Наполненная электроизоляционная композиция на основе поливинилхлорида

 

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;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И

PECflYSJlHH

4(1) С 08 1 27/06, С 08 К 9/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 .:;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

100

50-80

3,0-7,5

30-400 (21) 3673495/23-05 (22) 15. 12.83 (46) 07. 07. 85. Бюл. 11- 25 (72) Л.М. Мартынова, В.В. Гузеев, А.В. Бромберг, Л.А. Нестерова, Г.П. Малышева, Н.П, Уртминцева, В.И. Котенков, З.П. Быстрова, И.Н. Орлова, В.Ф. Соболев, В.В. Деревянко, А.И. Никитин, Е.П. Попляков В.И. Манушин и В.М, Ефимов (53) 678.743.22.04(088.8) (56) 1. Патент США 11 4154892, кл. С 08 L 27/06, опублик. 1979.

2. Заявка Японии 11 54-23648, кл. С 08 К 9/04, опублик. 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

У 1030387, кл. С 08 L 27/06, 1982 (54) (57) НАПОЛНЕННАЯ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА, включающая сложноэфирный пластификатор, свинцовый термостабилизатор и наполнитель — гидрофобный карбонат кальция, о т л и ч а ю щ а я—

„„SU„„1165694 А с я тем, что, с целью повьппения степени наполнения, термостабильности, удельного объЕмного электрического сопротивления и уменьшения вязкости расплава наполненной композиции, она в качестве наполнителя содержит гидрофобный карбонат кальция, модифицированный 3,5-5,0 мас.Ж соли кальция синтетических жирных кислот

Фракции С1 -Сао н О, 1-0,5 мас.X дифенилолпропана, при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

Поливинилхлорид

Сложноэфир— ный пластификатор

Свинцовый термостабилизатор

Модифицированный гидрофобный карбонат кальция

1165694

Изобретение относится к высоконаполненным поливинилхлоридным (ПВХ) композициям, которые могут быть использованы для изоляции и оболочки проводов и кабелей, а так- S же для других изделий, например, листов, пленок, шлангов и т.д.

Одним из основных требований, - предъявляемых к высоконаполненным

10 композициям, используемым в электро.технической промышленности, является сочетание достаточно высоких эксплуатационных свойств материала: удельного объемного электрического сопротивления (у 1, термостабили-.

15 затор (i ) и хорошей перерабаты.ваемости. Улучшение свойств материалов при наполнении сопровождается снижением стоимости материалов.

Известна наполненная электроизоляционная ПВХ-композиция, содержа щая на 100 мас.ч. ПВХ, мас.ч.: пластификатор 20-100; термостабилизатор О, 1- 10, карбонат кальция

0-100; двуокись кремния 0,05-3,0

25 дифенилолпропан О, 0005-1,0 смесь стеарата кальция и стеариновой кислоты 4 (1 J.

Композиция, содержащая на

100 мас.ч. ПВХ 50 мас.ч. диоктилсебацината, 5 мас.ч. трехосновного сульфата свинца, 100 мас.ч. карбоната кальция, 0,3 мас.ч. дифенилалпропана, 2 мас.ч. стеарата кальция и 2 мас.ч. стеариновой кислоты, 35 имеет достаточную вязкость расплава, но низкую термостабильность

100 мин (i je = 0,5). Этой тер.мостабильности недостаточно в условиях переработки пластиката и его 40 последующей эксплуатации.

Известна также наполненная электр оиз оляцнонная пластифицир ованная композиция на основе ПВХ, содержащая в качестве наполнителя до 45

50 мас.ч. карбоната кальция, обработанного жирными кислотами С Э l0 и их натриевыми солями (2 ).

Композиция, содержащая на 50

100 мас.ч. ПВХ 50 мас,ч,. карбоната кальция, обработанного стеариновой кислотой или натриевой солью синтетических жирных кислот С„z -С в количестве . 2 вес.%, 50 мас.ч. 55 диалкилфталата и 5,мас.ч. трехоснов-, ного сульфата свинца, имеет низкую термостабильность, которая значительно снижается в сравнении с «енаполненной композицией „/, = 0,57, у при 70 С 4,1.10"" Ом-см.

Наиболее близкой к изобретению по совокупности признаков и достигаемому эффекту является наполненная электроизоляционная композиция на .основе ПВХ, содержащая на100 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 (3 ).

3,0-7, 5 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 > при 70 С наполненной композиции недостаточно . высокие.

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

Поставленная цель достигается тем, что наполненная электраизоляционная композиция на основе поливинилхлорида, включающая сложноэфир.ный пластификатор, свинцовый термостабилизатор и наполнитель — гидрофобный карбонат кальция, в качестве наполнителя содержит гидрофобный карбонат кальция, модифицированный

3,5-5,0 мас,% соли кальция синтетических жирных кислот фракции С„ -С и О, 1-0,5 мас.% дифенилолпропана, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид 100

Сложноэфирный пластификатор 50-80

Свинцовый стабилизатор

Модифицированный гидрофобный карбонат кальция 30-400

165694

tO

15 гидрофобно г.о карбоната кальция, мо= дифицированного 3,5 мас.Х соли кальция синтетических жирных кислот

С„ -С и 0,1 мас.Ж дифенилолпропана, и перемешивают 8-10 мин.

Затеи через фор с унку за 8-10 мин вводят подогретую до 70 С суспенэию 5 мас.ч. ТОСС в 70 мас.ч. ДАФ, температуру поднимают до 100-1 20 С . и перемешивают в течение 10-30 мин. Смесь охлаждают при перемешивании и гранулируют при температуре рас. плава 150.-180 С.

П р и и е р ы 2-10. Готовят и испытывают наполненные композиции по примеру

Примеры 11-29 даны для сравнения.

Состав и свойства композиций приведены в табл. 1 и 2.

Образцы для испытаний готовят вальцево-прессовым способом. Определяют удельное. объемное электрическое сопротивление при ?О С в соответствии с- ГОСТ 6433-71, термостабильность при 190 С по ГОСТ 14041- 45

68, вязкость расплава на капиллярном вискозиметре постоянных давлений типа РКВ-1 с капилляром, длиной

60 мм и диаметром 3 мм, морозостой. кость в соответствии с ГОСТ 5960-72, разрушающее напряжение и относительное удлинение по ГОСТ 11262-68.

Из приведенных в табл. 1 данных следует, что использование гидрофобного карбоната кальция, модифици- рованного 3,5-5,0 мас.X соли .кальция жирных кислот фракции C -С и 0,10,5 мас.Ж дифенилолпролана, поэволя25

При введении указанного наполнителя более 400 мас.ч., например

450 мас.ч. (пример 25), не удается

4О сформовать образец.

Модификация карбойата кальция мень-

3 1

В качестве сложноэфирного пластификатора используют диоктилфталат (ДОФ), диалкилфталат (ДАФ), диоктилсебацинат (ДОС) и т.д.

В качестве свинцового стабилизатора исцольэуют трехосновной сульфат свинца (ТОСС), двухосновной фталат свинца (ДОФТС), двухосновной стеарат свинца (ДОСС) и т.д.

Для получения гидрофобного карбоната кальция, модифицированного солью кальция жирных кислот и дифенилолпропана, последний растворяют при 60-80 С в расплаве жирных кислот фракции C,„ Ñ с последующей обработкой этим расплавом карбоната кальция.

Пример 1. В предварительно разогретый до 80-,100 С смеситель загружают 100 мас.ч. ПВХ и 30 мас.ч.

4 ет получать наполненные электроизоляционные ПВХ-композиции со степенью наполнения до 400 мас.ч. наполнителя на 100 мас.ч. ПВХ.

При степени наполнения 30-400 мас.ч. гидрофобного карбоната кальция у„ при 70 С повьппается до 1,9 ° 1011—

6,3-10 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.7. стеарата кальция (известная композиция), можно получить композицию с уровнем наполнения не более 300 мас.ч. наполнителя на 100 мас.ч. ПВХ, повысить р, при 70 С до 1,2 -1О

5,2 -10" Ом .см (при наполнении

30-300 мас.ч.), повысить термостабильность 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 мас.ч. на .100 мас.ч. ПВХ (например, 20 мас . ч . ), не позволяет получить композицию с достаточно вь1сокими свойствами (пример 24) . шими 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 количествами соли кальция жирных кислот и дифенилолпропана не дает существенных преимуществ в свойствах композиции .(примеры 28 и 29 в сравнении с примерами 3 и 10) .

Добавление дифенилолпропана в виде добавки в состав композиции, содержащей карбонат кальция, модифицированный стеаратом кальция, не дает такой высокой термостабильности и такой низкой вязкости расплава, 1165694

Таблица 1

Свойства

Характеристика гидрофобного карбонат а кальция

Состав композиции, мас.ч.

Пример н /с. tf tq. при 190 С чн у при 70 С (fVH 0M CM ) Соль EBJIb

Дифенилол пропан, мас.X ция жирных кис лот С -С мас.7

ПВХ 100

ДАФ 70

ТОСС 5

СаСО8 гидроф. 30

0,1 1 9 1!1

9,!

3,5

3,2

1,05

2 ПВХ 100

0,3 4,2 -10"

20,0

5,7

1,15 как в случае использования его в качестве 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 соответ- 1О ственно в сравнении с примерами

1-5 и 10) .

Образец с наполнением 300 мас.ч.. карбоната кальция, содержащий

5 мас.ч. стеарата кальция и 0,5 мас.ч15 дифенилолпропана, не удается сформовать (пример 23) .

Кроме преимуществ в свойствах материалов, применение гидрофобного карбоната кальция, модифицированного 2п 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, ДОС 50

ТОСО 5

СаСО, гидроф. 100 4 это позволяет исключить из технологического процесса получения стадии растворения дифенилолпропана и приготовления суспензии стеарата кальция

Снижение вязкости расплава наполненных ПВХ-композиций за счет наполнения гидрофобным 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 использование гидрофобного карбоната кальция, модифицированного смесью соли кальция жирных кислот С ., -С 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.

1 !65694

Свойства г% /г при 190 С чн >å при 70 С

„, Ок-ск 1

0,5

2 4 10 2

2,48 1,1

14,0

0 102

0,3

1,15

11,7

1,9

1,2

1,58

6,3 10

0,5

1,88

37. 3 ПВХ 100

ДАФ 70

ТОСО 5

СаС0, гидроф. 100 4

4 ПВХ 100

ДАФ 70

ТОСО 5

СаСО гидроф. 100 4

5 ПВХ 100

ДАФ 70

ТОСС 5

СаСО гидроф. 100 4

6 ПВХ 100

ДОС 50

ТОСС 5

СаСО гидроф. 300 . 5

7 ПВХ 100

ДАФ 70

ДОФТС 7,5

СаСО гидроф. 400 5

0 1 24 1О

8,9

0,5 6,2 .10"

23,9

Продолжение табл. 1

1165694

При мер

8 ПВХ 100

ДОФ 70

1,08

2,5

9 ПВХ 100

ДАФ 70

ТОСС 5

1,10

10 ПВХ 100

1,48

3,2

11 ПВХ 100

ДАФ 70

1,2 1,47

1,2

12 ПВХ 100

1,4

10N

2,16

ТОСС 5

CaCO гидроф. 50 3,5

СаСОЗ гидроф. 100 5

ДАФ 80

TOCC 3

СаСО гидроф. 200 5

ТОСС 5

СаСО> аппрет. 30 3,5

ДОС 50

ТОСС 5

СаСО аппрет. 100 4, О

0 1 2 5 10 я

6,2

0,5 2,0.10

11,8

0,5 6,2 10"

Продолжение табл. 1

1165694 э !

l2 и / е при 190

13 ПВХ 100

9 -10"

1,4 2,1

5р2.10

17,3

1,3

15 ПВХ 100

1,5

2,10

1.10

ДФП 0,3

17 ПВХ 100

ДАФ 70 о

ТОСС 5

СаСО 30

0,67 1,5

2 7.10

1,15

ДАФ 70

ТОСС 5

СаСО гидроф. 100 4

14 IIBX 100

ДОС 50

ТОСС 5

СаСО аппрет. 300 5,0

ДОФ 70

ДОФТС .7,5

СаСОЗ аппрет. 400 5 0

16 ПВХ 100

ДОС 50

ДОСС 5

СаСО гидроф. 100 4 «О

Стеарат кальция 3,5

Прололеение табл. 1 1

О Не удается сформовать образец

1165694

9,7 ° 10"

1,4

ДАФ 70

ТОСС 5

1 2 10"

1,0

ДФП 0,5

ТОСС 5

СаСО 100

3,1 ° 10 "

ДАФ 70

ТОСС 5

СаСО 100

7,5. 10"

0,3

ДФП 0,1

18 ПВХ 100

ДОС 50

ТОСС 5

СаСО 100

Стеарат кальция 4

ДФП 0,3

19 ПВХ 100

СаСОз 100

Стеарат кальция 4

20 ПВХ 100

ДАФ 70

Стеарат кальция 4

ДФП 0,3

21 ПВХ 100

Стеарат кальция 4

Продолжение табл. 1

0,72 2,86

: 1,36 2,5

0,95 2,8

1165694 войства н /Са при 19

22 ПВХ 100

1,2 3,15

4 2 1О

1,48

Стеарат кальция 5

ДФП 0,5

23 ПВХ 100

ДОС 50

ТОСС 5

Не удается сформовать образец

24 ПВХ 100

СаСО гидроф. 20

0,5 1,7 -10"

1в7

5,0

1,3 1,1

25 ПВХ 100

0,5 Не удается сформовать образец

ДАФ 80

ТОСС 5

СаСО 200

СаСО 300

Стеарат кальция 5,0

ДФП 0 5

ДАФ 50

ТОСС 5

ДАФ 80

ТОСС 5

СаСО гидроф. 450 5

/Рв

70 С

Ом -см

16

Продолжение табл. 1

l7

1165694

Ф

26 ПВХ 100

2,5

1,3

27 ПВХ 100

ДАФ 70

1,75 2,0

28 ПВХ 100

ДАФ УО

2,6 10"

0,6

2,48 1,15

11,2

ТОСС 3

5,3 1,3

ДОС 50

ТОСС 5

СаСО гидроф. 100 3

Т0СС 5

СаСО гидроф. 100 4

TOCC 5

СаСО гидроф. 100 . 4

29 ПВХ 100

ДАФ 80 б

СаСО гидроф. 200 6,5

0,07 2 101"

0,05 1, 2 ° 10

7,1

0,6 1,3 10 "

1,3

Продохвкение табл. 1 1165694

Табли ца 2

ОтносительМорозостой- Разрушающее кость, С напряжение, и/см2 ное удлинение, 7

Пример

-45

-30

-30

130

320

l0S

300

120

340

-25

280

-30

260

66

-25

260

63

230

14

110

150

Не удается сформовать, образец

Составитель С. Закускин

Редактор И.Николайчук Техред М,Кузьма

Корректор И.Эрдейи

Тираж 475 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4283/23

Филиал ППП ".Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Наполненная электроизоляционная композиция на основе поливинилхлорида Наполненная электроизоляционная композиция на основе поливинилхлорида Наполненная электроизоляционная композиция на основе поливинилхлорида Наполненная электроизоляционная композиция на основе поливинилхлорида Наполненная электроизоляционная композиция на основе поливинилхлорида Наполненная электроизоляционная композиция на основе поливинилхлорида Наполненная электроизоляционная композиция на основе поливинилхлорида Наполненная электроизоляционная композиция на основе поливинилхлорида Наполненная электроизоляционная композиция на основе поливинилхлорида Наполненная электроизоляционная композиция на основе поливинилхлорида Наполненная электроизоляционная композиция на основе поливинилхлорида 

 

Похожие патенты:

 

Наверх