Электроизоляционная композиция


 


Владельцы патента RU 2402084:

Общество с ограниченной ответственностью "Башпласт" (RU)

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, пониженным выделением дыма и хлористого водорода при горении, предназначенным для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности. Электроизоляционная композиция содержит (мас.ч.): суспензионный поливинилхлорид 100, сложноэфирный пластификатор 50-70, кальций-цинковый комплексный стабилизатор 5-12, эпоксидированное соевое масло 1-4, карбонат кальция 100-500, трехокись сурьмы 5-10, окись цинка 0,5-5, борную кислоту 0,1-1,5, добавку (1,3,5-трис-(2,3-дибромизопропил)-изоцианурат (FR-930) 0,5-10, хлористый цинк 0,01, дифенилолпропан 0,1-0,5, полиэтиленовый воск 0,1-0,5. В качестве нетоксичного комплексного стабилизатора могут быть использованы марки: Baeropan МС 9917 КА, Baeropan МС 8703 КА, Naftosafe GKX 2208, Naftosafe GKX 2292 Akropan 2593 PX, Akropan 2530 PX. Техническим результатом изобретения является снижение уровня выделения дыма в условиях горения при сохранении степени негорючести, улучшение текучести расплава полимера, а также обеспечение экологической безопасности и конкурентоспособности кабельного пластиката. 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, пониженным 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 высокие требования по негорючести.

В последние годы требования по характеристикам пожаробезопасности повысились, стали также предъявляться требования по снижению дымообразования и выделению коррозионно-активных газов при горении, поскольку горючесть полимеров и связанная с ней потеря эксплуатационных качеств являются не единственной проблемой. Как правило, жертвы погибают в результате удушья от дыма или от отравления ядовитыми газами. К сожалению, дым, образующийся при горении пластиков, как правило, значительно более густой, чем от обычных материалов, а его компоненты гораздо более ядовиты.

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 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

(патент РФ №2321090, кл. H01B 3/44, 2006).

Композиция характеризуется довольно низкой горючестью, однако имеет недостаточно низкий уровень выделения дыма при горении.

Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому техническому решению является негорючая электроизоляционная композиция с пониженным дымовыделением. Указанная композиция содержит в мас.ч.:

Суспензионный поливинилхлорид 100
Сложноэфирный пластификатор 25-75
Свинцовый стабилизатор 1-7
Стеарат кальция 0,7-3
Карбонатный наполнитель 5-90
Окись цинка 0,5-8
Борат цинка 0,5-5
Хлористый кальций 0,1-2
Окись кальция 0,1-2
Дифенилолпропан 0,1-0,8
Трехокись сурьмы 0,5-9

(патент РФ №2271589, кл. H01B 3/44, 2006).

Данная композиция характеризуется низкой горючестью (КИ 27-29%), но не обеспечивает достаточной степени снижения дымообразования при горении (максимальная плотность дыма при горении 180-250), а также имеет довольно низкое значение показателя текучести расплава. Переработка композиции столь высокой степени наполнения на современных высокоскоростных экструдерах создает в расплаве полимера значительные сдвиговые усилия, в этой связи для предотвращения перегрева его в экструдерах требуется повышение технологических свойств, в частности текучести расплава полимера. Кроме того, данная композиция включает в качестве стабилизатора токсичные свинец содержащие соединения, применение которых не отвечает предъявляемым экологическим требованиям, - свинец содержащие соединения должны быть заменены безопасными для здоровья пользователя электрического оборудования соединениями (Директива ЕС 95/2003).

Задачей настоящего изобретения является снижение выделения дыма при горении при сохранении степени негорючести, повышение текучести расплава кабельного пластиката, а также использование безсвинцовых нетоксичных стабилизаторов для повышения экологической безопасности и конкурентоспособности.

Поставленная задача достигается тем, что электроизоляционная полимерная композиция, содержащая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, карбонатный наполнитель, трехокись сурьмы, окись цинка, дифенилолпропан, дополнительно содержит добавку FR-930 (1,3,5-трис-(2,3-дибромизопропил)-изоцианурат), кальций-цинковый стабилизатор, борную кислоту, эпоксидированное соевое масло, хлористый цинк, полиэтиленовый воск при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

Суспензионный поливинилхлорид 100
Сложноэфирный пластификатор 50-70
Кальций-цинковый стабилизатор 5-12
Эпоксидированное соевое масло 1-4
Карбонат кальция 100-500
Трехокись сурьмы 5-10
Окись цинка 0,5-5
Борная кислота 0,1-1,5
Добавка FR-930
1,3,5-трис-(2,3-дибромизопропил)-изоцианурат 0,5-10
Хлористый цинк 0,01
Дифенилолпропан 0,1-0,5
Полиэтиленовый воск 0,1-0,5

В качестве нетоксичного стабилизатора композиция содержит предназначенные для экструзии кабельных изоляционных материалов и кабельной оболочки высокого качества нетоксичные комплексные кальций-цинковые стабилизаторы марок: Baeropan МС 9917 КА, Baeropan МС 8703 КА (производитель-«Baerlocher GmbH» Германия), Naftosafe GKX 2208, Naftosafe GKX 2292 (продукция компании «Chemson», Австрия), Akropan 2593 РХ, Akropan 2530 PX (продукция компании «Akdeniz Kimya», Турция).

В соответствии с заключением «Директивы по химикатам для полимерной промышленности ЕС» кальций-цинковые стабилизаторы признаны нетоксичными и негенерирующими токсичных веществ в соединении с другими добавками в ПВХ-компаунде.

В композиции могут быть использованы другие нетоксичные безсвинцовые стабилизаторы в эквивалентных количествах, предназначенные для кабельных пластикатов, обеспечивающие требуемый уровень термостабильности.

В качестве сложноэфирного пластификатора композиция содержит: диоктилфталат, (ДОФ), диизооктилфталат (ДИОФ), диизононилфталат (ДИНФ), диалкилфенилфосфат (ДАФФ), трикрикрезилфосфат (ТКФ), диоктилсебацинат (ДОС), фосфатный пластификатор (ФП) по ГОСТ 8728-88 или их смеси.

Используемый в качестве антипирена новый компонент добавка FR- 930 (1,3,5-трис-(2,3-дибромизопропил)-изоцианурат) представляет собой белый порошок, общее содержание брома 64,7-66,6%, интервал плавления 102-109°С, плотность при 20°С 2340 кг/м3 производства фирмы AkzoNobel. Является не токсичным продуктом.

В заявляемой полимерной композиции используют полиэтиленовый воск с температурой плавления не выше 100°С, ПВХ суспензионная марки С-70 по ГОСТ 14332-78Е.

Кроме перечисленных компонентов предлагаемая композиция может содержать другие целевые добавки, например диоксид титана, концентраты красителей, сажу в количестве 0,5-3 мас.ч. и др.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами. Пример 1. В смеситель, нагретый до 90°С, загружают сыпучие компоненты, мас.ч.: суспензионный поливинилхлорид 100, кальций-цинковый стабилизатор Ваегорап МС 9917 КА 7, хлорид цинка 0,01, оксид цинка 5, борную кислоту 1, трехокись сурьмы 5, FR-930 8, дифенилолпропан 0,4 перемешивают в течение 3-5 мин, вводят ДОФ 70, эпоксидированное соевое масло 4, перемешивают в течение 20-25 минут, затем вводят карбонат кальция 100, полиэтиленовый воск 0,1 перемешивают еще 7-10 мин. Полученную порошкообразную смесь охлаждают до комнатной температуры и вальцуют при температуре 155-165°С в течение 4-10 мин. Из вальцованного образца прессуют образцы для испытаний при температуре 160-170°С в течение 3 мин под давлением 120 кгс/см2. Кислородный индекс определяют по ГОСТ 12.1.044-89, максимальную плотность дыма (Дмакс) в условиях горения и тления определяют по ГОСТ 24632-81, показатель текучести расплава (ПТР) определяют по ГОСТ 11645-73.

Состав и свойства композиции приведены в таблице.

Примеры 2-13 (предлагаемые)

Композиции готовят и испытывают, аналогично примеру 1.

В результате использования компонентов в заявляемых количествах, за счет достижения синергического эффекта, улучшаются эксплуатационные и технологические показатели кабельного пластиката, а именно: снижается дымообразование при горении, повышается показатель текучести расплава, а также обеспечивается экологическая безопасность и конкурентоспособность продукции за счет использования безсвинцового нетоксичного стабилизатора.

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

Состав композиции и свойства пластиката
№ п/п Состав ПВХ композиции, мас.ч Свойства ПВХ композиций
КИ, % Дмакс - горение ПТР, г/10 мин, Н=10 кгс, Т=190°С
1 2 3 4 5 6
ПВХ С-70 100 28 150 60
ДОФ 70
Baeropan МС 9917 КА 7
Эпоксидированное соевое масло 4
Карбонат кальция 100
Хлорид цинка 0,01
Трехокись сурьмы 5
Окись цинка 5
Борная кислота 1
FR-930 8
Дифенилолпропан 0,4
Полиэтиленовый воск 0,1
2 ПВХ С-70 100 29 160 64
ДОФ 60
Baeropan МС 9917 КА 5,5
Эпоксидированное соевое масло 3
Карбонат кальция 200
Хлорид цинка 0,01
Трехокись сурьмы 8
Окись цинка 0,5
Борная кислота 0,1
FR-930 2,5
Дифенилолпропан 0,2
Полиэтиленовый воск 0,1
3 ПВХ С-70 100 29 150 59
ДОФ 70
Baeropan МС 9917 КА 8
Эпоксидированное соевое масло 1,5
Карбонат кальция 300
Хлорид цинка 0,01
Трехокись сурьмы 10
Окись цинка 1,5
Борная кислота 1,5
FR-930 6,5
Дифенилолпропан 0,15
Полиэтиленовый воск 0,3
4 ПВХ С-70 100 28 160 60
ДОФ 65
Baeropan МС 8703 КА 10
Эпоксидированное соевое масло 2
Карбонат кальция 400
Хлорид цинка 0,01
Трехокись сурьмы 5,5
Окись цинка 4
Борная кислота 0,8
FR-930 5,5
Дифенилолпропан 0,3
Полиэтиленовый воск 0,4
5 ПВХ С-70 100 30 150 64
ДОФ 70
Baeropan МС 8703 КА 12
Эпоксидированное соевое масло 1
Карбонат кальция 500
Хлорид цинка 0,01
Трехокись сурьмы 6,5
Окись цинка 3
Борная кислота 0,2
FR-930 10
Дифенилолпропан 0,1
Полиэтиленовый воск 0,2
6 ПВХ С-70 100 29 155 59
ДОФ 55
Naftosafe GKX 2208 9
Эпоксидированное соевое масло 4
Карбонат кальция 250
Хлорид цинка 0,01
Трехокись сурьмы 7,5
Окись цинка 2
Борная кислота 0,3
FR-930 7
Дифенилолпропан 0,2
Полиэтиленовый воск 0,5
7 ПВХ С-70 100 29 155 61
ДОФ 65
Naftosafe GKX 2208 7
Эпоксидированное соевое масло 1,5
Карбонат кальция 350
Хлорид цинка 0,01
Трехокись сурьмы 5
Окись цинка 2
Борная кислота 0,6
FR-930 7,5
Дифенилолпропан 0,25
Полиэтиленовый воск 0,3
8 ПВХ С-70 100 28 160 60
ДОФ 50
Naftosafe GKX 2292 6
Эпоксидированное соевое масло 3
Карбонат кальция 100
Хлорид цинка 0,01
Трехокись сурьмы 5,5
Окись цинка 1
Борная кислота 0,7
FR-930 7,5
Дифенилолпропан 0,2
Полиэтиленовый воск 0,35
9 ПВХ С-70 100 30 150 59
ДОФ 70
Naftosafe GKX 2292 7,5
Эпоксидированное соевое масло 2,5
Карбонат кальция 450
Хлорид цинка 0,01
Трехокись сурьмы 7,5
Окись цинка 2
Борная кислота 0,9
FR-930 0,5
Дифенилолпропан 0,15
Полиэтиленовый воск 0,35
10 ПВХ С-70 100 30 155 62
ДОФ 65
Akropan 2593 РХ 7,5
Эпоксидированное соевое масло 3,5
Карбонат кальция 250
Хлорид цинка 0,01
Трехокись сурьмы 4
Окись цинка 1,5
Борная кислота 1,5
FR-930 4
Дифенилолпропан 0,2
Полиэтиленовый воск 0,25
11 ПВХ С-70 100 30 150 65
ДОФ 60
Akropan 2593 РХ 5
Эпоксидированное соевое масло 3,5
Карбонат кальция 300
Хлорид цинка 0,01
Трехокись сурьмы 6,5
Окись цинка 5
Борная кислота 0,6
FR-930 5
Дифенилолпропан 0,1
Полиэтиленовый воск 0,5
12 ПВХ С-70 100 29 155 62
ДОФ 70
Akropan 2530 РХ 12
Эпоксидированное соевое масло 1
Карбонат кальция 200
Хлорид цинка 0,01
Трехокись сурьмы 6,5
Окись цинка 3
Борная кислота 1,0
FR-930 4
Дифенилолпропан 0,5
Полиэтиленовый воск 0,3
13 ПВХ С-70 100 29 150 59
ДОФ 55
Akropan 2530 РХ 9
Эпоксидированное соевое масло 1,5
Карбонат кальция 300
Хлорид цинка 0,01
Трехокись сурьмы 5,5
Окись цинка 4
Борная кислота 0,5
FR-930 5,5
Дифенилолпропан 0,2
Полиэтиленовый воск 0,5
Для сравнения (по прототипу)
14 27-29 180-250 31-35

1. Электроизоляционная композиция, содержащая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, стабилизатор, карбонатный наполнитель, трехокись сурьмы, окись цинка, дифенилолпропан, отличающаяся тем, что дополнительно содержит добавку - 1,3,5-трис-(2,3-дибромизопропил)-изоцианурат (FR-930), кальций-цинковый стабилизатор, эпоксидированное соевое масло, хлористый цинк, борную кислоту, полиэтиленовый воск при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

суспензионный поливинилхлорид 100
сложноэфирный пластификатор 50÷70
кальций-цинковый стабилизатор 5÷12
эпоксидированное соевое масло 1÷4
карбонат кальция 100÷500
трехокись сурьмы 5÷10
окись цинка 0,5÷5
борная кислота 0,1÷1,5
1,3,5-трис-(2,3-дибромизопропил)-
изоцианурат (FR-930) 0,5÷10
хлористый цинк 0,01
дифенилолпропан 0,1÷0,5
полиэтиленовый воск 0,1÷0,5

2. Электроизоляционная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве нетоксичного комплексного кальций-цинкового стабилизатора используют: Baeropan MC 9917 KA, Baeropan MC 8703 КА, или Naftosafe GKX 2208, или Naftosafe GKX 2292, или Akropan 2593 РХ, или Akropan 2530 РХ.



 

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

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

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.

Изобретение относится к кабелю со слоем покрытия, сделанным из отходов. .
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.

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.

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.

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.%.

Изобретение относится к пластифицированным поливинилхлоридным композициям, содержащим пластификаторы, в частности к поливинилхлоридным пластизолям, а также к применению алкилбензоата с С9 по С11 в качестве пластификатора в поливинилхлоридной композиции для настила, включающей поливинилхлорид и от 20 до 200 мас.ч.

Изобретение относится к системе стабилизаторов для хлорсодержащих полимеров, прежде всего поливинилхлорида, содержащая по меньшей мере одно координационно-полимерное внутрикомплексное соединение триэтаноламинперхлорато(трифлато)металла с мономерными звеньями формулы (А).

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, в частности к получению материалов с пониженной пожарной опасностью, применяемых в различных отраслях народного хозяйства.
Изобретение относится к получению полимерной противостарительной пасты для резин на основе бутадиен-нитрильных каучуков с невысокой вязкостью, обладающей хорошей диспергируемостью в эластомерной матрице и придающей вулканизатам высокий уровень термоокислительной стойкости, и может быть использовано в резинотехнической промышленности для получения вулканизатов с повышенной термоокислительной стойкостью.
Изобретение относится к формовочной массе для пленок из винилхлоридного полимера или поливинилхлорида в количестве от 5 до 94 вес.% и с коэффициентом К от 50 до 90, добавок в количестве от 2 до 25 вес.% и полимера на основе полукристаллического или аморфного сложного полиэфира с полупериодом кристаллизации в расплавленном состоянии, по меньшей мере, равным/превышающим 5 минут, причем весовые проценты рассчитаны на общий вес формовочной массы, и формовочная масса является смесью винилхлоридного полимера или поливинилхлорида и сложного полиэфира в качестве модификатора способности к вытягиванию и доля сложного полиэфира составляет от 5 до 90 вес.% от формовочной массы.
Изобретение относится к области получения и переработки полимерных композиций на основе поливинилхлорида (ПВХ), находящих применение для выработки пленочных материалов и искусственной кожи.
Изобретение относится к рулонным кровельным материалам. .
Изобретение относится к области технологии полимеров, а именно к способу получения пластифицированных поливинилхлоридных композиций различного назначения для мебельной, медицинской, обувной и кабельной промышленностей, в том числе для изготовления изоляций и оболочек кабелей и проводов, обладающих пониженными горючестью и дымовыделением, высокими морозостойкостью (до -65°С) и термостойкостью (до +105°С), отличающихся повышенной гомогенностью поверхности материала (низким количеством «рыбьих глаз»).

Изобретение относится к жестким поливинилхлоридным композициям с использованием наполнителей пластифицирующего и стабилизирующего действия для изготовления материалов, преимущественно строительных, и может быть использовано для производства погонажных профильных изделий, сайдинга, труб и т.д.
Изобретение относится к кабельной технике, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, пониженным выделением дыма и хлористого водорода при горении, предназначенным для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности
Наверх