Антистатическая полимерная композиция

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для предотвращения накопления статического электричества при движении нефтепродуктов и сыпучих тел по полимерным трубопроводам и транспортерам, при хранении нефтепродуктов в резервуарах , в полимерной изоляции движущихся частей. Цель изобретения - повышение антистатических свойств полиэтилена среднего давления (ПЭСД) с сохранением его диэлектрических и механических характеристик. Поставленная цель достигается тем, что в качестве антистатического наполнителя в ПЭСД вводится диэлектрик - нитрид кремния в количестве 5- 10 мае„ч« к массе композиции 1 табл. V

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИН

1 88 А1

09) SU (11) (У1)5 Н 05 F 1/02

ВСЕСВВЗНМ, фА1ЕНТНО- ТЕХИЧЕЬк..

БИБЛИОТЕКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

© 4

OC

Нитрид кремния получают согласно

ТУ 48-42-5-84 прямым синтезированием

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4708462/21 (22) 21.06 89 (46) 23.05.91. Бюп М 19 (71 ) Сектор радиационных исследований АН АЗССР (72) Н.А.Акперов, М.А.А.Багиров, А.С.П.Джафаров, У.А.Кабулов, В.П.Малин, А.P.À.Мехтиев. и З.Г.Топчева (53) 621.385(088.8) (56) Василенок Р.И. Предупреждение статической электризации полимеров.—

Л.: Химия, 1981.

Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья, 1974, У l l с.16-18. (54) АНТИСТАТИЧЕСКАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для предотвращения накопления статического электрического заряда при движении нефтепродуктов и сыпучих тел по полимерным трубопроводам и транспортерам, при хранении нефтепродуктов в резервуарах, в полимерной изоляции движущихся частей.

Целью изобретения является повышение антистатических свойств полиэтилена среднего давления (ПЭСД) с сохранением его диэлектрических и механических прочностных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве антистатическор.

2 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дпя предотвращения накопления статического электричества при движении нефтепродуктов и сыпучих тел по полимерным трубопроводам и транспортерам, при хранении нефтепродуктов в резервуарах, в полимерной изоляции движущихся частей. Цель изобретения — повышение антистатических свойств полиэтилена среднего давления (ПЭСД) с сохранением его диэлектрических и механических характеристик. Поставленная цель достигается тем, что в качестве антистатического наполнителя в ПЭСД вводится диэлектрик — нитрид кремния Sl N в количестве 510 мас.ч. к массе композиции. 1 табл, наполнителя в ПЭСД вводится- диэлекTpHK — нитрид кремния S1 N в количестве 5-10 мас.% к массе композиции.

Образцы композиции получают по обычной методике из расплава. Для этого порошок ПЭСД марки ТУ. 38.102588l перемешивают на нагретых до 160 С вальцах в течение 2 3 мин, затем в течение последующих 1,5-2 мин.в расплав полимера добавляют порошкооб-, разный нитрип кремния в требуемом количестве и продолжают перемешивать

15-20 мин, после чего охлаждают и получают заготовки — полотна, 1 651 388 кремния в токе азота при 1400-.1600 С в печах с графитовым наполнителем.

Полученные полотна измельчают с помощью вырубного пресса, затем на

100-тонном гидравлическом прессе прессуют в течение 5 ьын при 150190 С и удельном давлении 7-10 MIa пластины толщиной 1 мм, которые охлаждают под давлением до 40 С, после 10 чего давление снимают и производят охлажцение до комнатной температуры.

Антистатические характеристики оценивают по стойкости образцов к

1 приобретению заряда посредством воз- 15

;действия униполярного коронного раз-! ,ряда при системе электродов игла— плоскость. Длина игл составляет 1 см, . диаметр острия 0,4 мм. Иглы распола( гают на расстоянии 1 см от -заряжае- 20 мого образца, Время зарядки составляет 10 мин а напряжение зарядки 8 кВ. Электродную разность потенциа лов ипи компенсирующее напряжение Ug определяют методом вибрирующего 25 электрода. Поверхностную плотность заряда б вычисляют по формуле

ЕЕ ик

G = — — ——

h где Я и h — диэлектрическая проницае-30 мость и толщина композиции) — диэлектрическая проницаео мость вакуума.

Погрешность измерения () составля- 35 ет. 6 . 3а антистатические характеристики принимают 0„ ((7 ), измеренные

l Ко о, сразу же после зарядки, и время пол Ного спада заряда с и

Емкость и тангенс угла диэлектри- 40 ческих потерь (tg о) измеряют с поМощью диэлектрического моста Р-589 на частоте ) кГц.

Относительную диэлектрическую про ницаемость Еazg вычисляют по формуле 45 отн С о ° где S — ппощадь обкладок;

С и h - емкость и толщина композиции.

Объемное сопротивление К измеряют с помощью тераомметра Еб-7 на постоянном токе, а удельное объемное сопротивление (3 вычисляют по формуле

К S м

Кратковременную электрическую прочность Е я определяют на частоте

50 Гц по ГОСТ 6433-7), а разрушающее механическое напряжение (механическую прочность на разрыв G!1 ) и относительное удлинение при разры- ве Я вЂ” по ГОСТ 1! 262-80 с помощью

Г разрывной машины ЕЕ-40.

Антистатические, диэлектрические и механические характеристики композиций ПЭСД-нитрид кремния при различном соотношении между компонентами, измеренные при комнатной температуре (25 С), приведены в таблице. о

Из таблицы видно, что если у чистого ПЭСД время спада заряда при указанных условиях зарядки составляет около 240 ч, то по мере введения в ПЭСД нитрида кремния время спада заряда снижается и при концвнтрациях

Si>N 5-)0 . от массы образца зарядки вообще не наблюдается, т.е. время спада заряда становится меньше 1 мин (времени, которое требуется для переноса образца из зарядного устройства в устройство для измерения величины заряда). Поэтому композицию

ПЭСД с 5-10 мас. Si>Ng можно считать антистатическим материалом. С дальнейшим повышением содержания нитрида кремния как эффективная плотность заряда, так и время спада заряда вновь начинают возрастать.

Введение наполнителя в области небольших концентраций может существен-, но изменять надмолекулярную органи,зацию полимера, приводя к .появлению в узком интервале концентраций напол нителя специфических свойств. Вероят но,.этим эффектом объясняется антистатическое поведение композиции ПЭСД с 5-)0 мас. Si N

В то же время при указанных концентрациях,нитрйда кремния диэлектри-. ческая проницаемость Я композиции, ее электрическая и механическая прочности сохраняются на уровне характеристик чистого ПЭСД

Тангенс угла диэлектрических по.— терь tg О при введении 5-1 0 мас. нитрида кремния также возрастает не- .

;значительно. Единственной из измеренных характеристикой, которая претерпевает существенные изменения при введении Si>N@ является разрывное удлинение : с введением нитрида кремния Яр снижается, но это свойство не является важным для резервуаров н нефтепроводов.

Преимуществами предлагаемой композиции по сравнению с известной

1651388 6 (композиция ПЗСД с ацетиленовой саотличающаяся тем, что, жей) являются высокие антнстатичес- с целью повышения антистатических кие свойства при сохранении хороших свойств и сохранения диэлектрических диэлектрических характеристик и ме5 характеристик и механической прочносханической прочности. ти исходного материала, в качестве антистатической добавки использован

l ф о P м у л а и з о б р е т е н и я ннтрид кремния при следуюшем соотношении компонентов, мас.7.:

Антистатическая полимерная компо- 10 Нитрид кремния 5 — 40 зиция на основе полиэтилена среднего Полиэтилен среднего давления с антистатической добавкой, давления Остальное

Характеристика

2000

550 800

1,3 1,8

800 0 0 .1,6 0 0

24 0 0

2000

3,9

240

5 3

180

48 144

110 1 20

2,7 2,7

2,6 2,0

5 ЗО 60

2е3 2е4 2е5

4,4 4,4 3,5

47 47

3,0

2,2

5,2

46

295

302 305

68 24

295

450

Редактор С.Пекарь

Заказ 1611 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10!

"«О в В

Gо, 10 Кл/M у и

A о„, ч

egt, 10 от к

p„„, 10 Ом-MM

Ея, кВ/мм б;,; кг/см ф й

Показатель при концентрации Si>Ny, мас.Ж

2 5 10. 15 20 50

Составитель С.Стрелков

Техред А.Кравчук Корректор Н.Ревская