Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

композиция на основе поливинилхлорида для изоляции и оболочек проводов и кабелей

Классы МПК:C08L27/06 гомополимеры или сополимеры винилхлорида
C08K9/04 компоненты, обработанные органическими веществами
C08K3/26 карбонаты; бикарбонаты
B82B1/00 Наноструктуры
Автор(ы):, , , , , , , , , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт химии и технологии полимеров имени академика В.А. Каргина с опытным заводом" (ФГУП "НИИ полимеров") (RU),
Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности" (ОАО "ВНИИКП") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-12-26
публикация патента:

Изобретение относится к области переработки пластмасс, в частности к полимерным композициям на основе поливинилхлорида, которые используются в различных областях промышленности, в том числе, для изготовления изоляции и оболочек проводов и кабелей. Композиция содержит на 100 мас.ч. поливинилхлорида 40-80 мас.ч. пластификатора, 3-15 мас.ч. термостабилизатора и 0,1-8,0 мас.ч. наполнителя, представляющего собой химически осажденный карбонат кальция с поверхностной обработкой жирными кислотами с размером частиц 15-70 нм. Введение в состав композиции на основе поливинилхлорида указанного наполнителя снижает вязкость расплава композиции и повышает ее морозостойкость при сохранении физико-механических свойств. 1 табл., 25 пр.

Изобретение относится к области переработки пластмасс, в частности, к полимерным композициям на основе поливинилхлорида (ПВХ), которые используются для изготовления изоляции и оболочек проводов и кабелей.

Поставленная задача состояла в разработке пластифицированной композиции на основе ПВХ, обладающей улучшенной перерабатываемостью и высокой морозостойкостью при сохранении физико-механических свойств.

Улучшение перерабатываемости оценивали снижением вязкости расплава и характеризовали относительной вязкостью, которую рассчитывали как отношение вязкости наполненной композиции к ненаполненной.

Прототипом предлагаемого изобретения является поливинилхлоридная композиция, используемая в кабельной промышленности, содержащая ПВХ, пластификатор, стабилизатор и наполнитель - белую сажу с удельной поверхностью 20-40 м2/г в количестве 2-15 вес.ч. на 100 вес.ч. ПВХ (Авторское свидетельство СССР № 468927, C08F 29/18, опубл. 30.04.75 г.). Введение в состав ПВХ композиции белой сажи снижает вязкость расплава композиции при сохранении хороших физико-механических свойств. Морозостойкость пластиката, приведенная в авторском свидетельстве составляет минус 55 - минус 60°C. По авторскому свидетельству вязкость расплава при 170°C составляет 1,25·103 - 6,3·102 П. Воспроизведение указанной композиции и испытание ее по методикам, которыми располагают авторы, показало, что при введении белой сажи в количестве 2-15 мас.ч. на 100 мас.ч. ПВХ относительная вязкость композиции составляет 0,74 - 0,87, а морозостойкость снижается от минус 65°C до минус 45 - минус 60°C.

Целью предлагаемого изобретения является снижение вязкости расплава пластифицированной композиции на основе ПВХ и повышение ее морозостойкости при сохранении физико-механических свойств.

Для достижения поставленной цели композиция на основе ПВХ, включающая пластификатор, термостабилизатор и наполнитель в качестве последнего содержит химически осажденный карбонат кальция с поверхностной обработкой жирными кислотами с размером частиц 15-70 нм при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:

ПВХ100
Пластификатор40-80
Термостабилизатор 3-15
Химически осажденный карбонат композиция на основе поливинилхлорида для изоляции и оболочек   проводов и кабелей, патент № 2489459
кальция с размером частиц 15-70 нм0,1-8,0

В качестве химически осажденного карбоната с поверхностной обработкой жирными кислотами используют Socal 312 V (60 нм) (ф. Solvay, Бельгия), Shengke - 206 S (40-70 нм), Shengke - 206 Т (40-70 нм), Shengke - 505 A (15-30 нм) (ф. Shengda Tech Inc, Китай), Calcium carbonate nanoparticle (75-105 нм) фирмы PlasmaChem Gmbh и др.

В качестве пластификатора можно использовать диоктилсебацинат (ДОС), диоктилфталат (ДОФ), триоктилтримеллитат (ТОТМ) или их смеси и другие.

В качестве термостабилизатора можно использовать трехосновной сульфат свинца (ТОСС), двухосновной фталат свинца (ДОФТС), двухосновной стеарат свинца (ДОСС) и др.

Композиция может дополнительно содержать целевые добавки, такие как антиоксиданты, смазки, состабилизаторы, антипирены, пигменты и др.

Для сравнительных испытаний по прототипу использовали белую сажу по ГОСТ 18307-78 марки БС-30 (60-108 нм).

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение.

Пример № 1

В разогретый смеситель фирмы Henshel объемом 10 л при температуре 40°C загружают 100 мас.ч ПВХ, 5 мас.ч. термостабилизатора ТОСС, 0,1 мас.ч. химически осажденного карбоната кальция Socal 312 V, с размером частиц 60 нм, перемешивают до температуры 60°C в течение 15 мин. Затем в смеситель добавляют 50 мас.ч. пластификатора ДОС и продолжают перемешивание смеси до температуры 100°С в течение 15 минут. Затем смесь охлаждают до комнатной температуры. Порошкообразную смесь вальцуют на вальцах с масляным обогревом при температуре 165°C в течение 5 мин. На полученных образцах определяют морозостойкость пластикатов в соответствии с ГОСТ 5960-72 на трех образцах с размером 130×10 мм и толщиной (1±0,1) мм. За температуру хрупкости принимают минимальную температуру, при которой все образцы сохраняли свою целостность при изгибе на 180°.

Прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве определяли по ГОСТ 11262-80 при температуре (20±2)°C.

Вязкость расплава пластикатов определяли с помощью капиллярного реометра «Instron» модели 3211 с диаметром капилляра 0,127 см и длиной 2,55 см при 165°C и скорости сдвига 3,79 с-1.

Относительную вязкость (композиция на основе поливинилхлорида для изоляции и оболочек   проводов и кабелей, патент № 2489459 отн) рассчитывают как отношение вязкости наполненной композиции (композиция на основе поливинилхлорида для изоляции и оболочек   проводов и кабелей, патент № 2489459 н) к ненаполненной (композиция на основе поливинилхлорида для изоляции и оболочек   проводов и кабелей, патент № 2489459 0):

композиция на основе поливинилхлорида для изоляции и оболочек   проводов и кабелей, патент № 2489459

Свойства пластиката приведены в таблице.

Примеры № № 2-11 (по изобретению)

Способ получения композиции и методы испытаний пластикатов по примеру 1. Состав и свойства композиций приведены в таблице.

Пример № 12 (по прототипу - авторскому свидетельству СССР № 468927)

Примеры № № 13-17 (по прототипу)

Способ получения композиции и методы испытаний пластикатов по примеру 1. Состав и свойства композиций приведены в таблице.

Примеры № № 18-25 (для сравнения)

Способ получения композиции и методы испытаний пластикатов по примеру 1. Состав и свойства композиций приведены в таблице.

композиция на основе поливинилхлорида для изоляции и оболочек   проводов и кабелей, патент № 2489459 композиция на основе поливинилхлорида для изоляции и оболочек   проводов и кабелей, патент № 2489459

Из приведенных в таблице данных следует, что введение в состав заявленной пластифицированной ПВХ-композиции химически осажденного карбоната кальция с поверхностной обработкой жирными кислотами с размером частиц 15-70 нм в количестве 0,1-8,0 мас.ч. на 100 мас.ч. ПВХ позволяет значительно снизить вязкость-расплава композиции (относительная вязкость расплава составляет 0,48-0,71) и повысить морозостойкость, которая составляет минус 50°C - минус 70°C. Эти показатели значительно выше показателей прототипа, приведенных в описании к авторскому свидетельству СССР № 468927, и полученных при воспроизведении этого изобретения с использованием 2-15 мас.ч. белой сажи с размером частиц 60-108 нм. Относительная вязкость расплава по прототипу составляет 0,71-0,87, а морозостойкость минус 45°С - минус 60°C (см. примеры № № 1-11 в сравнении с № № 12-17).

В таблице приведены примеры, иллюстрирующие снижение вязкости расплава и повышение морозостойкости при введении наночастиц (15-70 нм) химически осажденного карбоната кальция в композициях, содержащих различные пластификаторы в разных количествах в пределах заявляемых. Поскольку показатели морозостойкости пластиката зависят еще и от выбранного пластификатора и его количества, то необходимо сравнивать примеры № № 1-7 с № 13, № 8 с № 14, № 9 с № 15, № 10 с № 16, № 11 с № 17. При этом сравнении следует, что морозостойкость заявляемой композиции повышается в сравнении с прототипом на 5-10°C.

Введение в состав заявляемой композиции осажденного карбоната кальция в заявляемом количестве, но с размером частиц 75-105 нм и более не снижает значительно вязкость расплава и ухудшает морозостойкость композиций (см.примеры № 18-23 в ср. с № № 1-7).

Использование осажденного карбоната кальция с размером частиц 15-70 нм в количествах за пределами заявляемых также не снижает значительно вязкость расплава (см. примеры № № 24-25).

Прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве заявляемой композиции составляют 14,5-22,0 МПа и 300-400%, что находится на уровне прототипа, где прочность и относительное удлинение составляют 14,0-19,7 МПа и 315-370% соответственно.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Композиция на основе поливинилхлорида для изоляции и оболочек проводов и кабелей, включающая пластификатор, термостабилизатор и наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя она содержит химически осажденный карбонат кальция с поверхностной обработкой жирными кислотами с размером частиц 15-70 нм, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:

поливинилхлорид100
пластификатор 40-80
термостабилизатор 3-15
химически осажденный карбонат кальциякомпозиция на основе поливинилхлорида для изоляции и оболочек   проводов и кабелей, патент № 2489459
с размером частиц 15-70 нм0,1-8,0


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2489459

patent-2489459.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C08L27/06 гомополимеры или сополимеры винилхлорида

Патенты РФ в классе C08L27/06:
стабилизирующая для галогенированных полимеров, не содержащая тяжелых металлов -  патент 2528994 (20.09.2014)
способ получения высоконаполненной древесно-полимерной композиции на основе поливинилхлорида -  патент 2527468 (27.08.2014)
способ получения экструзионной окрашенной поливинилхлоридной композиции и экструзионная окрашенная поливинилхлоридная композиция строительного назначения -  патент 2524386 (27.07.2014)
полимерная композиция для кабельного пластика -  патент 2520097 (20.06.2014)
способ изготовления профиля из пвх для оконных и дверных блоков с содержанием ионов серебра, обладающих антибактериальными свойствами -  патент 2508988 (10.03.2014)
способ изготовления профиля из пвх для оконных и дверных блоков с содержанием ионов серебра, обладающих антибактериальными свойствами -  патент 2508197 (27.02.2014)
композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий -  патент 2507223 (20.02.2014)
4-(2,3-эпоксипропокси)-4'-(2,2-дицианоэтенил)азобензол, проявляющий свойства светотермостабилизатора поливинилхлорида -  патент 2502728 (27.12.2013)
электроизоляционная полимерная композиция -  патент 2501108 (10.12.2013)
поливиниловый спирт в качестве состабилизатора пвх -  патент 2500698 (10.12.2013)

Класс C08K9/04 компоненты, обработанные органическими веществами

Патенты РФ в классе C08K9/04:
способ получения уплотненного материала с обработанной поверхностью, пригодного для обработки на одношнековом оборудовании обработки пластмасс -  патент 2528255 (10.09.2014)
способ очистки немодифицированного бентонита на основе монтмориллонита -  патент 2520434 (27.06.2014)
способ получения органомодифицированного монтмориллонита с повышенной термической стабильностью (варианты) -  патент 2519174 (10.06.2014)
стабилизированный композит на основе тальконаполненного полипропилена -  патент 2515437 (10.05.2014)
силанольносшиваемая композиция для кабельной изоляции -  патент 2505565 (27.01.2014)
арамидные частицы, содержащие пероксидный инициатор радикало-цепной полимеризации -  патент 2476467 (27.02.2013)
битумоминеральная смесь -  патент 2470048 (20.12.2012)
электроизоляционная композиция -  патент 2469055 (10.12.2012)
способ приготовления продукта из обработанного минерального наполнителя, полученный продукт из минерального наполнителя и его применения -  патент 2463325 (10.10.2012)
частица, содержащая матрицу и радикальный инициатор -  патент 2458081 (10.08.2012)

Класс C08K3/26 карбонаты; бикарбонаты

Патенты РФ в классе C08K3/26:
способ получения карбоната кальция с подвергнутой реакционной обработке поверхностью, использующий слабую кислоту, конечные продукты и их применение -  патент 2520452 (27.06.2014)
способ получения осажденного карбоната кальция -  патент 2520437 (27.06.2014)
применение полиэтилениминов как добавки в водных суспензиях материалов, включающих карбонат кальция -  патент 2519459 (10.06.2014)
полимерная композиция -  патент 2519402 (10.06.2014)
способ получения карбоната кальция с подвергнутой реакционной обработке поверхностью и его применение -  патент 2519037 (10.06.2014)
способ производства материалов из карбоната кальция с улучшенными адсорбционными свойствами поверхности частиц -  патент 2499016 (20.11.2013)
электроизоляционная композиция -  патент 2495890 (20.10.2013)
способ получения экструзионной поливинилхлоридной композиции строительного назначения и композиция, полученная этим способом -  патент 2495065 (10.10.2013)
способ изготовления водных суспензий минеральных материалов или высушенных минеральных материалов, получаемые продукты, а также их применение -  патент 2494127 (27.09.2013)
полимерная композиция на основе уретансилоксанового каучука, отверждаемого под действием влаги -  патент 2475509 (20.02.2013)

Класс B82B1/00 Наноструктуры

Патенты РФ в классе B82B1/00:
многослойный нетканый материал с полиамидными нановолокнами -  патент 2529829 (27.09.2014)
материал заменителя костной ткани -  патент 2529802 (27.09.2014)
нанокомпозитный материал с сегнетоэлектрическими характеристиками -  патент 2529682 (27.09.2014)
катализатор циклизации нормальных углеводородов и способ его получения (варианты) -  патент 2529680 (27.09.2014)
способ определения направления перемещения движущихся объектов от взаимодействия поверхностно-активного вещества со слоем жидкости над дисперсным материалом -  патент 2529657 (27.09.2014)
способ формирования наноразмерных структур -  патент 2529458 (27.09.2014)
способ бесконтактного определения усиления локального электростатического поля и работы выхода в нано или микроструктурных эмиттерах -  патент 2529452 (27.09.2014)
способ изготовления стекловидной композиции -  патент 2529443 (27.09.2014)
комбинированный регенеративный теплообменник -  патент 2529285 (27.09.2014)
способ изготовления тонкопленочного органического покрытия -  патент 2529216 (27.09.2014)

Наверх