электроизоляционная композиция
Классы МПК: | C08L27/06 гомополимеры или сополимеры винилхлорида H01B3/44 виниловые смолы; акриловые смолы C08K3/22 металлов C08K3/26 карбонаты; бикарбонаты C08K3/04 углерод C08K5/02 галогензамещенные углеводороды C08K5/103 с многоатомными спиртами C08K5/3492 триазины C08K13/02 органические и неорганические компоненты |
Автор(ы): | Кузнецов Владимир Михайлович (RU), Ельцов Сергей Яковлевич (RU), Кармов Хабас Амерханович (RU), Хаширова Светлана Юрьевна (RU), Микитаев Абдулах Касбулатович (RU), Сапаев Хусейн Хамзатович (RU), Виндижева Амина Суадиновна (RU), Мусов Исмел Вячеславович (RU) |
Патентообладатель(и): | Закрытое акционерное общество "Кабельный завод "Кавказкабель" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2012-03-05 публикация патента:
20.10.2013 |
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. Электроизоляционная композиция содержит суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор - диоктилфталат, трикрезилфосфат, мел, сажу, стабилизатор - меламин, антипирены - гидроксид магния и полифосфат аммония, дымопоглотитель - хлорированные парафины, смазочный агент - кальция стеарат, антиоксидант - дифенилолпропан и наполнитель - органоглину, представляющую собой продукт модификации монтмориллонита месторождения Герпегеж Кабардино-Балкарской республики катионнобменной емкостью 95 мг-экв/100 г глины мочевиной, в количестве 10% от массы монтмориллонита. Технический результат изобретения состоит в получении композиции, характеризующейся высокой степенью негорючести и пониженным выделением дыма при горении. 2 табл.
Формула изобретения
Электроизоляционная полимерная композиция, включающая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор - диоктилфталат, трикрезилфосфат, мел, сажу, стабилизатор - меламин, антипирены - гидроксид магния и полифосфат аммония, дымопоглотитель - хлорированные парафины, смазочный агент - кальция стеарат, антиоксидант - дифенилолпропан и наполнитель - органоглину, представляющую собой продукт модификации монтмориллонита месторождения Герпегеж Кабардино-Балкарской Республики катионнобменной емкостью 95 мг-экв/100 г глины мочевиной, в количестве 10% от массы монтмориллонита, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:
Суспензионный поливинилхлорид | 100 |
Диоктилфталат | 33-35 |
Меламин | 0,5-2 |
Дифенилолпропан | 0,1-0,3 |
Мел | 25-30 |
Сажа | 3-5 |
Кальция стеарат | 1-2 |
Трикрезилфосфат | 7-9 |
Хлорированные парафины | 20-22 |
Магния гидроксид | 24-26 |
Полифосфат аммония | 11-13 |
Органоглина | 3-5 |
Описание изобретения к патенту
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 и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности.
В последние годы наблюдается значительный интерес к повышению огнестойкости поливинилхлоридного пластиката, пригодного для использования в качестве изоляции и оболочки. Снижение горючести пластифицированного ПВХ достигают за счет введения в состав композиции антипиренов. Но независимо от высокого значения кислородного индекса пластиката, при горении выделяется значительное количество хлористого водорода, который обладает высокой коррозионной активностью.
Известна электроизоляционная композиция по патенту КНР № 101497724, обладающая низкой горючестью, пониженным выделением дыма и хлористого водорода при горении, в которой для достижения указанных целей при сохранении высокого уровня технических характеристик используется комбинация антипиренов-дымоподавителей. Однако уровень снижения выделения дыма и хлористого водорода при горении недостаточно высок.
Наиболее близкой потехнической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой, является полимерная композиция по патенту РФ № 2089571 содержащая в мас.ч.: суспензионного ПВХ 100, сложноэфирного пластификатора 55-65, свинцового стабилизатора 4-8, антипирена 80-130, диэфира полипропиленгликоля и синтетическую жирную кислоту или альфа-олефинов 0,1-1.
Композиция характеризуется следующими свойствами: КИ 32-33%, максимальная плотность дыма при горении 310-330 м*кг-1. Однако уровень пожаробезопасных характеристик недостаточно высок. Кроме того, данная композиция включает в качестве стабилизатора токсичные свинецсодержащие соединения, применение которых не отвечает предъявляемым к кабельной продукции по международным стандартам экологическим требованиям (Директива EC 92/2003).
Поставленная задача состоит в разработке безсвинцовой поливинилхлоридной композиции, характеризующейся высокой степенью негорючести и пониженным выделением дыма при горении.
Технический результат достигается введением в электроизоляционную композицию на основе суспензионного поливинилхлорида, сложноэфирного пластификатора, стабилизатора, антипирена, наполнителя, дополнительно содержит в качестве стабилизатора меламин, в качестве антипирена дополнительно полифосфат аммония, в качестве антиоксиданта дифенилолпропана, смазочного агента - кальция стеарат, в качестве сложноэфирного пластификатора дополнительно - трикрезилфосфат, дымоподавителя - хлорированные парафины и дополнительно в качестве наполнителя - органоглину, представляющую собой продукт модификации монтмориллонита месторождения Герпегеж Кабардино-Балкарской республики катионнобменной емкостью 95 мг-экв/100 г глины мочевиной, в количестве 10% от массы монтмориллонита, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч:
Суспензионный поливинилхлорид 100
Диоктилфталат 33-35
Меламин 0,5-2
Дифенилолпропан 0,1-0,3
Мел 25-30
Сажа 3-5
Кальция стеарат 1-2
Трикрезилфосфат 7-9
Хлорированные парафины 20-22
Магния гидроксид 24-26
Полифосфат аммония 11-13
Органоглина 3-5
Сусиензионный поливинилхлорид С-70 (ПВХ С-70) по ГОСТ 14332-78; сложноэфирный пластификатор - диоктилфталат (ДОФ), ГОСТ 8728-88 и трикрикрезилфосфат (ТКФ), по ГОСТ 8728-88 или их смеси; стабилизатор - меламин по ГОСТ 7579-76; антиоксидант - дифенилолпропан (ДФП) по ГОСТ 12138-86; антипирен - гидроксид магния по ТУ 1517-002-59074732-2007; наполнитель - мел по ГОСТ 8253-79; смазочный агент - стеарат кальция ТУ 6-09-4233-76; хлорированные парафины ХП - 418 по ТУ 6-01-16-90, полифосфат аммония по ТУ 6-47-15-90, сажу по ГОСТ 7885-86 и органоглину. Причем Органоглина представляет собой продукт модификации монтмориллонита катионнобменной емкостью 95 мг-экв/100 г глины мочевиной, в количестве 10% от массы монтмориллонита.
При введении в электроизоляционную композицию совместно с органоглиной, дымопоглотителя гидроксида магния и полифосфата аммония, формируется система, выполняющая роль химически активного антипирена.
Следующие примеры характеризуют, но не ограничивают изобретение.
Изготавливают ПВХ-композиции согласно изобретению (пример 1-4). Рецептуры композиции приведены в таблице 1.
Пример
В работающий смеситель последовательно загружают в количествах, предусмотренных рецептурой (табл.1), ПВХ, диоктилфталат, меламиновый стабилизатор, дифенилолпропан, мел, технический углерод, кальция стеарат, трикрезилфосфат, хлорированный парафин, гидроксид магния, полифосфат аммония и органоглину. Полученную порошкообразную смесь засыпают в экструдер и перерабатывают в зонах I-IV, при температуре 146°C, 149°C, 155°C и 160°C соответственно.
Из полученного гранулята изготавливают образцы для испытаний.
Максимальную плотность дыма (Dм) в условиях горения и тления определяют по ГОСТ 24632-81, выделение хлористого водорода - по ГОСТ Р МЭК 60754-1-99, кислородный индекс (КИ) - по ГОСТ 12.1.044.89. Результаты испытаний отображены в таблице 2.
Таблица 1 | ||||||
Состав модифицированной поливинилхлоридной композиции | ||||||
Наименование компонента композиции | Композиция | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
ПВХ | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
диоктилфталат | 33 | 34 | 35 | 35 | 33 | 34 |
меламиновый стабилизатор | 0,5 | 0,5 | 1 | 1,5 | 2 | 0,5 |
дифенилолпропан | 0,3 | 0,1 | 0,3 | 0,2 | 0,1 | 0,3 |
мел | 29 | 30 | 28 | 27 | 27 | 26 |
технический углерод | 4 | 3 | 5 | 4 | 4 | 4 |
кальция стеарат | 2 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 |
трикрезилфосфат | 8 | 9 | 7 | 8 | 9 | 7 |
хлорированные парафины | 22 | 20 | 21 | 20 | 21 | 22 |
Гидроксид магния | 25 | 26 | 24 | 24 | 24 | 24 |
полифосфат аммония | 13 | 13 | 11 | 12 | 11 | 12 |
органоглина | 3 | 5 | 4 | 5 | 5 | 4 |
Таблица 2 | ||||||
Свойства модифицированной поливинилхлоридной композиции | ||||||
Наименование показателя | Композиция | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
Дмакс - горение | 152 | 153 | 150 | 150 | 157 | 160 |
AHCl, мг/г | 124 | 124 | 122 | 121 | 126 | 129 |
КИ, % | 32 | 32 | 33 | 34 | 32 | 31 |
Предлагаемая композиция удовлетворяет требованиям по уровню дымообразования в условиях горения и выделения хлористого водорода, равно как по величине кислородного индекса и физико-механическим показателям.
Класс C08L27/06 гомополимеры или сополимеры винилхлорида
Класс H01B3/44 виниловые смолы; акриловые смолы
Класс C08K3/26 карбонаты; бикарбонаты
Класс C08K5/02 галогензамещенные углеводороды
Класс C08K5/103 с многоатомными спиртами
Класс C08K13/02 органические и неорганические компоненты