Электроизоляционная герметизирующая пленка

 

Союз Советски к

Соцнапнстнческнх

Республик

Оп ИСАНИЕ (11 9

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У (6l ) Дополнительное к «вт. свил-ву (22) Заявлено 22. 04.81 (21) 3281576/23-05 с присоелинениен заявки М (23) Приоритет (53)M. Кл.

В 32 В 27/30

В 22 В 27/32

Н 01 В 17/62

9куаеротееииы6 комитет

СССР ао делам изооретеиий и открытий

Опубликовано 30.08.82. Бюллетень М 32

Дата опубликования описания 30 .08 .82 (533 УДК678.069 (088. 8) f мвн

1 ников;

А.К. Беленко, P. В. Гла голев, В. С . Ди

Г.А. Клауз, В.Т. Скляр, В.Г. Стрельч и В.П. Юров (72) Авторы изобретения иии (71) Заявитель

Сектор нефтехимии Института физико-о и углехимии АН Украинской (54) ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ ГЕРИЕТИЗИРУЮЦАЯ ПЛЕНКА и ния ПЭВД t1J „

Изобретение относится к переработке полимерных материалов, конкретно к двухслойному материалу со сшитой полиэтиленовой основой и адгезионным термопластичным слоем, и может быть использовано для монтажных и ремонтно-восстановительных работ в электро технической промышленности, а также для герметизации соединительных элементов электрических кабелей и кабелей связи.

Известна пленка из сшитого полиэтилена низкого давления ПЭНД с покрытием из полиэтилена высокого давлеЭта пленка усаживается при нагре,ве и сваривается, однако, адгезия между верхним защитным и адгезионным слоями низка. Для получения соедит

Ф нения необходим нагрев до 150-170 С, что может привести к локальному перегреву и нарушению изоляции внутри кабеля. Водостойкость адгезионного соединения низка.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительно му эффекту к предлагаемой является электроизоляционная герметизирующая пленка, содержащая защитный лой, выполненный из полиэтилена, и адгезионный слой, выполненный из сополимера этилена с винилвцетатом (2J .

Однако такая двухслойная пленка не может быть применена для получения электроизоляционного герметизирующего покрытия, .так как она подвержена растрескиванию, имеет низкую устойчивость к термоокислению и водостойкость, недостаточную адгезию к полимерам и металлам, не усаживается при нагоеве.

Цель изобретения — придание пленке термоусаживаемости, повышенной устойчивости к термоокислению, водостойкости, улучшение. адгезии к ме3 95425 таллам и полимерам и стойкости к растрескиванию.

Указанная цель достигается тем, что в электроиэоляционной герметизирующей пленке, содержащей защитный слой, выполненный из полиэтилена, и адгеэионный слой, выполненный из сополимера этилена с винилацетатом, защитный слой выполнен из сшитого на 25-60 полиэтилена и дополнитель- 16 но содержит сополимер этилена с винилацетатом, содержащий 8-12 винилаце татных групп, сажу, Р -хлорантрахинон и пентаэритритилтетракис .-(3,5-дитретбутил-4-оксифенилпропионат) (фенозан-23) при следующем соотношении компонентов (вес. 4 j

Полиэтилен 90,0-96,75

Сополимер этилена с винил- 20 ацетатом 3,0-8,0

Сажа 0,1-0,5

Р -Хлорантрахинон 0,1-0,5

Пентаэритритил- 23 тетракис- (3, 5-.-дитретилбутил-4-оксифенилпропионат) 0,05-1,0 а адгезионный слой выполнен из сопо- 30. лимера этилена с винилацетатом, содержащего 8-124 винилацетатных групп, и дополнительно содержит парафин и аэросил при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:

Сополимер этилена с винилацетатом 93,0-99,3

Парафин 0,2-2,0

Рэросил 0,5-5,0 при толщине защитного и адгезионного 4в слоев 50-200 и 30-150 мкм соответственно.

Пленку получают соэкструзией полиэтилена марки 15803-.80 и сополимера этилена с винилацетатом, содержащего

124 ВА групп. Для повышения устойчивости пленки к растрескиванию, фотостарению и термоокислению в полиэтилен предварительно вводят сополимер этилена и винилацетата того же состава, .печную сажу марки ПС-100, термостабилизатор - феноэан-23, а также фотосенсибилизатор-Р-хлорантрахинон и сшивают. Фенозан-23 представляет собой продукт переэтерификации метилового эфира 3,5-дитретбутил-4-оксифенилпропионовой кислоты с пентаэритритом. В клеящий слой для пластифи6 4 кации, снижения температуры текучести, улучшения смачиваемости и увеличения водостойкости вводят неочищенный парафин ГОСТ 784-53, а для структурировавия расплава и улучшения его реологических характеристик добавляют аэросил марки А-175, прокаленный при

400-500вС в течение 10 мин. Характеристики сополимеров этилена и винилацетата, использованных для получения предлагаемой и известной пленок даны

Ф в табл. 1.

Таблица I

Характеристики

Содержание ВА групп, 3

12 20 (прототип) Плотность при 20 С, г/см 0,942 0,943

Показатель текучести расплава, г/10 мин

2,7 23-24

Средневязкостная молекулярная масса 26100 20900

Температура плавления, С

98-105 83-93

Толщины защитного и адгезионного слоев регулируются изменением производительности экструдеров и скоростью вытяжки. В данном примере они составляют 100 и 60 мкм соответственно.

После экструзии двухслойную пленку облучают (со стороны полиэтиленовой

Двухслойную пленку получают на установке ДРП 45/45-600 в виде рукава с внутренним адгезионным слоем. Для обеспечения необходимой усадки изоляционной ленты осуществляют продольную ориентацию изменением скорости вращения прижимных роликов приемного устройства. Облучение пленки производят на участке между приемным и намоточным устройствами экструдера.

Пример 1. Перед соэкструзией

s полиэтилен вводят 3r, сополимера (84 ВА), О, V. сажи, 0,13 хлорантрахинона и 0,054 фенозана-23, а в сополимер адгезионного слоя - 0,2i парафина и 0,5i аэросила. Здесь и далее все количественные соотношения указаны по весу композиции соответствующего слоя, 5 9542 основы) шестью лампами ДРТ-1000, установленными на расстоянии 20 см друг от друга и 7-8 см от пленки. Скорость движения пленки 1,4 м/мин. Степень сшивки полиэтиленового слоя в полученной таким образом ленте составляет 35-403, а усадка при нагреве до

l30-140 С - 30 .

Пример 2. Двухслойную пленку с таким же адгезионным слоем и осно- 10 вой, содержащей 5Ф сополимера (103 ВА)

0,23 сажи, 0,2 хлорантрахинона и

0,3i фенозана-23, получают аналогично примеру 1 при толщине адгезионного слоя 60 и защитного — 100 мкм. 15

Степень сшивки основы 253, усадка при нагреве до 130-140вС - ЗОВ.

Пример 3. Композиция основы такая же, как в примере 2, а в адгезив добавляют 14 парафина и 2Ô аэро- 2в сила, Способ получения тот же. Толщина.основы 200 мкм, адгезионного слоя

Т а б л и ц а 2

Электросопротивление, ИОм

Испытание

Образец на изгиб (4.14) на нераспространение горения переменным напряжением частотной постоянным (2. 14) напряжением в течение

3 мин, кВ (4.7а) (4.11) 50 Гц в течее 1 с.кВ

Выдержал

Выдержал 10 Выдержал 10 Выдержал

Выдержал 10 Выдержал 10 Выдержал Выдержал

То же

То же

То же .

То же

8 200 ° 10

9 200 10

10 60х10

100х10

2 100 10

3 100 ° 10

4 90х10

5 90 ° 10

6 90 1О

7 200х10

56 Ь

150 мкм. Степень сшивки полиэтилено.вого слоя составляет 25-301. Усадка при нагреве до 130-140 С - 20-253.

Пример 4. Двухслойную пленку получают аналогично примеру 1. В основу вводят 8ь сополимера (123 ВА), 0,53 сажи, 0,53 хлорантрахинона и 1Ф фенозана-23. В адгезив добавляют 2 парафина и 53 аэросила. Толщина защитного слоя 50 мкм, адгезионного30 мкм. Степень сшивки подложки - 50603, усадка при нагреве до 130140 С - 403.

Полученные образцы двухслойных полимерных пленок испытаны на пригод-. ность в качестве электроизоляционного материала по ГОСТУ 7006-72 "Кабели.

Защитные покровы", распространяющему" ся на оболочки, предйазначенные для защиты кабелей от механических повреждений и от коррозии. Результаты приведены в табл. 2.

954256

Продолжение табл. 2

11 60. 10

12 60 10

Норма 11, 76x1 0 10

0,1с,10кВ

П р и м е ч а н и е. В шапке таблицы в скобках даны пункты ГОСТа

7006-72.

Таблица 3

1,8 2,5

По прототипу

Предлагаемая по примерам:

1и2

2,8 . 3,0

3,0 3,2

2 3 7

3,0

3,4

3,7

Таблица 4

Предел прочности при отслаивании, кгс/см

Потери прочности, Состав пленки

Исходная величина После задержки

1,8

100

Полное отслаивание

По прототипу

Предлагаемый по примерам 1 и 2

2,8

2,0

29

37

1 9

3,0

1 5

Образцы 1, 2 и 3 — по примеру 1, образцы 4, 5 и 6 — по примеру 2, образцы 7, 8 и 9 - по примеру 3, образ25 цы 10, 11 и 12 - по примеру 4.

Определение величины адгезии производят методом отслаивания под углом 180 со скоростью 50 мм/мин на разрывной машине РМ-05. В качестве подложки используют предварительно очищенные и обезжиренные металлические и полимерные пластины (Сталь Ст3, дюраль Д16, ПЭНД для кабельных оболочек ГОСТ 16336-70) размерами 100 х 3$ х 2g х 2 мм. На подготовленную подложку накладывают полученную пленку и выдерживают в термошкафу при 140150 С под давлением 0,03-0,1 кгс/см в течение 5-10 мин. Экспериментальные В данные приведены в табл. 3.

Погрешность определения адгезии здесь и далее составляет 5-83.

Для исследования водостойкости образцы на стальных подложках выдерживались в воде в течение 2700 ч, из них 2000 ч при 20 С и 700 ч при

100,С. Результаты исследований представлены в табл. 4.

0,1-0,5

Источники информации.принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии и 8957,кл. С 08 L 23/06, опублик. 1966.

2. Патент Японии N 133578, кл. С 08 L 23/08, опублик. 1979 (прототип) °

Формула изобретения

Электроизоляционная герметизирующая пленка, содержащая защитный слой, выполненный из, полиэтилена, и адгезионный слой, выполненный из сопоСоставитель Л. Ягодкина

Редактор Н. Безродная Техред А.Бабинец Корректор 8. Бутяга б Заказ 6351/13

Тираж 475 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 954256 10

Испытания на устойчивость к термо- лииера этилена с винилацетатом, о токислению проводили при 160 С и дав- л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целении кислорода 300 Торр. При этом лью придания пленке термоусаживаемосбыли получены следующие данные: ти, повышенной устойчивости к термоКонцентрация термо- Период индук- 5 окислению, водостойкости, улучшения стабилизатора в ком- ции термооки- адгезии к металлам и полимерам и стойпозиции основы, ь сления, мин кости к растрескиванию, защитный слой

0 (прототип) 20 выполнен из сшитого на 25-603 полиэти0,3 150 лена и дополнительно содержит сопо0 7 620 10 лимер с винилацетатом, содержащий

Таким образом, проведенные испыта- 8-121 винилацетатных групп, сажу, P— ния показали, что оболочка кабеля, -хлорантрахинон и пентаэритритилтет" восстановленная предлагаемой двух- ракис-.(3,5-ди-трет-бутил-4-оксифеслойной пленкой, соответствует ГОСТ нилпропионат) при следующем соотно7006-72 "Кабели. Защитные покровы", 1 пении компонентов, вес.4: а по устойчивости к термоокислению,, Полиэтилен 90,0-96,75 водостойкости и герметизирующим ка- Сополимер этичествам существенно превосходит плен лена с винилку, описанную в заявке Японии Р 54- ацетатом 3 0-8,0 133578, как видно из табл. 3-9. 26 С ажа О, 1-0.5

Предлагаемая пленка по сравнению Р-Хлорантрахис извес ной обладает повышенной уснон тойчивоотью к растрескиванию высокой Пентаэритриl стойкостью к термоокислению, что зна- тилтетракисчительно увеличивает срок службы из- >> -(3,5-ди-третделий, покрытых предлагаемой пленкой, -бутил-4-оксифеболее высокой водостойкостью, Ilo нилпропионат) 0,05-1;0 вышенной адгезией термопластично- а.адгезионный слой выполнен иэ сопо4

ro слоя к металлическим и полимер- лимера этилена с винилацетатом,содерным кабельным оболочкам, а так- . 30 жащего 8-123 винилацетатных групп, и же хорошей термоусадкой, что наряду дополнительногсодержит парафин и со свариваемостью пленки позволяет уп- аэросил при следующем соотношении ростить процесс и улучшить качество компонентов, вес.Ф ремонта поврежденных защитных покро- Сополимер этилена вов и выявленных мест негерметичнос- yg c винилацетатом 93 0-99т3 ти оболочек и соединительных устройств. Парафин 0,2-2,0

Аэросил 0,5-5,0

Двухслойную пленку со сшитым внеш- при толщине защитного и адгезионного ним слоем получают отдностадийным слоев 50-200 и 30-150 мкм соответстспособом. в венно.