Електроізоляційна композиція - патент Україна 2488608 - Фомін Денис Леонідович, Косминін Василь
Область техніки, до якої належить винахід Полімерна композиція включає полівінілхлорид, складноефірний пластифікатор, свинцевий стабілізатор і антипірен димоподавлювач, що включає карбонат кальцію, окис цинку, тригідрат окису алюмінію, триокис сурми, борат цинку. Композиція додатково містить стеарат кальцію або свинцевий стеарат, борну кислоту, дифенілолпропан, фосфорсодержащий пластифікатор, гідроксид магнію, карбонат магнію, оксид або гідрооксид кальцію, хлорований поліетилен, броморганічне з'єднання, епоксидну смолу або епоксидоване пентеро. В якості стабілізатора можуть бути використані комплексні нетоксичні кальцій-цинкові термостабілізатори. Винахід забезпечує низьке димовиділення при тлінні та горінні, при збереженні низької горючості, покращує переробку ПВХ композиції та зовнішній вигляд пластикату, підвищує стійкість до теплового старіння, розширює асортимент полівінілхлоридних композицій, що використовуються для отримання кабельного пластикату. 2 н.п. ф-ли, 1 табл.
Область техніки, до якої належить винахід
Полімерна композиція, що включає суспензійний полівінілхлорид, складноефірний пластифікатор, свинцевий стабілізатор та антипірен димоподавлювач,включає карбонат кальцію, окис цинку, тригідрат окису алюмінію, триокис сурми, борат цинку, що відрізняється тим, що додатково містить стеарат кальцію або стеарат свинцю, борну кислоту, дифенілолпропан, фосфорсодержащий пластифікатор, гідроокис магнію, карбонат магнію, , броморорганічна сполука, епоксидну смолу або епоксидовану рослинну олію, дипентаеритрит або пентаеритрит, а в якості стабілізатора можуть бути використані нетоксичні (безсвинцеві) комплексні кальцій-цинкові термостабілізатори.
Є велика кількість публікацій за складами негорючих кабельних пластикатів, проте вимоги до пожежної безпеки проводів і кабелів постійно посилюються, зокрема, до таких вимог відноситься зниження димоутворення і виділення хлористого водню при горінні і тлінні.
Матеріали, отримані на основі даної композиції, мають хорошу стійкість до теплового старіння, проте пожежобезпечні характеристики недостатньо високі.
Відома електроізоляційна композиція, що володіє меншою горючістю, що містить, мас.ч.
Суспензійний полівінілхлорид 100
Складноефірний пластифікатор 40-80
Свинцевий стабілізатор 3-7
Карбонат кальцію 3-500
Тригідрат окису алюмінію 10-100
Трихоки сурми 4-7,5
Окис цинку 0,7-1,9
Борна кислота 0,4-0,6
Композиція характеризується такими властивостями: максимальна оптична щільність диму при горінні 185-220, при тлінні 170-215, виділення водню хлористого 8-10,6%, КІ 33-34%. Недоліком матеріалу на основі даної композиції недостатньо високі пожежобезпечні характеристики.
Найближчою за технічною сутністю тадосягається ефекту пропонованої є електроізоляційна композиція, що містить, мас.%:
Суспензійний полівінілхлорид - 100
Складноефірний пластифікатор 30-70
Триосновний сульфат свинцю 2-6
Карбонат кальцію 20-300
Окис цинку 0,5-10
Тригідрат окису алюмінію 20-70
Трихоки сурми 3-8
Борат цинку 0,5-8
Композиція характеризується такими властивостями: максимальна оптична щільність диму при горінні – 170-180, виділення хлористого водню – 6,5-9,5%, КІ – 34-37%. Зважаючи на те, що за даним винаходом не проводили випробування на димоутворення при тлінні і не визначали технологічні показники (термостабільність та показник плинності розплаву (ПТР)), для отримання порівняних результатів були відтворені приклади зазначеної композиції та визначені наступні показники: максимальна оптична щільність диму , Термостабільність і ПТР (див. табл.1). Недоліками цієї композиції є недостатньо високий рівень зниження виділення диму при тлінні та горінні, хлористого водню, низькі термостабільність, плинність розплаву та стійкість до теплового старіння. Низькі термостабільність і стійкість до теплового старіння даної композиції можуть бути обумовлені використанням композиції в якості антипіренів і мастил сполук цинку, що надають каталітичну дію на дегідрохлорування ПВХ.
Завданням винаходу є створення технологічної рецептури кабельного пластикату на основі суспензійного полівінілхлориду (ПВХ) зі зниженим димовиділенням при тлінні та горінні при збереженні низької горючості, підвищеної термостабільністю та плинністю розплаву, з високою стійкістю до теплового старіння.
Поставлене завдання досягається особливістюполімерної композиції для кабельного пластикату, що включає полівінілхлорид, складноефірний пластифікатор, свинцевий стабілізатор і антипірен димоподавлювач, що включає карбонат кальцію, окис цинку, тригідрат окису алюмінію, триокис сурми, борат цинку, що полягає в тому, що композиція кислоту, дифенілолпропан, пластифікатор фосфору, гідроксид магнію, магнію карбонат, оксид або гідрооксид кальцію, хлорований поліетилен, броморганічну сполуку, епоксидну смолу або епоксидовану рослинну олію, дипентаеритрит або пентаеритрит при наступному співвідношенні.
Суспензійний полівінілхлорид 100
Складноефірний пластифікатор 15-80
Фосфоровмісний пластифікатор 5-40
Триосновний сульфат свинцю 2-7
Карбонат кальцію 20-150
Карбонат магнію - 0-100
Окис цинку 0,3-10
Тригідрат окису алюмінію або гідрооксид магнію
або їх двокомпонентна суміш у співвідношенні 1:1 15-90
Трихоки сурми 0-5
Борат цинку 0,5-15
Борна кислота 0,1-2
Стеарат кальцію або свинцевий стеарат 0,3-5
Хлорований поліетилен 0-20
Кальцію оксид або гідрооксид 0,5-10
Броморганічна сполука 0-15
Епоксидна смола або епоксидована рослинна олія 0-5
Дипентаеритрит або пентаеритрит 0-2
Поставлене вище завдання досягається також і особливістю полімерної композиції для кабельного пластикату на основі суспензійного полівінілхлориду, що включає складноефірний пластифікатор, стабілізатор, карбонат кальцію, окис цинку, тригідрат окису алюмінію або гідроокис магнію, триокис сурми, борат цинкукарбонат магнію, оксид або гідрооксид кальцію, хлорований поліетилен, броморганічну сполуку, епоксидну смолу або епоксидовану рослинну олію, дипентаеритрит або пентаеритрит, що полягає в тому, що як термостабілізатор використовують нетоксичні кальцій-цинкові термостабілізатори при наступному композиції.
Суспензійний полівінілхлорид 100
Складноефірний пластифікатор 15-80
Фосфоровмісний пластифікатор 5-40
Комплексний кальцій цинковий стабілізатор 3-10
Карбонат кальцію 20-150
Карбонат магнію 0-100
Окис цинку 0,3-10
Тригідрат окису алюмінію або гідрооксид магнію
або їх двокомпонентна суміш у співвідношенні 1:1 15-90
Трихоки сурми 0-5
Борат цинку 0,5-15
Борна кислота 0,1-2
Хлорований поліетилен 0-20
Кальцію оксид або гідрооксид 0,5-10
Броморганічна сполука 0-15
Епоксидна смола або епоксидована рослинна олія 0-5
Дипентаеритрит або пентаеритрит 0-2
В результаті використання в композиціях стеарату кальцію або стеарату свинцю, або нетоксичного кальцій-цинкового стабілізатора, борної кислоти, дифенілолпропану, фосфоровмісного пластифікатора, гідроксиду магнію, карбонату магнію, оксиду або гідрооксиду кальцію, хлорованого поліетилену, броморгану дипентаеритриту або пентаеритриту забезпечується отримання кабельного пластикату з низьким димовиділенням при тлінні та горінні, при збереженні низької горючості з високою стійкістю до теплового старіння, покращеною технологічністю при переробці - підвищеною термостабільністю та плинністю розплаву.
Комплекс експлуатаційних татехнологічних властивостей забезпечується досягненням синьогричного ефекту за рахунок оптимального підбору компонентів (антипіренів-димоподавлювачів, термостабілізаторів, антиоксидантів) полімерної композиції.
Застосування нетоксичних кальцій-цинкових термостабілізаторів у важкогорючих композиціях для кабельного пластикату забезпечує підвищення екологічної безпеки їх використання.
В якості складноефірного пластифікатора композиція містить: діоктилфталат (ДОФ), діізооктілфталат (ДІОФ), діізононілфталат (ДІНФ), діоктилсебацинат (ДОС) або їх суміші.
Пентаеритрит – порошок білого кольору з масовою часткою монопентаеритриту не менше 98%, масовою часткою гідроксильних груп – не менше 48%.
Хлорований поліетилен з масовою часткою хлору щонайменше 35%.
Свинцевий стабілізатор: триосновний сульфат свинцю (ТОСС), двоосновний фталат свинцю (ДОФТС) за ТУ 6-09-600-76, двоосновний фосфіт за ТУ 6-09-17-302-94 або їх суміші.
Тригідрат окису алюмінію або гідрооксид магнію із середнім діаметром частинок D50% – не більше 10 мкм.
де R=C12-C16 лінійна суміш алкілів; діалкілфенілфосфат (ДАФФ), трикрикрезідфосфат (ТКФ), фосфатний пластифікатор (ФП) за ГОСТ 8728-88.
Полівінілхлорид суспензійний зі значенням Кф=70-73.
Крім перерахованих компонентів, пропонована композиція може містити інші цільові добавки, наприклад, діоксид титану, концентрати барвників, сажу в кількості 0,5-3 мас.ч. та ін.
Суть запропонованого винаходу пояснюється такими прикладами.
Приклад 1. У змішувач, нагрітий до 90°С, завантажують сипкі компоненти, мас.ч.: полівінілхлорид суспензійний 100, ТОСС 3,5, оксид цинку 2, борну кислоту 0,3, триокис сурми 2, борат цинку 5, дифенило ,5, гідрооксид магнію 35,стеарат кальцію 3, дипентаеритрит 0,5 перемішують протягом 3-5 хв, вводять ДИНФ 65, епоксидоване рослинне масло 2, перемішують протягом 20-25 хвилин, потім вводять карбонат кальцію 20 і перемішують ще 7-10 хв.
Отриману порошкоподібну суміш охолоджують до кімнатної температури та вальцюють при температурі 155-165°С протягом 5-10 хв. З вальцованого зразка пресують зразки для випробувань за температури 160-170°С протягом 3 хв під тиском 120 кгс/см 2 .
Кисневий індекс визначають за ГОСТ 12.1.044-89, максимальну щільність диму (Дмакс) в умовах горіння та тління визначають за ГОСТ 24632-81, показник плинності розплаву (ПТР) визначають за ГОСТ 11645-73, термостабільність за ГОСТ Р МЕК 60 -2 старіння при температурі 120°С протягом 7 діб - за ГОСТ 5960.
Приклади 2-9,12-22 аналогічні прикладу 1. Кількісний склад полімерних композицій та його якісні характеристики - результати випробувань наведено у таблиці 1. Приклади № 10, 11 - по прототипу.