RU2321090C1

RU2321090C1 - Reduced-inflammability pvc cable plasticate

Info

Publication number: RU2321090C1
Application number: RU2006142399/09A
Authority: RU
Inventors: Юрий Константинович Дмитриев (RU); Юрий Константинович Дмитриев; Федор Игнатьевич Афанасьев (RU); Федор Игнатьевич Афанасьев; Алексей Валерьевич Виноградов (RU); Алексей Валерьевич Виноградов; Николай Андреевич Андреев (RU); Николай Андреевич Андреев; Денис Леонидович Фомин (RU); Денис Леонидович Фомин; Райл Фаатовна Нафикова (RU); Райля Фаатовна Нафикова
Original assignee: Открытое акционерное общество "Каустик" (ОАО "Каустик")
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-03-27

Abstract

FIELD: electrical engineering; polymeric compositions based on reduced-inflammability plasticized polyvinyl chloride.

SUBSTANCE: proposed suspended polyvinyl chloride based polymeric composition designed for insulating internal and external sheaths of wires and cables has following ingredients, mass percent: suspended polyvinyl chloride, 100; ester plasticizer, 45-70; chlorinated wax and/or chlorinated alpha-olefins, 15-20; tribasic lead sulfate, 5-7; calcium stearate, 1-2; aluminum hydroxide or magnesium hydroxide, 45-60; antimony trioxide, 5-10; diphenyl propane, 0.1-0.5; 4.4'-isopropylidenediphenol epoxy resin, 23-4; carbon black, 0.5-2.0.

EFFECT: reduced inflammability, enhanced volume resistivity, thermal stability, and melt fluidity of composition.

2 cl, 1 tbl, 11 ex

Description

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.The invention relates to cable technology, namely to polymer compositions based on plasticized polyvinyl chloride (PVC) with reduced combustibility, smoke and hydrogen chloride during combustion, designed to insulate the inner and outer shells of wires and cables operating in conditions of increased fire hazard.

Провода и кабели часто становятся причиной загорания и распространения пламени. Поэтому к кабельным пластикатам предъявляются всегда высокие требования.Wires and cables often cause a fire and flame to spread. Therefore, cable plastic compounds are always subject to high demands.

Имеется большое количество публикаций в части снижения пожароопасности различных комбинаций на основе ПВХ. В состав ПВХ-пластиката пониженной горючести, как правило, входят антипирены для уменьшения горючести, дымоподавители, поглотители хлористого водорода для уменьшения выделения коррозионных активных летучих продуктов горения, пластификаторы, наполнители, стабилизаторы.There are a large number of publications on reducing the fire hazard of various combinations based on PVC. Low flammability PVC compounds typically include flame retardants to reduce flammability, smoke suppressors, hydrogen chloride absorbers to reduce the release of corrosive active volatile combustion products, plasticizers, fillers, stabilizers.

Известна полимерная композиция на основе суспензионного поливинилхлорида, характеризующаяся меньшей горючестью, пониженным выделением дыма и хлористого водорода при горении, содержащая, мас.ч.:Known polymer composition based on suspension polyvinyl chloride, characterized by lower combustibility, reduced smoke and hydrogen chloride during combustion, containing, by weight:

Суспензионный поливинилхлоридSuspension Polyvinyl Chloride 100one hundred Сложноэфирный пластификаторEster plasticizer 40-8040-80 Свинцовый стабилизаторLead stabilizer 3-73-7 Карбонат кальцияCalcium carbonate 30-50030-500 Тригидрат окиси алюминияAlumina trihydrate 10-10010-100 Трехокись сурьмыAntimony trioxide 4-7,54-7.5 Борная кислотаBoric acid 0,4-0,60.4-0.6 ИонолIonol 0,1-0,60.1-0.6 ДифенилолпропанDiphenylolpropane 0,1-0,60.1-0.6

(патент РФ №2195729, кл.08 L 27/06, 2002).(RF patent No. 2195729, class 08 L 27/06, 2002).

Недостатками данной композиции являются низкие технологические свойства, а именно текучесть расплава и термостабильность.The disadvantages of this composition are low technological properties, namely the fluidity of the melt and thermal stability.

Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому техническому решению является огнестойкая полимерная композиция на основе суспензионного поливинилхлорида, содержащая, мас.ч.:The closest in combination of features to the proposed technical solution is a flame retardant polymer composition based on suspension polyvinyl chloride, containing, by weight:

Суспензионный поливинилхлоридSuspension Polyvinyl Chloride 100one hundred Сложноэфирный пластификаторEster plasticizer 45-5245-52 Свинцовый стабилизаторLead stabilizer 4-64-6 Гидрат окиси алюминияAlumina hydrate 10-3010-30 Трехокись сурьмыAntimony trioxide 4-94-9 АэросилAerosil 3-53-5 Эпоксидная диановая смолаEpoxy Dianova Resin 2-42-4

(патент РФ №2034874, С08L 27/06, 1995).(RF patent No. 2034874, C08L 27/06, 1995).

Недостатками данной композиции являются низкие показатели термостабильности и текучести расплава, недостаточная огнестойкость, а также повышенная слипаемость гранул.The disadvantages of this composition are low thermostability and fluidity of the melt, insufficient fire resistance, as well as increased adhesion of the granules.

Переработка композиции на современных высокоскоростных экструдерах создает в расплаве полимера значительные сдвиговые усилия, для уменьшения которых необходимо повышение текучести расплава полимера для предотвращения перегрева его в экструдерах.Processing the composition on modern high-speed extruders creates significant shear forces in the polymer melt, to reduce which it is necessary to increase the fluidity of the polymer melt to prevent it from overheating in the extruders.

Задачей изобретения является создание полимерной композиции пониженной горючести на основе суспензионного поливинилхлорида с высоким удельным объемным сопротивлением, высокими технологическими свойствами, термостабильностью, текучестью расплава, пониженной слипаемостью гранул, отсутствием пор и агломератов наполнителя.The objective of the invention is the creation of a polymer composition of low combustibility based on suspension polyvinyl chloride with high specific volume resistance, high technological properties, thermal stability, melt flow, reduced adhesion of the granules, the absence of pores and agglomerates of the filler.

Поставленная задача решается тем, что полимерная композиция пониженной горючести, включающая суспензионный поливинилхлорид, диоктифталат, диоктилсебацинат, трехосновный сульфат свинца, трехокись сурьмы, антипирен, эпоксидную диановую смолу, дополнительно содержит вторичный пластификатор - хлорированный парафин и/или хлорированные α-олефины, стеарат кальция, дифенилолпропан, сажу, а в качестве антипирена - тонкодисперсные гидроксид алюминия или гидроксид магния со средним размером частиц не более 5 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:The problem is solved in that the low flammability polymer composition, including suspension polyvinyl chloride, dioctyl phthalate, dioctyl sebacinate, tribasic lead sulfate, antimony trioxide, flame retardant, epoxy dianova resin, additionally contains a secondary plasticizer - chlorinated paraffin and / or x-chlorine paraffin and / or diphenylolpropane, carbon black, and as a flame retardant - finely divided aluminum hydroxide or magnesium hydroxide with an average particle size of not more than 5 microns, in the following ratio Nentov, parts by weight:

Суспензионный поливинилхлоридSuspension Polyvinyl Chloride 100one hundred Сложноэфирный пластификаторEster plasticizer 45-7045-70 Хлорированный парафин и/илиChlorinated paraffin and / or хлорированные α-олефиныchlorinated α-olefins 15-2015-20 Трехосновный сульфат свинцаTribasic Lead Sulfate 5-75-7 Стеарат кальцияCalcium stearate 1-21-2 Гидроксид алюминия или гидроксид магнияAluminum hydroxide or magnesium hydroxide 45-6045-60 Трехокись сурьмыAntimony trioxide 5-105-10 ДифенилолпропанDiphenylolpropane 0,1-0,50.1-0.5 Эпоксидная диановая смолаEpoxy Dianova Resin 2-42-4 СажаSoot 0,5-2,00.5-2.0

Хлорированные альфа-олефины получают хлорированием отходов производства олигомеризации этилена альфа-олефинов фракции С₁₄-С₃₂ в присутствии инициатора дицетилпероксидикарбоната (лиладокс), взятого в количестве 0,1-0,3 мас.% от массы альфа-олефинов при температуре 35-70°С и скорости подачи хлора 0,1-0,3 г/мин до степени хлорирования 24-53,7 мас.%.Chlorinated alpha olefins are obtained by chlorination of waste products from the oligomerization of ethylene alpha olefins of fraction C ₁₄ -C ₃₂ in the presence of a dicetyl peroxydicarbonate initiator (liladox) taken in an amount of 0.1-0.3 wt.% By weight of alpha olefins at a temperature of 35-70 ° C and a chlorine feed rate of 0.1-0.3 g / min to a degree of chlorination of 24-53.7 wt.%.

В заявляемой полимерной композиции используют тонкодисперсные гидрат окиси алюминия (ТУ 6-47-107-88) или гидроксид магния (содержание гидроксида магния 95%) средний размер частиц не более 5 мкм - страна производитель: Европейское сообщество.In the inventive polymer composition, finely divided alumina hydrate (TU 6-47-107-88) or magnesium hydroxide (magnesium hydroxide content 95%) is used; average particle size not more than 5 microns - country of origin: European Community.

В качестве сложноэфирного пластификатора в композиции используют диоктилфталат (ДОФ), диалкилфталат (ДАФ), диоктилсебацинат (ДОС) по ГОСТ 8728-88 или смеси вышеуказанных пластификаторов.Dioctyl phthalate (DOP), dialkyl phthalate (DAP), dioctyl sebacinate (DOS) according to GOST 8728-88 or a mixture of the above plasticizers are used as an ester plasticizer in the composition.

Использование в рецептуре негорючего кабельного пластиката мелкодисперсных гидроксида алюминия или гидроксида магния, трехокиси сурьмы, хлорпарафинов ХП-470 и/или хлорированных α-олефинов, полученных из отходов производства олигомеризации этилена в сочетании со стабилизаторами: трехосновным сульфатом свинца, стеаратом кальция, эпоксидной диановой смолой, дифенилолпропаном, придает композиции повышенную огнестойкость, термостабильность, текучесть расплава, обеспечивает отсутствие пор и агломератов, предотвращает слипание гранул, создает глянцевую поверхность.The use of finely dispersed aluminum hydroxide or magnesium hydroxide, antimony trioxide, chlorine paraffins ХП-470 and / or chlorinated α-olefins obtained from ethylene oligomerization wastes in combination with stabilizers: tribasic lead sulfate, calcium stearate, epoxy dianol diphenylolpropane, gives the composition increased fire resistance, thermal stability, melt flow, ensures the absence of pores and agglomerates, prevents the adhesion of granules, with creates a glossy surface.

Кроме того, появляется возможность удешевления композиции за счет использования вторичных пластификаторов-хлорпарафинов ХП-470, хлорированных альфа-олефинов, полученных из отходов олигомеризации этилена.In addition, it becomes possible to reduce the cost of the composition by using secondary plasticizers-chloroparaffins KP-470, chlorinated alpha olefins obtained from ethylene oligomerization wastes.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. В смеситель, нагретый до 90°С, загружают все сыпучие компоненты, мас.ч.: суспензионный поливинилхлорид 100, трехосновный сульфат свинца 6, стеарат кальция 1,5, гидроксид алюминия 49,5, трехокись сурьмы 9,5, дифенилолпропан 0,4, сажа 1, перемешивают в течение 3-5 мин, вводят ДОФ 20, ДОС 30,5, ХП-470 20, эпоксидную диановую смолу 3, перемешивают еще 25 мин. Полученную порошкообразную смесь охлаждают до комнатной температуры и вальцуют при температуре 155-165°С в течение 4-10 мин.Example 1. In the mixer, heated to 90 ° C, load all bulk components, parts by weight: suspension polyvinyl chloride 100, tribasic lead sulfate 6, calcium stearate 1.5, aluminum hydroxide 49.5, antimony trioxide 9.5, diphenylol propane 0.4, carbon black 1, stirred for 3-5 minutes, DOP 20, DOS 30.5, CP-470 20, epoxy diane resin 3 were added, mixed for another 25 minutes. The resulting powdery mixture is cooled to room temperature and rolled at a temperature of 155-165 ° C for 4-10 minutes.

Горючесть по КИ определяют по ГОСТ 21793, удельное объемное электрическое сопротивление при 20°С определяют по ГОСТ 64332, температуру хрупкости определяют по ГОСТ 16783, текучесть расплава определяют по ГОСТ 11645-73.Flammability according to KI is determined according to GOST 21793, specific volume electric resistance at 20 ° С is determined according to GOST 64332, brittleness temperature is determined according to GOST 16783, melt flow is determined according to GOST 11645-73.

Состав и свойства композиции приведены в таблице.The composition and properties of the composition are shown in the table.

Примеры 2-11 композиции готовят и испытывают аналогично примеру 1.Examples 2-11, the compositions are prepared and tested analogously to example 1.

Предлагаемая поливинилхлоридная композиция имеет сравнительно низкую горючесть, высокие технологические свойства: термостабильность, текучесть расплава, также обладает морозостойкостью, не имеет слипшихся гранул, пор и агломератов, создает глянцевую поверхность изделий.The proposed polyvinyl chloride composition has a relatively low combustibility, high technological properties: thermal stability, melt flow, also has frost resistance, does not have adhered granules, pores and agglomerates, creates a glossy surface of products.

Claims

1. The polymer composition is reduced flammability, including suspension polyvinyl chloride, an ester plasticizer, tribasic lead sulfate, antimony trioxide, a flame retardant, an epoxy diane resin, characterized in that the composition further comprises a secondary plasticizer - chlorine paraffin XP-470 and / or chlorinated α-olef calcium, diphenylol propane, carbon black, aluminum hydroxide or magnesium hydroxide with an average particle size of not more than 5 microns in the following ratio of components, parts by weight:

Suspension Polyvinyl Chloride one hundred Ester plasticizer 45-70 Chlorinated paraffin and / or chlorinated α-olefins 15-20 Tribasic Lead Sulfate 5-7 Calcium stearate 1-2 Aluminum hydroxide or magnesium hydroxide 45-60 Antimony trioxide 5-10 Diphenylolpropane 0.1-0.5 Epoxy Dianova Resin 2-4 Soot 0.5-2.0

2. The polymer composition according to claim 1, characterized in that the chlorinated α-olefins are obtained by chlorination of waste products from the oligomerization of ethylene alpha-olefins of fraction C ₁₄ -C ₃₂ in the presence of a dicetyl peroxydicarbonate initiator (liladox) taken in an amount of 0.1-0.3 wt.% from the mass of α-olefins at a temperature of 35-70 ° C and a chlorine feed rate of 0.1-0.3 g / min to a degree of chlorination of 24-53.7 wt.%.