EA008923B1 - Огнезащитная полимерная композиция, содержащая тонкодисперсные включения - Google Patents

Огнезащитная полимерная композиция, содержащая тонкодисперсные включения Download PDF

Info

Publication number
EA008923B1
EA008923B1 EA200600463A EA200600463A EA008923B1 EA 008923 B1 EA008923 B1 EA 008923B1 EA 200600463 A EA200600463 A EA 200600463A EA 200600463 A EA200600463 A EA 200600463A EA 008923 B1 EA008923 B1 EA 008923B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
composition
composition according
polymer
polymer composition
inorganic filler
Prior art date
Application number
EA200600463A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200600463A1 (ru
Inventor
Йонас Юнгквист
Бернт-Оке Султан
Original Assignee
Бореалис Текнолоджи Ой
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бореалис Текнолоджи Ой filed Critical Бореалис Текнолоджи Ой
Publication of EA200600463A1 publication Critical patent/EA200600463A1/ru
Publication of EA008923B1 publication Critical patent/EA008923B1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/441—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F290/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
    • C08F290/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
    • C08F290/06—Polymers provided for in subclass C08G
    • C08F290/068—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08—Copolymers of ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L55/00—Compositions of homopolymers or copolymers, obtained by polymerisation reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, not provided for in groups C08L23/00 - C08L53/00
    • C08L55/005—Homopolymers or copolymers obtained by polymerisation of macromolecular compounds terminated by a carbon-to-carbon double bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0066—Flame-proofing or flame-retarding additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Fireproofing Substances (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

Данное изобретение включает огнезащитную полимерную композицию, состоящую из (А) олефинового гомо- и/или сополимера в количестве от 30 до 70 мас.% всей полимерной композиции, (Б) соединения, содержащего кремниевую группу, и (В) неорганического наполнителя в количестве по крайней мере 10 мас.% всей полимерной композиции, где гранулометрический состав компонента (В) представлен частицами размером менее 0,7 мкм, по крайней мере, в количестве 10 мас.% всей полимерной композиции. Также данное изобретение включает использование этой композиции при изготовлении трубопроводов, пробок, электрических проводов или кабелей или для инжекции отливной формы, и изготовление электрических проводов или кабелей, покрытых защитным слоем, включающим данную композицию.

Description

Данное изобретение включает огнезащитную полимерную композицию, а именно огнезащитную полимерную композицию для электрических проводов или кабелей, которая проявляет улучшенные огнезащитные свойства, сохраняя при этом другие свойства, такие как значительная экструдируемость или хороший баланс между гибкостью и жесткостью. Кроме того, настоящее изобретение включает использование огнезащитной полимерной композиции при производстве огнезащитного покрытия для электрических проводов и кабелей, а также электрический провод или кабель, содержащий огнезащитную композицию, описанную в данном изобретении.
Полиолефины, по сути, представляют собой горючие материалы. Однако огнестойкость необходима во многих областях, например она требуется кабелям и электрическим проводам, используемым в электронике и электротехнической отрасли промышленности. Известно, что для улучшения огнестойкости полиолефиновых полимеров в них необходимо включать специальные добавки, например галогенсодержащие или фосфатсодержащие реагенты, неорганические гидроксиды или гидратированные соединения. Каждая из этих добавок имеет свои недостатки, например несовместимость с полиолефином, необходимость загружать большой объем, приводящая к ухудшению механических свойств и низкой технологичности, наличие или выделение вредных, токсичных или других нежелательных соединений и большие издержки.
Например, как показано в европатенте (ЕР) 0393959 или мировом патенте (\УО) 98/12253, огнезащитная полимерная композиция может включать соединение, содержащее кремниевую группу, неорганический наполнитель, который не является ни гидроксидом, ни в значительной степени гидратированным соединением, и органическую полимерную матрицу, обычно включающую акрилат или ацетат. Огнезащищенность таких композиций основывается на синергическом действии этих трех компонентов, которые, сгорая, приводят к образованию физически весьма стабильного слоя полукокса, что защищает полимер от дальнейшего горения. Соединения, основанные на таких композициях, обычно показывают хорошие огнезащитные свойства, например в методе определения ограничивающего кислородного индекса (ОКИ), согласно 18О (Международная организация по стандартизации) 4589-Α-ΐν. Защищенные кабели и большие (незащищенные) кабелепроводы также должны успешно проходить определенные тесты, например испытание на горючесть одиночного провода согласно 1ЕС (Международная Электротехническая Комиссия) 332-1. Однако в большинстве случаев кабелепроводы являются тонкими, и электрические провода тоньше 4 мм2, основанные на таких композициях, сталкиваются с трудностями при прохождении теста согласно 1ЕС 332-1. Следовательно, можно еще улучшить огнезащищенность таких композиций.
Поэтому задача данного изобретения состоит в создании огнезащитной полимерной композиции, проявляющей улучшенные огнезащитные свойства и сохраняющей в то же время хорошие механические свойства, в особенности хороший баланс между гибкостью и жесткостью.
Данное изобретение основывается на открытии, что эту задачу можно выполнить, используя полимерную композицию, которая помимо олефинового гомо- и/или сополимера включает измельченный неорганический наполнитель, по крайней мере, некоторая доля частиц которого имеет размер меньше 1 мкм, а именно меньше 0,7 мкм.
Таким образом, данное изобретение представляет огнезащитную полимерную композицию, включающую:
(A) олефиновый гомо- и/или сополимер в количестве от 30 до 70 мас.% всей полимерной композиции;
(Б) соединение, содержащее кремниевую группу;
(B) неорганический наполнитель в количестве по крайней мере 10 мас.% всей полимерной композиции, где гранулометрический состав компонента (В) представлен частицами размером менее 0,7 мкм в количестве по крайней мере 10 мас.% всей полимерной композиции.
Композиция изобретения имеет улучшенные огнезащитные свойства по сравнению с прототипами, так как она успешно проходит тест на горючесть одиночного провода и имеет улучшенные показатели просачивания. Кроме того, при разложении композиции образуются менее опасные и некоррозионные газы.
Цель теста 1ЕС 332-1 заключается в том, чтобы определить устойчивость одиночных вертикальных кабелей к распространению пламени. Кабель (600 мм) устанавливают вертикально, и пламя мощностью 1 кВ от пропановой горелки направляют к образцу кабеля под углом 45° на расстоянии 475 мм от верхнего крепления кабеля. Расстояние между нижним и верхним креплениями должно составлять 550 мм. Кабель с наружным диаметром меньше 25 мм подвергают воздействию пламени в течение 60 с. Тест считают пройденным, если после удаления пламени пропановой горелки огонь гаснет и в пределах 50 мм от верхнего крепления и ниже 540 мм не видно обугливания.
В композиции, представленной в данном изобретении, выбор и композиция олефинового полимера (А) могут меняться в зависимости от того, используется ли композиция изобретения в качестве покрытия для электрических проводов или кабелей, а также в зависимости от того, с какой целью используется покрытие. Конечно, олефиновый полимер (А) может также включать смесь различных олефиновых по- 1 008923 лимеров.
Компонент (А) образован олефиновыми, предпочтительно этиленовыми, гомо- и/или сополимерами. Эти соединения представлены, например, гомополимерами или сополимерами этилена, пропилена и бутена и бутадиеновыми или изопреновыми полимерами. Подходящие гомополимеры и сополимеры этилена включают полиэтилен низкой плотности, линейный полиэтилен низкой, средней или высокой плотности и полиэтилен очень низкой плотности. Подходящие сополимеры этилена включают таковые, например, с С3-С2о-алъфа-олефинами, С1-С6-алкилакрилатами, С1-С6-алкилметакрилатами, акриловыми кислотами, метакриловыми кислотами и винилацетатами. Предпочтительными примерами алкил-альфаолефинов являются пропилен, 1-бутен, 4-метил-1-пентен, 1-гексен и 1-октен.
Также можно использовать силан-сшитые полимеры, т.е. полимеры, полученные с использованием ненасыщенных мономеров силана, имеющих гидролизуемые группы, способные к сшиванию в результате гидролиза и конденсации с образованием силанольных групп в присутствии воды и катализатора силанольной конденсации (последнее необязательно).
Согласно другому предпочтительному воплощению этого изобретения компонент (А) включает или предпочтительно полностью состоит из олефинового сополимера, предпочтительно полярного олефинового сополимера.
Полярные группы определяются как функциональные группы, включающие по крайней мере один элемент, не являющийся углеродом или водородом.
Также предпочтительно, чтобы полярный сополимер был сополимером олефина/акрилата, предпочтительно этилена/акрилата, и/или олефина/ацетата, предпочтительно этилена/ацетата.
Также предпочтительно, чтобы полярный сополимер включал сополимер олефина, предпочтительно этилена, с одним или более сомономером, представляющим собой С1-С6-алкилакрилат, С1-С6-алкилметакрилат, акриловую кислоту, метакриловую кислоту или винилацетат. Также сополимер может содержать иономерные структуры (подобные, например, ΩυΡοηΙ'δ 8иг1уп типам).
Также предпочтительно, чтобы полярный полимер включал сополимер этилена с С1-С4-алкилом, например метилом, этилом, пропилом или бутилом, акрилатами или винилацетатом.
Особенно предпочтительно, чтобы полярный полимер включал сополимер олефина, предпочтительно этилена, с акриловым сополимером, таким как сополимер этилена и акриловой кислоты и сополимер этилена и метакриловой кислоты.
Помимо этилена и описанных сомономеров сополимеры могут также содержать дополнительные мономеры. Например, можно использовать тройные сополимеры между акрилатами и акриловой кислотой или метакриловой кислотой, или акрилаты с винилсиланами, или акрилаты с силоксаном, или акриловую кислоту с силоксаном.
Полярный сополимер можно получить сополимеризацией полимерных мономеров, например олефина, с полярными сомономерами, также он может представлять собой привитой полимер, например полиолефин, в котором один или более сомономеров привиты к полимерной основе - например полиэтилен с привитой акриловой кислотой.
Также предпочтительно, чтобы количество полярного полимера составляло 3о мас. долей или больше, более предпочтительно 50 мас.долей или больше и еще более предпочтительно 70 мас.долей или больше, на 1оо мас. долей компонента (А). Наиболее предпочтительно, чтобы компонент (А) полностью состоял из полярного полимера.
Полимерный компонент (А) представлен в композиции в количестве от 30 до 70 мас.%, предпочтительно от 40 до 60 мас.% всей композиции.
Кроме того, огнезащитная полимерная композиция изобретения включает соединение, содержащее кремниевую группу (Б).
Согласно предпочтительному воплощению композиции изобретения компонент (Б) представляет собой силиконовое масло, или смолу, или олефиновый, предпочтительно этиленовый сополимер, включающий по крайней мере один сомономер, содержащий силиконовую группу, или смесь любых этих соединений. Предпочтительно, чтобы указанный сомономер представлял собой винилполисилоксан, например виниловый ненасыщенный поли-бис-гидрокарбилсилоксан.
Силиконовые масла и смолы, пригодные для использования в настоящем изобретении, известны и представлены, в частности, органополисилоксановыми полимерами, включающими химически связанные силоксиединицы, такие как Κ3δίΟ0,5, Κ2δίΟ, Κ1δίΟ1,5, Κ1Κ2δίΟ0,5, ΡΡ'δίΟ. Κ1 2δίΟ, ΚδίΟ1,5 и δίθ2 единицы и их смеси, в которых К независимо представляет собой насыщенный или ненасыщенный одновалентный углеводородный радикал и каждый К1 представляет собой радикал, такой же, как К, или водородный радикал, гидроксильный радикал, алкокси-, арил-, винил- или аллил-радикал.
Предпочтительно, чтобы органополисилоксан имел среднюю молекулярную массу Мп приблизительно от 10 до 10000000. Измерения молекулярно-массового распределения (ММР) проводили с использованием гель-проникающей хроматографии (ГПХ). В качестве растворителя использовали СНС13. Использовали сорбент §йобех-Мекто81угаде1 (105, 104, 103, 100 А), К1-детектор и калибровку узкого молекулярно-массового распределения (УММР) полистирола. Тесты с использованием гель-проникающей хроматографии (ГПХ) проводили при комнатной температуре.
- 2 008923
Силиконовое масло или смола могут содержать наполнители из пирогенного кремнезема того типа, который обычно используется для придания жесткости силиконовым каучукам, в количестве, например, до 50 мас.%.
Сополимеры олефина, предпочтительно этилена, и по крайней мере одного сомономера, содержащего силиконовую группу, предпочтительно являются виниловыми ненасыщенными полибисгидрокарбилсилоксанами по формуле (I)
Р’Р'
Н2с=с--(5ΐΟ)η·8ίΡ (I) н II
Р' Р* где η от 1 до 1000 и
В и В' независимо представляют собой винил, разветвленный или неразветвленный алкил с 1-10 атомами углерода; арил с 6 или 10 атомами углерода; алкиларил с 7-10 атомами углерода; арилалкил с 710 атомами углерода.
Подобные соединения, например, описаны в XVО 98/12253, на содержание которого здесь дана ссылка.
Предпочтительно, чтобы компонент (Б) представлял собой полидиметилсилоксан, предпочтительно имеющий Мп приблизительно от 1000 до 1000000, более предпочтительно от 200000 до 400000, и/или сополимер этилена и винилполидиметилсилоксана. Такие компоненты (Б) предпочтительны, так как они являются промышленно пригодными.
Используемый здесь термин «сополимер» включает сополимеры, полученные путем сополимеризации или прививания мономеров к полимерной основе.
Предпочтительно, чтобы соединение, содержащее кремниевую группу, (Б) присутствовало в композиции в количестве от 0,5 до 40 мас.%, более предпочтительно от 0,5 до 10 мас.% и еще более предпочтительно от 1 до 5 мас.% массы всей композиции.
Соединение, содержащее силиконовую группу, предпочтительно добавляют в таком количестве, чтобы содержание силиконовых групп во всей композиции составляло от 1 до 20 мас.%, более предпочтительно от 1 до 10 мас.%.
Компонент неорганического наполнителя (В) имеет следующий гранулометрический состав: по крайней мере 10 мас.%, а более предпочтительно по крайней мере 15 мас.% всей полимерной композиции представляют собой частицы размером меньше 0,7 мкм.
Предпочтительно, чтобы компонент (В) имел следующий гранулометрический состав: по крайней мере 10 мас.%, а более предпочтительно по крайней мере 15 мас.% всей полимерной композиции должны представлять собой частицы размером 0,65 мкм или менее, а более предпочтительно 0,60 мкм или менее, и наиболее предпочтительно менее 0,5 мкм.
Также предпочтительно, чтобы компонент (В) имел следующий гранулометрический состав: доля частиц размером меньше 0,7 мкм, более предпочтительно меньше 0,65 мкм, еще более предпочтительно меньше 0,60 мкм и наиболее предпочтительно меньше 0,5 мкм не должна превышать 55 мас.%, более предпочтительно 45 мас.%, еще более предпочтительно 30 мас.% всей полимерной композиции.
Более того, предпочтительно, чтобы компонент (В) имел следующий гранулометрический состав: по крайней мере 50 мас.% частиц должны иметь размер меньше 0,7 мкм, более предпочтительно не больше 0,65 мкм, еще более предпочтительно не больше 0,60 мкм и наиболее предпочтительно меньше 0,5 мкм.
Более того, предпочтительно, чтобы по крайней мере 60 мас.% частиц компонента (В) имели размер не больше 1 мкм, кроме того, предпочтительно, чтобы по крайней мере 70 мас.% частиц имели размер не больше 1,5 мкм, а еще более предпочтительно, чтобы по крайней мере 80 мас.% частиц имели размер не больше 2 мкм.
При использовании неорганического наполнителя используют частицы, имеющие характеристическое отношение, т. е. соотношение между максимальным и минимальным размером частиц, отклоняющееся от 1; размер частиц определяют как численное среднее значение максимального и минимального размеров частицы.
Предпочтительно, чтобы неорганический наполнитель (В) включал по крайней мере один вид наполнителя, у которого отношение максимального размера к минимальному у частиц неорганического наполнителя, т.е. отношение самого большого размера частиц к самому маленькому, было меньше 5.
Например, частицы СаСО3 обычно имеют отношение максимального размера частиц к минимальному около 1, к примеру от 1 до 2.
В рамках данного изобретения используют только один вид или смесь двух или более видов неорганических наполнителей, частицы которых имеют одинаковое характеристическое отношение.
Таким образом, неорганический наполнитель (В) может полностью состоять из наполнителей,
- 3 008923 имеющих отношение максимального размера частиц к минимальному меньше 5.
Согласно предпочтительному воплощению неорганический наполнитель (В) включает в себя смесь по крайней мере двух видов наполнителей, частицы одного из которых имеют отношение максимального размера к минимальному меньше 5, а другого - 5 или выше.
Например, волокна обычно имеют отношение максимального размера частиц к минимальному 10 и выше, наполнители пластинчатого вида, такие как слюда, тальк, гидроокись алюминия и графит, обычно имеют отношение максимального размера частиц к минимальному от 5 до 100.
Предпочтительно, чтобы неорганический наполнитель (В) присутствовал в композиции в количестве более 10 мас.%, более предпочтительно более 30 мас.%, еще более предпочтительно более 32 мас.%, еще более предпочтительно более 34 мас.%, и наиболее предпочтительно более 35 мас.%.
Также предпочтительно, чтобы неорганический наполнитель (В) присутствовал в композиции в количестве до 70 мас.%, более предпочтительно до 60 мас.% и наиболее предпочтительно до 55 мас.%.
Компонент (В), т.е. материал неорганического наполнителя, пригодный для использования в композиции изобретения, включает все известные из предшествующего уровня техники наполнители. Также компонент (В) может включать смесь любых подобных наполнителей. Примерами таких материалов наполнителя являются оксиды, гидроксиды и карбонаты алюминия, магния, кальция и/или бария.
Компонент (В) предпочтительно включает неорганическое соединение металла, относящегося к группе с 1-й по 13-ю Периодической системы элементов, более предпочтительно с 1-й по 3-ю, еще более предпочтительно с 1-й по 2-ю и наиболее предпочтительно ко 2-й группе.
Используемая здесь нумерация групп химических элементов соответствует системе ИЮПАК, в которой группы периодической системы элементов пронумерованы от 1 до 18.
Предпочтительно, чтобы компонент неорганического наполнителя (В) включал соединение, не являющееся ни гидроксидом, ни гидратированным соединением, более предпочтительно, чтобы он включал карбонат, оксид или сульфат, и наиболее предпочтительно, чтобы он включал карбонат.
Предпочтительными примерами таких соединений являются карбонат кальция, оксид магния и гунтит Мд3Са(СО3)4, особенно предпочтительным примером является карбонат кальция.
Хотя предпочтительно, чтобы неорганический наполнитель (В) не являлся гидроксидом, он может содержать небольшое количество гидроксида, обычно не более 5% от массы наполнителя, предпочтительно не более 3%. Например, в оксиде магния может быть небольшое количество гидроокиси магния. Кроме того, хотя наполнитель (В) не является гидратированным соединением, он может содержать небольшое количество воды, обычно менее 3% массы наполнителя, предпочтительно менее 1%. Однако наиболее предпочтительно, чтобы компонент (В) вообще не содержал гидроксид и/или воду.
Компонент (В) огнезащитной полимерной композиции изобретения предпочтительно включает 50 мас.% или более карбоната кальция, а более предпочтительно, чтобы он практически полностью состоял из карбоната кальция.
Неорганический наполнитель может включать наполнитель, поверхность которого обработана органосиланом, полимером, карбоновой кислотой или солью и т.д., чтобы облегчить обработку и обеспечить лучшую дисперсию наполнителя в органическом полимере. Обычно такие покрытия составляют не более 3 мас.% наполнителя.
Композиции по настоящему изобретению предпочтительно содержат не более 3 мас.% металлоорганической соли или полимерных покрытий.
Кроме вышеупомянутых компонентов (А), (Б) и (В) композиция по данному изобретению может содержать небольшое количество дополнительных компонентов, таких как, например, антиоксиданты и/или УФ-стабилизаторы.
Более того, частью композиции также могут быть другие минеральные наполнители, например стекловолокно.
Композиции по настоящему изобретению могут быть сшитыми. Хорошо известны сшитые термопластичные полимерные композиции, получаемые при облучении или при использовании агентов сшивания, например органических пероксидов, и, следовательно, композиции по настоящему изобретению могут содержать в определенном количестве агент сшивания. Силан-сшитые полимеры могут содержать катализатор силанольной конденсации.
Огнезащитную полимерную композицию по этому изобретению можно получить:
а) приготовлением маточной смеси, включающей соединение, содержащее кремниевую группу, добавки и полимер, с последующим компаундированием с неорганическим наполнителем и полимерной матрицей или
б) в одну стадию компаундированием всех компонентов.
Для перемешивания можно использовать стандартный аппарат для компаундирования или смесительное устройство, например смеситель Бенбери, 2-кольцевую мельницу для каучука, мешалку с шинным контейнером или сдвоенный шнековый экструдер. Предпочтительно композицию следует получать, смешивая компоненты при температуре, достаточно высокой для размягчения и пластификации полимера, обычно при температуре от 120 до 200°С.
Огнезащитную композицию по настоящему изобретению можно использовать во множестве раз
- 4 008923 личных областей и изделий. Композицию можно, например, лепить, экструдировать или формовать иным образом в отливные формы, листы, пленки и волокна.
Как уже упоминалось выше, огнезащитную композицию по настоящему изобретению предпочтительно использовать при изготовлении трубопроводов, пробок, электрических проводов или кабелей или для инжекции отливной формы, особенно предпочтительно при изготовлении электрических проводов или кабелей. Композицию можно прессовать на электрический провод или кабель с образованием изоляционного слоя или слоя обшивки, также ее можно использовать в качестве укрепляющего соединения.
Далее настоящее изобретение иллюстрируется примерами и нижеследующей фигурой, на которой приводится гранулометрический состав СаСО3, используемого в примерах в качестве материала неорганического наполнителя.
Примеры
1. Компаундирование композиций.
Огнезащитные полимерные композиции по данному изобретению и композиции, используемые для сравнения, получали компаундированием всех компонентов в вальцовой мельнице при температуре 180°С.
2. Получаемые композиции и используемые материалы.
Для получения композиций, используемых для сравнения, и композиций по данному изобретению использовали следующие материалы.
ЭМАК - сополимер этилена и метакриловой кислоты, содержащий 9 мас.% метакриловой кислоты, имеющий скорость потока расплава при 190°С, 2,16 кг (СПР2) 3,0 г/10 мин и плотность 0,934 г/см3.
ЭАК - сополимер этилена и акриловой кислоты, содержащий 9 мас.% акриловой кислоты, имеющий СПР2 8 г/10 мин и плотность 0,936 г/см3.
ЭБА - сополимер этилена и бутилакрилата, содержащий 8 мас.% бутилакрилата и имеющий СПР2 0,4 г/10 мин.
Силикон (м.с.) - маточная смесь, содержащая 40% полидиметилсиликонового эластомера и 60% полиэтилена низкой плотности.
СаСО3 (0,4) - осажденный карбонат кальция, имеющий средний размер частиц (б50-значение) 0,4 мкм.
СаСО3 (0,65) - измельченный карбонат кальция, имеющий средний размер частиц (б50-значение) 0,65 мкм.
СаСО3 (1,4) - измельченный карбонат кальция, имеющий средний размер частиц (б50-значение) 1,4 мкм. Стабилизатор - 1гдаиох 1010 (фенольный антиоксидант).
Композиции компаундаровали, как описано выше, с количеством компонентов, приведенным в табл. 1 и указанным в мас.%,
3. Изготовление кабелей.
Изоляцию 0,7 +/- 0,1 мм из различных композиций, приведенных в табл. 1, прессовали на медный провод диаметра 1,5 мм2 на лабораторной экструзионной линии (160-170-180°С, грт, головка давления).
4. Методы испытаний.
а) Скорость потока расплава СПР2 композиции измеряли в соответствии с Ι8Θ 1133 при температуре 190°С и массе 2,16 кг.
б) Тест на горючесть одиночного провода проводили в полном соответствии с 1ЕС 332-1. Тест считали пройденным, если после удаления пламени мощностью 1 кВ от пропановой горелки огонь гас и в пределах 50 мм от верхнего крепления и ниже 540 мм не было видно обугливания. В табл. 1 удовлетворяющий этому критерию электрический провод обозначен как «уд», в противном случае как «неуд».
в) Тенденцию материалов к просачиванию определяли следующим образом.
Из материала прессовали бляшку размером 60х60х3 мм, которую размещали на стальной раме с размером ячейки 12. Бляшку обжигали снизу под углом 45° через стальную раму, используя горелку Бунзена (950 +/- 50°С) мощностью 1 кВт, до тех пор, пока пламя было видно (бляшка полностью сгорала). Горящие капли падали в воду. Остатки в воде фильтровали, сушили и взвешивали. Тенденцию к просачиванию определяли как частное массы собранного в воде остатка и первоначальной массы бляшки, умноженное на 100, то есть процент массы первоначального образца, утерянный вследствие просачивания. Способ основывается на французском методе ΝΡ Р 92-505.
г) Гранулометрический состав и средний размер частиц (б50-значение) определяли с помощью 8сбщгар11 5100. С помощью данного метода седиментации определяют размер частиц, измеряя скорости гравитационного движения частиц разного размера в жидкости с известными свойствами. Скорость, с которой частицы падают в жидкости, описывается законом Стокса. Частицы наибольшего размера падают быстрее, тогда как частицы наименьшего размера падают медленнее; процесс продолжается до тех пор, пока они все не осядут и жидкость не станет прозрачной. Так как различные частицы редко имеют одинаковую форму, размер каждой частицы описывают как «эквивалентный сферический диаметр», т.е. диаметр сферы из того же материала с такой же скоростью гравитационного движения.
Скорость седиментации измеряли, используя тонкодисперсный коллимированный пучок рентгеновского излучения низкой энергии, который проходит к детектору через кювету с образцом. Так как частицы в кювете поглощают рентгеновское излучение, только некоторый процент первоначального
- 5 008923 рентгеновского пучка достигает детектора. Эти данные использовали для определения гранулометрического состава в кювете, содержащей седиментационную жидкость.
Источник рентгеновских лучей и детектирующее устройство оставались неподвижными, пока кювета двигалась между ними вертикально. Благодаря свойству пучка расщепляться обеспечивается автоматическое позиционирование кюветы и устраняется неопределенность, присущая другим системам вследствие перемещения в них устройства. Кювета имела прозрачное окно, через которое рентгеновское излучение от источника проходило к детектору. Распределение частиц по массе в различных точках кюветы влияет на количество импульсов рентгеновских лучей, достигающих детектора. Подсчет импульсов рентгеновских лучей использовали для определения гранулометрического состава и процентной массы при заданных диаметрах частиц. Средний размер частиц определяли как размер, вычисляемый при условии, что 50 мас.% материала мелкодисперсные, а другие 50 мас.% - крупнодисперсные.
5. Результаты.
Сравнение свойств композиций, полученных по данному изобретению (примеры с 1 по 11), и композиций, приведенных для сравнения (сравнительные примеры с 1 по 3), представленных в табл. 1, показывает, что кабели, сделанные из композиций изобретения, успешно проходят тест на горючесть одиночного провода и, следовательно, обладают улучшенными показателями огнестойкости.
Таблица 1
(масс.%) Пр.1 Пр.2 Пр.З Пр.4 Пр.5 Пр.6 Пр.7 Пр.8 Пр.9 Пр.10 Пр.11 Сравн. Пр.1 Сравн. Пр.2 Сравн. ПрЗ
ЭМАК (%) — — — — — — 52.3
57.3 52,3 47,3 42.3 — — —
ЭАК 52,3 52,3 57.3 — — — —
— — — — 42.3 52.3 —
ЭБА — — — 42,3 47,3 52,3 —
— — — — — — 52.3
Силикон (м.с.) 12.5 12,5 12.5 12,5 12.5 12,5 12.5
12,5 12.5 12.5 12,5 12,5 12.5 12,5
СаСОз (0.4) — — 30 45 40 35 —
30 35 — — — — —
СаСОз (0.65) 35 35 — — — — 35 — — 40 45 — — —
СаСОз (1,4) — — — — — — — — — — — 45 35 35
Стабилизатор 0,2 0,2 0.2 0,2 0.2 0,2 0,2 0,2 0.2 0.2 0.2 0,2 0.2 0.2
1ЕС 332-1 уд УД УД УД уд уд уд УД УД уд УД неуд неуд неуд
Кроме того, представленные в табл. 2 результаты показывают, что композиция изобретения имеет улучшенные показатели тенденции к просачиванию. Все проходившие тест соединения содержали 12,5 мас.% силикона (м.с.), 0,2 мас.% стабилизатора, СаСО3, количество и качество которого указаны в табл. 2, и остаток, которым являлась ЭБА.
Таблица 2
Средний размер частиц 30% СаСОз
0,4 микрон 12
0,65 микрон 8
1,4 микрон 33
35% СаСОз 40% СаСОз
9 2
1 2
8 12
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims (13)

1. Огнезащитная полимерная композиция, включающая:
(А) олефиновый гомо- и/или сополимер в количестве от 30 до 70 мас.% всей полимерной композиции, (Б) соединение, содержащее кремниевую группу, (В) неорганический наполнитель в количестве по крайней мере 10 мас.% всей полимерной композиции, где гранулометрический состав компонента (В) таков, что по крайней мере 10 мас.% всей полимерной композиции составляют частицы размером менее 0,7 мкм.
2. Композиция по п.1, где гранулометрический состав компонента (В) таков, что по крайней мере 10% от общей массы полимерной композиции составляют частицы размером не более 0,65 мкм.
3. Композиция по любому из пп.1-2, где гранулометрический состав компонента (В) таков, что по крайней мере 10% от общей массы полимерной композиции составляют частицы размером менее 0,5 мкм.
- 6 008923
4. Композиция по любому из пп.1-3, где общее количество неорганического наполнителя (В) составляет от 30 до 55 мас.% всей полимерной композиции.
5. Композиция по любому из пп.1-4, где неорганический наполнитель (В) не является ни гидроксидом, ни гидратированным соединением.
6. Композиция по любому из пп.1-5, где неорганический наполнитель (В) включает карбонат, оксид и/или сульфат элемента, относящегося к группе с 1 по 13 Периодической системы элементов.
7. Композиция по любому из пп.1-6, где компонент (В) включает неорганическое соединение, состоящее из частиц с отношением максимального размера к минимальному меньше 5.
8. Композиция по любому из пп.1-7, где полимер (А) включает полярный олефиновый сополимер.
9. Композиция по п.8, где полимер (А) включает сополимер олефина и акрилового сомономера.
10. Композиция по любому из пп.1-9, где соединение, содержащее кремниевую группу (Б), представляет собой силиконовое масло, и/или смолу, и/или олефиновый сополимер, включающий сомономер, который содержит кремниевую группу.
11. Композиция по любому из пп.1-10, где количество кремниевых групп во всей композиции составляет от 1 до 20 мас.% всей композиции.
12. Применение композиции по любому из пп.1-11 в качестве материала для изготовления трубопроводов, пробок, электрических проводов или кабелей или для инжекции отливной формы предпочтительно при изготовлении электрических проводов или кабелей.
13. Электрический провод или кабель, имеющий покрытие, включающее композицию по любому из пп.1-11.
EA200600463A 2003-08-27 2004-08-25 Огнезащитная полимерная композиция, содержащая тонкодисперсные включения EA008923B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03019364A EP1512719B1 (en) 2003-08-27 2003-08-27 Flame retardant polymer composition comprising fine particles
PCT/EP2004/009491 WO2005021642A1 (en) 2003-08-27 2004-08-25 Flame retardant polymer composition comprising fine particles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200600463A1 EA200600463A1 (ru) 2006-08-25
EA008923B1 true EA008923B1 (ru) 2007-08-31

Family

ID=34130081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200600463A EA008923B1 (ru) 2003-08-27 2004-08-25 Огнезащитная полимерная композиция, содержащая тонкодисперсные включения

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20070112111A1 (ru)
EP (1) EP1512719B1 (ru)
JP (1) JP2007503493A (ru)
CN (1) CN1842572A (ru)
AT (1) ATE410475T1 (ru)
AU (1) AU2004268042B2 (ru)
CA (1) CA2536589A1 (ru)
DE (1) DE60323974D1 (ru)
EA (1) EA008923B1 (ru)
ES (1) ES2315448T3 (ru)
PL (1) PL379224A1 (ru)
WO (1) WO2005021642A1 (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006321934A (ja) * 2005-05-20 2006-11-30 Sunallomer Ltd 難燃性熱可塑性樹脂組成物、その成形品および電線
ES2328950T3 (es) * 2006-05-31 2009-11-19 Borealis Technology Oy Composicion polimerica retardante de la llama, que comprende una poliolefina con distribucion de peso molecular amplia.
EP2150385B8 (en) 2007-06-03 2012-03-21 Imerys Pigments, Inc. Spunlaid fibers comprising coated calcium carbonate, processes for their production, and nonwoven products
EP2130864B1 (en) * 2008-06-05 2012-03-28 Borealis AG Flame retardant polyolefin composition comprising a high amount of inorganic filler
JP2010111760A (ja) * 2008-11-06 2010-05-20 Hitachi Cable Ltd ノンハロゲン樹脂組成物、ノンハロゲン絶縁電線、及びノンハロゲンケーブル
EP2401329A1 (en) * 2009-02-25 2012-01-04 Nexans A fire performance material, and cable including the material
CN102916279B (zh) * 2011-08-04 2016-01-27 巴斯威尔股份有限公司 电力传输总线填充材料及其应用
BR112014026727B1 (pt) 2012-04-27 2021-01-12 Borealis Ag composição polimérica retardante de chama, uso da composição polimérica, cabo e módulo solar fotovoltaico
JP5951473B2 (ja) * 2012-12-27 2016-07-13 株式会社フジクラ 難燃性樹脂組成物、及び、これを用いたケーブル
RU2680845C2 (ru) * 2014-03-04 2019-02-28 Дау Корнинг Корпорейшн Маточный концентрат для термопластичного полимера
EP3401929A1 (en) 2017-05-09 2018-11-14 Borealis AG Cable insulation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0393959A2 (en) * 1989-04-21 1990-10-24 Borealis Holding A/S Flame retardant polymer composition
EP0774488A1 (fr) * 1995-11-11 1997-05-21 Alcatel Composition à haute résistance à la propagation du feu
EP1188793A1 (en) * 2000-03-27 2002-03-20 Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. Flame-retardant polycarbonate resin composition and molded article
EP1316581A1 (en) * 2001-11-28 2003-06-04 Borealis Technology Oy Flame retardant polymer composition
EP1396865A1 (en) * 2002-09-03 2004-03-10 Borealis Technology Oy Flame retardant polymer composition

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0319924B1 (en) * 1987-12-08 1995-11-22 Idemitsu Petrochemical Company Limited Process for producing thermoplastic resin composition
JPH02255843A (ja) * 1988-11-22 1990-10-16 Furukawa Electric Co Ltd:The 難燃性樹脂組成物およびこれを用いた難燃性ケーブル
JPH0512928A (ja) * 1991-07-03 1993-01-22 Hitachi Cable Ltd 難燃性電気絶縁物
DE69308174T2 (de) * 1992-06-09 1997-08-07 Kanegafuchi Chemical Ind Polyolefin-Formmasse, Verfahren zu ihrer Herstellung und daraus hergestellte Formkörper
JP3372298B2 (ja) * 1993-06-10 2003-01-27 鐘淵化学工業株式会社 改質ポリオレフィン系樹脂組成物およびそれを含有してなるポリオレフィン系樹脂組成物
NO964734L (no) * 1995-11-11 1997-05-12 Alsthom Cge Alcatel Brannhemmende blanding
SE507330C2 (sv) * 1996-09-17 1998-05-11 Borealis As Flamskyddskomposition och kabel innefattande flammskyddskompostionen
JP3735444B2 (ja) * 1997-04-09 2006-01-18 日本ユニカー株式会社 難燃性樹脂組成物
JPH10334737A (ja) * 1997-05-30 1998-12-18 Hitachi Cable Ltd 含ふっ素エラストマ被覆電線・ケーブル
US6077892A (en) * 1998-09-04 2000-06-20 Dow Corning Corporation Curable polyolefin compositions containing organosilicon compounds as adhesion additives
AU783561B2 (en) * 2001-03-28 2005-11-10 Oji Paper Co. Ltd. Coated paper sheet

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0393959A2 (en) * 1989-04-21 1990-10-24 Borealis Holding A/S Flame retardant polymer composition
EP0774488A1 (fr) * 1995-11-11 1997-05-21 Alcatel Composition à haute résistance à la propagation du feu
EP1188793A1 (en) * 2000-03-27 2002-03-20 Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. Flame-retardant polycarbonate resin composition and molded article
EP1316581A1 (en) * 2001-11-28 2003-06-04 Borealis Technology Oy Flame retardant polymer composition
EP1396865A1 (en) * 2002-09-03 2004-03-10 Borealis Technology Oy Flame retardant polymer composition

Also Published As

Publication number Publication date
EP1512719B1 (en) 2008-10-08
AU2004268042A1 (en) 2005-03-10
PL379224A1 (pl) 2006-08-07
US20070112111A1 (en) 2007-05-17
CA2536589A1 (en) 2005-03-10
ATE410475T1 (de) 2008-10-15
EA200600463A1 (ru) 2006-08-25
AU2004268042B2 (en) 2009-06-04
CN1842572A (zh) 2006-10-04
WO2005021642A1 (en) 2005-03-10
JP2007503493A (ja) 2007-02-22
ES2315448T3 (es) 2009-04-01
DE60323974D1 (de) 2008-11-20
EP1512719A1 (en) 2005-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2869814C (en) Flame retardant polymer composition
EA014257B1 (ru) Силовой или коммуникационный кабель с огнезащитным полимерным слоем
EP0393959B1 (en) Flame retardant polymer composition
JP4674701B2 (ja) ノンハロゲン難燃樹脂組成物
JP6882192B2 (ja) ポリオレフィンのシラン架橋のための硬化制御添加剤としてのヒドロキシル末端ｐｄｍｓ
PT92058A (pt) Processo para a preparacao de uma composicao de copolimeros de silano reticulavel com agua, contendo cargas e de artigos a base dessa composicao
US8058336B2 (en) Flame retardant polymer composition comprising polyolefin with high molecular weight distribution
CA2726284C (en) Flame retardant polyolefin composition comprising a high amount of inorganic filler
EA008923B1 (ru) Огнезащитная полимерная композиция, содержащая тонкодисперсные включения
EP3589681B1 (en) Flame-retardant, moisture-cured wire and cable constructions with improved glancing impact performance
BRPI0816783B1 (pt) Cabo compreendendo um ou mais condutores isolados e uso da composição de subestrutura
RU2746225C1 (ru) Замедляющая горение и огнестойкая полиолефиновая композиция
EP2072573A1 (en) Flame retardant polymer composition comprising coated aluminium hydroxide as filler
EP1396865A1 (en) Flame retardant polymer composition
WO2018085366A1 (en) Flame-retardant, moisture-cured wire and cable constructions with improved glancing impact performance
BR112019017232B1 (pt) Construções de fios e cabos retardantes de chama curados por umidade com performance de impacto visual aprimorada

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU