[1]Изобретение относится к области электротехники, а именно к кабельной технике, и может быть использовано для изготовления изоляции и оболочки кабелей и проводов различного назначения, таких как силовые, контрольные, судовые, сигнально-блокировочные кабели, самонесущие воздушные провода.
[2]Изобретение относится к полиолефиновым сшивающим композициям, а именно к композициям, сшивающимся с помощью органосилана.
[3]Силанольносшивающиеся композиции получают обычно в виде двух компонентов - привитого сополимера и концентрата катализатора сшивки.
[4]Процесс силанольного сшивания заключается в прививке к молекулам полимера органосилана в присутствии инициатора - органической перекиси. Концентрат катализатора сшивки получают путем введения в расплав полимера оловоорганического соединения (или кислотного катализатора), а также стабилизаторов.
[5]Известна сшивающаяся композиция на основе полиолефинов, содержащая перекисный сшивающий агент, 1,3,5-триметил-2,4,6-три-(4-окси-3,5-дитретбутил-бензил)-бензол (ионокс 330) и окись цинка (авторское свидетельство СССР №761512, кл. C08L 23/06, 1978).
[6]Однако использование данной композиции затруднено из-за постоянно существующей опасности преждевременного структурирования (сшивки), в результате чего материал теряет текучесть и осложняется его переработка.
[7]Наиболее близкой из числа известных к предлагаемой, по совокупности признаков, является электроизоляционная композиция, содержащая: полиолефин, органосилан, органическую перекись, катализатор сшивки (патент США №3646155, кл. 260-827, дата публикации 1972 г.).
[8]Наиболее применимыми из числа органосиланов являются винилтриметоксисилан и винилтриэтоксисилан.
[9]Однако известная композиция имеет недостаточно высокие показатели по тепловой деформации (методика МЭК) и низкую стойкость к термоокислительному старению при повышенных температурах и преждевременной сшивке.
[10]Поставленная задача состояла в разработке электроизоляционной сшивающейся композиции, имеющей высокие показатели по тепловой деформации и стойкости к термоокислительному старению при повышенных температурах, в процессе переработки которой исключается возможность преждевременной сшивки.
[11]Технический результат достигается тем, что сшивающаяся электроизоляционная композиция, включающая полиолефин, винилтриметоксисилан или винилтриэтоксисилан, органическую перекись и катализатор сшивки, содержит синергисты - тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат, бензо-пропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диме-тиэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид и поли-[[6-[(1,1,3,3-тетраметил-4-пиперидинил)имино]-1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]]) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
[12]| Винилтриметосксисилан или винилтриэтоксисилан | 1,0-3,0 |
| Органическая перекись | 0,1-0,4 |
| Тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил- | |
| -4-гидроксифенил) пропионат | 0,05-0,3 |
| Бензопропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)- | |
| -4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4- | |
| -гидроксифенил]-1-оксопропил] гидразид | 0,1-0,5 |
| Поли-[[6-[(1,1,3,3-тетраметил-4-пиперидинил)имино] | |
| -1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил) | |
| имино]]) | 0,1-5,0 |
| Катализатор сшивки | 0,05-1,0 |
| Полиолефин | остальное |
[13]Согласно изобретению, в качестве полимерной основы композиция может содержать полиэтилен низкой и высокой плотности, линейный полиэтилен. Указанные полимеры выпускаются в промышленности.
[14]В качестве инициатора свободных радикалов используется органическая перекись, преимущественно перекись дикумила. Указанная перекись выпускается отечественной промышленностью.
[15]В качестве катализатора сшивки, преимущественно используются дибу-тилоловодилаурат или кислотные катализаторы, например ацетат цинка.
[16]Композиция также содержит выпускаемые в промышленности продукты: тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) пропионат) - Ирганокс 1010, бензопропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диме-тиэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид - Ирганокс MD 1024 или Lowinox MD 24 и поли-[[6-[(1,1,3,3-тетраметил-4-пиперидинил)имино]-1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]]) - Химасорб 944.
[17]Предлагаемая электроизоляционная сшивающаяся композиция перерабатывается на типовом оборудовании по традиционной технологии для этого вида композиций.
[18]Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующим примером, иллюстрирующим, но не ограничивающим изобретение.
[20]1 стадия. Прививка органосилана к полиолефину в присутствии органической перекиси.
[21]Органосилан и растворенную в нем перекись смешивают с гранулами полиолефина на двухшнековом или одношнековом смесителе, при температуре (180-200)°C. Полученную однородную смесь экструдируют в виде стренг, охлаждают и гранулируют.
[22]Параллельно на смесителе готовят концентрат катализатора, для чего смешивают заданное количество катализатора сшивки, полиолефина и дополнительно содержащихся в композиции вышеназванных продуктов. Полученную однородную смесь экструдируют в виде стренг, охлаждают и гранулируют.
[23]2 стадия. Гранулы привитого сополимера и гранулы концентрата катализатора смешивают в соотношении 95:5 в соответствии с составом композиций. В таблице 1 приведены составы рецептур композиций. Для сравнения приведен состав известной композиции.
[24]Смешанную композицию эструдируют на одношнековом экструдере при температуре расплава (160-180)° (в виде ленты толщиной 1 мм.
[25]Сшивку проводят нагреванием в воде при температуре (80-90)°С.
[26]Степень сшивки образцов оценивают по показателю «тепловая деформация» (по методике МЭК 60811). Термостойкость композиции оценивают в соответствии с требованиями потребителей по изменению механической прочности и относительного удлинения образцов после выдержки в течение 168 ч при температуре 135°С.
[27]Оценку преждевременной сшивки композиций в экструдере проводят при визуальном осмотре качества поверхности экструдируемого образца в виде ленты при температуре расплава (160-180)°С и времени пребывания композиций в экструдере в течение 5, 10 и 15 мин.
[28]Свойства композиций приведены в таблице 2.
[29]Таким образом, предлагаемая композиция имеет хорошие физико-механические и технологические показатели, при изготовлении кабельных изделий не происходит преждевременной подшивки материала в экструдере.
[30]Качество готовых кабельных изделий с использованием предлагаемой композиции соответствует требованиям технической документации.
[31]| Таблица 1 |
| Состав композиций |
| Компоненты, мас.% | Пример |
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 (известная) |
| Полиэтилен | 96,1 | 92,95 | 93,95 | 95,2 | 96,65 |
| Винилтриметоксисилан | 2,0 | 1,0 | 3,0 | - | - |
| Винилтриэтоксисилан | - | - | - | 2,0 | 3,0 |
| Органическая перекись - перекись дикумила | 0,2 | 0,4 | 0,1 | 2,0 | 0,15 |
| Тетра-бис-метилен-(3(3,5 -ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат) | 0,1 | 0,3 | 0,05 | 0,1 | - |
| Бензопропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диме-тиэтил)-4-гидроксифенил] -1-оксопропил]гидразид | 0,5 | 0,25 | 0,1 | 0,1 | - |
| Поли-[[6-[(1,1,3,3-тетраметил-4пиперидинил)имино]-1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]]) | 0,1 | 5,0 | 2,3 | 0,1 | - |
| Дибутилоловодилаурат или кислотный катализатор сшивки | 1,0 | 0,1 | 0,5 | 0,5 | 0,2 |
[32]| Таблица 2 |
| Состав композиций |
| Наименование параметров | Композиции |
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 (известная) |
| 1. Тепловая деформация, % (методика МЭК) | 60 | 40 | 70 | 90 | 1140 |
| 2. Прочность при растяжении, МПа | 14,2 | 13,8 | 13,2 | 13,4 | 130 |
| 3. Относительное удлинение при разрыве, % | 650 | 610 | 690 | 630 | 600 |
| 4. Изменение физико-механических показателей после теплового старения при температуре 135°С в течение 168 ч: - прочность при растяжении, % | 8 | 2 | 10 | 18 | 40 |
| - относительное удлинение при разрыве, % (требования МЭК 60502: ±25%) | 12 | 8 | 15 | 20 | 90 |
| 5. Стойкость к действию ионов меди при температуре 150°С, час | >2000 | >2000 | >2000 | >2000 | - |
6. Качество поверхности экструдируемо
го образца композиции при времени пребывания в экструдере в течение: | | | | | |
| 5 мин | Поверхность ровная, гладкая | Поверхность ровная, гладкая | Поверхность ровная, гладкая | Поверхность ровная, гладкая | Поверхность слегка волнистая |
| 10 мин | То же | То же | То же | То же | Поверхность шероховатая |
| 15 мин | Поверхность слегка волнистая | Поверхность слегка волнистая | Поверхность слегка волнистая | Поверхность слегка волнистая | Поверхность сильно шероховатая, материал подшивается в экструдере |
