Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

силанольносшиваемая композиция для кабельной изоляции

Классы МПК:C08L23/04 гомополимеры или сополимеры этена
C08K5/14 пероксиды
C08K5/54 кремнийсодержащие соединения
C08K9/04 компоненты, обработанные органическими веществами
H01B3/30 пластики; смолы; воски 
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Закрытое акционерное общество "МЕТАКЛЭЙ" (ЗАО "МЕТАКЛЭЙ") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-12-07
публикация патента:

Изобретение относится к сшивающимся композициям на основе полиолефинов и их сополимеров и модификаторам для получения силанольносшивающихся полимерных композиций, которые могут быть использованы для получения пленочных покрытий, изоляции и оболочек кабелей и проводов различного назначения. Силанольносшиваемая композиция включает полиолефин, винилалкоксисилан, органическую перекись и слоистый силикат, модифицированный резорцинольной смолой при соотношении резольцинольной смолы и слоистого силиката, равном 6:10 мас.ч. Композиция обеспечивает улучшение эксплуатационных характеристик, сокращение времени сшивки и длительное время сохранения свойств. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области изготовления полимерных изделий, а именно к сшивающимся композициям на основе полиолефинов и их сополимеров и модификаторам для получения силанольносшивающихся полимерных композиций, которые могут быть использованы для получения пленочных покрытий, таких как изоляция и оболочки кабелей и проводов различного назначения.

Изобретение относится к полиолефиновым галоген не содержащим композициям, сшивающимся с помощью органосилана в присутствии инициатора - органической перекиси.

Для улучшения эксплуатационных характеристик полимерных композиций, например, повышения термической стабильности, увеличение модуля упругости, их модифицируют посредством различных добавок.

Анализ проведенных в последние годы отечественных и зарубежных работ свидетельствуют о высокой перспективности исследований в области полимерных нанокомпозитных материалов, представляющих собой полимеры, наполненные наночастицами, взаимодействующими с полимерной матрицей не на макро-, а на молекулярном уровне. Благодаря такому взаимодействию образуется композит, обладающий высокой адгезионной прочностью полимерной матрицы к наночастицам.

Наибольший интерес представляют полимерные композиты на основе модифицированных слоистых силикатов, которые широко распространены и хорошо известны как различные породы глин. Предпочтение среди них отдается бентонитовым породам глин, в состав которых входит не менее 70% минерала монтмориллонита, благодаря его способности к адсорбции различных ионов (в основном катионов), а также к ионному обмену.

Основным недостатком слоистых силикатов является резкое падение прочности при увлажнении, разжижение при динамических воздействиях, набухание при обводнении и усадки при высушивании. Гидрофильность алюмосиликатов является причиной их несовместимости с органической полимерной матрицей. Эта проблема может быть решена путем модификации глины органическим веществом.

Встречаются различные модификаторы глин. В качестве органомодификаторов слоистых силикатов (ОМСС) используются вещества различной химической природы - ионного и неионного происхождения. В качестве ионных органомодификаторов используются четвертичные соли аммония (ЧАС) с алифатическими (углеводородными) радикалами, в которых количество метиленовых (-СН2-) групп варьируется от 14 до 18. Кроме алифатических радикалов могут быть использованы и другие четвертичные соли аммония, в том числе содержащие полярные функциональные группы, например, гидроксиэтиловые или полигидроксиэтиловые.

Например, известная полимерная композиция для изоляции проводов и оболочки кабелей различного назначения, представляющая собой сшитый перекисями полиэтилен, включает слоистый силикат, в частности, монтмориллонит, модифицированный четвертичными солями аммония для придания гидрофобности или, иными словами органофильности. Данная композиция обладает огнеустойчивостью, низким дымообразованием, низкой коррозионностью, низкой токсичностью [1].

Недостатком известной композиции является длительность процесса сшивания и то, что данный тип композиций не терпит присутствия даже следов влаги (менее 500 ppm). В противном случае, влага способствует предварительной нежелательной сшивке полимера непосредственно в экструдере, что, в свою очередь, приводит к существенному ухудшению качества поверхности изделия и увеличению числа электрических пробоев нанесенной на провод изоляции.

При использовании в качестве модификатора силикатов ЧАС процесс сушки затруднен, а получаемые органоглины содержат более 2% воды, которая набирается и при хранении органомодифицированной глины.

Принципиально иным продуктом, кардинально отличным по химизму сшивки является силанольносшиваемые композиции полиэтилена.

Известна силанольносшиваемая композиция для производства изоляции оболочек кабельных изделий, включающая полиолефин 93,5÷99,3% масс., винилалкоксисилан 0,1÷3,0% масс., органическую перекись 0,1÷0,4% масс. и синергисты - остальное, присутствие которых обеспечивает высокие показатели по тепловой деформации и стойкости к термоокислительтеному старению при повышенных температурах, и исключается возможность преждевременной сшивки [2].

Недостатком известного решения является сложность получения за счет использования специфических соединений - синергистов, а, следовательно, высокая стоимость сырья; продолжительное время сшивки; неудовлетворительные физико-механические характеристики изделий.

Решаемая изобретением задача - повышение качества изделий и упрощение процесса производства композиции и увеличение срока хранения.

Технический результат заключается в устранении указанных недостатков аналогов, а также в обеспечении возможности осушить органоглину до величины не более 500 ppm, и придать глине устойчивость к набору влаги при хранении до величины не более 1000 ppm., за счет чего повысить эксплуатационные характеристики и сократить время сшивки.

Указанный результат достигается тем, что силанольносшиваемая композиция, включающая полиолефин, винилалкоксисилан и органическую перекись, содержит слоистый силикат, модифицированный резорцинольной смолой (PC) следующего строения

силанольносшиваемая композиция для кабельной изоляции, патент № 2505565

При содержании компонентов в следующем соотношении: полиолефин (93,5÷99,3) масс.ч., внилалкоксисилан (0,5÷2,0) масс.ч., органическая перекись (0,1÷1,5) масс.ч., органомодифицированный слоистый силикат, модифицированный резорцинольной смолой (0,1÷3,0) масс.ч.

Соотношение модификатора полиолефина PC и слоистого алюмосиликата (глины) равно 6 м.ч.: 10 м.ч., соответственно.

Дополнительно технический результат достигается тем, что композиция в качестве полиолефина содержит полимеры этилена, сополимеры этилена и альфа-олефинов, предпочтительно, полиэтилен низкой плотности, полиэтилен линейный низкой плотности, полиэтилен высокой плотности; в качестве органических перекисей композиция содержит пероксиды, относящиеся к классам гидропероксидов, диалкилпероксидов, диаралкилпероксидов, алкил-аралкилпероксидов, пероксиэфиров, предпочтительно, дикумилпероксид.

Композиция может содержать катализатор сшивки, например, дилаурат дибутилолова, например, в количестве 5 мас. частей концентрата катализатора сшивки.

Использование слоистого силиката, обработанного резорциновой смолой, для модификации композиции силанольносшивемого полиэтилена, является существенным отличием от всех известных из уровня техники решений.

Установлено, что введение в слоистый алюмосиликат от 6 м.ч. до 10 м.ч., PC позволяет улучшить процесс эксфолиации глины и, как следствие, повысить механические и долговременные характеристики конечной композиции, по сравнению с аналогичными композициями.

Для ускорения процесса сшивки может быть использован катализатор. Предпочтительным вариантом катализатора является дилаурат дибутилолова.

Настоящее изобретение может быть изготавлено по технологии SIOPLAS, заключающейся в том, что при изготовлении изоляции смешиваются два компонента: силанольнопривитой полиолефин и концентрат катализатора сшивки, а качестве которого может выступать дилаурат дибутилолова.

Композиция, состоящая из смеси силанольнопривитого полиолефина и концентрата катализатора, сшивается под воздействием воды.

Таблица 1
Реализация изобретения может быть подтверждена следующими примерами
Компонент Состав композиций в примерах, мас.части
123 456 сравнение
Линейный полиэтилен низкой плотности 93,594 959999,3 98,1
Винилалкоксисилан 0,51,5 1,81,82,0 1,8
Дикумил пероксид0,11 0,10,1 1,50,1
Органомодифицированный монтмориллонит, модифицированный резорцинольной смолой0,10,5 1,03,0 0,80

Сравнительные физико-механические свойства приведены в таблице 2.

Таблица 2
СвойствоСвойства рецептур в смеси с 5 масс.ч. концентрата катализатора после сшивки
12 345 6 сравнение
Прочность при растяжении, МПа14,516,7 17,115,2 17,513,8
Изменение прочности при растяжении после 240 часов теплового старения при 135°C, %22 151525 1060
Время достижения максимальной степени сшивки в водяной ванне при 90°C, минут6560 4540 5090
Тепловая деформация, %80 706055 60100

Полученные результаты свидетельствуют о существенном улучшении свойств силанольносшивемой композиции при ее модификации слоистым силикатом, обработанным резорциновой смолой. При этом полученные показатели превосходят не только характеристики композиции-прототипа, но и композиции, включающие орагноглины, модифицированные ЧАС.

Полимерная композиция охарактеризована минимальной совокупностью признаков, необходимой для обеспечения указанного результата, но не исключающей присутствие каких-либо других компонентов. Данная композиция может рассматриваться в качестве основы и быть полезна при производстве полимерных составов различного назначения. Изделия, выполненные с использованием предложенной композиции, благодаря свойству слоистого силиката, обработанного резорциновой смолой, имеют улучшенные эксплуатационные характеристики и длительное время сохранения свойств конечной композиции.

Источники информации.

1. GB 2367064, опубл. 27.03.2002, C08F 255/02, C08L 23/02

2. RU 2440633, опубл. 28.09.2012, H01B 3/44.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Силанольносшиваемая композиция для кабельной изоляции, включающая полиолефин, винилалкоксисилан и органическую перекись, отличающаяся тем, что содержит слоистый силикат, модифицированный резорцинольной смолой (PC) следующего строения:

силанольносшиваемая композиция для кабельной изоляции, патент № 2505565

при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

полиолефин93,5÷99,3
винилалкоксисилан 0,5÷2
органическая перекись 0,1÷1,5
слоистый силикат, модифицированныйсиланольносшиваемая композиция для кабельной изоляции, патент № 2505565
резорцинольной смолой 0,1÷3,0


при соотношении резорцинольной смолы

и слоистого силиката равном 6:10 мас.ч.

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве полиолефина содержит полимеры этилена, сополимеры этилена и альфа-олефинов, предпочтительно полиэтилен низкой плотности, полиэтилен линейный низкой плотности, полиэтилен высокой плотности.

3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве органических перекисей содержит пероксиды, относящиеся к классам гидропероксидов, диалкилпероксидов, диаралкилпероксидов, алкиларалкилпероксидов, пероксиэфиров, предпочтительно дикумилпероксид.

4. Композиция по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что содержит катализатор сшивки.

5. Композиция по п.4, отличающаяся тем, что содержит 5 мас.ч. концентрата катализатора сшивки.

6. Композиция по п.5, отличающаяся тем, что в качестве катализатора сшивки содержит дилаурат дибутилолова.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2505565

patent-2505565.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C08L23/04 гомополимеры или сополимеры этена

Патенты РФ в классе C08L23/04:
полимер этилена, обладающий повышенной стойкостью к термоокислительной деструкции в присутствии жидких топлив, в том числе биодизельного топлива, и кислорода, и пластмассовый топливный бак, изготовленный из подобного полимера -  патент 2522021 (10.07.2014)
пленки на основе сшитых полимеров и изготовленные из них изделия -  патент 2520209 (20.06.2014)
полимерная композиция для сшитых труб -  патент 2516544 (20.05.2014)
композиция термопластичного полиолефина -  патент 2497847 (10.11.2013)
полиэтиленовые композиции -  патент 2493182 (20.09.2013)
мультимодальный полимер -  патент 2491298 (27.08.2013)
полиэтиленовые композиции, способ их получения, изготовленные из них волокна и способ получения волокон -  патент 2486214 (27.06.2013)
новая биоразлагаемая полимерная композиция, пригодная для получения биоразлагаемого пластика, и способ получения указанной композиции -  патент 2480495 (27.04.2013)
мультимодальный сополимер этилена, способ его получения, трубы, изготовленные из него, и применение таких труб -  патент 2472817 (20.01.2013)
многослойная пленка, имеющая пассивный и активный противокислородные барьерные слои -  патент 2469868 (20.12.2012)

Класс C08K5/14 пероксиды

Патенты РФ в классе C08K5/14:
композиция термоотверждаемого порошкового покрытия -  патент 2521039 (27.06.2014)
керамообразующая резиновая смесь (варианты) -  патент 2519379 (10.06.2014)
композиционный материал для изготовления композиционных материалов -  патент 2516500 (20.05.2014)
резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука -  патент 2501820 (20.12.2013)
пневматическая шина и слоистый пластик -  патент 2495757 (20.10.2013)
арамидные частицы, содержащие пероксидный инициатор радикало-цепной полимеризации -  патент 2476467 (27.02.2013)
огнестойкая резиновая смесь -  патент 2472821 (20.01.2013)
частица, содержащая матрицу и радикальный инициатор -  патент 2458081 (10.08.2012)
отверждаемые пероксидной вулканизацией бутиловые композиции для резиновых изделий -  патент 2431646 (20.10.2011)
вулканизуемая пероксидами резиновая смесь, содержащая галобутиловые иономеры с высоким содержанием мультиолефина -  патент 2429254 (20.09.2011)

Класс C08K5/54 кремнийсодержащие соединения

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)
композиция на основе поливинилхлорида для изоляции и оболочек проводов и кабелей -  патент 2489459 (10.08.2013)
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 H01B3/30 пластики; смолы; воски 


Наверх