Поливинилхлоридный кабельный пластикат пониженной горючести

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. Техническим результатом изобретения является разработка полимерной композиции пониженной горючести на основе суспензированного поливинилхлорида с высоким удельным объемным сопротивлением, высокими технологическими свойствами: термостабильностью и текучестью расплава. Полимерная композиция содержит, мас.ч.: суспензированный поливинилхлорид 100, сложноэфирный пластификатор 45-70, хлорированный парафин и/или хлорированные α-олефины 15-20, трехосновной сульфат свинца 5-7, стеарат кальция 1-2, гидрооксид алюминия или гидрооксид магния 45-60, трехокись сурьмы 5-10, дифенилолпропан 0,1-0,5, эпоксидная диановая смола 2-4, сажа 0,5-2,0. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, выделением дыма и хлористого водорода при горении, предназначенным для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности.

Провода и кабели часто становятся причиной загорания и распространения пламени. Поэтому к кабельным пластикатам предъявляются всегда высокие требования.

Имеется большое количество публикаций в части снижения пожароопасности различных комбинаций на основе ПВХ. В состав ПВХ-пластиката пониженной горючести, как правило, входят антипирены для уменьшения горючести, дымоподавители, поглотители хлористого водорода для уменьшения выделения коррозионных активных летучих продуктов горения, пластификаторы, наполнители, стабилизаторы.

Известна полимерная композиция на основе суспензионного поливинилхлорида, характеризующаяся меньшей горючестью, пониженным выделением дыма и хлористого водорода при горении, содержащая, мас.ч.:

Суспензионный поливинилхлорид	100
Сложноэфирный пластификатор	40-80
Свинцовый стабилизатор	3-7
Карбонат кальция	30-500
Тригидрат окиси алюминия	10-100
Трехокись сурьмы	4-7,5
Борная кислота	0,4-0,6
Ионол	0,1-0,6
Дифенилолпропан	0,1-0,6

(патент РФ №2195729, кл.08 L 27/06, 2002).

Недостатками данной композиции являются низкие технологические свойства, а именно текучесть расплава и термостабильность.

Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому техническому решению является огнестойкая полимерная композиция на основе суспензионного поливинилхлорида, содержащая, мас.ч.:

Суспензионный поливинилхлорид	100
Сложноэфирный пластификатор	45-52
Свинцовый стабилизатор	4-6
Гидрат окиси алюминия	10-30
Трехокись сурьмы	4-9
Аэросил	3-5
Эпоксидная диановая смола	2-4

(патент РФ №2034874, С08L 27/06, 1995).

Недостатками данной композиции являются низкие показатели термостабильности и текучести расплава, недостаточная огнестойкость, а также повышенная слипаемость гранул.

Переработка композиции на современных высокоскоростных экструдерах создает в расплаве полимера значительные сдвиговые усилия, для уменьшения которых необходимо повышение текучести расплава полимера для предотвращения перегрева его в экструдерах.

Задачей изобретения является создание полимерной композиции пониженной горючести на основе суспензионного поливинилхлорида с высоким удельным объемным сопротивлением, высокими технологическими свойствами, термостабильностью, текучестью расплава, пониженной слипаемостью гранул, отсутствием пор и агломератов наполнителя.

Поставленная задача решается тем, что полимерная композиция пониженной горючести, включающая суспензионный поливинилхлорид, диоктифталат, диоктилсебацинат, трехосновный сульфат свинца, трехокись сурьмы, антипирен, эпоксидную диановую смолу, дополнительно содержит вторичный пластификатор - хлорированный парафин и/или хлорированные α-олефины, стеарат кальция, дифенилолпропан, сажу, а в качестве антипирена - тонкодисперсные гидроксид алюминия или гидроксид магния со средним размером частиц не более 5 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Суспензионный поливинилхлорид	100
Сложноэфирный пластификатор	45-70
Хлорированный парафин и/или
хлорированные α-олефины	15-20
Трехосновный сульфат свинца	5-7
Стеарат кальция	1-2
Гидроксид алюминия или гидроксид магния	45-60
Трехокись сурьмы	5-10
Дифенилолпропан	0,1-0,5
Эпоксидная диановая смола	2-4
Сажа	0,5-2,0

Хлорированные альфа-олефины получают хлорированием отходов производства олигомеризации этилена альфа-олефинов фракции С₁₄-С₃₂ в присутствии инициатора дицетилпероксидикарбоната (лиладокс), взятого в количестве 0,1-0,3 мас.% от массы альфа-олефинов при температуре 35-70°С и скорости подачи хлора 0,1-0,3 г/мин до степени хлорирования 24-53,7 мас.%.

В заявляемой полимерной композиции используют тонкодисперсные гидрат окиси алюминия (ТУ 6-47-107-88) или гидроксид магния (содержание гидроксида магния 95%) средний размер частиц не более 5 мкм - страна производитель: Европейское сообщество.

В качестве сложноэфирного пластификатора в композиции используют диоктилфталат (ДОФ), диалкилфталат (ДАФ), диоктилсебацинат (ДОС) по ГОСТ 8728-88 или смеси вышеуказанных пластификаторов.

Использование в рецептуре негорючего кабельного пластиката мелкодисперсных гидроксида алюминия или гидроксида магния, трехокиси сурьмы, хлорпарафинов ХП-470 и/или хлорированных α-олефинов, полученных из отходов производства олигомеризации этилена в сочетании со стабилизаторами: трехосновным сульфатом свинца, стеаратом кальция, эпоксидной диановой смолой, дифенилолпропаном, придает композиции повышенную огнестойкость, термостабильность, текучесть расплава, обеспечивает отсутствие пор и агломератов, предотвращает слипание гранул, создает глянцевую поверхность.

Кроме того, появляется возможность удешевления композиции за счет использования вторичных пластификаторов-хлорпарафинов ХП-470, хлорированных альфа-олефинов, полученных из отходов олигомеризации этилена.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1. В смеситель, нагретый до 90°С, загружают все сыпучие компоненты, мас.ч.: суспензионный поливинилхлорид 100, трехосновный сульфат свинца 6, стеарат кальция 1,5, гидроксид алюминия 49,5, трехокись сурьмы 9,5, дифенилолпропан 0,4, сажа 1, перемешивают в течение 3-5 мин, вводят ДОФ 20, ДОС 30,5, ХП-470 20, эпоксидную диановую смолу 3, перемешивают еще 25 мин. Полученную порошкообразную смесь охлаждают до комнатной температуры и вальцуют при температуре 155-165°С в течение 4-10 мин.

Горючесть по КИ определяют по ГОСТ 21793, удельное объемное электрическое сопротивление при 20°С определяют по ГОСТ 64332, температуру хрупкости определяют по ГОСТ 16783, текучесть расплава определяют по ГОСТ 11645-73.

Состав и свойства композиции приведены в таблице.

Примеры 2-11 композиции готовят и испытывают аналогично примеру 1.

Предлагаемая поливинилхлоридная композиция имеет сравнительно низкую горючесть, высокие технологические свойства: термостабильность, текучесть расплава, также обладает морозостойкостью, не имеет слипшихся гранул, пор и агломератов, создает глянцевую поверхность изделий.

1. Полимерная композиция пониженной горючести, включающая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, трехосновный сульфат свинца, трехокись сурьмы, антипирен, эпоксидную диановую смолу, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит вторичный пластификатор - хлорпарафин ХП-470 и/или хлорированные α-олефины, стеарат кальция, дифенилолпропан, сажу, гидроксид алюминия или гидроксид магния со средним размером частиц не более 5 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Суспензионный поливинилхлорид	100
Сложноэфирный пластификатор	45-70
Хлорированный парафин и/или
хлорированные α-олефины	15-20
Трехосновный сульфат свинца	5-7
Стеарат кальция	1-2
Гидроксид алюминия или гидроксид магния	45-60
Трехокись сурьмы	5-10
Дифенилолпропан	0,1-0,5
Эпоксидная диановая смола	2-4
Сажа	0,5-2,0

2. Полимерная композиция по п.1, отличающаяся тем, что хлорированные α-олефины получают хлорированием отходов производства олигомеризации этилена альфа-олефинов фракции С₁₄-С₃₂ в присутствии инициатора дицетилпероксидикарбоната (лиладокс), взятого в количестве 0,1-0,3 мас.% от массы α-олефинов при температуре 35-70°С и скорости подачи хлора 0,1-0,3 г/мин до степени хлорирования 24-53,7 мас.%.