Полимерная композиция для изоляции силовых гибких кабелей и проводов

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к изоляции силовых гибких кабелей и проводов. Цель изобретения повышение надежности кабелей и проводов при работе в условиях повышенной влажности путем увеличения электроизоляционных характеристик изоляции. В резиносмесителё готовили резиновые смеси, содержащие непредельные каучуки или их смеси, мае.ч.: 100, каолин 145-175, тетраметилентиурамдисульфид 1,5-2,5, 2-бензтиазолил-М-морфолилсульфид 1,0-2,0, фенил-/|-нафтиламин 1,3-1,7, оксид цинка 3,0-7,0, стеариновую кислоту 2,0-4,0, парафин 3,0-8,0, порообразователь 2,0-4,0, и эквимолекулярное соединение резорцина с уротропином формулы Ci2HisN402 и вулканизовали. Удельное сопротивление вулканизатов по сравнению с известным повышается в среднем на порядок , электрическая прочность - на 10-20%. 5 табл. С/) С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4792848/07 (22) 08.01.90 (46) 15.06.92.Бюл. ¹ 22 (71) Научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический кабельный институт (72) Л.И.Лещенко, Г.М.Маркина и Н;Р.Гончар (53) 621.315(088.8) (56) Промежуточный отчет НИР, НИКИ, Томск-М, ВНТИПЦ, инв. N. 02870087334. (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ

ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВЫХ ГИБКИХ КАБЕЛЕЙ

И ПРОВОДОВ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к изоляции силовых гибких кабелей и проводов. Цель изобретения—

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к кабельной технике, и наиболее эффективно может быть использовано в качестве изоляции силовых гибких кабелей и проводов.

При производстве силовых гибких кабелей и проводов с резиновой изоляцией более 80% затрат приходится на стоимость материалов, используемых в качестве,элементов их конструкции (изоляцию, защитную оболочку, сердечник и т,д.), в связи с чем эта Область кабельной техники относится к наиболее материалоемким производствам.

Материалоемкость кабельных изделий существенно снижается, если некоторые элементы конструкции, например изоляция, выполняются из пористых резин. Главный недостьток пористых и монолитных резин для изоляции — снижение их диэлектриче„„ЯЦ „„1741178А1 повышение надежности кабелей и проводов при работе в условиях iloBbllUGHHQA влажности путем увеличения электроизоляционных характеристик изоляции. В резиносмесителе готовили резиновые смеси, содержащие непредельные каучуки или их смеси, мас.ч.:

100, каолин 145-175, тетраметилентиурамдисульфид 1,5-2,5, 2-бензтиазолил-N-морфолилсульфид 1,0-2,0, фенилф-нафтиламин

1,3-1,7, оксид цинка 3,0-7,0, стеариновую кислоту 2,0-4,0, парафин 3,0-8,0, порообразователь 2,0-4,0, и эквимолекулярное соединение резорцина с уротропином формулы

С12Н18М402 и вулканизовали. Удельное сопротивление вулканизатов по сравнению с известным повышается в среднем на порядок, электрическая прочность — на 10-20%.

5 табл. ских характеристик в процессе длительного увлажнения, имеющего место при эксплуатации силовых гибких кабелей и проводов.

Изобретение направлено на решение задачи повышения диэлектрических характеристик пористОЙ или монолитнОЙ изоляции при увлажнении.

Известна вулканизуемая полимерная композиция на основе ненасыщенных каучуков, в частности бутадиенового и бутадиенстирольного с разным содержанием связанного стирола, содержащая серную вулканизующую систему, пластификаторы, порообразователи, комбинацию минеральных наполнителей, в частности каолина с кремнеземами различной дисперсности, и другие технологические и специальные добавки.

Известей-также состав пористой резины на основе кбмбинации непредельных ка1

1741178 учуков, в частности бутадиенового и бутадиенстирольного, с высоким содержанием связанного стирола, содержащей серную вул канизующую систему, пластификаторы, порообразователи, комбинацию минеральных наполнителей, в частности коалина с аэросилом, другие технологические и специальные добавки.

Главным недостатком указанных полимерных композиций являются низкие диэлектрические свойства, особенно при длительном увлажнении, имеющем место при эксплуатации силовых гибких кабелей и проводов общетехнического назначения.

Кроме того, серная вулканизующая система вызывает окисление медной токопроводящей жилы, что повышает ее омическое сопротивление и увеличивает потери энергии, а изоляция, содер>кащая полисульфидные связи, не имеет необходимого ресурса работоспособности при длительно допустимой температуре на жиле 65-75 С.

Наиболее близка к предлагаемой по составу полимерная композиция для изоляции на основе комбинации непредельных каучуков, содержащая бессерную вулканизующую систему, стабилизатор, пластификатор, порообразователь и минеральный наполнитель. В качестве минерального наполнителя предпочтительно использование коалина, так как он .имеет достаточно низкую дисперсность, повышает прочностные свойства резин, обеспечивает удовлетворительные условия порообразования и способствует образованию более мелкой равномерной структуры пористой резины, имеет невысокую стоимость.

Изоляция из данной композиции в нормальных условиях обладает достаточно высокими диэлектрическими свойствами, которые однако ухудшаются при увлажнении, что приводит к снижению электробезопасности и снижению срока безаварийной службы кабелей и проводов.

Целью изобретения является повышение надежности кабелей и проводов при работе в условиях повышенной влажности путем увеличения электроизоляционных характеристик изоляции.

Полимерные композиции по примерам

1-26 изготавливали в резиносмесителе с

3 обьемом рабочей камеры 2 дм. при температуре 40-70",. С в течение 7 минут, Модификатор вводили вместе с наполнителем, вулканизующий агент-тиурам — и порообразователь — на вальцах, Как видно из приведенных в табл. 1-5 данных, в присутствии комплекса резорцина и гексаметилентетрамина (модификатора РУ-1) диэлектрические свойства

55 полимерной композиции для изоляции повышаются: удельное электрическое сопротивление по сравнению с прототипом улучшилась при увлажнении в течение 24 ч в 37-77 раз, в течение 240 ч — в 2,8 — 7 раз; электрическая прочность после 240 ч увлажнения улучшилась в 1,1-1,2 раза, что соответствует цели изобретения.

Указанный положительный эффект сохраняется, если комплекс резорцина и гексаметилентетрамина вводили в виде смеси с воском и маслом (модификатор РУ-ВМ)— см. примеры 6-10: удельное электрическое сопротивление улучшается по сравнению с прототипом соответственно в 720-1000 раз и 5,7-22 раза, электрическая прочность — в

1,4-1,9 раза.

Указанный поло>кительный эффект не связан с каким-либо определенным типом порообразователя или его структурой, так как наблюдается в присутствии как ЧХЗ-21 (примеры 1-10), так ЧХЗ-5 (примеры 11-15) и хемпора (примеры 16-20), относящихся к разным классам органических порообразователей, Наблюдается и дополнительный положительный эффект, а именно уменьшение кажущейся плотность снижается на 6,215,9, B присутствии ЧХЗ-5 и хемпора — на

1-6,2 и 12,4 — 20,4 соответственно. Очевидно модификатор РУ является также активатором разложения порообразователей, а различный процент изменения величин кажущейся плотности свидетельствует о зависимости активирующей способности модификатора от типа и структуры порообразователя.

Повышение диэлектрических свойств изоляции при воздействии среды с повышенной влажностью наблюдается и в отсутствие порообразователя, т,е, в монолитных резинах (примеры 21-26): удельное электрическое сопротивление улучшается по сравнению с прототипом после 24.и 240 ч увлажнения в 4-5,3 раз и 2,6-3 раз соответственно.

Формула изобретен ия

Полимерная композиция для изоляции силовых гибких кабелей и проводов, содержащая непредельный каучук или смесь непредельных каучуков. тетраметилентиурамдисульфид, 2-бензтиазолил-N-морфолилсульфид, фенил-6нафтиламин, оксид цинка, стеариновую кислоту, парафин, порообразователь и каолин, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности кабелей и проводов. при работе в условиях повышенной влажности путем увеличения электро. золяционных характеристик изоляции, она до пол н ител ьно содержит эквимолекуля рный комплекс резорцина с гексаметилен1741178 тетрамином общей формулы C12H18N4Q2 и компоненты взяты в следующем соотношении, мас,ч.:

Непредельный каучук или 5 смесь непредельных каучуков 100

Тетраметилентиурамдисульфид 1,5-2;5

2-Бензтиазолил-N-морфолилсульфид 1,0-2,0

Фен ил- Р-нафтила мин 1,3-1,7 10

0,1-1,5

Таблица1

Дозировка ингредиентов, мас.ч °

Величины показателей

Наименование ингредиентов и испытываемых по" казателей

За пределами притязаний

Заявляемые

Прототип

2 2 4 (5

50

50

50

НК непредельные

СКИ

2,8

2,2

30

30

20

20

СКД-П каучуки

Тиурам

+4

Сульфонамид M

3,4

1,43

1,43

2,5

2,0

1,2

0,8

2,0

1,5

1,0

1,5

2,0

1>0

1>7

1,5

1>3

1 5

",5 .9

4,5

145

160

160

1 5

175

1,43

ГИТА..

Модификатор РУ-Z

0,8

2,0

0,05

1,5

0,1"

Пл стичность по Карреру

0,52

0,67

O,65

0,60

0,68

0,73

Прочность при растяже" нии, МПа

6;8

4,9

6,4

6,8.

5,5

5,1

Относительное удлинение, 417

230

229

310

233

311

Кажущаяся плотность, г/сиз

1,16

1,06

1,06

1,01

1,13

0,95

Удельное электричес" кое cîïðîòèâëåíèå, Ои см в исходном состоянии

0,7х10 2,1х10 1xlo" 9x10" 5,7х10 5,4х10

После увлажнения в течение

24 ч

15х10 1,5х10

6,2х10 1,8х10

7,7xl о 3,7xl о

5,4х10 7,8 10

1х1 0 2

2,8х10

5х10

1х10 i3

240 ч

Электрическая прочность, ИВ/м, после увлажнения в течение

24 ч

240

23 3

22,2

10,1

8,8

12,7

11,6

13,1

12,0

15,5

13 7

11,3

10,4

+ - тетраметилентиурамдисульфид

>-» - 2-бензтиазолил-N-морфолилсульфид фенил-P-нафтиламин

Альтакс

Нефтем-2

Оксид цинка

Стеариновая кислота

Парафин

Каолин

Перофор ЧХЭ-21

Оксид цинка

Стеариновая кислота

Парафин

Порообразователь

Каолин

Эквимолекулярный комплекс резорцина с гексаметилентетрамина общей формулы С12Н 18Й402

3,0-7,0

2,0-4,0

3,8-8,0

2,0-4,0

145,0-175,0

1741178

Та блиц а2

Наименование ингредиентов и испытываемых показателей

8 / 9

НК (мокед-шитс ) 50

50

50

30

30--30

СКИ

20

20

СКД

2,8

2,5

1,2

1,5

2,0

0,8

2,0

2,2

l,0

1,5

1,7

1„0

2,0

1,5

4,5

1,5

160

145

175

"30

190

4,5

1,5

0„8

1,5

0,05

0,1

2,0

Пластичность по Каррелу

0,58

0,68

0,66

0,70

0,53

Прочность при растяжении, ИПа

6,3

6,9

7,2

5,2

Относительное удлинение, 4

354

276

312

397

252

Кажущаяся плотность, г/смз

1,03

1,05

1,0g

1,13

1,19

Удельное электрическое сопротивление,Ом см в исходном состоянии 3,4х10

1 после увлажнения в течение

24 ч

7,9х10 7,2х10 1,1х10 ь 8,3х10 2,6x10"

3,3х10 ь 6,1х10 1,6х10" 4,8xl0 1,2х10

240 ч

Электрическая прочность, ИВ/м, после увлажнения в течение

24 ч

22,2

22,2

35,7

15,5

17,7

16,2

240

20,0

13,3

Тиурам

Сульфенамид И

Нафтам-2

Оксид цинка

Стеариновая кислота

Пара ин

Каолин

Порофер IX3-2-1

Иодификатор РУ-ВИ

Дозировка ингредиентов, мас. ч.

Величина показателей

2x10" 2,9х10 3,2х10 2,3х10

1741178

Таблица3

Наименование ингредиентов и испытываемых показателей

14 15

ИК (смокед-шито) 50

50

50

30

30

СКИ

20

20

2,8

1,2

0,8

2,5

2,0

1,5

2,2

2,0

1,5

1,0

2,0

2,0

1,5

1,2

4,5

1 5

Стеариновая кислота 2

160

145

130

1,5

0,8

0,05

1,5

Модификатор РУ-1 0,1

Пластичность по Карре ру

0,67

0,66

0,59

0,70

0,55

Прочность при растяжении, МПа 5,6

4,6

4,6

5,2

5,2

Относительное удлинение, 4

3?4

148

229

332

230

Кажущаяся плотность, г/смЗ

1,06

1,12 1,09

1,20

1,10

2,3xl 0 1,7х10, 2,4х10

1, l xl 0

1,5х10

5,5х10 5xl0 1,9хl0 3,6xl0 1,6х10

3,9х10 3,2xl0 5,1х10 2,4х10 1,8х10

240 ч

13,3 19

l2,5 18,7

18,9

18,9

8,8

23,7

15,0

240 ч

10,7

Тиурам

Сульфенамид М

Нафтам-2

Оксид цинка

Парафин

Каолин

ЧХЗ 5

Удельное электрическое сопротивление, Ом см в исходном состоянии и;->сле увлажнения в течение

24 ч

Электрическая прочность MB/м, после увлажнения в течение

24 ч

Дозировка ингредиентов, мас.ч °

Величина показателей

1,7

4,5

2,0

1741178

Таблица4

Наименование ингредиентов и испытываемых пока" зателей

Заявляемые

За пределами притязаний

16 17

НК (смокед-шитс) 50

50

50

30

30

СКИ

20

20

2,8

1,2

1,5

2,0

2,5

0,8

2,0

2,2

1,0

1,5

1 5

1>3.

1,0

?,О

1,7

4,5

1,5

145

160

130

190

4,5

1,5

0,05

1,5

2,0

0,1

0 58

Пластичность по Карреру 0,60

0,69

0,75

0,72

Прочность при растяже" нии, МПа

3,5

2,8

3,2

3,0

214

Относительное удлине" ние, 4

286

203

259

250

Кажущаяся плотность, г/смз

0,92

0,9

0,83

0,95

О 99

Удельное электрическое сопротивление,Ом см исходном состоянии после увлажнение в течение

24 ч

01 1 2 Об 7 6„1014 1 4, „10„ь

2х10

8>бхl o

2,5xl O

4х7х10

4,4х10

7,2х10

2,7xlO

4,6х1 " з

9,3х10

240 ч

Электрическая прочность, MBlм, после увлажнения в течение

24 ч

8,9

l0

8,0

240 ч

8,2

Тиурам

Сульфенамид М

Рэфтам-2

Оксид цинка

Стеариновая кислота

Парафин

Каолин

Хемпор Н"90

Модификатор РУ-1

Дозировка ингредиентов, мас.ч.

Величины показателей

1741178

14 таблица5.

Дозировка ингредиентов, мас.ч..Величина показателей

Наименование ингредиентов и ис" пытываемых показателей

="а пределами притязаний

24 25

3а я вл яе мые

23 26

21

HK (смокед-шитс) 50

50 50

50

30 30

20 20

2,0 2,5

30

СКИ

20

2,8

2>2

2,0

1,2

0,8

1 5

2>0

Тиурам

Сульфенамид И

Нафтам-2

Оксид цинка

Стеарин

Парафин

Каолин

Иодификатор РУ

2,0

1>0

1,5

1>5

1 3

1,0

1 5

1,7

1 5

1,5

4,5

145

160

160

190

130

175

0,8

0,05

2,0

1,5

0,1

Пластичность по Карреру

0,57 0,55

0,61

0,60

0,51

0,55

Прочность при растяжении, ИПа

14,2

9,6

9,1

12,7

11,9

9,1

324

Относительнос удлинение, ь

431

638

338

417

544

Удельное электрическое сопротивление, Ом ° си в исходном состоянии

3,3 10

5,6х10 " 4,6х10

4,6х101

3,2" 10В

2,2х10 после увлажнений в течениь

24 ч

1,7х10

6, 6х10"

О, 7х10 3, 4х10 2, 9х1 О 3, 7x10 5, 1х10

2,9х10 8,2х10 7,5х10 8,8х10 9,2х10

240 ч

Электрическая прочность, ИВ/м,после увлажнения в течение

24 ч

26,3

22,8

32,9 33 32,7

30,7 30,2 32,0

30,2 33

28,1 31

240 ч

Составитель Л.Лещенко

Техред М.Моргентал

Корректор Н.Ревская

Редактор B,Ôåëüäìàí

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2088 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Полимерная композиция для изоляции силовых гибких кабелей и проводов Полимерная композиция для изоляции силовых гибких кабелей и проводов Полимерная композиция для изоляции силовых гибких кабелей и проводов Полимерная композиция для изоляции силовых гибких кабелей и проводов Полимерная композиция для изоляции силовых гибких кабелей и проводов Полимерная композиция для изоляции силовых гибких кабелей и проводов Полимерная композиция для изоляции силовых гибких кабелей и проводов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к кабельной технике , в частности к получению полимерных композиций для электрической изоляции кабелей, в том числе силовых, например шахтных экскаваторных

Изобретение относится к электротехнике , ( частности к электрсизоляционным композициям на основе карбоцепных каучуков для изготовления оболочек силовых кабелей

Изобретение относится к получению электроизоляционных композиций на основе карбоцепных каучуков и может быть использовано для изоляг и кабелей

Изобретение относится к способам получения изоляционных покрытий, состоящих из двух слоев, и может быть использовано.в кабельной промышленности для изоляции проводов

Изобретение относится к электротехнике , в частности к кабельным линиям связи
Изобретение относится к приготовлению композиций для наполнения кабелей, используемых в области дистанционной передачи данных

Изобретение относится к полимерным композициям и может найти применение в различных областях народного хозяйства, в частности в кабельной промышленности
Изобретение относится к области производства защитных и антикоррозионных материалов, получаемых путем пропитки волокнистой основы антисептическими и антикоррозионными составами и предназначенных для защиты кабелей

Предложен изоляционный состав, преимущественно для изготовления комплектующих изделий кабельной промышленности, который содержит: 70-100 объемных долей полимерного материала, 5-30 объемных долей керамического наполнителя (2), поверхность которого обработана бифункциональным связующим агентом в количестве от 0,1 вес.% до 4 вес.% в пересчете на керамический наполнитель, 0,1-5 объемных долей сшивающего агента, 0-6 объемных долей проводящего угольного порошка (3); и 0-6 объемных долей нитевидных кристаллов (4) ZnO. Способ изготовления изоляционного состава включает поверхностную обработку керамического наполнителя бифункциональным связующим агентом с последующим его смешиванием с полимерным материалом и сшивающим агентом в присутствии ZnO. Повышение диэлектрической прочности, термостойкости, срока службы и надежности кабельных изделий, изготовленных из материала заявленного изоляционного состава, является техническим результатом изобретения. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 4 ил., 5 табл., 19 пр.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к изоляции силовых гибких кабелей и проводов

Наверх