Резиновая смесь для изоляции кабелей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 23/16, 23. аа"».53

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4863081/05 (22) 30,08.90 (46) 15 12.92. Бюл. ¹ 46 (71) Научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический кабельный институт (72) Г.С.Трубачева, Н.Р,Гончар. Н.Е.Молодых и В.П.Нехорошев (56) Авторское свидетельство СССР № 448182, кл, С 08 4 9/00, 1971.

Исследование и разработка гибких силовых экранированных кабелей с изоляцией из резины с этиленпропиленовым каучуком.

Отчет N гос. регистрации 81013073. инв. N.

0282;2013720, Томск, 1981. с. 37-38. 1 абл; . 7.1, смесь -:N. 2 (прототип). (54) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ

КАБЕЛЕЙ (57) Использование; резина для изоляции кабелей, Сущность изобретения: резиновая

Йэобретение относится к реэино-технической и кабельной промышленности, а именно, к разработке изоляционных резин на основе этиленпропилендиенового каучука (СКЭПТ), преимущественно для изготовления изоляции кабелей.

Известна резиновая смесь на основе

СКЭПТ, включающая оксид цинка, стеариновую кислоту, 1,5 мас.ч. серы, тиурам. каптакс, мягчитель ПП, каолин, кремнийорганическую добавку. Эта смесь рекомендована для изготовления изоляции . кабелей. Однако, присутствие серы в количестве более 6,0 мас.ч. вызывает сильную коррозию медной проволоки, из которой изготавливают токопроводящие жилы кабеля.

Наиболее близкой по составу и технической сущности является используемая для!

Ж„„1781249 А1 (я)э С 08 1 23/16, С 08 К 13/02 // (С 08 30, 65:00 ) (С 08 К 13/02, смесь содержит, мас,ч.: этиленпропилендиеновый каучук.100; оксид цинка 5-20; минеральный наполнитель 65-125; пластификатор

5,8-8,2; a, a -ди-(трет-бутилперокси)-1,4-диизопропилбенэол 6.5-7,5; сера 0,3 — 0,5; пол- имер 2,2,4-триметил-1,2-ди гидрохинолина

1.3 — 1,7 и термически окисленный атактиче- . ский полипропилен с содержанием карбонильных групп 0,95 . мас,% и средневяэкостной молекулярной массой

5000 5-36. Вязкость по Муни резиновых смесей при 120 С (максимальная) составляет 36-53 усл.ед. Резины характеризуются прочностьк» при растяжении 5,5 — 6,8 МПа и . относительным удлинением при разрыве

620-730%; удельное объемное электрическое сопротивление изоляционных кабельных резин составляет (1,2-1,8) 1013 Ом ° м, 4 табл. изоляции резиновая смесь на основе

СКЭПТ, включающая оксид цинка, мине- ральный наполнитель, органический перок- © .сид, соагент пероксидной вулканизации, пластификатор, . . Ь) ф

Указанная резиновая смесь содержит К;) компоненты в следующих количествах, мас.ч.:

СКЭПТ ..:: 100 а, а -Ди-(трет-бутилперокси)-1,4-диизопропилбензол 7.5

Сера 0,4

Оксид цинка .20

Стеариновая кислота 2

Мягчитель ПП 6

Микротальк : 43

Мел 43

1781249

0.95 и имеет следующие показатели резин: прочность при растяжении, МПа — 3,85, :Относительное удлинение при разрыве, . 539

Вязкость Муни при 120 С. усл,ед. 58

Недостатком известной резиновой сме- си является повышенная вязкость, что за.трудняет ее переработку на кабельном оборудовании, невысокая прочность получаемых из нее резин, что ограничивает область ее применения.

Повысить физико-"мехаййческие характеристики резин можно путем применения в качестве наполнителя дисперсных материалов, таких как техуглерод и аэросил—

175, Однако "это прийодит к резкому ухудшению диэлектрических свойств резиновых смесей.

Целью настоящего изобретения является снижЕние вязкости резиновой смеси, повышение прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве вулканизатов при сохранении их диэлектрических показателей.

Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе СКЭПТ. включающая оксид цинка, минеральный наполнитель. органический пероксид исоагент пероксидной вулканизации дополнительно содержит стабилизатор ацетонанил P u атактический полипропилен окисленный, Атактический полипропилен окисленный получается окислением атактического полипропилена ТУ 6-05-1902 81 кислородом воздуха при температурах 150-260 С.

Свойства термически окисленного атактического полипропилена:

Средневязкостная молекулярная масса 5000

Содержание карбонильных групп, мас. ф, Температура начала плавления, ОС 80

Температура хрупкости, С -30

Температура начала разложения, С 240

Содержание примесей изотактической фракции, мас,% Отсутствует, В табл,1 приведен состав-резиновых смесей на основе СКЭПТ с атактическим полипропиленом окисленным в сравнении с прототипом и контрольными смесями.

Смесь 1 — прототип. смесь 2 -- контрольная, смесь 3 — заявляемая с минимальным

Содержанием компонентов. смесь 4 — со средним содержанием комт1онентов, смесь

5- с минимальным содерж анием комп-онентов. смеси 6 и 7 — с запредельным содержанием компонентов.

Методика изготовления резиновых смесей, Изготовление проведено нэ 18-ти дюймовых вальцах с фрикцией 1:1,2 при темпе5 ратуре 30-35 С в течение 10 мин в следующем порядке: вальцевание каучука 1,5 мин введение оксида цинка+стеарийовая кислота

10 +ацетонанил Р + пластификатор+атактический полипроййлей окисленный

+ 1/2 наполнителя 5 мин введение 1/2 йаполнйтеля

15 +вулканизующий агент

+микродоза серы снятие резиновой смеси с вальцев 05 мин

3 мин

Итого: 10 мин

20 Образцы для определения физико-механических характеристик вулканизуют в прессе с электрическим обогревом плит в течение 20 мин при 165ОС.

Методы испытаний резин и резиновых

25 смесей:

Прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве по ГОСТ

270-75, Пластичность резиновых смесей по

30 ГОСТ 415 — 75.

Вязкость Муни по ГОСТ 10722 — 76.

В табл.2 приведены показатели свойств. резиновых смесей, состав которых приведен в табл,1 и показатели свойств вулкани35 эатов из них.

Как следует из представленных в табл.2 данных, дополнительное применение атактического полипропилена окисленного в количестве 5-35 мас.ч. приводит к достижению

40 поставленной цели, т.е. повышению прочности и относительного удлинения при разрыве резин. снижению вязкости резиновой смеси. В табл.3 и 4 приведены свойства резиновой смеси с различными-пластйфикато45 рами и минеральными наполнителями. Как следует из табл,3 и 4,эффект снижения вязкости резиновой смеси и повышения прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве вулканизатов из нее

50 при дополнительном введении в состав атактического полипропилена окисленного достигается также при примЕнении разных пластификаторов и минеральных нэполнителей.- -55 При содержании атактического полипропилена окисленного в смеси выше 35 мас.ч. наблюдается резкое увеличение пла- . стичности рвэиновой смеси, что нежелательно для хранения и переработки смесей из-за большой клейкости, Введение атакти1781249 сохранении их диэлектрических показателей, смесь дополнительно содержит полимер 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина и термически окисленный атактический поли5 пропилен с содержанием карбонильных групп 0,95 мас.7 и средневязкостной мол.м.

5000 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.;

Этиленпропилендиеновый каучук 100

10 Оксид цинка 5 — 20

Минеральный наполнитель 65 — 125

Пластифи като р 5,8-8,2 а, а -ди-(трет-бутилпе рокси)-1,4-диизопро15 пилбенэол 6,5-7;5

Сера 0,3 — 0,5

Полимер 2,2,4-триметил

-1,2-дигидрохинолина 1,3-1,7

Термически окисленный

20 атактический полипропилен с содержанием карбонильных групп 0,95 мас,% и средневяэкостной мол.м. 5000 ческого полипропилена окисленного менее

5 мас.ч. не приводит к существенному улучшению свойств (табл.2).

Предлагаемый состав резиновой смеси на основе СКЭПТ с использованием атактического полипропилена окисленного позволяет значительно улучшить перерабатываемость смеси на кабельном оборудовании за счет уменьшения вязкости ее и одновременно повысить физико-механические характеристики резин, что повышает надежность эксплуатации кабелей, Формула изобретения

Резийовая смесь для изоляции кабелей, включающая этилейпропилендиеновый каучук, оксид цинка, минеральный наполнитель, пластификатор, а, а -ди-(третбутилперокси)1,4-диизопропилбензол и серу, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью снижения вязкости резиновой смеси, повышения прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве вулканизатов при

5 — 35

Т а б л и ц а 1

Состав резиновйх смесей

Содержание компонента, мас.ч., по примеру

Компонент

1 изв. 2к

СКЗПТ-40Д

Оксид цинка

Стеариновая кислота

Ацетонанил P

Мягчитель ПП

100 100 100 100 100 100

10

6 25

0,6 1,5

1,0 2

4,5 8

1,2

1,7

0,8

1,5, 1,3 1,5

43

Мел

Микротальк

Каолин

125 65 135

8ь

65

, -1и- (трет-бутилперокси)-1,4-диизопропилбензол 7,5

7,5 6,5

0,4 0,3

Сера

0,4

««Й °

Атактический полипропилен окисленный

«« «» М

3 4 5 6 7

7 7,5 6 8

0 4 0,5 0,2 0,6

5 20 35 3 45

1781249 таблица 2

Контроль

Свойства резиновых смесей и ик вулканияатов л

Значение показателя по примеру

Показатель

1 изв. 2к

Предлагаемое

3 (.В

5 "6 I 7

Пластичность по Карреру, усл.ед. 0 ° 46 0 ° 40

Вязкость Муни при 120 С, максимальная, усл.ед. 58 60 49

Вязкость муни, при 120 С, через 4 мин, усл.ед., 50 48 31 ь

Вязкость Муни при 120 С, через 10 мин, усл.ед. 40 . 32 27

Реаим вулканизации 165 С, 20 мин е

0,48 0,52 0,41 0,60

0,46

45, 36

59

30 18

13

5,0

Прочность при растяиении, 11Па 3,85 4,9

Относительное удяинение при разрыве, 2 539 595

Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом и 1, 10 1.!0

1з е

Электрическая прочность, мвlм 25 26

5,5 5,7 6,5

660 690 730

5,8

630

770

1,2 10в

1 2 10 1 8 10 1,5 ° 10

1;10

27 27 27

25

««йы«йь»

Компонент (мас.ч,) и характеристика

Показатель по примеру

СК ПТ-40п

Оксиц цинка

100 100 100 100 \ 00 100 100 100

1 О 1О 10 10 10 10 10 1О

1 1 1: 1 1 1 1

1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

86 86 86 86 86 86 86 86

Стеариновая кислота

Дцетонанил P

Каолин

,® -ди-(трет-бутилперокси)-1,4-диизопропилбензол

7 7

0,4 0,4

6 6

7 7

0,4 0,4

6 6

0,4

7 7

0,4 0,4

0,4

Сера

Парафин

Стабилпласт-62

6 6

Атактический полипропилен окисленный

5 20 35

20 35

Свойства резиновых смесей о

Вязкость Иуни и ри 1 20 С, максимальная, усл.ед.

58 49 45 38 57

Режим вулканизации 165оC 20 мин 46 42 35.

Прочность при растяже-.:..;, нии, Mila

6,0 6,4

680 700

4,9 5,6 5,9 6,2 5,1 5,7

Относительное удлинение при разрыве, Ф

550 680 700 720 530 650

Таблица 3

Использование различных пластификаторов в предлагаемом составе резиновой смеси

1781249

Таблица 4

Использование различных минеральных наполнителей в предлагаемом составе резиновой смеси

Компонент (мас.ч.) и характеристика

Дегидратированный каолин

Иикротальк

Белая сажа БС-50

I в ф -ди- (трет-бутилперокси)-1,4-диизопро пилбензол

Сера

Атактический полипропилен окисленный

5 20 35

5 20 35

Свойства резиновых смесей

Вязкость Иуни при 120 С, максимальная,уусл.ед. 62 53 47 39 56

43, 40 35

Прочность при растяжении, ИПа

Относительное удлинение при разрыве, Ф 560 620 630 - 660 555 ь25 650 675

»» »»»»»»» »«» »»»

»»»»» »»й»«1

Составитель Н,Лузина

Техред M.Mîðãåíòàë

Корректор И.Шмакова

Редактор Н.Яцола

Заказ 4253 Тираж ...Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

CK3m-40Д

Оксид цинка

Стеариновая кислота

Ацетонанил Р

Мягчитель ПП

Каолин

Показатель по примеру

16к 17 18 19 20к 21 22 23

100 100 100

10 10 10 10 10 10 10 1О

1 1 " 1 1 1 1 . 1 1

15 15 15 15 .1 5 15 15 15

6 6 6 6 ь 6 6 6

60 60 . 60 60 .43 43 43 43

43 43 43 43

26 26 26 . 26

7 7. 7 7 7 7, 7 7, 0,4 0,4 : 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4

Режим вулканизации 165 С, 20 мин

5,2 5,8 6,2 6„8 4ì,7 5,3 5,5 6,0