Полимерная композиция для изготовления электро-гидроизоляционного материала


 


Владельцы патента RU 2542098:

Учреждение образования "Белорусский государственный университет транспорта" (BY)

Изобретение относится полимерной композиции для изготовления герметизационных и электроизоляционных материалов для производства оболочки кабелей связи. Композиция содержит полиэтилен низкого давления, в качестве пластификатора смазку буксол и сыпучий наполнитель, представляющий собой оксид титана. Композиция характеризуется высокой термодинамической совместимостью компонентов, что позволяет получать материал с высокими механическими характеристиками и оптимальным сочетанием электро- и гидроизоляционных свойств. 2 табл.

 

Изобретение относится к герметизирующим и электроизоляционным материалам для производства оболочки кабелей связи, предпочтительно является наружным слоем кабеля, выполняющим защитную функцию при изготовлении изделий радиотехнической и электротехнической промышленности.

Известен гидроизоляционный полимерный материал, выполненный из отходов - композиция [1] с использованием полиэтилена, полученного из отходов, с плотностью не более 0,940 г/см3 и полиэтилена с плотностью более 0,940 г/см3 следующего состава, мас.%:

полиэтилен, полученный из отходов
(плотность не более 0,940 г/см3) 30-90
полиэтилен (плотность более 0,940 г/см3) 10-70

Недостаток данной композиции заключается в том, что используемый в качестве основного компонента полиэтилен, полученный из отходов, может дать слои покрытия с низкими механическими свойствами, как то: разрушающее напряжение, удлинение при разрыве, стойкость к растрескиванию под влиянием условий окружающей среды, в сравнении с изначальными полимерными материалами. Помимо этого, упомянутые слои покрытия могут иметь ухудшенный внешний вид в основном из-за образования дефектов на их поверхности, например образование мелких агломератов, которые не только ухудшают внешний вид и нарушают гладкость, но также и снижают их механические характеристики.

Наиболее близким по составу к заявляемой полимерной композиции является гидроизоляционный полимерный материал [2], включающий полиэтилен, полиизобутилен, каменноугольный пек и мягчитель (продукт окисления битума с температурой кипения 360-420°C) следующего состава, мас.%:

полиэтилен 25
полиизобутилен 25
каменноугольный высокотемпературный пек 30-35
мягчитель остальное

Он предназначен для герметизирующей защиты, поэтому в его состав введены наполнители, обладающие гидроизоляционной эффективностью. Однако связующего полиэтилена в нем всего 25%, поэтому прочностные характеристики его весьма низкие. Еще один недостаток данной композиции состоит в том, что ее состав излишне усложнен большим количеством наполнителей.

Задачей изобретения является повышение физико-механических, электро- и гидроизоляционных свойств материала, химической стойкости и совместимости компонентов на основе дешевого и доступного сырья.

Поставленная задача достигается тем, что полимерная композиция для изготовления герметизирующего и электроизоляционного материала содержит полиэтилен низкого давления, буксол в качестве пластификатора и сыпучий наполнитель TiO2 (оксид титана) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полиэтилен низкого давления 82-86
буксол в качестве пластификатора 4-8
сыпучий наполнитель TiO2 (оксид титана) остальное

Данный материал характеризуется высокой термодинамической совместимостью компонентов композиции, что позволяет формировать качественные образцы с высокими механическими характеристиками.

Для оценки физико-механических свойств материала готовили пять смесей, в состав которых входил порошок полиэтилена (ПЭ) низкого давления (20606-012, ГОСТ 16338-70), сыпучего наполнителя TiO2 (оксид титана) и пластификатор - отработанная железнодорожная смазка буксол. Состав исходной смазки:

Присадка на основе нитрованного масла (Акор-1 по
ГОСТ 15171) 1,0-1,5%
Литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты 8,0-12%
Литиевое мыло олеиновой кислоты 5-3,0%
Диалкилдитиофосфат цинка (присадка ДФ-11 по ТУ 24216-80) 4,0-8,0%
Нефтяное масло (смесь индустриальных масел):
И-40 (ГОСТ 2079988-97) изготовленное то ТУ 38.101413;
И-50 (ТУ 38.101413-97);
веретенное масло АУ (гидравлическое
масло НН по ИСО 6743/4) остальное

Из каждой смеси формировали образцы методом горячего прессования при температуре 150°C. Состав композиций полученных образцов приведен в табл.1, Физико-механические свойства материалов заявленного состава в сравнении с прототипом приведены в табл.2.

Таблица 1
Композиция Содержание компонентов, вес.% Предел прочности на растяжение, МПа Водопоглощение, % Диэлектрическая проницаемость
ПЭ TiO2 отработанная железнодорожная смазка буксол
1 81 11 8 17,8 0,013 2,70
2 83 11 6 18,8 0,011 2,68
3 84 12 4 19,2 0,012 2,62
4 85 10 5 20,0 0,01 2,56
5 86 11 3 18,7 0,01 2,57

Из таблицы 1 видно, что при содержании ПЭ в количестве менее 81% прочностные характеристики материала существенно снижаются и возрастает водопоглощение.

Таблица 2
Исследуемый параметр Метод исследования, оборудование Результаты измерений Условия проведения эксперимента
Известный материал Предложен. материал
Предел прочности на растяжение, МПа Разрывная машина РМУ-0,05 ГОСТ 14236-81 4 20,0 При постоянной скорости деформации 50 мм/мин
Водопоглощение, % 0,6-1,0 0,01 Выдержка в дистиллированной воде при температуре 20°C в течение 7 суток

Таким образом, оптимальное сочетание электро- и гидроизоляционных свойств разработанного материала достигается при содержании полиэтилена 82-86%, пластификатора 4-8% и оксида титана остальное.

При таких составах материалы из предлагаемых композиций превосходят известный по прочности и водопоглощению. Предел прочности на растяжение образца из известной композиции составляет не менее 4 МПа, тогда как для образцов из предлагаемой композиции - 18,7-20,0 МПа, и водопоглощение предлагаемой композиции меньше, чем у прототипа более чем в 60 раз.

Разработанный полимерный композиционный материал обладает комплексом технологических свойств, допускающих его переработку на стандартном упаковочном оборудовании, хорошей термосвариваемостью и удовлетворительными физико-механическими характеристиками. При производстве материала может быть использована отработанная железнодорожная смазка буксол.

В созданном материале за счет входящей в состав отработанной смазки присадки на основе нитрованного масла Акор-1, предназначенной для улучшения защитных (консервационных) свойств смазочных минеральных масел различного назначения и топлив, реализуется принцип комбинирования методов защиты металлоизделий от коррозии в результате совмещения одновременно функций барьерной и электрохимической защиты.

Источники информации

1. Патент RU 2327714 Кабель со слоем покрытия, выполненным из отходов / Кастеллани Л., Пелициони А., Петруццотти Ф., Альбидзати Э. (27.08.2008), МПК C08L 23/06, C09D 123/06, H01B 3/44, C08J 11/06, 2008.

2. Авторское свидетельство SU 245357 A1 Полимерный материал / Провинтеев И.В. (01.01.1969), МПК C08L 23/06, C08K 11/00, C08L 95/00, 1969, - прототип.

Полимерная композиция для изготовления электро- и гидроизоляционного материала, содержащая полиэтилен, пластификатор и наполнитель TiO2, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора содержит смазку буксол при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полиэтилен низкого давления 82-86
буксол в качестве пластификатора 4-8
сыпучий наполнитель - оксид титана остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергопередающему кабелю для работы в химически сложных условиях и при очень низкой температуре. .

Изобретение относится к способу бурения отверстия от выбранного места в существующей скважине, проходящей через подземный несущий углеводородные текучие среды пласт, и устройству для микробурения.

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 области электротехники и радиотехники и может быть использовано для изготовления проводов линий электропередачи постоянного и переменного тока, а также проводов мощных передающих радиоантенн низких частот.
Изобретение относится к новым жидким литьевым композициям, включающим в себя водорастворимый или водовспениваемый полимер, которые могут использоваться для улучшения водостойкости и влагостойкости, а также для гидроизоляции, например, кабелей.
Изобретение относится к кабельной технике, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного ПВХ и может быть использовано при изготовлении проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности.

Изобретение относится к кабелю для транспортировки или распределения электроэнергии среднего и высокого напряжения. Кабель (1) содержит по меньшей мере один электрический проводник (2) и по меньшей мере один электроизоляционный слой, окружающий упомянутый электрический проводник, причем этот по меньшей мере один электроизоляционный слой (4) содержит: (a) термопластичный полимерный материал, выбранный из: по меньшей мере одного сополимера (i) пропилена с по меньшей мере одним олефиновым сомономером, выбранным из этилена и α-олефина, не являющегося пропиленом, причем упомянутый сополимер имеет температуру плавления, большую или равную 130°C, и энтальпию плавления от 20 Дж/г до 90 Дж/г; смеси по меньшей мере одного сополимера (i) с по меньшей мере одним сополимером (ii) этилена с по меньшей мере одним α-олефином, причем упомянутый сополимер (ii) имеет энтальпию плавления от 0 Дж/г до 70 Дж/г; смеси по меньшей мере одного гомополимера пропилена с по меньшей мере одним сополимером (i) или сополимером (ii); причем по меньшей мере один из сополимера (i) и сополимера (ii) является гетерофазным сополимером; (b) по меньшей мере один жидкий диэлектрик, тщательно перемешанный с термопластичным полимерным материалом, причем упомянутый по меньшей мере один жидкий диэлектрик является ароматическим жидким диэлектриком с отношением числа ароматических атомов углерода к полному числу атомов углерода, большим или равным 0,3; (c) по меньшей мере один стабилизатор напряжения, выбранный из замещенных бензофенонов и стерически затрудненных аминов.

Изобретение относится к полипропилену, к способу его получения, а также к пленочному конденсатору из указанного полипропилена. Полипропилен имеет температуру плавления (Tm), измеренную согласно ISO 11357-3, по меньшей мере 151,0°С и фракцию, растворимую в холодном ксилоне (XCS), не более чем 1,5 масс.%.

Изобретение относится к полиолефиновой композиции с улучшенной электрической прочностью изоляции, к проводу или кабелю, в частности к кабелю среднего, высокого или сверхвысокого напряжения, включающему такую композицию, а также к применению подобной композиции для производства провода или кабеля, в частности кабеля среднего, высокого и сверхвысокого напряжений.
Изобретение относится к кабельной промышленности, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, выделением дыма в условиях горения и тления, предназначенных для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожаробезопасности.

Изобретение может быть использовано в кабельной технике для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к кабельной технике, и может быть использовано для экранов силовых кабелей среднего напряжения, до 35 кВ. Повышение физико-механических свойств кабельных изделий, изготовленных с использованием предложенной композиции, а также ее технологичности и стабильности, является техническим результатом изобретения.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к кабельной технике и, в частности, к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженными горючестью, выделением дыма и хлористого водорода при горении, предназначенным для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов.

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

Изобретение относится к гетерофазной полипропиленовой смоле, относится к способу получения такой полипропиленовой смолы и ее использованию для производства изделий, в частности в качестве материала для производства изоляционного и полупроводникового слоев силовых кабелей.
Изобретение относится к полиэтиленовой композиции, предназначенной для получения трудногорючих конструкционных материалов общетехнического и инженерно-технического назначения.
Наверх