

Разрушающее напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве определяют по ГОСТ 11262-76 на лопатках типа А на разрывной машине РМИ-60 при скорости перемещения

5 подвижного зажима 500-50 мм/мин.

Степень сшивки (гель-фракцию) определяют методом селективной экстракции несшитой части полимера растворителями, такими как ксилол или дека0 ЛИН, при температуре кипения растворителя .

Тангенс угла диэлектрических потерь и диэлектрическую проницаемость

5 при частоте 2450 МГц и 20С определяют по ГОСТ 10404-63.

Удельное объемное электросопротивление определяют по ГОСТ 20214-74 на образцах размером lOOtlO l мм.

.. Электрическую прочность при переменном напряжении с частотой 50 Гц определяют по ГОСТ 6433-3-7 в трансформаторном масле на образцах диаметром 100 и толщиной 1 мм.

Из сравнения физико-механических и электрических свойств предлагаемых композиций с контрольными, (табл.2) следует, что частичная замена углеродной сажи на смесь полярного полимера и олигоэфиракрилата существенно

0 повышает удельное объемное электросопротивление и электрическую прочность без заметного изменения тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости. Это

5 обеспечивает эффективный диэлектрический нагрев при сшивании композиций в СВЧ-электромагнитном поле и повышает относительное удлинение при разрыве в 1,5-2 раза. 9 81703 Формула изобретения Полимерная композиция, содержащая полиэтилен углеродную сажу, .-ашивающий агент пере.кисного типа- и стабилизатор, отличающаяся, тем, что, с целью улучшения электроизоляционных и эластичнУх свойств. она дополнительно содержит сополимер этилена с винилацетатом с содержанием винилацетата 15-35 вес.% или хло-. рированный полиэтилен с содержанием хлора 35-45 вес.% и олигозфиракрилат, выбранный из группы, включакхцей три. нрксиэтиленгликоль)диметакрилат, метакрилдиэтиленгликольфталат,при следующем соотношении компонентов, вес.%15 Полиэтилен 49,7-67,7 Углеродная сажа 10 -20 10 Сополимер этилена с вин лацетатом или хлорированный полиэтилен 10-35 Сшивающий агент 1-2,5 Олигоэфиракрилат 1-2,5 Стабилизатор Остальное Источники информации, принятые во внимание .при экспертизе 1. Патент США 3393287, кл.264-27, опублик. 1968. 2, Патент США 3551199, кл. 117-227, опублик.1970. 3. Фирсов Ю.И. Продон Г.П. Наполненные композиции полиэтилена для сшивки.- Пластические массы, 1978, № 4, с.53 (прототип).