Электроизоляционная композиция
Владельцы патента RU 2265627:
Открытое Акционерное Общество Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (ВНИИКП) (RU)
Изобретение относится к кабельной технике, а именно к не содержащим галогенов полимерным композициям для изоляции и оболочек кабелей. Композиция содержит, мас.%: гидроксид магния 40-70, фенолформальдегидную новолачную смолу 0,5-4, борат цинка 1,5-5, полиэтиленовый воск 2-5, Ирганокс 1330 0,05-2, Ирганокс MD 1024 или Lowinox MD24 0,1-0,5, сополимер этилена с винилацетатом - остальное. Технический результат - улучшение механических характеристик и стойкости к действию ионов меди. 2 табл.
Изобретение относится к области электротехники, а именно кабельной техники, и может быть использовано для изготовления изоляции и оболочки различных марок кабелей пониженной горючести, в особенности изоляции и оболочки силовых, контрольных, сигнально-блокировочных и оптических кабелей.
Применяемая в настоящее время в кабелях пониженной горючести поливинилхлоридная изоляция (оболочка) обладает удовлетворительными механическими и диэлектрическими характеристиками, однако имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что в условиях пожара из нее выделяются токсичные, коррозионно-активные газы, приводящие к отравлению людей, а также к выходу из строя дорогостоящей электронной аппаратуры и другого оборудования. Указанный недостаток связан с наличием в составе поливинилхлорида галогена - хлора.
С целью устранения указанного недостатка разработан ряд изоляционных материалов, не содержащих в своем составе галогенов. Такие материалы представляют собой композиции на основе полиолефинов и их сополимеров, содержащие в качестве антипиренов неорганические наполнители. Известна композиция на основе сополимера этилена с винилацетатом, содержащая в качестве антипирена тригидрат оксида алюминия (патент США №3832326, кл. 260-42.29, 1974). Эта композиция при горении не выделяет коррозионно-активных и токсичных газов, однако по горючести она не соответствует требованиям стандарта UL 94 к материалам класса 94V-0. Кроме того, изоляция из указанной композиции недостаточно стойка к термоокислительному старению при контакте с медной жилой или экраном.
Наиболее близкой из числа известных к предлагаемой по технической сущности является электроизоляционная композиция, содержащая (мас.%): сополимер этилена с винилацетатом 28,5-50 и наполнитель, представляющий собой смесь 1:1 тригидрата оксида алюминия и бората цинка, - остальное (патент США №4575184, кл. 350/96.23, 1986).
Недостатком этой композиции являются низкие механические характеристики (прочность при разрыве). Кроме того, эта композиция для получения оптимальных свойств требует сшивки путем облучения.
Поставленная задача состояла в разработке электроизоляционной композиции, не выделяющей при горении коррозионно-активных и токсичных газов, сочетающей высокие механические характеристики и негорючесть с улучшенной стойкостью к термоокислительному старению при воздействии ионов меди.
Технический результат достигается тем, что электроизоляционная композиция, содержащая сополимер этилена с винилацетатом, гидроксид магния Mg(OH)2, борат цинка, дополнительно содержит новолачную фенолформальдегидную смолу, полиэтиленовый воск, 1,3,5-триметил-2,4,6-трис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)бензол - Ирганокс 1330, бензолпропионовой кислоты, 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-, 2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид - Ирганокс MD1024 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Гидроксид магния | 40-70 |
| Фенолформальдегидная новолачная смола | 0.5-4 |
| Борат цинка | 1.5-5 |
| Полиэтиленовый воск | 2-5 |
| 1,3,5-триметил-2,4,6-трис(3,5-ди-трет-бутил- | |
| 4-гидроксибензил)бензол - Ирганокс 1330 | 0,05-0,3 |
| Бензолпропионовой кислоты, 3,5-бис(1,1-диметилэтил)- | |
| 4-гидрокси-,2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)- | |
| 4-гидроксифенил]-1- | |
| оксопропил]гидразид - Ирганокс MD 1024 или Lowinox MD24 | 0,1-0,5 |
| Сополимер этилена с винилацетатом | остальное |
Предлагаемая композиция содержит известные компоненты. Используемый сополимер получают сополимеризацией этилена с винилацетатом.
Сополимер этилена с винилацетатом выпускается отечественной промышленностью (ТУ 6-05-1636-97).
Борат цинка выпускается ГУП «Унихим С О3» по ТУ 113-07-015-91. Полиэтиленовый воск выпускается фирмой " Clariant", Германия. Гидроксид магния производится фирмой "Kyowa Chemical Industry", Япония. Фенолформальдегидная новолачная смола выпускается ОАО «Карболит». Ирганокс 1330 и Ирганокс MD 1024 производятся фирмой Ciba, Швейцария. Lowinox MD24 производится фирмой "Grate Lakes Chemical Corporation", Германия. Композицию согласно изобретению можно перерабатывать на типовом оборудовании, используемом для этих целей в кабельном производстве.
Приводимый ниже пример иллюстрирует, но не ограничивает изобретение.
Пример:
Композиции для лабораторных испытаний изготавливают путем перемешивания компонентов при 120-140°С в течение 10-15 мин.
Из полученных композиций готовят стандартные образцы для испытаний. Состав композиций 1-7 приведен в табл.1.
Композиции испытывают на горючесть по стандарту UL-94, стойкость к действию меди по методике ТУ 2243-052-05766563-98 и определяют их прочность и относительное удлинение при разрыве по ГОСТ 11262. Результаты испытаний приведены в табл.2. Из результатов испытаний видно, что предлагаемая композиция обладает высокой прочностью и относительным удлинением при разрыве и стойкостью к действию ионов меди и по этим показателям превосходит прототип.
| Таблица 1 Состав композиций | |||||
| Компоненты, мас.% | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 (известная) |
| Гидроксид магния | 40 | 50 | 60 | 70 | - |
| Тригидрат оксида алюминия | - | - | - | - | 25 |
| Борат цинка | 5 | 3 | 2 | 1,5 | 25 |
| Фенолформальдегидная новолачная смола | 0,5 | 4 | 2 | 3 | - |
| Полиэтиленовый воск | 5 | 4 | 2 | 3 | - |
| Ирганокс 1330 | 0,1 | 0,3 | 0,05 | 0,2 | - |
| Ирганокс MD1024 или Lowinox MD24 | 0,3 | 0,25 | 0,5 | 0,1 | - |
| Сополимер этилена с винилацетатом | 49,1 | 38,45 | 33,45 | 22,2 | 50 |
| Таблица 2 Свойства композиций | |||||
| Наименование параметров | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 (известная) |
| Прочность при разрыве, МПа | 14,4 | 10,6 | 10,3 | 10,0 | 5,8 |
| Относительное удлинение при разрыве, % | 180 | 178 | 130 | 16 | 220 |
| Класс горючести по UL-94 | |||||
| Стойкость к действию ионов | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-1 |
| меди при 150°С, ч | >2000 | >2000 | >2000 | >2000 | 900 |
Электроизоляционная композиция, содержащая сополимер этилена с винилацетатом, гидроксид магния, борат цинка, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит новолачную фенолформальдегидную смолу, полиэтиленовый воск, 1,3,5-триметил-2,4,6-трис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)бензол - Ирганокс 1330 и бензолпропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-,2-[3-[3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид - Ирганокс MD 1024 или Lowinox MD24 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Гидроксид магния | 40-70 |
| Фенолформальдегидная новолачная смола | 0,5-4 |
| Борат цинка | 1,5-5 |
| Полиэтиленовый воск | 2-5 |
| 1,3,5-Триметил-2,4,6-трис(3,5-ди-трет-бутил- | |
| 4-гидроксибензил)бензол - Ирганокс 1330 | 0,05-0,3 |
| Бензолпропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)- | |
| 4-гидрокси-,2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)- | |
| 4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид - | |
| Ирганокс MD 1024 или Lowinox MD24 | 0,1-0,5 |
| Сополимер этилена с винилацетатом | Остальное |
