Безгалогенная полимерная негорючая кабельная композиция

Авторы патента:

H01B3/44 - виниловые смолы; акриловые смолы (силиконы H01B 3/46)

C08L27/06 - гомополимеры или сополимеры винилхлорида

Владельцы патента RU 2710948:

Общество с ограниченной ответственностью «ЭКО КОМПАУНД ГРУПП» (RU)

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к материалам для изолирования, наложения защитных покровов кабелей, эксплуатирующихся в условиях одиночной или групповой прокладки во внутренних электроустановках, а также в зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей. Полимерная негорючая кабельная композиция в виде гранул, содержащих 15-25 мас.% этиленвинилацетата с содержанием винилацетата 28% и с показателем текучести расплава 3-5, 6-10 мас.% металлоценового полиэтилена с показателем текучести расплава 3-5 и плотностью 0,91-0,92 г/см³, 2-6 мас.% модифицированного линейного полиэтилена LLDPE-g-MA, 15-40 мас.% мелкодисперсного гидроксида алюминия или мелкодисперсного гидроксида магния или их смеси, 20-50 мас.% мелкодисперсного кальцита, 1-2 мас.% силиконового масла, 0,2-0,5 мас.% стабилизатора, 0,2-0,6 мас.% антиоксиданта. Изобретение позволяет создать однородную по химическому и морфологическому составу композицию с постоянными физико-химическими свойствами и стабильной воспроизводимостью. 2 з.п. ф-лы.

Из уровня техники известны следующие решения.

Известна безгалогенная полимерная негорючая кабельная композиция, содержащая 50-60% гидроксида алюминия; 10-15% сополимера этиленвинилацетата, 10-15% металлоценового полиэтилена, 10-15% полиола полиэстера привитого винилового полимера, 1-5% малеинового ангидрида привитого аморфического полиолефина, 1-5% термопластикового эластомера полиолефина; 0,2-1% антиоксиданта (патент Китая №108864640, дата публикации: 23.11.2018).

Также известна безгалогенная полимерная негорючая кабельная композиция, имеющая следующий количественный и качественный состав, базовый компонент которой включает 14-20% линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), 18-25% этиленвинилацетат (EVA); 44-50% гидроксида алюминия (III) (АТН) в качестве основного антипирена (также может использоваться 18-25% гидроксида магния в качестве вторичного антипирена), 0,5-1% антиоксиданта, 2-4% силикона, связующий агент - остальное (международная публикация заявки: WO 2018056916 А1, дата публикации: 29.03.2018).

Наиболее близким аналогом патентуемого решения является полимерный негорючий кабельный безгалогенный материал, включающий 20-40% этиленвинилацетатного сополимера, 10-25% этиленакрилатного сополимера, 5-10% смазки, 1-5% антиоксиданта, 2-6% жаропрочного агента, 3-7% наполнителя для эластичности и 3-8% антипиренов (патент Китая №106397946, дата публикации: 15.02.2017).

Недостатком известных решений является применение дорогостоящих веществ-совместителей, как то: полиола полиэстера привитого винилового полимера и этиленакрилатного сополимера (патент Китая 108864640, патент Китая 106397946). Безгалогенная полимерная негорючая кабельная композиция (международная публикация заявки: WO 2018056916 А1, дата публикации: 29.03.2018) не является свободно воспроизводимой в силу своего химического состава.

Техническая проблема состоит в создании композиции, которая была бы однородна по своему химическому и морфологическому составу и обеспечивала бы достаточную прочность готовому кабельному изделию.

Поставленная задача решается:

1) в сравнении с патентами Китая заменой применения полиола полиэстера привитого винилового полимера и этиленакрилатного сополимера на модифицированный линейный полиэтилен LLDPE-g-MA.

2) в сравнении с материалом, описанным в патентной заявке WO 2018056916 А1, заменой смазок, силиконового масла, стабилизаторов и антиоксидантов (смазочно-стабилизирующего комплекса).

Технический результат патентуемого изобретения заключается в создании однородной по химическому и морфологическому составу композиции с постоянными физико-химическими свойствами и стабильной воспроизводимостью.

Заявленный технический результат обеспечивается за счет состава безгалогенной полимерной негорючей кабельной композиции, представляющей собой термопластичный материал в виде гранул, содержащих, в мас%:

Этиленвинилацетат с содержанием винилацетата 28% и с	15-25
показателем текучести расплава 3-5
Металлоценовый полиэтилен с показателем текучести расплава	6-10
3-5 и плотностью 0,91-0,92 г/см³
Модифицированный линейный полиэтилен LLDPE-g-MA	2-6
Мелкодисперсный гидроксид алюминия или мелкодисперсный	15-40
гидооксид магния или их смесь
Мелкодисперсный кальцит	20-50
Силиконовое масло	1-2
Стабилизатор	0,2-0,5
Антиоксидант	0,2-0,6
Смазка	до 0,2
Пигмент минеральный	0,25-1.

В данной композиции этиленвинилацетат с данным содержанием винилацетата и с таким показателем текучести расплава обеспечивает лучшую наполняемость всей системы минеральными наполнителями.

Металлоценовый полиэтилен обеспечивает высокую прочность материала в готовом кабельно-проводниковом изделии.

Модифицированный линейный полиэтилен LLDPE-g-MA обеспечивает однородность расплава полимеров и их высокую совместимость с минеральными наполнителями.

Мелкодисперсный гидроксид алюминия, или мелкодисперсный гидроксид магния, или их смесь являются антипиренами и обеспечивают необходимую негорючесть системы. Смесь может содержать любое относительное содержание компонентов.

Мелкодисперсный кальцит выступает в качестве модификатора перерабатываемости минеральных наполнителей. В данной композиции может быть использован мелкодисперсный кальцит в виде мела или микромрамора.

Установлено, что ввод в рецептуру 2-6% модифицированного линейного пoлиэтилeнa LLDPE-g-MA coвмecтнo с металлоценовым полиэтиленом приводит к обеспечению необходимой прочности и необходимого уровня наполняемости минеральным наполнителем системы, что ведет к получению стабильного состава композиции и ее удешевлению.

Силиконовое масло представляет из себя привитой полидиметилсилоксан с вязкостью в пределах от 200 до 1000000 мм²/с.

Смазка играет роль вещества, обеспечивающего требуемые реологические свойства готовой композиции. В качестве смазки вводятся вещества, которые при нагревании полимера до температуры плавления равномерно распространяются по всему объему расплава полимера, влияя на текучесть. В данном случае это смесь стеаратов металлов и полиэтиленовых восков.

Приготовление композиции осуществляют следующим образом.

Сыпучие компоненты последовательно подаются в высокоскоростной смеситель, снабженный контуром охлаждения, для избегания точечных температур около 300+-5°С, т.к при данной температуре наступает частичное термическое разложение антипиренов. Смешение зависит от типа смесителя и продолжается до тех пор, пока не будет получено равномерное распределение смазочно-стабилизационного комплекса в смеси. По достижении равномерного распределения, смесь подается в компаундирующий экструдер, из которого затем подается в экструдер-гранулятор.

Для получения заявленной композиции применяют следующие марки компонентов:

- гидроксид алюминия химически осажденный ("1-2"): Martinal-104 LEO,Aluprem TGR-2, Apyral 40 CD, Alolt-60 DLS;

- гидроксид алюминия ("7-10"): SibelcoPortaflame SG25, Тригал A-05P, Тригал A-05H;

- стабилизатор "791": Tinuvin 791,Richvin 791;

- антиоксидант "1024": Richnox MD-1024, Evernox MD-1024, Irganox 1024, Chinox 1024;

- антиоксидант "1010": Richnox 1010P, Evernox 10, Irganox 1010, Chinox 1010;

- антиоксидант "DSTDP": Chinox DSTDP, Irganox DSTDP, Richnox DSTDP, Evernox DSTDP, Songnox DSTDP;

- антиоксидант "168": Richfos 168P, Exerfos 168, Irgafos 168, Chinox 168, Ethanox 368;

- антиоксидант "1076": Richnox 1076, Evernox 76.

Примеры осуществления изобретения.

Пример 1.

В высокоскоростной смеситель было загружено:

Этиленвинилацетат с содержанием винилацетата 28% и с	15
показателем текучести расплава 3-5
Металлоценовый полиэтилен с показателем текучести расплава	6
3-5 и плотностью 0,91-0,92 г/см³
Модифицированный линейный полиэтилен LLDPE-g-MA	2
Мелкодисперсный гидроксид алюминия	40
Мелкодисперсный мел	33,45
Силиконовое масло	2
Стабилизатор	0,5
Антиоксидант	0,6
Смазка	0,2
Пигмент минеральный в виде углерода технического	0,25.

В результате был получен материал с прочностью 12 МПа. Прочность данного материала соответствует необходимым предельным минимальным значениям установленных нормативом параметров, что обусловлено высоким содержанием в данной рецептуре гидроксида алюминия и минимальной концентрацией металлоценового полиэтилена.

Пример 2.

В высокоскоростной смеситель было загружено:

Этиленвинилацетат с содержанием винилацетата 28% и с	15
показателем текучести расплава 3-5
Металлоценовый полиэтилен с показателем текучести расплава	8
3-5 и плотностью 0,91-0,92 г/см³
Модифицированный линейный полиэтилен LLDPE-g-MA	2
Мелкодисперсный гидроксид алюминия	30
Мелкодисперсный гидроксид магния	10
Мелкодисперсный мел	31,45
Силиконовое масло	2
Стабилизатор	0,5
Антиоксидант	0,6
Смазка	0,2
Пигмент минеральный в виде углерода технического	0,25.

В результате был получен материал с прочностью 15 МПа. Прочность данного материала соответствует необходимым средним значениям установленных нормативом параметров, что обусловлено применением смеси антипирренов содержащей гидроксид алюминия и гидроксид магния и увеличенной концентрацией металлоценового полиэтилена.

1. Полимерная негорючая кабельная композиция в виде гранул, содержащих, мас.%:

Этиленвинилацетат с содержанием винилацетата
28% и с показателем текучести расплава 3-5	15-25
Металлоценовый полиэтилен с показателем
текучести расплава 3-5 и плотностью 0,91-0,92 г/см³	6-10
Модифицированный линейный полиэтилен LLDPE-g-МА	2-6
Мелкодисперсный гидроксид алюминия или
мелкодисперсный гидроксид магния или их смесь	15-40
Мелкодисперсный кальцит	20-50
Силиконовое масло	1-2
Стабилизатор	0,2-0,5
Антиоксидант	0,2-0,6
Пигмент минеральный	0,25-1

2. Полимерная негорючая кабельная композиция по п. 1, характеризующаяся тем, что силиконовое масло представляет из себя привитой полидиметилсилоксан с вязкостью в пределах от 200 до 1000000 мм²/с.

3. Полимерная негорючая кабельная композиция по п. 1, характеризующаяся тем, что содержит до 0,2 мас.% смазки, представляющей собой смесь стеаратов металлов и полиэтиленовых восков.

Изобретение относится к термопластичным эластомерным композициям, предназначенным для покрытий, которые могут быть использованы для покрытий высоковольтных изоляторов.

Полимерная электроизоляционная композиция пониженной горючести // 2697565

Изобретение относится к кабельной промышленности, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, предназначенным для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности.

Полимерная электроизоляционная композиция пониженной горючести // 2697565

Новая полимерная композиция с низким птр, изоляция силового кабеля и силовой кабель // 2684778

Изобретение относится к полимерной композиции, в том числе сшиваемой полимерной композиции, применяемой для изоляции в силовых кабелях, в частности кабелях высокого напряжения (ВН) и сверхвысокого напряжения (СВН).

Пена на основе полиэтилена, привитого полидиметилсилоксаном // 2681185

Изобретение относится к пенам на основе полиэтилена, привитого полидиметилсилоксаном. Предложена пена, содержащая полимерную матрицу, содержащую полимеризованный силоксан, привитый полиэтиленом, где полимеризованный силоксан имеет формулу (II) где R1=СН3 или С2Н5; R2=СН3 или С2Н5; m=80-500 и n=80-500, и множество пор, образованных в полимерной матрице и содержащих вспенивающий агент, содержащий диоксид углерода, где пена имеет пористость более 75%.

Компоненты волоконно-оптического кабеля // 2675843

Настоящее изобретение относится к компонентам волоконно-оптического кабеля типа буферных трубок, трубок сердечника или трубок профилированного сердечника, изготовленным из экструдированной композиции, включающей полиэтилен высокой плотности, кристаллический полипропилен и олефиновый блочный композит.

Способ для модификации полимеров и сополимеров на основе этилена // 2671352

Изобретение относится к способу функционализации основанного на этилене (со)полимера, включающему стадию контактирования основанного на этилене (со)полимера при температуре в диапазоне от 100 до 250°C с азидом формулы (I) (I),где Y представляет собой ,m равно 0 или 1, n равно 0 или 1, n+m равно 1 или 2, и X представляет собой функциональную группу линейного или разветвленного, алифатического или ароматического углеводорода с 1-12 атомами углерода, необязательно содержащего гетероатомы, функционализированным и модифицированным основанным на этилене (со)полимерам на основе этилена, получаемым указанным способом, а также к их использованию для производства силовых кабелей.

Новая сшитая полимерная композиция, изоляция силового кабеля и силовой кабель // 2668929

Изобретение относится к сшитой полимерной композиции, ее применению в изоляции силового кабеля и силовому кабелю. Сшитую полимерную композицию получают путем сшивания полимерной композиции, которая имеет показатель текучести расплава (ПТР2) по меньшей мере 1,7 г/10 мин и содержит полиолефин, пероксид и содержащий серу фенольный антиоксидант.

Новая сшитая полимерная композиция с низким птр, изоляция силового кабеля и силовой кабель // 2668244

Изобретение относится к сшитой полимерной композиции, ее применению в изоляции силового кабеля и силовому кабелю. Сшитую полимерную композицию получают путем сшивания полимерной композиции, которая имеет показатель текучести расплава (ПТР) менее 1,7 г/10 мин и содержит полиолефин, пероксид и фенольный серосодержащий антиоксидант.

Электропроводящая полимерная композиция с низким удельным объёмным сопротивлением // 2664873

Изобретение относится к кабельной технике и может быть использовано для изготовления полимерных заземлителей, гибких анодов контрольных слоев кабелей. В электропроводящую полимерную композицию с низким удельным объемным сопротивлением, включающую в себя полиолефин, первичные и вторичные антиоксиданты - бензопропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметил-этил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4-гидрокси-фенил]-1-оксопропил]гидразид, 4,4'-тиобис(6-трет-бутил-м-крезол), тетракис-метилен-(3-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат)метан, электропроводный технический углерод с удельным объемным сопротивлением ρ=10±6 Ом*см, электропроводный технический углерод с удельным объемным сопротивлением не выше ρ=5±3 Ом*см, стеарат цинка, полиэтиленовый воск, дополнительно введен электропроводный технический углерод с удельным объемным сопротивлением ρ=0,12÷0,20 Ом*м, при следующем соотношении компонентов, мас.

Пластифицирующая композиция, содержащая полимерные сложные эфиры дикарбоновых кислот и диалкиловые сложные эфиры терефталевой кислоты // 2706647

Изобретение относится к пластифицирующей композиции для термопластичных полимеров, которая содержит по меньшей мере один полимерный сложный эфир дикарбоновой кислоты и по меньшей мере один диалкилтерефталат, к формовочным композициям, которые содержат термопластичный полимер или эластомер и такую пластифицирующую композицию, и к применению этих пластифицирующих композиций и формовочных композиций.

Способ изготовления и композиция прокладок для защиты от каменистой породы из вспененного пвх-п // 2700869

Настоящее изобретение относится к композиции пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) для экструзии вспененного материала. Композиция представляет собой сухую смесь, содержащую 30-60 % мас.

Пластифицирующая композиция, которая содержит полимерные сложные эфиры дикарбоновой кислоты // 2699619

Изобретение относится к пластифицирующей композиции для термопластичного полимера, которая содержит по меньшей мере один полимерный сложный эфир дикарбоновой кислоты, а также к формовочной массе для изготовления формованных изделий, содержащей термопластичный полимер и указанную пластифицирующую композицию, и к применению этих пластифицирующих композиций и формовочных масс.

Пластифицирующая композиция, которая содержит полимерные сложные эфиры дикарбоновой кислоты // 2699617

Изобретение относится к пластифицирующей композиции для термопластичного полимера, которая содержит по меньшей мере один полимерный сложный эфир дикарбоновой кислоты, а также к формовочной массе для приготовления формовочных изделий, которая содержит термопластичный полимер или эластомер и указанную пластифицирующую композицию, и применению пластифицирующей композиции и формовочной массы.

Композиция пластификатора, содержащая циклоалкиловые сложные эфиры насыщенных дикарбоновых кислот и сложные 1,2-циклогександикарбоновые эфиры // 2698691

Изобретение относится к пластифицирующей композиции для термопластичного полимера, содержащей по меньшей мере один циклоалкиловый эфир насыщенных дикарбоновых кислот и по меньшей мере один сложный 1,2-циклогександикарбоновый эфир, к формовочным композициям для изготовления формованных изделий, содержащим термопластичный полимер и данную пластифицирующую композицию.

Влагоотверждаемые полимерные композиции, содержащие галогенированные полимеры и меркаптиды металлов // 2697850

Изобретение относится к огнестойким влагоотверждаемым полимерным композициям. Предложена огнестойкая влагоотверждаемая полимерная композиция, содержащая полиолефин, имеющий гидролизуемые силановые группы, галогенированный полимер и меркаптид металла.

Термопластичная эластомерная композиция для покрытия // 2697807

Полимерная электроизоляционная композиция пониженной горючести // 2697565

Покрытые пигменты для окрашивания поливинилхлорида // 2697446

Изобретение может быть использовано при окрашивании изделий из поливинилхлорида. Пигмент содержит по меньшей мере одно неорганическое соединение, выбранное из группы оксидов железа.

Способ получения пвх продукта с использованием термостабилизатора из вермикулита // 2694264

Настоящее изобретение относится к способу получения ПВХ продукта с использованием термостабилизатора из вермикулита, включающему следующие этапы: первый этап: предварительная обработка вермикулита: сырой вермикулит промывают и сушат, измельчают и вспучивают микроволнами для получения вспученного вермикулита, готового к использованию; второй этап: вспученный вермикулит измельчают, помещают в раствор пероксида водорода и после нагревания, перемешивания и расслаивания добавляют разбавленную кислоту, чтобы довести значение рН до 1, осуществляют реакцию нагревания и осуществляют центрифугирование с получением супернатанта и твердого вещества, при этом твердое вещество, полученное после промывания, представляет собой термостабилизатор на основе диоксида кремния; третий этап: полученный на втором этапе супернатант, значение рН которого с помощью раствора гидроксида натрия доводят до 3, нагревают с флокуляцией, отфильтровывают красный твердый гидроксид железа с получением фильтрата, при последующем высокоскоростном перемешивании смешанный раствор фильтрата, гидроксида натрия и карбоната натрия постепенно выливают в контейнер, после определенного времени реакции осуществляют центрифугирование с получением твердого вещества, при этом твердое вещество повторно диспергируют в дистиллированной воде, а затем осуществляют центрифугирование и после повторения промывания 3-5 раз снова диспергируют в дистиллированной воде, затем помещают его в реактор и выполняют реакцию при нагревании; после завершения реакции твердое вещество, полученное в результате центрифугирования, представляет собой термостабилизатор на основе гидроксида; четвертый этап: в полученный на втором этапе термостабилизатор на основе диоксида кремния или полученный на третьем этапе термостабилизатор на основе гидроксида добавляют раствор этилового спирта и после 3-5 раз центробежного перемешивания с помощью ультразвука добавляют этанол, а после диспергирования при перемешивании с помощью ультразвука добавляют порошок ПВХ и снова после диспергирования при перемешивании с помощью ультразвука получают суспензию, затем полученные во время центробежного отделения твердое вещество, содержащее диоксид кремния или гидроксид, а также смесь ПВХ сушат и в результате получают однородную твердую смесь термостабилизатора и ПВХ; пятый этап: в полученную твердую смесь термостабилизатора и ПВХ добавляют пластификатор, нагревают и получают ПВХ продукты.