RU2166217C1

RU2166217C1 - Electric insulation compound

Info

Publication number: RU2166217C1
Application number: RU2000120271/09A
Authority: RU
Inventors: Р.И. Акчурин; Р.И. Аблеев; М.С. Давлетбаев; Р.К. Садыков; В.С. Терентьев; А.И. Козлов; нов Ф.Г. Гилимь; Ф.Г. Гилимьянов; Н.Г. Паверман; Р.А. Лащивер; А.С. Миткевич; Г.Н. Кузнецова; О.И. Герасимова; Л.И. Лугова; Р.Н. Гимаев
Original assignee: Башкирский государственный университет; Реал Сервис Кейбл Корп.
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2001-04-27

Abstract

FIELD: cable engineering; polymeric compounds. SUBSTANCE: compound contains in its composition the following ingredients, mas.%: Irganox 1010, 0.13-0.53; Irganox 1024, 0.10-0.40; distearyl thiodipropionate or Irganox PS 802, 0.10-0.40; Irgafos 168, 0.06-0.27; calcium stearate, 0.10-0.30; glycerin monostearate, 0.01-0.20; propylene block copolymer with ethylene and 8-15% content of ethylene units, the balance. EFFECT: improved resistance to thermal oxidation aging and to impact of copper ions. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области электротехники, а именно кабельной техники, и может быть использовано для изготовления изоляции различных марок кабелей, в особенности изоляции теплостойких проводов и кабелей, а также изоляции проводов и кабелей, работающих в агрессивных средах. The invention relates to the field of electrical engineering, namely cable technology, and can be used for the manufacture of insulation of various brands of cables, in particular insulation of heat-resistant wires and cables, as well as insulation of wires and cables operating in aggressive environments.

Применяемая в настоящее время полиэтиленовая изоляция обладает удовлетворительными механическими и высокими диэлектрическими характеристиками, однако имеет ряд недостатков, основными из которых являются недостаточные: теплостойкость, стойкость к термоокислительному старению, особенно при контакте с медной токопроводящей жилой, и стойкость к воздействию агрессивных сред, содержащих поверхностно-активные вещества и углеводороды. Currently used polyethylene insulation has satisfactory mechanical and high dielectric characteristics, but it has a number of disadvantages, the main of which are insufficient: heat resistance, resistance to thermo-oxidative aging, especially when in contact with a copper conductive core, and resistance to aggressive environments containing surface active substances and hydrocarbons.

Известна композиция полиэтилена, содержащая термостабилизаторы и дезактиватор действия меди (патент РФ N 2127922, кл. H 01 В 3/44, 1998). Эта композиция обладает удовлетворительной стойкостью к термоокислительному старению при температурах до 70^oC, однако при более высоких температурах ее теплостойкость и стойкость к термоокислительному старению недостаточны. Кроме того, эта композиция неустойчива при работе в средах, содержащих углеводороды и поверхностно-активные вещества (например, при эксплуатации кабелей в нефтяных скважинах в среде пластовой жидкости).A known composition of polyethylene containing thermal stabilizers and a deactivator of the action of copper (RF patent N 2127922, CL H 01 B 3/44, 1998). This composition has a satisfactory resistance to thermo-oxidative aging at temperatures up to 70 ^o C, however, at higher temperatures its heat resistance and resistance to thermo-oxidative aging are insufficient. In addition, this composition is unstable when working in environments containing hydrocarbons and surfactants (for example, when operating cables in oil wells in a reservoir fluid environment).

Наиболее близкой из числа известных к предлагаемой по технической сущности является электроизоляционная композиция содержащая (мас.%): блоксополимер пропилена с этиленом с содержанием этиленовых звеньев от 6 до 15, эфир 3,5-дитрет- бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита - Ирганокс 1010 0,4-0,6, дилаурилтиодипропионат (в качестве тиосинергиста) 0,4-0,6, бензолпропионовой кислоты, 3,5-бис(1,1 - диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1 -диметилэтил)-4- гидроксифенил] -1-оксопропил]гидразид-Ирганокс 1024 0,4-0,6, двуокись титана 1,0-1,2 (Патент РФ N 2112293, кл. H 01 В 3/44, 1995). The closest known to the proposed technical essence is an insulating composition containing (wt.%): Block copolymer of propylene with ethylene containing ethylene units from 6 to 15, ether 3,5-ditret-butyl-4-hydroxyphenylpropionic acid and pentaerythritol - Irganox 1010 0.4-0.6, dilauryl thiodipropionate (as a thiosynergist) 0.4-0.6, benzene propionic acid, 3,5-bis (1,1 - dimethylethyl) -4-hydroxy-2- [3- [3 , 5-bis (1,1-dimethylethyl) -4-hydroxyphenyl] -1-oxopropyl] hydrazide-Irganox 1024 0.4-0.6, titanium dioxide 1.0-1.2 (RF Patent N 2112293, cl. H 01 B 3/44, 1995).

Использование в качестве основы композиции блоксополимера пропилена с этиленом позволяет повысить температуру эксплуатации, вследствие более высокой температуры плавления, однако ее стойкость к термоокислительному старению при повышенных температурах недостаточна, кроме того, она нетехнологична. The use of a block copolymer of propylene with ethylene as the basis of the composition makes it possible to increase the operating temperature due to the higher melting point, however, its resistance to thermooxidative aging at elevated temperatures is insufficient, and it is also not technologically advanced.

Поставленная задача состояла в разработке электроизоляционной композиции, сочетающую высокую технологичность с улучшенной стойкостью к термоокислительному старению, в том числе при воздействии ионов меди. The task was to develop an insulating composition that combines high technology with improved resistance to thermo-oxidative aging, including when exposed to copper ions.

Технический результат достигается тем, что электроизоляционная композиция, содержащая блоксополимер пропилена с этиленом с содержанием этиленовых звеньев 8-15%, эфир 3,5-дитрет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита - Ирганокс 1010, бензолпропионовой кислоты, 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1- диметилэтил)-4-гидроксифенил] -1-оксопропил]гидразид - Ирганокс 1024, тиосинергист, дополнительно содержит три-(2,4-дитрет- бутилфенол)фосфит - Иргафос 168, стеарат кальция и глицерилмоностеарат, а в качестве тиосинергиста - дистеарилтиодипропионат или пропионовой кислоты, 3,3'-тиобис-, диоктадециловый эфир - Ирганокс PS 802 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Эфир 3,5-дитрет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита - Ирганокс 1010 - 0,13-0,53
Бензолпропионовой кислоты, 3,5 -бис(1,1-диметилэтил)-4- гидрокси-,2- [3-[3,5 -бис(1,1 -диметилэтил)-4-гидрокси фенил]- 1-оксопропил]гидразид - Ирганокс 1024 - 0,10-0,40
Дистеарилтиодипропионат или пропионовой кислоты, 3,3'-тиобис-, диоктадециловый эфир - Ирганокс PS 802 - 0,10-0,40
Три-(2,4-дитрет-бутилфенол)фосфит-Иргафос168 - 0,06-0,27
Стеарат кальция - 0,10-0,30
Глицерилмоностеарат - 0,01-0,20
Блоксополимер пропилена с этиленом с содержанием этиленовых звеньев 8-15% - Остальное
Предлагаемая композиция содержит известные компоненты.The technical result is achieved in that the electrical insulation composition containing a block copolymer of propylene with ethylene with an ethylene content of 8-15%, ether 3,5-ditret-butyl-4-hydroxyphenylpropionic acid and pentaerythritol - Irganox 1010, benzenepropionic acid, 3,5-bis (1,1-Dimethylethyl) -4-hydroxy-2- [3- [3,5-bis (1,1-dimethylethyl) -4-hydroxyphenyl] -1-oxopropyl] hydrazide - Irganox 1024, thiosynergist, additionally contains three - (2,4-Ditret-butylphenol) phosphite - Irgafos 168, calcium stearate and glyceryl monostearate, and as a thiosynergist - disteari thiodipropionate or propionic acid, 3,3'-thiobis, dioktadetsilovy ether - Irganox® PS 802 in the following ratio, wt.%:
Ether of 3,5-ditret-butyl-4-hydroxyphenylpropionic acid and pentaerythritol - Irganox 1010 - 0.13-0.53
Benzene propionic acid, 3,5-bis (1,1-dimethylethyl) -4-hydroxy-, 2- [3- [3,5-bis (1,1-dimethylethyl) -4-hydroxy phenyl] - 1-oxopropyl] hydrazide - Irganox 1024 - 0.10-0.40
Distearylthiodipropionate or propionic acid, 3,3'-thiobis-, dioctadecyl ether - Irganox PS 802 - 0.10-0.40
Tri- (2,4-ditret-butylphenol) phosphite-Irgafos168 - 0.06-0.27
Calcium Stearate - 0.10-0.30
Glyceryl monostearate - 0.01-0.20
Block copolymer of propylene with ethylene with an ethylene content of 8-15% - Else
The proposed composition contains known components.

Исследуемый блоксополимер получают сополимеризацией пропилена с этиленом. Оптимальное содержание в нем звеньев этилена - 10%. Снижение количества этих звеньев ниже 8% снижает морозостойкость композиции, а увеличение выше 15% приводит к снижению температуры размягчения изоляции и ее деформации в условиях эксплуатации. The investigated block copolymer is obtained by copolymerization of propylene with ethylene. The optimal content of ethylene units in it is 10%. A decrease in the number of these links below 8% reduces the frost resistance of the composition, and an increase above 15% leads to a decrease in the softening temperature of the insulation and its deformation under operating conditions.

Компоненты композиции могут быть введены в нее как на стадии первичной грануляции блоксополимера - порошка, так и в гранулированный блоксополимер на стадии смешения. Возможно и дробное введение компонентов на обеих стадиях изготовления композиции. Порядок введения компонентов определяется целевым назначением композиции и может варьироваться в определенных пределах. The components of the composition can be introduced into it both at the stage of primary granulation of the block copolymer - powder, and into the granular block copolymer at the mixing stage. It is also possible the fractional introduction of components at both stages of the manufacture of the composition. The order of introduction of the components is determined by the intended purpose of the composition and may vary within certain limits.

Композицию согласно изобретению можно перерабатывать на типовом оборудовании, используемом для этих целей в кабельном производстве. The composition according to the invention can be processed on typical equipment used for this purpose in cable production.

Приводимый ниже пример иллюстрирует, но не ограничивает изобретение. The following example illustrates but does not limit the invention.

Пример
Композиции для лабораторных испытаний изготавливают путем перемешивания компонентов при 180-190^oC в течение 10-15 мин.Example
Compositions for laboratory tests are made by mixing the components at 180-190 ^o C for 10-15 minutes

Из полученных композиций готовят стандартные образцы для испытаний. Состав композиций 1-7 приведен в табл. 1. Standard samples for testing are prepared from the obtained compositions. The composition of compositions 1-7 are shown in table. 1.

Композиции испытывают на стойкость к термоокислительному старению, действию меди по методике ТУ 2243-052-05766563-98 и к действию поверхностно-активной среды по методике ГОСТ 13518-68. Результаты испытаний приведены в табл.2. The compositions are tested for resistance to thermo-oxidative aging, the action of copper according to the method of TU 2243-052-05766563-98, and to the action of a surface-active medium according to the method of GOST 13518-68. The test results are shown in table.2.

Из результатов испытаний видно, что предлагаемая композиция обладает высокой стойкостью к термоокислительному старению, действию ионов меди и к действию поверхностно-активной среды и по этим показателям превосходит прототип. Дополнительно с помощью лабораторного экструдера оценивают технологичность композиций 1-6 в сравнении с прототипом. Поверхность экструдата композиций 1-6 была гладкой, блестящей, поверхность экструдата - матовая, слегка шероховатая. From the test results it is seen that the proposed composition is highly resistant to thermo-oxidative aging, the action of copper ions and to the action of a surface-active medium and surpasses the prototype in terms of these indicators. Additionally, using a laboratory extruder evaluate the manufacturability of compositions 1-6 in comparison with the prototype. The extrudate surface of compositions 1-6 was smooth, shiny, the extrudate surface was matte, slightly rough.

Предлагаемая композиция была использована для изготовления кабеля для погружных нефтенасосов. Эксплуатационные испытания показали высокую надежность кабеля. The proposed composition was used for the manufacture of cable for submersible oil pumps. Field tests have shown high cable reliability.

Claims

An electrical insulating composition containing a block copolymer of propylene with ethylene with an ethylene content of 8-15%, 3,5-ditret-butyl-4-hydroxyphenylpropionic acid ester and pentaerythritol - Irganox 1010, benzenepropionic acid, 3,5-bis (1,1-dimethylethyl ) -4-hydroxy-, 2- [3- [3,5-bis (1,1-dimethylethyl) -4-hydroxyphenyl] -1-oxopropyl] hydrazide - Irganox 1024, a thiosynergist, characterized in that it additionally contains three - (2,4-Ditret-butylphenol) phosphite - Irgafos 168, calcium stearate and glyceryl monostearate, and as thiosynergistadistearyl thiodipropionate il and propionic acid, 3,3'-thiobis-, dioctadecyl ether - Irganox PS 802 in the following ratio, wt.%:
Ether of 3,5-ditret-butyl-4-hydroxyphenylpropionic acid and pentaerythritol - Irganox 1010 - 0.13 - 0.53
Benzene propionic acid, 3,5-bis (1,1-dimethylethyl) -4-hydroxy-, 2- [3- [3,5-bis (1,1-dimethylethyl) -4-hydroxyphenyl] -1-oxopropyl] hydrazide - Irganox 1024 - 0.10 - 0.40
Distearylthiodipropionate or propionic acid, 3,3'-thiobis-, dioctadecyl ether - Irganox PS 802 - 0.10 - 0.40
Tri- (2,4-ditret-butylphenol) phosphite - Irgafos 168 - 0.06 - 0.27
Calcium Stearate - 0.10 - 0.30
Glyceryl monostearate - 0.01 - 0.20
Block copolymer of propylene with ethylene with an ethylene content of 8 - 15% - Else