Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

полимерная композиция для кабельного пластика

Классы МПК:C08L27/06 гомополимеры или сополимеры винилхлорида
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-12-28
публикация патента:

Изобретение относится к пластифицированным композициям на основе поливинилхлорида для кабельного пластиката. Полимерная композиция для кабельного пластиката включает поливинилхлорид, диоктилфталат, дифенилолпропан, аэросил, трехосновной сульфат свинца, стабилизатор. Отличается тем, что используют комплексный стабилизатор - пластификатор, представляющий собой продукт, включающий стеарат кальция, стеарат магния, стеарат цинка при их мольном отношении 2:2:1 с кислотным числом не более 5 мг КОН/г в среде хлорпарафина ХП-30 в массовом отношении 1:6 соответственно и дополнительно агидол, мел при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

поливинилхлорид100
диоктилфталат 37-47
дифенилолпропан 0,1
трехосновной сульфат свинца 3-5,7
агидол 0,08
хлорпарафин ХП-302-14
мел11
аэросил 0,7
указанный стабилизатор-пластификатор0,33-2,33

Техническим результатом изобретения является разработка более технологичной полимерной композиции для кабельного пластиката с улучшенными физико-механическими свойствами, повышением термостабильности, расширением ассортимента стабилизаторов полимерной композиции. 2 табл., 5 пр.

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к пластифицированным композициям на основе поливинилхлорида для кабельного пластиката.

Известна полимерная композиция для кабельного пластиката на основе поливинилхлорида следующего состава, мас.ч.:

поливинилхлорид100,0
диоктилфтолат 51
хлорпарафин 28,4
трехосновный сульфат свинца 2,8
стеарат кальция 1,0
трехокись сурьмы0,84
дифенилолпропан0,3
мел47,3
углерод технический0,94
металлсодержащая смазка0,5-5,5

Металлсодержащая смазка с кислотным числом не более 30 мг КОН/г, полученная взаимодействием альфа-разветвленных насыщенных монокарбоновых кислот фракции C10-C 20 с многоатомным спиртом при 180-230°C в мольном соотношении 1:(1÷2) в присутствии оксидов двухвалентных металлов CaO, PbO, ZnO, CdO, MgO, ВаО или их двухкомпонентных смесей в массовом соотношении 0,25-1:0,5-1 в количестве 0,5-2,0 масс.% от общей реакционной массы, где в количестве многоатомного спирта используют этиленгликоль, глицерин. Полиглицерин - кубовый остаток дистилляции глицерина [патент РФ № 2251559, МПК C08L 27/06, C08K 13/02 (3:04, 3:20, 3:26, 3:30) 2005 г.].

Недостатками данной композиции являются низкая термостабильность, содержание тяжелых металлов (Pb, Cd), сложность в получении металлосодержащей смазки.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является полимерная композиция для кабельного пластиката по 5 варианту формулы изобретения на основе поливинилхлорида следующего состава, мас.ч. [Патент РФ 2084475, С08L 27/06, С08K 13/2, 1997 г.]:

Поливинилхлорид ПВХ-С-7058 100
Диоктилфталат 40
Дифенилолпропан 0,1
Аэросил 0,7
Стабилизатор «Синстад» 7
Трехосновной сульфат свинца6

Стабилизатор «Синстад» включает хлорпарафины и соли карбоновых кислот в массовом соотношении 30:1-1:1.

Существенным недостатком данной композиции является низкая термостабильность, невысокие физико-механические свойства пластиката.

Техническим результатом настоящего изобретения является разработка более технологичной полимерной композиции для кабельного пластиката с улучшенными физико-механическими свойствами, повышением термостабильности, расширением ассортимента стабилизаторов полимерной композиции.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что полимерная композиция для кабельного пластиката, включающая поливинилхлорид, диоктилфталат, дифенилолпропан, аэросил, трехосновной сульфат свинца, стабилизатор, представляющий собой продукт, включающий стеарат кальция, стеарат магния, стеарат цинка при их мольном отношении 2:2:1 с кислотным числом не более 5 мг КОН/г в среде хлорпарафина ХП-30 в массовом отношении 1:6 соответственно и дополнительно агидол, мел при следующем соотношении компонентов мас.ч.:

поливинилхлорид100
диоктилфталат 37-47
дифенилолпропан 0,1
трехосновной сульфат свинца 3-5,7
агидол 0,08
хлорпарафин ХП-302-14
мел11
аэросил 0,7
указанный стабилизатор-пластификатор0,33-2,33

Улучшение термостабильности достигается за счет применения нового комплексного стабилизатора - пластификатора в среде хлорпарафина ХП-30. В результате наличия хлорпарафина ХП-30 гибкость полимерной матрицы пластиката повышается и, как следствие, увеличивается пластичность. Наличие в составе указанного стабилизатора - пластификатора в среде хлорпарафина ХП-30, катионов металлов Ca, Mg, Zn увеличивает термостабильность данной полимерной композиции, т.к. указанные ионы металлов участвуют в различных реакциях и процессах термостабилизации поливинилхлорида, например связывают выделяющийся хлороводород, подавляют развитие автокаталитических реакций терморазложения поливинилхлорида. А также наличие этих соединений дает энергетическое уменьшение скорости распада поливинилхлорида, вследствие чего увеличивается термостабильность композиции.

Стабилизирующие действия предлагаемого стабилизатора дополняется еще и тем, что поливинилхлорид во время старения разлагается с выделением хлористого водорода, а группировки, содержащиеся в стабилизаторе, обладают способностью связывать его и тем самым замедляют автокаталитическое разложение.

Предлагаемый стабилизатор-пластификатор содержит кальциевые, магниевые и цинковые соли стеариновой кислоты в хлорпарафине ХП-30, которые обладают свойствами внутренней смазки для пластиката, а хлорпарафин, содержащийся в стабилизаторе, оказывает пластифицирующее действие на поливинилхлорид.

Комплексный стабилизатор - пластификатор в среде хлорпарафина ХП-30 получали следующим образом. В трехгорлый реактор емкостью 500 мл, снабженный мешалкой и установкой для отгона воды в вакууме водоструйного насоса, загружали 218,7 г хлорпарафина ХП-30 и помещали реактор в глицериновую баню. Баню нагревали до температуры 70°C и добавляли в реактор 33,3 г стеариновой кислоты. Содержимое реактора перемешивали до полного расплавления стеариновой кислоты. Затем в реактор засыпали 0,78 г оксида цинка и перемешивали реакционную массу в течение 30 минут. После этого в реактор загружали 1,11 г гидрооксида магния и перемешивали в течение еще 40 минут. Последними в реактор загружали 1,42 г гидрооксида кальция и перемешивали реакционную массу около 40 минут до полного удаления воды в вакууме водоструйного насоса. Процесс вели при температуре 115°C.

Продукт представляет собой суспензию белого цвета с суммарным содержанием солей около 14,3% мас. От общей реакционной массы в среде хлорпарафина ХП-30. Мольное соотношение стеаратов кальция, магния и цинка 2:2:1, остаточное кислотное число полученного стабилизатора-пластификатора составляет не более 5 мг КОН/г. Выход продуктов 95-99%.

Полимерные композиции, составы которых указаны в таблице 1, готовят в соответствии с методикой приготовления ПВХ-пластиката. Для изготовления кабельного пластиката сначала была изготовлена ПВХ-композиция, путем смешения компонентов в «горячем» смесителе марки «Хеншель» при температуре 92°C в течение 7 минут с последующим охлаждением в «холодном» смесителе до 40°C в течение 15 минут.

Полученная «сухая» смесь направлялась в экструдер - гранулятор, где при повышенной температуре происходила окончательная гомогенизация и пластификация композиции, и изготавливались гранулы диаметром 3 мм и длинной 3-5 мм. Параметры экструзии следующие:

I ступень 160°C

II ступень 140°C

Для образования кабельного пластиката были определены физико-механические показатели. Результаты испытаний приведены в таблице 2. Физико-механические свойства, прочность при разрыве, относительное удлинение определяли по соответствующим методикам согласно ГОСТ 5960-72. Термостабильность определяли по конго-красному ГОСТ 14041 - 91 в минутах при температуре 185°C. Показатель текучести расплава (индекс расплава) определяли по ГОСТ11645-73 и твердость по Шору А по ГОСТ 263-75.

Пример 1.

В смесителе готовят полимерную композицию. Полимерная композиция содержит 100 массовых частей поливинилхлорида, комплексный стабилизатор-пластификатор в среде хлорпарафина ХП-30 следующего состава (мас.ч.) по таблице 1.

Поливинилхлорид ПВХ-С-7058: 100
Диоктилфталат 47
Дифенилолпропан 0,1
Аэросил 0,7
Трехосновной сульфат свинца 3
Агидол 0,08
Мел 11
Указанный стабилизатор-пластификатор3
Хлорпарафин ХП-30 2

Пример 2-5.

Полимерная композиция готовилась аналогично примеру 1 с изменением массового соотношения ингредиентов по таблице 1.

Свойства заявляемых полимерных композиций и прототипа приведены в таблице 2.

Как следует из данных, приведенных в таблице 2, полимерные композиции по заявляемому техническому решению обладают лучшими физико-химическими свойствами по сравнению с известными. А комплексный стабилизатор-пластификатор более технологичен и экономичен по сравнению с известными и повышает термостабильность полимерных композиций.

Таким образом, использование в полимерной композиции для кабельного пластиката предлагаемого пластификатора-стабилизатора улучшает физико-механические свойства пластиката, повышает его термостабильность, расширяет ассортимент применяемых стабилизаторов-пластификаторов и является, кроме того, более экологичным, так как снижается количество трехосновного сульфата свинца в ПВХ-пластикате.

Таблица 1. - Состав полимерных композиций.
№ п/пНаименование компонентов Прототип Предлагаемая полимерная композиция
мас.ч.Пример 1, мас.ч. Пример 2, мас.ч.Пример 3, мас.ч. Пример 4, мас.ч.Пример 5, мас.ч.
1 Поливинилхлорид: ПВХ-С-7058100 100100100 100100
2Диоктилфталат 4047 4541,538 37
3 Дифенилолпропан0,1 0,10,10,1 0,10,1
4Аэросил 0,70,70,7 0,70,7 0,7
5 Трехосновной сульфат свинца6 344,8 5,55,7
6Агидол- 0,080,08 0,080,080,08
7Мел -11 111111 11
8Стабилизатор «Синстад», включающий хлорпарафины и соли карбоновых кислот в массовом соотношении 2,5:17 -- ---
9Указанный стабилизатор-пластификатор -0,33 0,8331,232,0 2,33
10 Хлорпарафин марки: ХП-30 -25 7,41214

Таблица 2. - Свойства полимерных композиций
№ п/пНаименование компонентов Прототип Показатель по примеру
мас.ч Пример 1Пример 2 Пример 3Пример 4 Пример 5
1Термостабильность при 185°C, мин40 475278 7573
4850полимерная композиция для кабельного пластика, патент № 2520097 7675
2 Прочность при разрыве, МПа 20,420,922,1 23,823,3 22,8
19,9 22,0полимерная композиция для кабельного пластика, патент № 2520097 23,522,4
3 Относительное удлинение при разрыве, % 310331294 375356 368
318 295полимерная композиция для кабельного пластика, патент № 2520097 354360
4 Твердость в ед. шкалы54 4739 444243
4640 454344
5 Показатель текучести расплава 252427 353533
2526 363432

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Полимерная композиция для кабельного пластиката, включающая поливинилхлорид, диоктилфталат, дифенилолпропан, аэросил, трехосновной сульфат свинца, стабилизатор, отличающийся тем, что используют комплексный стабилизатор - пластификатор, представляющий собой продукт, включающий стеарат кальция, стеарат магния, стеарат цинка при их мольном отношении 2:2:1 с кислотным числом не более 5 мг КОН/г в среде хлорпарафина ХП-30 в массовом отношении 1:6 соответственно и дополнительно агидол, мел при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

поливинилхлорид100
диоктилфталат 37-47
дифенилолпропан 0,1
трехосновной сульфат свинца 3-5,7
агидол 0,08
хлорпарафин ХП-302-14
мел11
аэросил 0,7
указанный стабилизатор-пластификатор0,33-2,33


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2520097

patent-2520097.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)
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)
электроизоляционная композиция -  патент 2500048 (27.11.2013)

Наверх