полимерная композиция для кабельного пластиката
Классы МПК: | C08L27/00 Композиции гомополимеров или сополимеров соединений, содержащих один или более ненасыщенных алифатических радикалов, каждый из которых содержит только одну углерод-углеродную двойную связь, и по меньшей мере один из них - концевой атом галогена; композиции их производных C08K3/06 сера |
Автор(ы): | Дмитриев Юрий Константинович (RU), Афанасьев Федор Игнатьевич (RU), Виноградов Алексей Валерьевич (RU), Андреев Николай Андреевич (RU), Фомин Денис Леонидович (RU), Нафикова Райля Фаатовна (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Каустик" (ОАО "Каустик") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2006-11-27 публикация патента:
27.11.2008 |
Композициия, включающая поливинилхлорид суспензионный, диоктилфталат, вторичный пластификатор, стабилизатор - трехосновный сульфат свинца, трехокись сурьмы, стеарат кальция, дополнительно содержит эпоксистабилизаторы - эпоксидированное соевое масло или эпоксидную смолу, диоксид титана, стеариновую кислоту, дифенилолпропан и мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизной не менее 98%, а в качестве термостабилизатора могут быть использованы нетоксичные (безсвинцовые) кальций-цинковые термостабилизаторы марок STABIOL CZ 3046 или STABIOL CZ 3134 или Naftosafe GKX 2208 или алюминий-марганец-цинк-содержащий - термостабилизатор Naftosafe GKX 2011. В качестве вторичных пластификаторов используют хлорпарафин 470 и/или хлорированные -олефины. В результате использования в качестве наполнителя мела с заданными характеристиками и введения эпоксидированного соевого масла или эпоксидной смолы, диоксида титана, стеариновой кислоты, дифенилолпропана обеспечивается получение кабельного пластиката с низким водопоглощением, с высоким удельным электрическим сопротивлением, с высокой термостабильностью и белизной. Повышение термостабильности пластиката обеспечивается из-за синергического возрастания эффективности стабилизаторов в сочетании с эпоксистабилизаторами. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Формула изобретения
1. Полимерная композиция для кабельного пластиката на основе суспензионного поливинилхлорида, включающая диоктилфталат, вторичный пластификатор, трехосновной сульфат свинца, трехокись сурьмы, стеарат кальция, наполнитель - мел, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит эпоксистабилизаторы - эпоксидированное соевое масло или эпоксидную смолу, диоксид титана, стеариновую кислоту, дифенилолпропан, а в качестве наполнителя - мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизны не менее 98% при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:
Поливинилхлорид суспензионный | 100 |
Диоктилфталат | 50-60 |
Вторичный пластификатор | 10-20 |
Трехосновной сульфат свинца | 1-2 |
Стеарат кальция | 1,5-2,0 |
Трехокись сурьмы | 0,5-1,0 |
Мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, | |
белизна не менее 98% | 40-50 |
Стеариновая кислота | 0,1-0,5 |
Эпоксидированное соевое масло или | |
эпоксидная смола | 1,0-2,0 |
Диоксид титана | 1-1,5 |
Дифенилолпропан | 0,5-1,0 |
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве вторичного пластификатора используют хлорпарафины ХП-470 и/или хлорированные -олефины, полученные из отходов олигомеризации этилена.
3. Полимерная композиция для кабельного пластиката на основе суспензионного поливинилхлорида включающая диоктилфталат, вторичный пластификатор, термостабилизатор, трехокись сурьмы, наполнитель - мел, отличающаяся тем, что в качестве термостабилизатора используют кальций - цинковые термостабилизаторы или алюминий-марганец-цинк - содержащий термостабилизатор и композиция дополнительно содержит эпоксистабилизаторы - эпоксидированное соевое масло или эпоксидную смолу, диоксид титана, стеариновую кислоту, дифенилолпропан, а в качестве наполнителя - мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизны не менее 98% при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:
Поливинилхлорид суспензионный | 100 |
Диоктилфталат | 50-60 |
Вторичный пластификатор | 10-20 |
Кальций - цинковые термостабилизаторы или | |
алюминий-марганец-цинк - содержащий | |
термостабилизатор | 3-6 |
Трехокись сурьмы | 0,5-1,0 |
Мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, | |
белизна не менее 98% | 40-50 |
Стеариновая кислота | 0,1-0,5 |
Эпоксидированное соевое масло или | |
эпоксидная смола | 1,0-2,0 |
Диоксид титана | 1,0-1,5 |
Дифенилолпропан | 0,5-1,0 |
4. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора используют хлорпарафины ХП-470 и/или хлорированные -олефины, полученные из отходов олигомеризации этилена.
5. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что в качестве кальций - цинковых термостабилизаторов используют стабилизаторы марок STABIOL CZ 3046 или STABIOL CZ 3134 или Naftosafe GKX 2208, а в качестве алюминий-марганец-цинк содержащего термостабилизатора используют Naftosafe GKX 2011.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области химической технологии, в частности к пластифицированным композициям на основе поливинилхлорида для кабельного пластиката.
Известна полимерная композиция для кабельного пластиката, содержащая (мас.ч.):
Поливинилхлорид | 100 |
Диоктилфталат | 60 |
Двухосновный фосфит Pb | 10 |
Двухосновный стеарат Pb | 0,75 |
Полиэтиленовый воск | 0,5 |
Кальцинированная глина | 10 |
Карбонат кальция | 10 |
Тринонилфенилфосфит | 0,5 |
Дифенилолпропан | 0,3 |
Сажа или диоксид титана (TiO2) | 4-5 |
(Минскер К.С., Федосеева Г.Т. Деструкция и стабилизация поливинилхлорида. М. Химия. 1972. С.386).
Недостатками данной композиции являются значительное водопоглощение, низкое значение удельного объемного сопротивления, а также серый цвет пластиката.
Наиболее близким к заявляемой является полимерная композиция для кабельного пластиката на основе суспензионного поливинилхлорида, включающая диоктилфталат, вторичный пластификатор - хлорпарафины (ХП - 470), трехосновный сульфат свинца, стеарат кальция, трехокись сурьмы, мел и элементарную серу (Патент РФ №2223289, опубл. 10.02.2004, Бюл. №4) при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Поливинилхлорид суспензионный | 100 |
Диоктилфталат | 45-60 |
Хлорпарафин ХП-470 | 20-30 |
Трехосновный сульфат свинца | 2,0-4,0 |
Стеарат кальция | 0,5-1,5 |
Трехокись сурьмы | 0,5-1,5 |
Мел | 40-50 |
Элементная сера | 0,01-0,1 |
Недостатками данной композиции являются низкие термостабильность и удельное объемное электрическое сопротивление, значительное водопоглощение, отсутствие белизны (цвет серый - из-за использования в композиции мела природного тонкодисперсного марки М-60, где содержание карбоната кальция составляет 98,5%, белизна 85% по ТУ 5743-001-22242270).
Авторами установлено, что поливинилхлоридный пластикат для кабельных изделий исключительного белого цвета (высокой белизны) возможно получить только в случае использования в полимерной композиции мела, полученного из чистого известняка, со следующими техническими характеристиками: массовая доля карбоната кальция не менее 99%, белизна - 98%, в сочетании с диоксидом титана.
Задачей изобретения является создание рецептуры кабельного пластиката на основе суспензионного поливинилхлорида (ПВХ) с повышенной термостабильностью, с высоким удельным объемным сопротивлением, с низким водопоглощением и высокой белизны.
Поставленная задача достигается особенностью полимерной композиции для кабельного пластиката, включающей суспензионный поливинилхлорид, диоктилфталат, вторичный пластификатор, стабилизатор - трехосновный сульфат свинца, трехокись сурьмы, стеарат кальция, наполнитель - мел, заключающейся в том, что композиция дополнительно содержит эпоксистабилизаторы - эпоксидированное соевое масло или эпоксидную смолу, диоксид титана, стеариновую кислоту, дифенилолпропан и мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизной не менее 98% при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.
Поливинилхлорид суспензионный | 100 |
Диоктилфталат | 50-60 |
Вторичный пластификатор | 10-20 |
Трехосновный сульфат свинца | 1-2 |
Стеарат кальция | 1,5-2,0 |
Трехокись сурьмы | 0,5-1,0 |
Мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, | |
белизна не менее 98% | 40-50 |
Стеариновая кислота | 0,1-0,5 |
Эпоксидированное соевое масло или Эпоксидная смола | 1,0-2,0 |
Диоксид титана | 1-1,5 |
Дифенилолпропан | 0,5-1,0 |
Поставленная выше задача достигается также и особенностью полимерной композиции для кабельного пластиката на основе суспензионного поливинилхлорида, включающей диоктилфталат, вторичный пластификатор, термостабилизатор, трехокись сурьмы, стеарат кальция, наполнитель - мел, заключающейся в том, что в качестве термостабилизатора используют нетоксичные (безсвинцовые) кальций-цинковые термостабилизаторы или алюминий-марганец-цинк-содержащий термостабилизатор, и в том, что композиция дополнительно содержит эпоксистабилизаторы - эпоксидированное соевое масло или эпоксидную смолу, диоксид титана, стеариновую кислоту, дифенилолпропан и мел высокой белизны, полученный из очень чистого известняка, с содержанием карбоната кальция не менее 99%, белизны не менее 98%, например, торговой марки MIKROLINE Турецкой компании HIKA при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.
Поливинилхлорид суспензионный | 100 |
Диоктилфталат | 50-60 |
Вторичный пластификатор | 10-20 |
Кальций-цинковые термостабилизаторы определенных | |
марок или алюминий | 3-3,5 |
марганец-цинк-содержащий термостабилизатор | |
Трехокись сурьмы | 0,5-1,0 |
Мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, | |
белизна не менее 98% | 40-50 |
Стеариновая кислота | 0,1-0,5 |
Эпоксидированное соевое масло или | 1,0-2,0 |
Эпоксидная смола | |
Диоксид титана | 1,0-1,5 |
Дифинилолпропан | 0,5-1,0 |
В качестве кальций-цинковых термостабилизаторов используют термостабилизаторы марок STABIOL CZ 3046 или STABIOL CZ 3134 или Naftosafe GKX 2208, а в качестве алюминий-марганец-цинк-содержащего термостабилизатора - Naftosafe GKX 2011.
Кроме того, особенностью предлагаемой композиции является то, что в качестве вторичного пластификатора используют хлорпарафины ХП-470 и/или хлорированные -олефины, полученные из отходов олигомеризации этилена, а в качестве наполнителя - мел высокой белизны, полученный из очень чистого известняка, с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизны не менее 98%, например, мела торговой марки MIKROLINE Турецкой компании HIKA.
В результате использования в качестве наполнителя мела с заданными характеристиками и введения эпоксидированного соевого масла или эпоксидной смолы, диоксида титана, стеариновой кислоты, дифенилолпропана, обеспечивается получение кабельного пластиката с низким водопоглощением, с высоким удельным объемным сопротивлением, с высокой термостабильностью и белизной. Повышение термостабильности пластиката обеспечивается из-за синергического возрастания эффективности термостабилизаторов в сочетании с эпоксистабилизаторами.
Применение нетоксичных термостабилизаторов в композициях для кабельного пластиката обеспечивает повышение экологической безопасности их использования.
Кальций-цинковый термостабилизатор марки STABIOL CZ 3046 (страна производитель Германия) предназначен для экструзии кабельных изоляционных материалов и кабельной оболочки высокого качества.
Внешний вид - белый порошок
Характеристики: зола, 1000°С 40,8-44,8%
Са 0,1-0,5%
Zn 9,4-10,0%
Кальций-цинковый термостабилизатор марки STABIOL CZ 3134 предназначен для экструзии кабельных изоляционных материалов и кабельной оболочки высокого качества.
Внешний вид - желтоватый порошок
Характеристики: зола, 1000°С 43,6-47,8%
Са 0,1-0,3%
Zn 9,1-9,7%
Кальций-цинковый термостабилизатор марки Naftosafe GKX 2208 предназначен для кабельных композиций - оболочек кабеля и изоляций с температурой эксплуатационной среды до 70°С.
Алюминий-марганец-цинк-содержащий термостабилизатор марки Naftosafe GKX 2011 фирмы Кемсон (Австрия) предназначен для кабельных пластикатов. Внешний вид - порошок белого цвета.
Хлорированные -олефины (фракции C14-C 32) получают хлорированием отходов производства олигомеризации этилена в присутствии инициатора - дицетилпероксидикарбоната в количестве 0,1-0,3 мас.% от массы -олефинов при температуре 35-70°С и скорости подачи хлора 0,1-0,3 г/мин до степени хлорирования 24,0-53,7% мас.%.
Сущность изобретения поясняется следующими примерами.
Пример 1.
В смесителе, нагретом до 90-100°С, готовят в течение 30 мин. композицию следующего состава, мас.ч.:
Поливинилхлорид суспензионный | 100 |
Диоктилфталат | 55 |
Хлорпарафин ХП-470 | 11 |
Стеарат кальция | 1,5 |
Трехосновный сульфат свинца | 1,8 |
Мел марки MIKROLINE | 40 |
Трехокись сурьмы | 0,9 |
Диоксид титана | 1,2 |
Стериновая кислота | 0,3 |
Эпоксидированное соевое масло | 1,2 |
Дифенилолпропан | 0,9 |
Из полученной композиции готовят образцы для испытаний методом вальцевания. Температура вальцевания 160±5°С, время вальцевания 8-10 мин.
Удельное объемное электрическое сопротивление определяют по ГОСТ 6433.2.
Время термостабильности определяют по ГОСТ 14041-91.
Водопоглощение определяют по ГОСТ 4650-80.
Определение белизны производили на фотометре отражения ФО-1.
Примеры 2-15 аналогичны примеру 1. Количественный состав полимерных композиций и их качественные характеристики - результаты испытаний приведены в таблице 1. Пример №15 - по прототипу.
Использование предложенной композиции кабельного пластиката позволит улучшить технологические и эксплуатационные показатели кабельного пластиката, а именно:
- повысить термостабильность;
- снизить водопоглощение;
- увеличить объемное электрическое сопротивление;
- обеспечить постоянство технических характеристик;
- повысить белизну и расширить ассортимент поливинилхлоридных композиций, используемых для получения кабельного пластиката.
Класс C08L27/00 Композиции гомополимеров или сополимеров соединений, содержащих один или более ненасыщенных алифатических радикалов, каждый из которых содержит только одну углерод-углеродную двойную связь, и по меньшей мере один из них - концевой атом галогена; композиции их производных