Электроизоляционный материал

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, выделением дыма и хлористого водорода при горении, предназначенным для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности. Одним из основных недостатков полимерных материалов является высокая пожароопасность: горючесть, значительное выделение дыма и коррозионно-активного хлористого водорода.

Многие соединения, введенные в пластифицированные ПВХ-композиции для снижения дыма и хлористого водорода, увеличивают горючесть композиций. Кроме того, введение значительных количеств таких добавок ухудшает физико-механические и эксплуатационные характеристики полимерных материалов. Таким образом, проблема создания огнестойких и одновременно малодымящих и выделяющих незначительное количество HCl при горении ПВХ-композиций является сложной и актуальной.

Известна полимерная композиция для изоляционного материала, включающая суспензионный поливинилхлорид, диоктилфталат, трехосновной сульфат свинца, лубрикант - стеарат кальция, сажу, причем композиция дополнительно содержит смесь хлорированных углеводородов фракции С₁₀-С₃₀ с содержанием C1 40-50% и остаток вакуумной разгонки декобальтизированного кубового остатка от ректификации продуктов гидроформилирования пропилена с температурой кипения 300-310°С (Патент на изобретение РФ №2249019). Основным недостатком указанной полимерной композиции являются относительно высокие экономические затраты при создании материала.

Также из уровня техники известна электроизоляционная композиция по патенту на изобретение РФ №2195729, содержащая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, свинцовый стабилизатор и антипирен-дымоподавитель, включающий карбонат кальция, тригидрат окиси алюминия, трехокись сурьмы, окись цинка, борную кислоту, дополнительно содержит ионол (2,6-ди-третбутил-4-метилфенол) и дифенилолпропан в соотношении 1:3-3:1 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: суспензионный поливинилхлорид 100, сложноэфирный пластификатор 40-80, свинцовый стабилизатор 3-7, карбонат кальция 30-500, тригидрат окиси алюминия 10-100, трехокись сурьмы 4-7,5, окись цинка 0,7-1,9, борная кислота 0,4-0,6, ионол 0,1-0,6, дифенилолпропан 0,1-0,6. Недостатком электроизоляционного материала является не полное представление характеристик материала, в частности физико-механических и диэлектрических характеристик, которые являются немаловажными показателями материала.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является негорючая электроизоляционная композиция с пониженным дымовыделением, используемая для изоляции и защитных оболочек электрических проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожарной опасности. Указанная композиция содержит следующие компоненты, мас.ч.: суспензионный поливинилхлорид 100, сложноэфирный пластификатор 35-65, свинцовый стабилизатор 2-7, карбонат кальция 5-45, тригидрат окиси алюминия 20-100, трехокись сурьмы 5-9, окись цинка 0,5-8, борат цинка 0,5-8, стеарат кальция 1-3, хлористый кальций 0,1-2, окись кальция 0,1-2, также в данной композиции основным недостатком является отсутствие физико-механических и диэлектрических характеристик материала. Так сохранение физико-механических характеристик материала на определенном уровне в условиях эксплуатации кабельных изделий в широком диапазоне температур позволит судить об их надежности и ресурсе работы.

Поставленная задача настоящего изобретения состояла в разработке электроизоляционной композиции, характеризующейся повышенной степенью негорючести при сохранении улучшенных физико-механических и диэлектрических характеристик материала.

Поставленная задача решается путем создания электроизоляционного материала, содержащего суспензионный поливинилхлорид (ПВХ), сложноэфирный пластификатор на основе диоктилфталата (ДОФ), наполнителя - мела, смеси стабилизаторов на основе трехосновного сульфата свинца (ТОСС), бисфенола А и эпоксидированного соевого масла (ЭСМ), смазочных материалов - стеариновая кислота и стеарат кальция, антипиренов - дымоподавителей на основе бората цинка и оксида сурьмы, а также наномодификатора - монтмориллонитовой глины, при следующем соотношении мас.ч.:

Кроме перечисленных компонентов электроизоляционная композиция может также содержать и другие известные целевые добавки, в частности концентраты красителей в принятых для них дозировках.

Пример осуществления изобретения: в смеситель, нагретый до 22°С, загружают последовательно предусмотренные рецептурой (таблица 1) ПВХ, при дальнейшем повышении температуры в данной установке до 55°С вводится ЭСМ, ДФП, ТОСС, стеариновая кислота, стеарат кальция. Затем, после нагревания смесителя до 65°С вводится сложноэфирный пластификатор и перемешивают в течение 3-5 мин. Добавляется мел, оксид сурьмы, борат цинка. При температуре 115°С вводятся гидроксид магния и/или гидроксид алюминия. При снижении температуры в смесителе до комнатной вводится последний основной компонент - монтмориллонитовая глина. Полученную порошкообразную смесь засыпают в экструдер и перерабатывают в зонах I-IV, при температуре 146°С, 149°С, 155°С и 160°С соответственно. Полученные после экструдирования гранулы подвергаются последующему анализу. Определяют кислородный индекс (КИ) по ГОСТ 12.1.044-89, прочность при разрыве по ГОСТ 11262-80, относительное удлинения ГОСТ 15634.1-70.

Состав и свойства композиции приведены в таблицах 1 и 2.

Технический результат - получение электроизоляционного материала предназначенного для кабельной промышленности с улучшенными физико-механическими и диэлектрическими свойствами, а так же с пониженной горючестью.