Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2469055

(19)

RU

(11)

2469055

(13)

C1

(51) МПК C08L27/06 (2006.01)

C08K9/04 (2006.01)

H01B3/44 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 07.12.2012 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011119852/05, 17.05.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

17.05.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 17.05.2011

(45) Опубликовано: 10.12.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2402087 C1, 20.10.2010. SU 1811191 A1, 20.06.1996. Пластикат поливинилхлоридный марки И 40-13А, рец. 8/2 ГОСТ 5960-72. WO 2008059309 A1, 22.05.2008.

Адрес для переписки:

361000, Кабардино-Балкарская Республика, г. Прохладный, ул. Остапенко, 21, ЗАО "Кабельный завод "Кавказкабель"

(72) Автор(ы):

Кузнецов Владимир Михайлович (RU),

Ельцов Сергей Яковлевич (RU),

Кармов Хабас Амерханович (RU),

Виндижева Алина Суадиновна (RU),

Хаширова Светлана Юрьевна (RU),

Борукаев Тимур Абдулович (RU),

Микитаев Абдулах Касбулатович (RU),

Сапаев Хусейн Хамзатович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Закрытое акционерное общество "Кабельный завод "Кавказкабель" (RU)

(54) ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к кабельной технике, а именно полимерным композициям на основе поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, выделением дыма в условиях тления и горения и хлористого водорода при горении, предназначенным для изоляции, внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей. Электроизоляционная композиция содержит ПВХ пластикат марки И 40-13А, в качестве антипирена содержит полифосфат аммония и органоглину, которая представляет собой продукт модификации монтмориллонита катионообменной емкостью 95 мг-экв/100 г глины меламином в количестве 10% от массы монтмориллонита. Технический результат - снижение горючести, токсичности дыма, снижение стоимости пластифицированного поливинилхлорида. 2 ил., 1 табл., 6 пр.

Изобретение относится к кабельной технике, а именно полимерным композициям на основе поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, выделением дыма в условиях тления и горения и хлористого водорода при горении, предназначенным для изоляции, внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей.

Использование антипиренов является наиболее распространенным, эффективным и экономичным методом получения полимерных материалов пониженной горючести. Введение в полимерные композиции антипиренов значительно уменьшает горючесть и позволяет получать трудногорючие материалы, затухающие при удалении источника зажигания.

Известно, что в качестве антипиренов в ПВХ-композициях могут использоваться различные трудногорючие и огнестойкие вещества органического и неорганического происхождения [Химическая энциклопедия. Бол. Рос. Энц., М., т.1, 1992, с.180; Р.С.Барштейн и др. Пластификаторы для полимеров. М., Химия, 1982, с.186].

Однако следует отметить, что с помощью известного традиционного набора средств снижения пожароопасности ПВХ пластикатов удается достичь лишь результатов удовлетворительного уровня, которые не соответствуют современным повышенным требованиям в этой области. Поэтому постоянно проводятся многочисленные исследования по подбору дополнительных комбинаций различных химических веществ, которые зачастую обнаруживают синергический эффект в комбинации с указанными традиционными системами или осуществляется дополнительная обработка традиционных антипиренов-дымоподавителей с целью усиления их действия.

Известна электроизоляционная композиция на основе поливинилхлорида, содержащая синергическую антипирирующую смесь, имеющую в своем составе полифосфат аммония, пентаэритрит и терморасширенный графит [Варламова Л.П. и др. Огнезащитные полимерные композиции на основе поливинилхлорида и перхлорвиниловой смолы. Журнал прикладной химии. Т.81. Вып.4. 2008]. Недостатком использования данной системы является относительно высокая стоимость терморасширяющегося графита и пентаэритрита, что соответственно и приводит к увеличению стоимости поливинилхлоридного пластиката.

Известен также способ снижения горючести пластифицированного поливинилхлорида с содержанием антипирена на основе фосфорорганических элементов. Способ его получения описан в патенте РФ 2385327 [Плотникова Г.А. и др. Поливинилхлорид пониженной горючести, включающий фосфорорганические полимеры, содержащий фосфорорганические фрагменты, и способ их получения].

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является электроизоляционная композиция на основе пластифицированного поливинилхлорида пониженной горючести, в состав которой входят следующие компоненты (мас.ч.): суспензионный поливинилхлорид 100, сложноэфирный пластификатор 40-60, свинцовый стабилизатор 3-8, эпоксидно-диановая смола или эпоксидированное соевое масло 1-4, карбонат кальция 5-60, тригидрат окиси алюминия или магния гидрооксид 30-100, трехокись сурьмы 5-10, окись цинка 1-7, борат цинка 0,5-8, добавка - 1,3,5-трис-(2,3-дибромизопропил)-изоцианурат 0,5-10, борная кислота 0,1-1,5, дифенилолпропан 0,1-0,5, а также полиэтиленовый воск 0,1-0,5 [Фомин Д.Л. и др. Электроизоляционная композиция. Патент РФ 2402087, 21.10.2009].

Недостатком прототипа является достаточно высокая степень горючести; введение дополнительного галогенсодержащего антипирена 1,3,5-трис-(2,3-дибромизопропил)-изоцианурат, который увеличивает токсичность дыма в условиях горения, а также высокая стоимость предлагаемого антипирена.

Задачей данного изобретения является снижение горючести, снижение токсичности дыма, снижение стоимости пластифицированного поливинилхлорида.

Поставленная задача решается модификацией ПВХ пластиката марки И 40-13А рецептуры 8/2, изготовленного по ГОСТу 5960-72 полифосфатом аммония (ПФА) и органоглиной при соотношении компонентов, в мас.%: 84,85-89,95:0,05-0,15:10-15 соответственно. Причем органоглина представляет собой продукт модификации монтмориллонита с катионообменной емкостью 95 мг-экв/100 г глины меламином в количестве 10% от массы монтмориллонита.

Электроизоляционную композицию получают следующим образом.

Пример 1

В двухскоростном смесителе, конструкция которого обеспечивает интенсивное турбулентное смешение с высокой гомогенизацией композиции и продувку горячим воздухом, смешивают ПВХ пластикат марки И 40-13А рецептуры 8/2, изготовленного по ГОСТу 5960-72 с ПФА и органоглиной при соотношении, в мас.%: 89,95:0,05:10 соответственно. Далее смесь экструдируют при температуре в зонах экструдера I - 150°С, II - 145°С, III - 125°C со скоростью вращения шнека 48 об/мин.

Пример 2

В двухскоростном смесителе, конструкция которого обеспечивает интенсивное турбулентное смешение с высокой гомогенизацией композиции и продувку горячим воздухом, смешивают ПВХ пластикат марки И 40-13А рецептуры 8/2, изготовленного по ГОСТу 5960-72 с ПФА и органоглиной при соотношении, в мас.%: 84,95:0,05:15 соответственно. Далее смесь экструдируют при температуре в зонах экструдера I - 150°С, II - 145°С, III - 125°С со скоростью вращения шнека 48 об/мин.

Пример 3

В двухскоростном смесителе, конструкция которого обеспечивает интенсивное турбулентное смешение с высокой гомогенизацией композиции и продувку горячим воздухом, смешивают ПВХ пластикат марки И 40-13А рецептуры 8/2, изготовленного по ГОСТу 5960-72 с ПФА и органоглиной при соотношении, в мас.%: 89,9:0,1:10 соответственно. Далее смесь экструдируют при температуре в зонах экструдера I - 150°С, II - 145°С, III - 125°С со скоростью вращения шнека 48 об/мин.

Пример 4

В двухскоростном смесителе, конструкция которого обеспечивает интенсивное турбулентное смешение с высокой гомогенизацией композиции и продувку горячим воздухом, смешивают ПВХ пластикат марки И 40-13А рецептуры 8/2, изготовленного по ГОСТу 5960-72 с ПФА и органоглиной при соотношении, в мас.%: 84,9:0,1:15 соответственно. Далее смесь экструдируют при температуре в зонах экструдера I - 150°С, II - 145°С, III - 125°С со скоростью вращения шнека 48 об/мин.

Пример 5

В двухскоростном смесителе, конструкция которого обеспечивает интенсивное турбулентное смешение с высокой гомогенизацией композиции и продувку горячим воздухом, смешивают ПВХ пластикат марки И 40-13А рецептуры 8/2, изготовленного по ГОСТу 5960-72 с ПФА и органоглиной при соотношении, в мас.%: 89,85:0,15:10 соответственно. Далее смесь экструдируют при температуре в зонах экструдера I - 150°С, II - 145°С, III - 125°С со скоростью вращения шнека 48 об/мин.

Пример 6

В двухскоростном смесителе, конструкция которого обеспечивает интенсивное турбулентное смешение с высокой гомогенизацией композиции и продувку горячим воздухом, смешивают ПВХ пластикат марки И 40-13А рецептуры 8/2, изготовленного по ГОСТу 5960-72 с ПФА и органоглиной при соотношении, в мас.%: 84,85:0,15:15 соответственно.

Далее смесь экструдируют при температуре в зонах экструдера I - 150°С, II - 145°С, III - 12°С со скоростью вращения шнека 48 об/мин.

Определение огнестойкости проводили на образцах длиной (130±1) мм, шириной (10±1) мм и толщиной (2,0±0,2) мм в пламени газовой горелки с выдерживанием его в пламени под углом 45° до воспламенения по ГОСТу 16783 п.4.12. Результаты испытаний образцов приведены в таблице 1.

Таблица 1

Горючесть модифицированных пластикатов

примера

Горючесть (с)

исходный пластикат

30

1

0,7

2

1,15

3

1,4

4

0,7

5

0,88

6

0,3

Проводились исследования на содержание хлора в коксовом остатке ПВХ пластиката и композиционных материалов. Рентгенофлюорограммы коксового остатка на содержание хлора ПВХ пластиката марки 40-13 А и композиционного материала, полученного по примеру 6, показаны на фиг.1 и 2 соответственно. Как видно, содержание хлора в коксовом остатке композиционного материала увеличивается почти в 3 раза, что свидетельствует о снижении токсичности дыма в условиях горения.

Таким образом, изобретение позволяет снизить содержание фосфора в ПВХ пластикатах пониженной горючести до сотни раз, по сравнению с традиционными составами, применяемыми в промышленности; снизить содержание галогенов, что уменьшает негативное воздействие на окружающую среду и не приводит к удорожанию изделий из пластифицированного ПВХ; повысить огнестойкость ПВХ пластиката и уменьшить токсичность дыма в условиях горения.

Формула изобретения

Электроизоляционная композиция, содержащая поливинилхлоридный пластикат марки И 40-13А, при этом в качестве антипирена используют полифосфат аммония и органоглину при следующем соотношении компонентов, мас.%:

поливинилхлоридный пластикат

84,85-89,95

полифосфат аммония

0,05-0,15

органоглина

10-15

причем органоглина представляет собой продукт модификации монтмориллонита катионообменной емкостью 95 мг-экв/100 г глины меламином в количестве 10% от массы монтмориллонита.

РИСУНКИ