Электроизоляционная композиция
Владельцы патента RU 2495890:
Закрытое акционерное общество "Кабельный завод "Кавказкабель" (RU)
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.
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.
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 |