Электроизоляционная композиция

Авторы патента:

Образцов Юрий Васильевич (RU)

Мещанов Геннадий Иванович (RU)

Якимчук Анна Ивановна (RU)

Каменский Михаил Кузьмич (RU)

Миткевич Алексей Станиславович (RU)

Елагина Алла Николаевна (RU)

Гнездилова Рита Борисовна (RU)

Николаев Виктор Геннадиевич (RU)

Сытников Виктор Евгеньевич (RU)

H01B3/44 - виниловые смолы; акриловые смолы (силиконы H01B 3/46)

Владельцы патента RU 2272330:

Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (ВНИИКП) (RU)

Изобретение относится к кабельной промышленности, в частности к электроизоляционным композициям, предназначенным для изоляции и оболочек кабелей и проводов, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности. Композиция содержит (мас.ч.): суспензионный поливинилхлорид 100, сложноэфирный пластификатор 35-65, свинцовый стабилизатор 2-7, карбонат кальция 5-45, тригидрат окиси алюминия 20-100, трехокись сурьмы 5-9, окись цинка 0,5-8, борат цинка 0,5-8, стеарат кальция 1-3, хлористый кальций 0,1-2 или окись кальция 0,1-2. Техническим результатом изобретения является повышение степени негорючести при сохранении низкого уровня выделения дыма в условиях горения, что достигается за счет дополнительного введения в электроизоляционную композицию бората цинка, стеарата кальция хлористого кальция или окиси кальция. 1 табл.

Изобретение относится к кабельной технике, а именно электроизоляционным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженными горючестью и выделением дыма при горении, предназначенным для изоляции, внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, от которых требуется повышенная степень пожаробезопасности.

Провода и кабели часто становятся причиной загорания и распространения пламени. В связи с этим к их полимерным составляющим - изоляции, внутренним и наружным оболочкам традиционно предъявляются высокие требования по негорючести.

Однако в последние десятилетия требования по нераспространению горения кабельных изделий и снижению выделения дыма постоянно повышаются.

Имеется большое количество публикаций в части повышения пожаробезопасности различных композиций на основе ПВХ.

К теме настоящего изобретения наиболее близко находятся публикации, в которых предусмотрен комплексный подход к данной проблеме, а именно одновременное использование антипиренов для уменьшения горючести, дымоподавителей - для снижения дымообразования.

В качестве антипиренов наиболее часто применяют трехокись сурьмы, хлорпарафины и др. В качестве дымоподавителей обычно рекомендуют тригидрат окиси алюминия (гидроокись алюминия) и гидроокись магния, которые также являются и хорошими антипиренами (Копылов В.В. и др. Полимерные материалы с пониженной горючестью. М.: Химия, с.151-159, 1986).

Однако следует отметить, что за счет применения нескольких добавок, снижающих пожароопасность ПВХ композиций, далеко не всегда удается получить высокие результаты ввиду того, что не учитывается возможность достижения синергического эффекта за счет использования оптимального количественного соотношения компонентов (антипиренов - дымоподавителей).

Для придания негорючести и снижения дымообразования при горении пластифицированного ПВХ используют в качестве антипиренов-дымоподавителей комбинацию хлорированного парафина, трехокиси сурьмы, карбоната кальция и окиси молибдена (патент США №4098748, кл. С 08 К 3/20, 1978).

Однако степень повышения негорючести недостаточна.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является негорючая электроизоляционная композиция с пониженным дымовыделением, используемая для изоляции и защитных оболочек электрических проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожарной опасности. Указанная композиция содержит в мас.ч.: 100 суспензионного ПВХ, 40-80 сложноэфирного пластификатора, 3-7 свинцового стабилизатора, 30-500 карбоната кальция, 10-100 тригидрата окиси алюминия, 4-7,5 трехокиси сурьмы, 0,7-1,9 окиси цинка, 0,4-0,6 борной кислоты, 0,1-0,6 ионола, 0,1-0,6 дифенилолпропана.

Композиция характеризуется следующими свойствами: КИ 33-34%, максимальная плотность дыма при горении 185-220 (патент РФ №2195729, кл. C 08 L 27/06, 2002). Однако уровень негорючести недостаточно высок.

Поставленная задача состояла в разработке электроизоляционной композиции, характеризующейся повышенной степенью негорючести при сохранении низкого уровня выделения дыма при горении.

Технический результат достигается тем, что электроизоляционная композиция, содержащая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, свинцовый стабилизатор, карбонат кальция, тригидрат окиси алюминия, трехокись сурьмы, окись цинка, дополнительно содержит борат цинка, стеарат кальция, хлористый кальций или окись кальция при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: суспензионный поливинилхлорид 100, сложноэфирный пластификатор 35-65, свинцовый стабилизатор 2-7, карбонат кальция 5-45, тригидрат окиси алюминия 20-100, трехокись сурьмы 5-9, окись цинка 0,5-8, борат цинка 0,5-8, стеарат кальция 1-3, хлористый кальций 0,1-2, окись кальция 0,1-2.

Предложенная композиция содержит следующие компоненты: суспензионная ПВХ смола марки С-70 по ГОСТ 14332-78 Е. В качестве сложноэфирного пластификатора: диоктилфталат (ДОФ), диизооктилфталат (ДИОФ), динонилфталат (ДНФ), диизононилфталат (ДИНФ), диалкилфенилфосфат (ДАФФ), трикрезилфосфат (ТКФ), дифенилизобутилфенил-фосфат (ДФИБФФ), фосфатный пластификатор (ФП) по ГОСТ 8728-88 или их смеси. Свинцовый стабилизатор: трехосновной сульфат свинца (ТОСС), основной карбонат свинца (ОКС), двухосновной фталат свинца (ДОФТС) по ТУ 6-09-600-76, карбонат кальция - мел (СаСО₃) по ГОСТ 8253-79 или по ТУ 5743-010-00186803-95, тригидрат окиси алюминия (Al₂О₃·3H₂О или Al(ОН)₃) по ТУ 6-47-107-88, трехокись сурьмы (Sb₂O₃) по ТУ 48-14-1-88, окись цинка (ZnO) по ГОСТ 202-84 (марка БЦО), борат цинка по ТУ 113-07-015-91, стеарат кальция (Ст. Са) по ТУ 2634-003-48602470-99, хлористый кальций (CaCl₂) по ГОСТ 450-77, окись кальция (СаО) по ГОСТ 86-77-76.

Также могут быть использованы другие известные антипирены, дымоподавители и наполнители в эквивалентных количествах.

Кроме перечисленных агентов предлагаемая композиция может содержать другие целевые добавки, например сажу в количестве 2-8 мас.ч., концентраты красителей в количестве 0,5-3 мас.ч., смазки в количестве 0,1-4 мас.ч., антиоксиданты в количестве 0,1-0,8 мас.ч. и др.

Пример 1. В смеситель, нагретый до 90°С, загружают все сыпучие компоненты: на 100 мас.ч. ПВХ С-70 3 мас.ч. ТОСС, 20 мас.ч. СаСО₃, 60 мас.ч. Al(ОН)₃, 7,5 мас.ч. Sb₂O₃, 3 мас.ч. ZnO, 1,5 мас.ч. бората цинка, 1 мас.ч. Ст. Са, 1 мас.ч. хлористого кальция, перемешивают в течение 3-5 минут, вводят 50 мас.ч. ДОФ и перемешивают еще 25 минут. Полученную порошкообразную смесь охлаждают до комнатной температуры и вальцуют при температуре 155-165°С в течение 4-10 минут. Из вальцованного полотна прессуют образцы для испытаний при температуре 160-170°С в течение 3 минут под давлением 120 кгс/см². Кислородный индекс определяют по ГОСТ 12.1.044-89, максимальную плотность дыма в условиях горения определяют по ГОСТ 24632-81.

Состав и свойства композиции приведены в таблице.

Примеры 2-10 (предлагаемые).

Композиции готовят и испытывают, как указано в примере 1.

Использование компонентов вне заявляемых количеств или их смесей приводит к ухудшению характеристик кабельных композиций.

Состав и свойства ПВХ композиций

№№ п/п	Состав композиции, мас. ч.	Д_макс-горение	КИ, %
1	2	3	4
1	ПВХ С-70	100	200	38
	ДОФ	50
	ТОСС	3
	СаСО₃	20
	Al(ОН)₃	60
	Sb₂O₃	7,5
	ZnO	3
	Борат цинка	1,5
	Ст. Са	1
	CaCl₂	1
2	ПВХ С-70	100	200	38
	ДОФ	50
	ТОСС	3
	СаСО₃	20
	Al(ОН)₃	60
	Sb₂O₃	7,5
	ZnO	3
	Борат цинка	1,5
	Ст. Са	1
	СаО	1

Продолжение таблицы
1	2	3	4
3	ПВХС-70	100	220	40
	ДОФ	35
	ТОСС	2
	СаСО₃	10
	Al(ОН)₃	20
	SB₂O₃	5
	ZnO	0,5
	Борат цинка	0,5
	Ст. Са	1
	CaCl₂	0,1
4	ПВХ С-70	100	180	40
	ДОФ	65
	ТОСС	5
	СаСО₃	45
	Al(ОН)₃	100
	Sb₂О₃	5
	ZnO	8
	Борат цинка	8
	Ст. Са	3
	CaCl₂	2
5	ПВХ С-70	100	180	38
	ДОФ	55
	ТОСС	7
	СаСО₃	5
	Al(ОН)₃	80
	Sb₂O₃	9
	ZnO	5
	Борат цинка	5
	Ст. Са	2
	СаО	0,1

Продолжение таблицы
1	2	3	4
6	ПВХ С-70	100	180	39
	ДОФ	55
	ТОСС	7
	СаСО₃	45
	Al(ОН)₃	80
	Sb₂O₃	9
	ZnO	5
	Борат цинка	5
	Ст. Са	2
	СаО	2
7	ПВХ С-70	100	200	38
	ДОФ	55
	ТОСС	3
	СаСО₃	20
	Al(ОН)₃	40
	Sb₂O₃	5
	ZnO	2
	Борат цинка	2
	Ст. Са	2
	CaCl₂	0,5
8	ПВХ С-70	100	200	38
	ДОФ	55
	ТОСС	3
	СаСО₃	20
	Al(ОН)₃	40
	Sb₂O₃	5
	ZnO	2
	Борат цинка	2
	Ст. Са	2
	СаО	0,5

Окончание таблицы
1	2	3	4
9	ПВХ С-70	100	190	40
	ДОФ	40
	ТОСС	3
	СаСО₃	10
	Al(ОН)₃	40
	Sb₂О₃	9
	ZnO	4
	Борат цинка	1,5
	Ст. Са	1
	СаО	2
10	ПВХ С-70	100	190	39
	ДОФ	40
	ТОСС	3
	СаСО₃	10
	Al(ОН)₃	40
	Sb₂O₃	9
	ZnO	4
	Борат цинка	1,5
	Ст. Са	1
	CaCl₂	2
11	ПВХ С-70	100	210	39
	ДОФ	45
	ТОСС	3
	СаСО₃	10
	Al(ОН)₃	40
	Sb₂O₃	9
	ZnO	6
	Борат цинка	1
	Ст. Са	1
	СаО	2
для сравнения (известная)
12			185-220	33-34

Электроизоляционная композиция, содержащая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, свинцовый стабилизатор, карбонат кальция, тригидрат окиси алюминия, трехокись сурьмы, окись цинка, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит борат цинка, стеарат кальция, хлористый кальций или окись кальция при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Суспензионный поливинилхлорид	100
Сложноэфирный пластификатор	35-65
Свинцовый стабилизатор	2-7
Карбонат кальция	5-45
Тригидрат окиси алюминия	20-100
Трехокись сурьмы	5-9
Окись цирка	0,5-8
Борат цинка	0,5-8
Стеарат кальция	1-3
Хлористый кальций	0,1-2
Окись кальция	0,1-2

Изобретение относится к кабельной промышленности, в частности к электроизоляционным композициям, предназначенным для изоляции и оболочек кабелей и проводов, общепромышленного назначения с целью уменьшения числа пожаров по причине загорания кабельных изделий.

Электроизоляционная полимерная композиция и электрический провод или кабель с покрытием из такой композиции // 2262145

Электроизоляционная композиция // 2256968

Изобретение относится к кабельной промышленности, а именно, к электроизоляционным композициям, предназначенным для изоляции и оболочек кабелей и проводов, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности.

Стабилизированная композиция для изоляции телекоммуникационного кабеля // 2251170

Электроизоляционная композиция // 2241270

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электроизоляционным композициям для изготовления изоляции различных марко кабелей, в том числе изоляции теплостойких проводов и кабелей, а также изоляции проводов и кабелей, работающих в агрессивных средах.

Электроизоляционная композиция // 2231148

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к не содержащим галогенов полимерным композициям для изоляции и оболочек кабелей. .

Электрический провод или кабель, имеющий изоляцию, и способ его изготовления // 2231147

Изобретение относится к изоляции для электрических проводов или кабелей. .

Электроизоляционная композиция // 2230382

Изобретение относится к кабельной промышленности, а именно к композициям для изготовления изоляции различных марок кабелей для электротехники, нефтедобычи и других отраслей.

Изолирующий состав для кабелей связи // 2220467

Гидрофобный заполнитель // 2208854

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к кабельной технике, а именно к составам гидрофобных заполнителей кабелей, преимущественно кабелей связи и сигнально-блокировочных.

Кабель с пенопластовой изоляцией, содержащей полимерный материал сверхвысокой степени разбухания экструдата // 2305873

Изобретение относится к электрическим элементам связи, в частности к кабелям, имеющим пенопластовую изоляцию, экструдированную вокруг провода; причем упомянутая изоляция содержит по меньшей мере один компонент, содержащий не более 20 вес.% полимера сверхвысокой степени разбухания экструдата, и предпочтительно около 15 вес.%

Стабилизированный материал и композиции для высоковольтной изоляции кабеля // 2318843

Изобретение относится к полиэтиленовой композиции для изоляции проводов и кабелей, обладающей улучшенным сопротивлением подвулканизации, и состоит из полиэтилена и ингибитора подвулканизации с температурой плавления под атмосферным давлением ниже 50°С, представляющего собой соединение формулы I, в которой R1 обозначает C1-С20 алкил или C1-С20алкил, который замещен фенилом, С2-С 20алкенил, С3-С20 алкинил, С5-С9циклоалкил, фенил или толил; R2 и R 3 каждый независимо друг от друга обозначает C 1-С20алкил или С1 -С20алкил, который замещен следующими радикалами: фенилом, одним или двумя гидроксилами, цианогруппой, формилом, ацетилом, -О-COR5; R5 обозначает C1-С20 алкил; С3-С20алкенил; С3-С20алкинил; С 5-С7циклоалкил или С 5-С7циклоалкил, который замещен гидроксилом; фенил, 4-хлорфенил, 2-метоксикарбонилфенил, п-толил, 1,3-бензтиазол-2-ил или -(CHR6)nCOOR 7 или -(CHR6)n CON R8R9, где n обозначает 1 или 2, R6 обозначает водородный атом или C1-С6алкил, R 7 обозначает С1-С 20алкил, С1-С20 алкил, прерываемый 1-5 атомами О или S, С5 -С7циклоалкил, фенил, бензил, толил, R 8 и R9 каждый обозначает водородный атом или C1-С6алкил; R4 обозначает водородный атом или метил и органический пероксид; где композицию можно экструдировать с минимумом предварительной сшивки, даже при достаточной скорости сшивания

Поливинилхлоридный кабельный пластикат пониженной горючести // 2321090

Изобретение относится к области электротехники, в частности к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) пониженной горючести, которые предназначены для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей

Электроизоляционная композиция // 2321911

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью и выделением дыма, применяемым для изготовления изоляции и оболочек кабельных изделий

Кабель со слоем покрытия, выполненным из отходов // 2327714

Изобретение относится к кабелю со слоем покрытия, сделанным из отходов

Уплотнительные материалы, содержащие диблочные сополимеры, и способы их создания // 2364966

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу создания уплотнительного материала, типа смазочного материала, который включает в себя выбор диблочного сополимера из группы стирол-этилена/бутилена или стирол-этилена/пропилена и их комбинаций, и объединение диблочного сополимера с минеральным маслом при температуре обработки меньше, чем примерно температура стеклования стирольных зон

Электроизоляционная самозатухающая композиция // 2369931

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электроизоляционной самозатухающей композиции, которая может быть использована для изготовления изоляции кабелей и проводов различного назначения

Силовой кабель, включающий в себя диэлектрическую жидкость и смесь термопластичных полимеров // 2377677

Изобретение относится к силовому кабелю, включающему в себя электрический проводник и экструдированное защитное покрытие, включающее термопластичный полимерный материал в смеси с диэлектрической жидкостью, где термопластичный полимерный материал включает в себя: (а) по меньшей мере 75% масс., относительно общей массы термопластичного полимерного материала, по меньшей мере одного сополимера по меньшей мере двух а-олефиновых сомономеров, причем указанный сополимер имеет энтальпию плавления, меньшую чем 25 Дж/г; и (b) количество, равное или меньшее чем 25% масс., относительно общей массы термопластичного полимерного материала, по меньшей мере одного гомополимера пропилена или сополимера пропилена с по меньшей мере одним а-олефином, причем, по меньшей мере, один гомополимер пропилена или сополимер пропилена имеет энтальпию плавления, превышающую 25 Дж/г, и температуру плавления, превышающую 130°С

Электроизоляционная композиция // 2394292

Изобретение относится к кабельной промышленности, в частности к электроизоляционным композициям, предназначенным для оболочек и изоляции кабелей

Силовой кабель // 2399105