Полимерная композиция для кабельного пластиката
Владельцы патента RU 2339660:
Открытое акционерное общество "Каустик" (ОАО "Каустик") (RU)
Композициия, включающая поливинилхлорид суспензионный, диоктилфталат, вторичный пластификатор, стабилизатор - трехосновный сульфат свинца, трехокись сурьмы, стеарат кальция, дополнительно содержит эпоксистабилизаторы - эпоксидированное соевое масло или эпоксидную смолу, диоксид титана, стеариновую кислоту, дифенилолпропан и мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизной не менее 98%, а в качестве термостабилизатора могут быть использованы нетоксичные (безсвинцовые) кальций-цинковые термостабилизаторы марок STABIOL CZ 3046 или STABIOL CZ 3134 или Naftosafe GKX 2208 или алюминий-марганец-цинк-содержащий - термостабилизатор Naftosafe GKX 2011. В качестве вторичных пластификаторов используют хлорпарафин 470 и/или хлорированные α-олефины. В результате использования в качестве наполнителя мела с заданными характеристиками и введения эпоксидированного соевого масла или эпоксидной смолы, диоксида титана, стеариновой кислоты, дифенилолпропана обеспечивается получение кабельного пластиката с низким водопоглощением, с высоким удельным электрическим сопротивлением, с высокой термостабильностью и белизной. Повышение термостабильности пластиката обеспечивается из-за синергического возрастания эффективности стабилизаторов в сочетании с эпоксистабилизаторами. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к области химической технологии, в частности к пластифицированным композициям на основе поливинилхлорида для кабельного пластиката.
Известна полимерная композиция для кабельного пластиката, содержащая (мас.ч.):
| Поливинилхлорид | 100 |
| Диоктилфталат | 60 |
| Двухосновный фосфит Pb | 10 |
| Двухосновный стеарат Pb | 0,75 |
| Полиэтиленовый воск | 0,5 |
| Кальцинированная глина | 10 |
| Карбонат кальция | 10 |
| Тринонилфенилфосфит | 0,5 |
| Дифенилолпропан | 0,3 |
| Сажа или диоксид титана (TiO2) | 4-5 |
(Минскер К.С., Федосеева Г.Т. Деструкция и стабилизация поливинилхлорида. М. Химия. 1972. С.386).
Недостатками данной композиции являются значительное водопоглощение, низкое значение удельного объемного сопротивления, а также серый цвет пластиката.
Наиболее близким к заявляемой является полимерная композиция для кабельного пластиката на основе суспензионного поливинилхлорида, включающая диоктилфталат, вторичный пластификатор - хлорпарафины (ХП - 470), трехосновный сульфат свинца, стеарат кальция, трехокись сурьмы, мел и элементарную серу (Патент РФ №2223289, опубл. 10.02.2004, Бюл. №4) при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| Поливинилхлорид суспензионный | 100 |
| Диоктилфталат | 45-60 |
| Хлорпарафин ХП-470 | 20-30 |
| Трехосновный сульфат свинца | 2,0-4,0 |
| Стеарат кальция | 0,5-1,5 |
| Трехокись сурьмы | 0,5-1,5 |
| Мел | 40-50 |
| Элементная сера | 0,01-0,1 |
Недостатками данной композиции являются низкие термостабильность и удельное объемное электрическое сопротивление, значительное водопоглощение, отсутствие белизны (цвет серый - из-за использования в композиции мела природного тонкодисперсного марки М-60, где содержание карбоната кальция составляет 98,5%, белизна 85% по ТУ 5743-001-22242270).
Авторами установлено, что поливинилхлоридный пластикат для кабельных изделий исключительного белого цвета (высокой белизны) возможно получить только в случае использования в полимерной композиции мела, полученного из чистого известняка, со следующими техническими характеристиками: массовая доля карбоната кальция не менее 99%, белизна - 98%, в сочетании с диоксидом титана.
Задачей изобретения является создание рецептуры кабельного пластиката на основе суспензионного поливинилхлорида (ПВХ) с повышенной термостабильностью, с высоким удельным объемным сопротивлением, с низким водопоглощением и высокой белизны.
Поставленная задача достигается особенностью полимерной композиции для кабельного пластиката, включающей суспензионный поливинилхлорид, диоктилфталат, вторичный пластификатор, стабилизатор - трехосновный сульфат свинца, трехокись сурьмы, стеарат кальция, наполнитель - мел, заключающейся в том, что композиция дополнительно содержит эпоксистабилизаторы - эпоксидированное соевое масло или эпоксидную смолу, диоксид титана, стеариновую кислоту, дифенилолпропан и мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизной не менее 98% при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.
| Поливинилхлорид суспензионный | 100 |
| Диоктилфталат | 50-60 |
| Вторичный пластификатор | 10-20 |
| Трехосновный сульфат свинца | 1-2 |
| Стеарат кальция | 1,5-2,0 |
| Трехокись сурьмы | 0,5-1,0 |
| Мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, | |
| белизна не менее 98% | 40-50 |
| Стеариновая кислота | 0,1-0,5 |
| Эпоксидированное соевое масло или Эпоксидная смола | 1,0-2,0 |
| Диоксид титана | 1-1,5 |
| Дифенилолпропан | 0,5-1,0 |
Поставленная выше задача достигается также и особенностью полимерной композиции для кабельного пластиката на основе суспензионного поливинилхлорида, включающей диоктилфталат, вторичный пластификатор, термостабилизатор, трехокись сурьмы, стеарат кальция, наполнитель - мел, заключающейся в том, что в качестве термостабилизатора используют нетоксичные (безсвинцовые) кальций-цинковые термостабилизаторы или алюминий-марганец-цинк-содержащий термостабилизатор, и в том, что композиция дополнительно содержит эпоксистабилизаторы - эпоксидированное соевое масло или эпоксидную смолу, диоксид титана, стеариновую кислоту, дифенилолпропан и мел высокой белизны, полученный из очень чистого известняка, с содержанием карбоната кальция не менее 99%, белизны не менее 98%, например, торговой марки MIKROLINE Турецкой компании HIKA при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.
| Поливинилхлорид суспензионный | 100 |
| Диоктилфталат | 50-60 |
| Вторичный пластификатор | 10-20 |
| Кальций-цинковые термостабилизаторы определенных | |
| марок или алюминий | 3-3,5 |
| марганец-цинк-содержащий термостабилизатор | |
| Трехокись сурьмы | 0,5-1,0 |
| Мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, | |
| белизна не менее 98% | 40-50 |
| Стеариновая кислота | 0,1-0,5 |
| Эпоксидированное соевое масло или | 1,0-2,0 |
| Эпоксидная смола | |
| Диоксид титана | 1,0-1,5 |
| Дифинилолпропан | 0,5-1,0 |
В качестве кальций-цинковых термостабилизаторов используют термостабилизаторы марок STABIOL CZ 3046 или STABIOL CZ 3134 или Naftosafe GKX 2208, а в качестве алюминий-марганец-цинк-содержащего термостабилизатора - Naftosafe GKX 2011.
Кроме того, особенностью предлагаемой композиции является то, что в качестве вторичного пластификатора используют хлорпарафины ХП-470 и/или хлорированные α-олефины, полученные из отходов олигомеризации этилена, а в качестве наполнителя - мел высокой белизны, полученный из очень чистого известняка, с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизны не менее 98%, например, мела торговой марки MIKROLINE Турецкой компании HIKA.
В результате использования в качестве наполнителя мела с заданными характеристиками и введения эпоксидированного соевого масла или эпоксидной смолы, диоксида титана, стеариновой кислоты, дифенилолпропана, обеспечивается получение кабельного пластиката с низким водопоглощением, с высоким удельным объемным сопротивлением, с высокой термостабильностью и белизной. Повышение термостабильности пластиката обеспечивается из-за синергического возрастания эффективности термостабилизаторов в сочетании с эпоксистабилизаторами.
Применение нетоксичных термостабилизаторов в композициях для кабельного пластиката обеспечивает повышение экологической безопасности их использования.
Кальций-цинковый термостабилизатор марки STABIOL CZ 3046 (страна производитель Германия) предназначен для экструзии кабельных изоляционных материалов и кабельной оболочки высокого качества.
Внешний вид - белый порошок
Характеристики: зола, 1000°С 40,8-44,8%
Са 0,1-0,5%
Zn 9,4-10,0%
Кальций-цинковый термостабилизатор марки STABIOL CZ 3134 предназначен для экструзии кабельных изоляционных материалов и кабельной оболочки высокого качества.
Внешний вид - желтоватый порошок
Характеристики: зола, 1000°С 43,6-47,8%
Са 0,1-0,3%
Zn 9,1-9,7%
Кальций-цинковый термостабилизатор марки Naftosafe GKX 2208 предназначен для кабельных композиций - оболочек кабеля и изоляций с температурой эксплуатационной среды до 70°С.
Алюминий-марганец-цинк-содержащий термостабилизатор марки Naftosafe GKX 2011 фирмы Кемсон (Австрия) предназначен для кабельных пластикатов. Внешний вид - порошок белого цвета.
Хлорированные α-олефины (фракции C14-C32) получают хлорированием отходов производства олигомеризации этилена в присутствии инициатора - дицетилпероксидикарбоната 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 24,0-53,7% мас.%.
Сущность изобретения поясняется следующими примерами.
Пример 1.
В смесителе, нагретом до 90-100°С, готовят в течение 30 мин. композицию следующего состава, мас.ч.:
| Поливинилхлорид суспензионный | 100 |
| Диоктилфталат | 55 |
| Хлорпарафин ХП-470 | 11 |
| Стеарат кальция | 1,5 |
| Трехосновный сульфат свинца | 1,8 |
| Мел марки MIKROLINE | 40 |
| Трехокись сурьмы | 0,9 |
| Диоксид титана | 1,2 |
| Стериновая кислота | 0,3 |
| Эпоксидированное соевое масло | 1,2 |
| Дифенилолпропан | 0,9 |
Из полученной композиции готовят образцы для испытаний методом вальцевания. Температура вальцевания 160±5°С, время вальцевания 8-10 мин.
Удельное объемное электрическое сопротивление определяют по ГОСТ 6433.2.
Время термостабильности определяют по ГОСТ 14041-91.
Водопоглощение определяют по ГОСТ 4650-80.
Определение белизны производили на фотометре отражения ФО-1.
Примеры 2-15 аналогичны примеру 1. Количественный состав полимерных композиций и их качественные характеристики - результаты испытаний приведены в таблице 1. Пример №15 - по прототипу.
Использование предложенной композиции кабельного пластиката позволит улучшить технологические и эксплуатационные показатели кабельного пластиката, а именно:
- повысить термостабильность;
- снизить водопоглощение;
- увеличить объемное электрическое сопротивление;
- обеспечить постоянство технических характеристик;
- повысить белизну и расширить ассортимент поливинилхлоридных композиций, используемых для получения кабельного пластиката.
1. Полимерная композиция для кабельного пластиката на основе суспензионного поливинилхлорида, включающая диоктилфталат, вторичный пластификатор, трехосновной сульфат свинца, трехокись сурьмы, стеарат кальция, наполнитель - мел, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит эпоксистабилизаторы - эпоксидированное соевое масло или эпоксидную смолу, диоксид титана, стеариновую кислоту, дифенилолпропан, а в качестве наполнителя - мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизны не менее 98% при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:
| Поливинилхлорид суспензионный | 100 |
| Диоктилфталат | 50-60 |
| Вторичный пластификатор | 10-20 |
| Трехосновной сульфат свинца | 1-2 |
| Стеарат кальция | 1,5-2,0 |
| Трехокись сурьмы | 0,5-1,0 |
| Мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, | |
| белизна не менее 98% | 40-50 |
| Стеариновая кислота | 0,1-0,5 |
| Эпоксидированное соевое масло или | |
| эпоксидная смола | 1,0-2,0 |
| Диоксид титана | 1-1,5 |
| Дифенилолпропан | 0,5-1,0 |
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве вторичного пластификатора используют хлорпарафины ХП-470 и/или хлорированные α-олефины, полученные из отходов олигомеризации этилена.
3. Полимерная композиция для кабельного пластиката на основе суспензионного поливинилхлорида включающая диоктилфталат, вторичный пластификатор, термостабилизатор, трехокись сурьмы, наполнитель - мел, отличающаяся тем, что в качестве термостабилизатора используют кальций - цинковые термостабилизаторы или алюминий-марганец-цинк - содержащий термостабилизатор и композиция дополнительно содержит эпоксистабилизаторы - эпоксидированное соевое масло или эпоксидную смолу, диоксид титана, стеариновую кислоту, дифенилолпропан, а в качестве наполнителя - мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизны не менее 98% при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:
| Поливинилхлорид суспензионный | 100 |
| Диоктилфталат | 50-60 |
| Вторичный пластификатор | 10-20 |
| Кальций - цинковые термостабилизаторы или | |
| алюминий-марганец-цинк - содержащий | |
| термостабилизатор | 3-6 |
| Трехокись сурьмы | 0,5-1,0 |
| Мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, | |
| белизна не менее 98% | 40-50 |
| Стеариновая кислота | 0,1-0,5 |
| Эпоксидированное соевое масло или | |
| эпоксидная смола | 1,0-2,0 |
| Диоксид титана | 1,0-1,5 |
| Дифенилолпропан | 0,5-1,0 |
4. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора используют хлорпарафины ХП-470 и/или хлорированные α-олефины, полученные из отходов олигомеризации этилена.
5. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что в качестве кальций - цинковых термостабилизаторов используют стабилизаторы марок STABIOL CZ 3046 или STABIOL CZ 3134 или Naftosafe GKX 2208, а в качестве алюминий-марганец-цинк содержащего термостабилизатора используют Naftosafe GKX 2011.
