Электроизоляционная полимерная композиция
Владельцы патента RU 2636383:
Общество с ограниченной ответственностью Завод "Вестпласт" (RU)
Изобретение относится к кабельной промышленности, а именно к электроизоляционным полимерным композициям для изоляции и оболочек кабелей и проводов. Композиция содержит в мас. ч.: суспензионный поливинилхлорид 100, сложноэфирный пластификатор 40-80, карбонат кальция 40-160, гидроокись магния или гидроокись алюминия 20-80, свинцовый термостабилизатор3-6, трехокись сурьмы 3-8, окись цинка 2-8, борат цинка 2-8, дифенилолпропан 0,2-0,4, металлическое серебро в виде наночастиц 0,001-0,03. Изобретение позволяет разработать электроизоляционную полимерную композицию, обладающую пониженным уровнем дымовыделения в условиях горения и тления. 7 пр., 2 табл.
Изобретение относится к кабельной технике, а именно полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью и выделением дыма, 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. В связи с этим, к их полимерным составляющим - изоляции, внутренним и наружным составляющим традиционно предъявлялись высокие требования по негорючести. Однако в последнее десятилетие требования по характеристикам пожаробезопасности значительно расширились, стали предъявляться также требования по снижению дымообразования, выделению коррозионно-активных газов (хлористого водорода) при горении.
С учетом многообразия условий загорания и распространения пламени при пожарах и учитывая то, что дымообразование при термоокислительном разложении полимерных материалов в значительной степени зависит от того, происходит ли это в условиях пламенного горения или беспламенного тления, соответствующими стандартами предусматриваются испытания на дымовыделение в обоих режимах.
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. С08K 3/20, 1978).
Однако степень повышения негорючести недостаточна.
Известна композиция на основе ПВХ, обладающая меньшей горючестью, пониженным выделением дыма и хлористого водорода при горение, в которой для достижения указанных целей используется комбинация антипиренов-дымоподавителей содержащая трехокись сурьмы, окись цинка, борную кислоту, мел и гидроокись алюминия (А.с. СССР №1646278, кл. 08L 27/06, 1995).
Однако уровень снижения выделения дыма и хлористого водорода в условиях горения и тления недостаточно высок.
Наиболее близкой по технической сущности и совокупности признаков к предлагаемой является электроизоляционная полимерная композиция на основе ПВХ, включающая (в мас. ч.): суспензионный поливинилхлорид 100, 40-80 сложноэфирного пластификатора, 20-500 карбоната кальция, 10-100 гидроокиси алюминия, 3-7 свинцового термостабилизатора, 4-7,5 трехокиси сурьмы, 0,7-1,5 окиси цинка, 0,4-0,6 борной кислоты, 0,1-0,6 ионола, 0,1-0,6 дифинилолпропана.
Недостатком данного технического решения является то, что в условиях горения и тления уровень дымовыделения остается достаточно высоким, что приводит к высокой вероятности несчастного случая при эвакуации в условиях пожара.
Поставленная задача состояла в разработке электроизоляционной полимерной композиции, обладающей пониженным уровнем дымовыделения в условиях горения и тления.
Технический результат достигается тем, что, электроизоляционная полимерная композиция, содержащая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, карбонат кальция, гидроокись кальция, гидроокись металла, трехокись сурьмы, окись цинка, соединение бора, дефинилолпропан, в качестве гидроокиси металла содержит гидроокись магния или гидроокись алюминия, в качестве соединения бора борат цинка, а также дополнительно содержит металлическое серебро в виде наночастиц.
При следующем соотношении, мас. ч.:
| Суспензионный поливинилхлорид | 100 |
| Сложноэфирный пластификатор | 40-80 |
| Карбонат кальция | 40-160 |
| Гидроокись магния или гидроокись алюминия | 20-80 |
| Свинцовый термостабилизатор | 3-6 |
| Трехокись сурьмы | 3-8 |
| Окись цинка | 2-8 |
| Борат цинка | 2-8 |
| Дифенилолпропан | 0,2-0,4 |
| Металлическое серебро в виде наночастиц | 0,001-0,03 |
Далее приводятся сведения, подтверждающие промышленную применимость. Предложенная композиция содержит суспензионный поливинилхлорид марки С-70 по ГОСТ 14332-78, в качестве сложноэфирного пластификатора предлагаемая композиция содержит традиционно применяемые в аналогичных композициях соединения, такие как диоктилфталат, диизононилфталат, триоктилтримеллитат, изодецилдифенилфосфат фирмы ISL (США).
В качестве свинцового термостабилизатора композиция содержит, например, трехосновной сульфат свинца по ТУ 6-09-098-75, двухосновной фталат свинца по ТУ 6-09-098-75, композиция также содержит: трехокись сурьмы по ТУ 6-18-22-85, окись цинка по ТУ 48-7-17-82, борат цинка по ТУ 2146-001-61914412-2010 карбонат кальция по ГОСТ 8253-79, дефинилолпропан по ГОСТ 12138-86, гидроокись алюминия по ТУ 6-18-22-85, гидроокись магния по ТУ 1517-003-59074732-2007 металлическое серебро в виде наночастиц по ТУ 2499-023-74107096-2007.
Кроме перечисленных компонентов предлагаемая композиция может содержать различные известные целевые добавки (смазки, красители и т.д.), используемые в практике изготовления аналогичных композиций.
Изобретение иллюстрируется, но не ограничивается следующими примерами.
Пример 1
В нагретый до 90°C турбосместитель загружают все сыпучие компоненты 100 мас. ч. ПВХ С-70, трехосновной сульфат свинца 3 мас. ч, 3 мас. ч. трехокиси сурьмы, 2 мас. ч. окиси цинка, 2 мас. ч. бората цинка, 0,2 мас. ч. дифенилолпропана, 0,001 мас. ч. металлического серебра в виде наночастиц, перемешивают в течение 3-5 мин, затем вводят 40 мас. ч. ДОФ и перемешивают еще 15 мин.
Полученную порошкообразную смесь охлаждают до комнатной температуры и вальцуют при температуре 155-165°С в течение 4-10 мин. Из вальцованного полотна прессуют образцы для испытаний при температуре 160-170°С в течение 3 мин под давлением 120 кГс/см.
Примеры 2-7
Полимерные композиции изготовляются аналогично тому, как указано в примере 1, используя при этом переменные значения содержания компонентов композиции. Компоненты в композициях приведены в таблице 1.
Образцы композиций подвергались испытаниям по методикам соответствующих стандартов. Кислородный индекс определяют по ГОСТ 12.1.044.-89, максимальную плотность дыма в условиях горения и тления определяют по ГОСТ 24-632-81. Выделения хлористого водорода при горении определяют по ГОСТ Р МЭК 60754-1-99. Состав и свойства композиций приведены в таблицах. Примеры 2-7 по изобретению, 8 - прототип.
Композиции готовят и испытывают как в примере 1. Использование компонентов вне заявленных количеств приводит к ухудшению свойств композиций.
Техническим результатом является облегчение эвакуации людей в условия пожара.
Электроизоляционная полимерная композиция, содержащая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, карбонат кальция, гидроокись металла, свинцовый термостабилизатор, трехокись сурьмы, окись цинка, соединение бора, дифенилолпропан, отличающаяся тем, что в качестве гидроокиси металла содержит гидроокись магния или гидроокись алюминия, а в качестве соединения бора - борат цинка, а также дополнительно содержит металлическое серебро в виде наночастиц при следующем соотношении компонентов композиции, мас. ч.:
| Суспензионный поливинилхлорид | 100 |
| Сложноэфирный пластификатор | 40-80 |
| Карбонат кальция | 40-160 |
| Гидроокись магния или гидроокись алюминия | 20-80 |
| Свинцовый термостабилизатор | 3-6 |
| Трехокись сурьмы | 3-8 |
| Окись цинка | 2-8 |
| Борат цинка | 2-8 |
| Дифенилолпропан | 0,2-0,4 |
| Металлическое серебро в виде наночастиц | 0,001-0,03 |
