электроизоляционная композиция
| Классы МПК: | H01B3/44 виниловые смолы; акриловые смолы |
| Автор(ы): | Николаев Виктор Геннадиевич (RU), Миткевич Алексей Станиславович (RU), Каменский Михаил Кузьмич (RU), Образцов Юрий Васильевич (RU), Мещанов Геннадий Иванович (RU), Пешков Изяслав Борисович (RU), Сытников Виктор Евгеньевич (RU), Елагина Алла Николаевна (RU), Якимчук Анна Ивановна (RU) |
| Патентообладатель(и): | Открытое Акционерное Общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (ВНИИ КП) (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2004-07-05 публикация патента:
10.03.2006 |
Изобретение относится к кабельной промышленности, в частности к электроизоляционным композициям, предназначенным для изоляции и оболочек кабелей и проводов, общепромышленного назначения с целью уменьшения числа пожаров по причине загорания кабельных изделий. Композиция содержит (мас.ч.): суспензионный поливинилхлорид 100, сложноэфирный пластификатор 25-75, свинцовый стабилизатор 1-7, стеарат кальция 0,7-3, дифенилолпропан 0,1-0,8, окись цинка 0,5-8, борат цинка 0,5-5, хлористый кальций 0,1-2 или окись кальция 0,1-2, карбонат кальция 5-90, трехокись сурьмы 0,5-9, сажа 1-8. Техническим результатом изобретения является снижение горючести и дымообразующей способности кабельных изделий общепромышленного назначения, что обеспечивается за счет дополнительного введения в электроизоляционную композицию окиси цинка, бората цинка, хлористого кальция или его окиси. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Формула изобретения
1. Электроизоляционная композиция, содержащая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, свинцовый стабилизатор, стеарат кальция и дифенилолпропан, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит окись цинка, борат цинка, хлористый кальций или окись кальция при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| Суспензионный поливинилхлорид | 100 |
| Сложноэфирный пластификатор | 25-75 |
| Свинцовый стабилизатор | 1-7 |
| Стеарат кальция | 0,7-3 |
| Дифенилолпропан | 0,1-0,8 |
| Окись цинка | 0,5-8 |
| Борат цинка | 0,5-5 |
| Хлористый кальций | 0,1-2 |
| Окись кальция | 0,1-2 |
2. Электроизоляционная композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит карбонатный наполнитель в количестве 5-90 мас.ч.
3. Электроизоляционная композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит трехокись сурьмы в количестве 0,5-9 мас.ч.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к кабельной технике, а именно электроизоляционным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженными горючестью и выделением дыма при горении, предназначенным для изоляции, внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, от которых требуется повышенная пожаробезопасность.
Провода и кабели часто становятся причиной загорания и распространения пламени. В связи с этим к их полимерным составляющим - изоляции, внутренним и наружным оболочкам - традиционно предъявляются высокие требования по негорючести.
Однако в последние десятилетия требования по характеристикам пожаробезопасности и, особенно, по негорючести и снижению выделения дыма постоянно повышаются.
В настоящее время для изоляции и оболочек кабельных изделий общепромышленного назначения применяются ПВХ пластикаты, обладающие определенной степенью негорючести, обеспечивающей нераспространение горения отдельно расположенных проводов и кабелей.
К теме настоящего изобретения наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является электроизоляционная кабельная ПВХ композиция, марки И 40-13А, выпускаемая по ГОСТ 5960-70.
Указанная композиция содержит, мас.ч.: 100 суспензионного ПВХ, 45-48 сложноэфирного пластификатора, 5-6 свинцового стабилизатора, 0,7-1,0 стеарата кальция, 0,1-0,3 дифенилолпропана.
Композиция характеризуется следующими свойствами пожаробезопасности: КИ 23-24% по ГОСТ 21793-76, максимальная плотность дыма при горении 350-450, по ГОСТ 24632-81.
Поставленная задача состояла в разработке композиции, характеризующейся высокой степенью негорючести и пониженным выделением дыма при горении.
Технический результат достигается тем, что электроизоляционная композиция, содержащая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, свинцовый стабилизатор, стеарат кальция и дифенилолпропан, дополнительно содержит окись цинка, борат цинка, хлористый кальций или окись кальция при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: суспензионный поливинилхлорид 100, сложноэфирный пластификатор 25-75, свинцовый стабилизатор 1-7, стеарат кальция 0,7-3, дифинилолпропан 0,1-0,8, окись цинка 0,5-8, борат цинка 0,5-5, хлористый кальций или окись кальция 0,1-2. Композиция может дополнительно содержать карбонатный наполнитель в количестве, мас.ч.: 5-90, трехокись сурьмы 0,5-9, сажу 1-8.
Предложенная композиция содержит следующие компоненты.
Суспензионная ПВХ смола марки С-70 по ГОСТ 14332-78 Е. В качестве сложноэфирного пластификатора: диоктилфталат (ДОФ), диизооктилфталат (ДИОФ), динонилфталат (ДНФ), диизононилфталат (ДИНФ), диалкилфенилфосфат (ДАФФ) по ГОСТ 8728-88 или их смеси. Свинцовый стабилизатор: трехосновной сульфат свинца (ТОСС), основной карбонат свинца (ОКС), двухосновной фталат свинца (ДОФТС) по ТУ 6-09-600-76. Стеарат кальция (Ст. Са) по ТУ 2634-003-48602470-99, дифенилолпропан (ДФП) по ГОСТ 12138-86, окись цинка (ZnO) по ГОСТ 202-84 (марка БЦО), борат цинка по ТУ 113-07-015-91, хлористый кальций (CaCl2) по ГОСТ 450-77, окись кальция (СаО) по ГОСТ 8677-76, карбонатный наполнитель - мел (СаСО3 ) по ГОСТ 8253-79 или по ТУ 5743-010-00186803-95, трехокись сурьмы (Sb2O3) по ТУ 48-14-1-88, сажа по ГОСТ 7885-86.
Также могут быть использованы другие известные химические продукты в эквивалентных количествах.
Кроме перечисленных агентов предлагаемая композиция может содержать другие целевые добавки, например концентраты красителей в количестве 0,5-3 мас.ч., смазки в количестве 0,1-4 мас.ч. и др.
Пример 1. В смеситель, нагретый до 90°С, загружают все сыпучие компоненты: на 100 мас.ч. ПВХ С-70, 2 мас.ч. ТОСС, 0,7 мас.ч. Ст. Са, 0,1 мас.ч. ДФП, 0,5 мас.ч. ZnO, 0,5 мас.ч. бората цинка, 0,1 мас.ч. хлористого кальция, 5 мас.ч. СаСО3, 0,5 мас.ч. Sb2O3, 1 мас.ч. сажи, перемешивают в течение 3-5 мин, вводят 50 мас.ч. ДОФ и перемешивают еще 25 мин.
Полученную порошкообразную смесь охлаждают до комнатной температуры и вальцуют при температуре 155-165°С в течение 4-10 мин. Из вальцованного полотна прессуют образцы для испытаний при температуре 160-170°С в течение 3 мин под давлением 120 кгс/см2. Кислородный индекс определяют по ГОСТ 12.1.044-89, максимальную плотность дыма в условиях горения определяют по ГОСТ 24632-81.
Состав и свойства композиции приведены в таблице.
Примеры 2-10 (предлагаемые).
Композиции готовят и испытывают, как указано в примере 1.
Использование компонентов вне заявляемых количеств или их смесей приводит к ухудшению характеристик кабельных композиций.
| Состав и свойства ПВХ композиций | |||||||||
| №№ п/п | Состав композиции, мас.чс | Д макс - горение | КИ, % | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||
| 1 | ПВХ С-70 | 100 | 250 | 27 | |||||
| ДОФ | 50 | ||||||||
| ТОСС | 2 | ||||||||
| Ст. Са | 0,7 | ||||||||
| ДФП | 0,1 | ||||||||
| ZnO | 0,5 | ||||||||
| Борат цинка | 0,5 | ||||||||
| CaCl2 | 0,1 | ||||||||
| СаСО3 | 5 | ||||||||
| Sb2 O3 | 0,5 | ||||||||
| Сажа | 1 | ||||||||
| 2 | ПВХ С-70 | 100 | 190 | 29 | |||||
| ДОФ | 75 | ||||||||
| ТОСС | 7 | ||||||||
| Ст. Са | 3 | ||||||||
| ДФП | 0,8 | ||||||||
| ZnO | 8 | ||||||||
| Борат цинка | 5 | ||||||||
| СаО | 2 | ||||||||
| СаСО3 | 90 | ||||||||
| Sb2 O3 | 5 | ||||||||
| Сажа | 8 | ||||||||
| Продолжение таблицы | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||
| 3 | ПВХС-70 | 100 | 180 | 28 | |||||
| ДОФ | 50 | ||||||||
| ТОСС | 5 | ||||||||
| Ст. Са | 1 | ||||||||
| ДФП | 0,3 | ||||||||
| ZnO | 2,5 | ||||||||
| Борат цинка | 2,5 | ||||||||
| CaCl2 | 1 | ||||||||
| СаСО3 | 50 | ||||||||
| Sb2O3 | 2,5 | ||||||||
| 4 | ПВХ С-70 | 100 | 200 | 28 | |||||
| ДОФ | 50 | ||||||||
| ТОСС | 5 | ||||||||
| Ст. Са | 1 | ||||||||
| ДФП | 0,3 | ||||||||
| ZnO | 2,5 | ||||||||
| Борат цинка | 2,5 | ||||||||
| CaCl2 | 1 | ||||||||
| СаСО3 | 50 | ||||||||
| 5 | ПВХ С-70 | 100 | 250 | 27 | |||||
| ДОФ | 50 | ||||||||
| ТОСС | 5 | ||||||||
| Ст. Са | 1 | ||||||||
| ДФП | 0,3 | ||||||||
| ZnO | 2,5 | ||||||||
| Борат цинка | 2,5 | ||||||||
| CaCl2 | 1 | ||||||||
| Продолжение таблицы | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||
| 6 | ПВХ С-70 | 100 | 200 | 27 | |||||
| ДОФ | 50 | ||||||||
| ТОСС | 6 | ||||||||
| Ст. Са | 2 | ||||||||
| ДФП | 0,4 | ||||||||
| ZnO | 2 | ||||||||
| Борат цинка | 4 | ||||||||
| CaCl2 | 0,5 | ||||||||
| СаСО3 | 20 | ||||||||
| Сажа | 3 | ||||||||
| 7 | ПВХ С-70 | 100 | 190 | 28 | |||||
| ДОФ | 50 | ||||||||
| ТОСС | 6 | ||||||||
| Ст. Са | 2 | ||||||||
| ДФП | 0,4 | ||||||||
| ZnO | 2 | ||||||||
| Борат цинка | 4 | ||||||||
| СаО | 0,1 | ||||||||
| СаСО3 | 40 | ||||||||
| Sb2О3 | 2 | ||||||||
| Сажа | 3 | ||||||||
| 8 | ПВХ С-70 | 100 | 180 | 28 | |||||
| ДОФ | 50 | ||||||||
| ТОСС | 6 | ||||||||
| Ст. Са | 2 | ||||||||
| ДФП | 0,4 | ||||||||
| ZnO | 2 | ||||||||
| Борат цинка | 4 | ||||||||
| CaCl2 | 0,5 | ||||||||
| СаСО3 | 60 | ||||||||
| Sb2О3 | 2 | ||||||||
| Сажа | 3 | ||||||||
| Окончание таблицы | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||
| 9 | ПВХ С-70 | 100 | 230 | 29 | |||||
| ДОФ | 25 | ||||||||
| ТОСС | 6 | ||||||||
| Ст. Са | 2 | ||||||||
| ДФП | 0,4 | ||||||||
| ZnO | 2 | ||||||||
| Борат цинка | 4 | ||||||||
| СаО | 0,5 | ||||||||
| Sb2 O3 | 2 | ||||||||
| Сажа | 3 | ||||||||
| 10 | ПВХ С-70 | 100 | 250 | 27 | |||||
| ДОФ | 60 | ||||||||
| ТОСС | 6 | ||||||||
| Ст. Са | 2 | ||||||||
| ДФП | 0,4 | ||||||||
| ZnO | 2 | ||||||||
| Борат цинка | 4 | ||||||||
| CaCl2 | 0,5 | ||||||||
| СаСО3 | 80 | ||||||||
| Sb2O3 | 2 | ||||||||
| Сажа | 3 | ||||||||
| для сравнения (известная) | |||||||||
| 11 | 350-450 | 23-24 | |||||||
Класс H01B3/44 виниловые смолы; акриловые смолы
