RU2811595C1 - Огнестойкая полимерная композиция - Google Patents
Огнестойкая полимерная композиция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2811595C1 RU2811595C1 RU2022109567A RU2022109567A RU2811595C1 RU 2811595 C1 RU2811595 C1 RU 2811595C1 RU 2022109567 A RU2022109567 A RU 2022109567A RU 2022109567 A RU2022109567 A RU 2022109567A RU 2811595 C1 RU2811595 C1 RU 2811595C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymer composition
- fire
- component
- total weight
- composition according
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 176
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 145
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 title claims abstract description 37
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 38
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 36
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 34
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical group C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims abstract description 27
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 30
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 17
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 15
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 14
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 10
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims description 10
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 claims description 8
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 7
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 7
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 claims description 7
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N n-Octanol Natural products CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 5
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 claims description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 4
- 125000004836 hexamethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 claims description 4
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012963 UV stabilizer Substances 0.000 claims description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 2
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 claims description 2
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 235000012254 magnesium hydroxide Nutrition 0.000 description 26
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 18
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 13
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 4
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 4
- 101100344720 Caenorhabditis elegans mdh-1 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000005004 MAS NMR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 229910052599 brucite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- JXSJBGJIGXNWCI-UHFFFAOYSA-N diethyl 2-[(dimethoxyphosphorothioyl)thio]succinate Chemical compound CCOC(=O)CC(SP(=S)(OC)OC)C(=O)OCC JXSJBGJIGXNWCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 3
- XDOFQFKRPWOURC-UHFFFAOYSA-N 16-methylheptadecanoic acid Chemical compound CC(C)CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O XDOFQFKRPWOURC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003314 Elvaloy® Polymers 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000005250 alkyl acrylate group Chemical group 0.000 description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 229910001376 inorganic hypophosphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 2
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 2
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 125000004469 siloxy group Chemical group [SiH3]O* 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 2
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004114 Ammonium polyphosphate Substances 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 1
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 1
- 229910019440 Mg(OH) Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N O.O.O.[Al] Chemical compound O.O.O.[Al] MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000015076 Shorea robusta Nutrition 0.000 description 1
- 244000166071 Shorea robusta Species 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical group CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical group 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical group 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000746 allylic group Chemical group 0.000 description 1
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- RREGISFBPQOLTM-UHFFFAOYSA-N alumane;trihydrate Chemical compound O.O.O.[AlH3] RREGISFBPQOLTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SXQXMCWCWVCFPC-UHFFFAOYSA-N aluminum;potassium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Al+3].[K+].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O SXQXMCWCWVCFPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 235000019826 ammonium polyphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229920001276 ammonium polyphosphate Polymers 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 150000001540 azides Chemical class 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QYMGIIIPAFAFRX-UHFFFAOYSA-N butyl prop-2-enoate;ethene Chemical compound C=C.CCCCOC(=O)C=C QYMGIIIPAFAFRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- CXUJOBCFZQGUGO-UHFFFAOYSA-F calcium trimagnesium tetracarbonate Chemical compound [Mg++].[Mg++].[Mg++].[Ca++].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O CXUJOBCFZQGUGO-UHFFFAOYSA-F 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 229910001919 chlorite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052619 chlorite group Inorganic materials 0.000 description 1
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical compound OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 229920006245 ethylene-butyl acrylate Polymers 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002366 halogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910000515 huntite Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002734 metacrylic acid derivatives Chemical group 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XIVNZHXRIPJOIZ-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid;zinc Chemical compound [Zn].CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O XIVNZHXRIPJOIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 229940049964 oleate Drugs 0.000 description 1
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N oxoantimony Chemical compound [Sb]=O VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002530 phenolic antioxidant Substances 0.000 description 1
- 239000010695 polyglycol Substances 0.000 description 1
- 229920000151 polyglycol Polymers 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920005606 polypropylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004671 saturated fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000005029 sieve analysis Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 125000004354 sulfur functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 1
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLCLHFYFMCKBRP-UHFFFAOYSA-N tricalcium;diborate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] VLCLHFYFMCKBRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N trizinc;diborate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021122 unsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000004670 unsaturated fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к огнестойкой полимерной композиции и может быть использовано в качестве огнестойкого слоя провода или кабеля. Огнестойкая полимерная композиция содержит следующие компоненты: А) от 7,5 до 40,5 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции сополимера, содержащего звенья этилена и звенья, выбранные из группы, состоящей из метилакрилата, метилметакрилата и их смесей; B) от 1,0 до 5,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции полиэтилена, содержащего звенья, происходящие из ангидрида малеиновой кислоты; C) от 1,0 до 4 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции силиконовой жидкости и/или силиконовой смолы, выбранной из группы, состоящей из полидиметилсилоксана и силоксанов, содержащих алкокси или алкильные функциональные группы, и их смесей; D) от 55,0 до 67,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции гидроксида магния, и при этом компонент В) получен путем сополимеризации полиэтилена с ангидридом малеиновой кислоты и/или прививки полиэтилена ангидридом малеиновой кислоты. Также изобретение относится к проводу или кабелю, содержащих по меньшей мере один слой из огнестойкой полимерной композиции и к применению огнестойкой полимерной композиции, в качестве огнестойкого слоя провода или кабеля. Технический результат заключается в создании огнестойкой полимерной композиции, обладающей превосходными огнестойкими свойствами и хорошими механическими свойствами, и легко поддающаяся обработке и обеспечивающая высокую производительность экструдера. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 2 табл., 12 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к огнестойкой полимерной композиции и к применению указанной полимерной композиции в качестве огнестойкого слоя провода или кабеля. Дополнительно, настоящее изобретение относится к проводу или кабелю, содержащему по меньшей мере один слой, содержащий полимерную композицию по настоящему изобретению.
Требования к огнестойкости кабелей, применяемых в зданиях, возросли, например, после введения "Директивы о строительных изделиях" (CPR) в Европейском Союзе. В EN50575 определены европейские классы для кабелей, и в настоящее время каждая страна решает, какой класс кабеля следует применять для конкретного здания. Интерес представляют следующие классы кабелей: E, D, C и B2. Для соответствия классу E, кабель должен выдерживать горелку мощностью 1 кВт в течение 1 минуты в вертикальном положении (EN60332-1). Такие кабели обычно применяют в частных домах (бытовых постройках). Для классов D, C и B2 всю кабельную лестницу тестируют в ходе так называемого испытания пучка кабелей (EN50399). Для кабелей, обычно применяемых в общественных зданиях, кабели должны соответствовать классу D или C. Класс B2 с самыми высокими требованиями применяют для самых серьезных установок в отношении пожарной безопасности, например, в тоннелях, аэропортах, метро и т. д.
Огнестойкая полимерная композиция для применения в проводах и кабелях уже известна из предшествующего уровня техники.
WO 2007/049090 A1 относится к кабелям, в частности, для низковольтного распределения электроэнергии или для телекоммуникаций и к применяемым в них огнестойким композициям.
EP 0530940 A1 относится к огнестойкой смоляной композиции для электроизоляции и оболочки проводов и кабелей, обладающей повышенной маслостойкостью и превосходными технологическими характеристиками, включающей (а) 100 м.д. полиолефинового полимера, (b) от 50 до 200 м.д. гидроксида металла или гидратированной соли металла, (c) от 3 до 20 м.д. полимера или олигомера на основе полиолефина, привитого или сополимеризованного с винилсодержащими частицами, где полимер на основе полиолефина (c) отличается от полимера на основе полиолефина (a), и (d) от 1 до 10 м.д. силиконового соединения.
EP 2275477 A1 относится к огнестойкой полимерной композиции, содержащей (A) сополимер этилена, содержащий звенья алкилакрилатного сомономера, (B) непокрытый гидроксид алюминия в качестве неорганического наполнителя и (C) сополимер этилена, содержащий звенья малеинового ангидрида в количестве от 0,6 до 5 мас.%, изделию, содержащему такую композицию, применению такой композиции для получения слоя в проводе или кабеле и применению сополимера этилена, содержащего звенья малеинового ангидрида, для получения провода или кабеля, удовлетворяющего требованиям класса D теста FIPEC в соответствии с EN 50399:2007.
EP 2072572 A1 относится к огнестойкой полимерной композиции, содержащей (A) сополимер этилена, содержащий звенья алкилакрилатного сомономера, (B) покрытый гидроксид алюминия в качестве наполнителя, (C) нанонаполнитель для изделия, в частности провода или кабеля, содержащего указанную огнестойкую полимерную композицию, и к применению указанной композиции для получения слоя провода или кабеля.
EP 2532707 A1 относится к огнестойкой полимерной композиции, содержащей сополимер этилена, содержащий полярные группы, выбранные из группы, состоящей из акриловых кислот, метакриловых кислот, акрилатов, метакрилатов, ацетатов и винилацетатов; сополимер этилена, полученный на катализаторе с одним центром, имеющий плотность от 0,860 до 0,910 г/см3; не содержащий галогенов минеральный наполнитель, содержащий хунтит и/или гидромагнезит и модифицированный малеиновым ангидридом гомо- или сополимер этилена (D). Также раскрыты провод или кабель, содержащие указанную огнестойкую полимерную композицию, применение указанной композиции для получения слоя, предпочтительно слоя оболочки провода или кабеля.
WO 99/05688 A1 относится к кабелю, в частности, для низковольтного распределения электроэнергии или для телекоммуникаций, содержащему проводник и огнестойкое покрытие, не содержащее галогены, где в качестве огнестойкого наполнителя применяют природный гидроксид магния. Такое покрытие включает (а) кристаллический гомополимер или сополимер пропилена, (b) сополимер этилена по меньшей мере с одним альфа-олефином, имеющим от 3 до 12 атомов углерода, и, необязательно, с диеном, где указанный сополимер (b) характеризуется индексом распределения композиции, определяемым как массовый процент молекул сополимера, имеющих содержание альфа-олефинов в пределах 50% от среднего общего молярного содержания альфа-олефинов, более 45%, и (c) природный гидроксид магния.
WO 2014/121804 A1 относится к не содержащим галогены термопластичным или сшитым полимерным композициям, содержащим полиолефин и/или полиолефин, содержащий полярные сомономеры, и комбинацию гидроксидов металлов и неорганического гипофосфита в качестве синергического и, необязательно, другие ингредиенты. Формованные изделия, полученные с применением полимерной композиции в соответствии с настоящим изобретением, можно применять в широком диапазоне применений для литья под давлением и экструзии, особенно в кабелях.
WO 01/12708 A1 относится к композиции с улучшенной устойчивостью к воспламенению. Композиции интерполимеров содержат: (А) от 5 до 90 мас.% по меньшей мере одного по существу случайного интерполимера, полученного полимеризацией этилена и/или одного или более альфа-олефиновых мономеров с одним или более виниловыми или винилиденовыми ароматическими мономерами и, необязательно, с другим полимеризуемым(и) этиленненасыщенным(и) мономером(ами); (В) от 10 до 94,9 мас.% по меньшей мере одного наполнителя, выбранного из полифосфата аммония, гидроксида магния, гидроксида кальция и тригидрата алюминия; и (С) один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из (1) от 5 до 50 мас.% по меньшей мере одного наполнителя, выбранного из талька, карбоната кальция, стекловолокна, мраморной пыли, цементной пыли, глины, полевого шпата, диоксида кремния или стекла, пирогенного диоксида кремния, силикатов, оксида алюминия, оксида магния, оксида сурьмы, оксида цинка, сульфата бария, силиката алюминия, силиката кальция, оксидов титана, стеклянных микросфер, слюды, глины, волластонита и мела, (2) от 0,5 до 20 мас.% по меньшей мере одного бората металла, выбранного из боратов металлов группы IIA, и, необязательно, от 0,5 до 10 мас.% по меньшей мере одной технологической добавки, выбранной из группы, состоящей из полидиметилсилоксана, органополисилоксанов, винной кислоты, стеариновой кислоты, цинка стеариновокислого, восков и полиолефинов с высокой текучестью расплава, (3) от 0,1 до 15 мас.% по меньшей мере одного инициатора или по меньшей мере одного связующего агента, выбранного из группы, состоящей из органических пероксидов, силанов, титанатов, цирконатов, многофункциональных виниловых соединений и органических азидов, (4) от 0,1 до 20 мас.% по меньшей мере одного стабилизатора на основе стерически затрудненного амина, где количества (А), (В) и (С) основаны на общей массе (А), (В) и (С).
WO 2005/023924 A1 относится к огнестойкой композиции, содержащей (а) первый полимер этилена, (b) второй полимер этилена, имеющий плотность менее 0,95 г/см3 и модифицированный ангидридом ненасыщенной алифатической двухосновной кислоты, c) антипирен, и (d) полисилоксан со сверхвысокой молекулярной массой. Изобретение также включает покрытие, полученное из огнестойкой композиции, а также конструкцию из проводов и кабелей, выполненную путем нанесения покрытия на провод или кабель.
Известные из предшествующего уровня техники полимерные композиции для получения проводов и кабелей не обладают превосходными огнестойкими свойствами и одновременно хорошими механическими свойствами. Кроме того, многие известные огнестойкие полимерные композиции основаны на соединениях галогенов в качестве антипиренов или синергистов, что является критическим с точки зрения защиты окружающей среды. Кроме того, огнестойкие полимерные композиции, известные из предшествующего уровня техники, нелегко обрабатывать, а для композиций, содержащих тригидроксид алюминия в качестве антипирена, производительность экструдера ограничена.
Исходя из этого, целью настоящего изобретения является преодоление указанных недостатков и создание огнестойких полимерных композиций, обладающих не только превосходными огнестойкими свойствами, но и демонстрирующими, кроме того, хорошие механические свойства. Кроме того, целью настоящего изобретения является создание огнестойких композиций на основе соединений, не содержащих галогенов. Другой целью настоящего изобретения является создание огнестойких полимерных композиций, легко поддающихся обработке и обеспечивающих высокую производительность экструдера.
Указанные задачи решены с помощью огнестойкой полимерной композиции по п. 1, содержащей по меньшей мере следующие компоненты:
А) от 2,0 до 49,8 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции сополимера, содержащего звенья этилена и звенья, выбранные из группы, состоящей из метилакрилата, метилметакрилата и их смесей,
B) от 0,1 до 6,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции полиэтилена и/или полипропилена, содержащего звенья, происходящие из ангидрида малеиновой кислоты,
C) от 0,1 до 5,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции силиконовой жидкости и/или силиконовой смолы,
D) от 50,0 до 70,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции гидроксида магния, и
Е) от 0 до 17,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции сополимера этилена и сомономера альфа-олефина С4-С10, имеющего плотность от 860 кг/м3 до 965 кг/м3, определенную в соответствии с ISO 1183,
где массовые содержания компонентов А) – Е) составляют в сумме 100 мас.%.
Предпочтительные варианты осуществления полимерной композиции по настоящему изобретению указаны в зависимых пунктах со 2 по 12 формулы изобретения.
Пункт 13 относится к проводу или кабелю, содержащему полимерную композицию, содержащей полимерную композицию по настоящему изобретению, а пункт 14 относится к предпочтительному варианту осуществления указанного провода или кабеля.
Настоящее изобретение дополнительно относится в соответствии с пунктом 15 формулы изобретения к применению полимерной композиции, описанной в пунктах с 1 по 12 формулы изобретения, в качестве огнестойкого слоя провода или кабеля.
Определения
Указания количества
Полимерные композиции по настоящему изобретению содержат компоненты А) – D) и необязательно компонент Е) и/или добавки. При этом требуется, чтобы компоненты А) – D) и, если присутствует, компонент E) и/или добавки составляли в сумме 100 мас.%. Это означает, например, что в случае присутствия только компонентов А) – D) сумма таких компонентов составляет 100 мас.%, и в случае присутствия компонентов А) – Е) сумма составляет 100 мас.%. Фиксированные диапазоны количеств отдельных компонентов А) – D) и необязательного компонента E) и/или добавок следует понимать как произвольно выбранное количество для каждого из отдельных компонентов в пределах указанных диапазонов, при выполнении строгого условия, что сумма всех компонентов А) – D) и, необязательно, компонента E) и/или добавок составляет 100 мас.%.
В настоящей заявке размер частиц фракции материала в виде частиц описывается распределением ее частиц по размерам. Величина d представляет собой диаметр, по отношению к которому x мас.% частиц имеют диаметры менее dx. Таким образом, значение d50 представляет собой "медианный размер частиц", при котором 50 мас.% всех частиц меньше, чем указанный размер частиц.
Материалы гидроксида магния, применяемые в качестве компонента D) по настоящему изобретению, могут содержать примеси, подобные оксиду кальция, диоксиду кремния и оксиду железа. Предпочтительно, чтобы компонент D) содержал от 80 до 98 мас.% гидроксида магния, предпочтительно более 85 мас.% гидроксида магния, более предпочтительно более 90 мас.% гидроксида магния и еще более предпочтительно более 95 мас.% гидроксида магния. Количество и природа примесей могут варьироваться в зависимости от источника исходного минерала.
В контексте настоящего описания и формулы изобретения термин "содержащий" не исключает другие неуказанные элементы, имеющие большое или второстепенное функциональное значение. В контексте настоящего документа термин "состоящий из" считается предпочтительным выражением. Если в настоящем документе определено, что группа включает по меньшей мере определенное количество вариантов осуществления, это также следует понимать, что группа предпочтительно состоит только из указанных вариантов осуществления.
В контексте настоящего документа термины "включающий" или "имеющий" эквивалентны термину "содержащий", как определено выше.
В контексте настоящего документа формы единственного числа слов включают в себя соответствующие им формы множественного числа, если контекст явно не подразумевает иное.
Компонент А)
Полимерная композиция по настоящему изобретению содержит в качестве компонента А) от 2,0 до 49,8 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции сополимера, содержащего звенья этилена и звенья, выбранные из группы, состоящей из метилакрилата, метилметакрилата и их смеси. Предпочтительные варианты компонента А) раскрыты ниже.
В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения содержание компонента А) в полимерной композиции составляет от 7,5 до 40,5 мас.%, предпочтительно от 15,5 до 32 мас.% и более предпочтительно от 19,8 до 26,7 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент А) представляет собой сополимер, содержащий и предпочтительно состоящий из звеньев этилена и звеньев метилакрилата, предпочтительно содержание звеньев метилакрилата составляет от 10 до 35 мас.% и предпочтительно от 20 до 30 мас.% в расчете на общую массу компонента А).
Еще в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент А) имеет плотность, определенную в соответствии с ISO 1183, от 920 до 960 кг/м3 и предпочтительно от 935 до 950 кг/м3.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент А) имеет значение MFR2, определенное в соответствии с ISO 1133, от 0,1 до 10 г/10 мин, предпочтительно от 0,1 до 5 г/10 мин и предпочтительно от 0,2 до 0,7 г/10 мин.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент А) содержит звенья с гидролизуемыми силановыми группами, где звенья с гидролизуемыми силановыми группами предпочтительно представлены формулой (I):
R1SiR2 qY3-q (I),
где R1 предпочтительно представляет собой этиленненасыщенную гидрокарбильную, гидрокарбилокси- или (мет)акрилоксигидрокарбильную группу, каждый R2 предпочтительно независимо представляет собой алифатическую насыщенную гидрокарбильную группу, Y, который может быть одинаковым или различным, предпочтительно представляет собой гидролизуемую органическую группу, и q равно 0, 1 или 2. Содержание сомономерных звеньев, содержащих сшиваемую силановую группу, предпочтительно составляет от 0,2 до 4 мас.% в расчете на общую массу компонента А).
Подходящие компоненты, которые можно применять в качестве компонента А) по настоящему изобретению, коммерчески доступны, например, от DuPont (США) под наименованием Elvaloy® AC 1125.
Компонент B)
Полимерная композиция по настоящему изобретению содержит в качестве компонента В) от 0,1 до 6,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции полиэтилена и/или полипропилена, содержащего звенья, происходящие из ангидрида малеиновой кислоты. Предпочтительные варианты компонента В) раскрыты ниже.
В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения содержание компонента В) в полимерной композиции составляет от 1,0 до 5,0 мас.%, предпочтительно от 2,0 до 4,5 мас.% и более предпочтительно от 3,9 до 4,1 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент В) получают путем сополимеризации полиэтилена с ангидридом малеиновой кислоты и/или прививки полиэтилена ангидридом малеиновой кислоты, где предпочтителен привитой линейный полиэтилен низкой плотности, более предпочтительно содержание ангидрида малеиновой кислоты составляет от 0,3 до 2,0 мас.%.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент В) имеет плотность, определенную в соответствии с ISO 1183, от 910 до 950 кг/м3 и предпочтительно от 920 до 940 кг/м3.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент B) имеет значение MFR2, определенное в соответствии с ISO 1133, от 0,5 до 5 г/10 мин и предпочтительно от 1,5 до 2,5 г/10 мин.
Подходящий полиэтилен и/или полипропилен, содержащий звенья, происходящие из ангидрида малеиновой кислоты, которые можно применять в качестве компонента В) по настоящему изобретению, коммерчески доступны, например, от HDC Hyundai EP Co., Ltd. под наименованием Polyglue® GE300C.
Компонент С)
Полимерная композиция по настоящему изобретению содержит в качестве компонента С) от 0,1 до 5,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции силиконовой жидкости и/или силиконовой смолы. Предпочтительные варианты компонента C) раскрыты ниже.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения содержание компонента С) в полимерной композиции составляет от 0,5 до 4,5 мас.%, предпочтительно от 1,0 до 4 мас.% и более предпочтительно от 1,4 до 3,1 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент С) представляет собой силиконовую жидкость или силиконовую смолу, выбранную из группы, состоящей из полисилоксана, предпочтительно полидиметилсилоксана, и силоксанов, содержащих алкокси или алкильные функциональные группы, и их смесей, предпочтительно компонент С) представляет собой органомодифицированный силоксан.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент С) представляет собой органополисилоксановый полимер, содержащий химически объединенные силоксизвенья. Силоксизвенья предпочтительно выбраны из группы, состоящей из звеньев R3SiO0,5, R2SiO, R1SiO1,5, R1R2SiO0,5, RR1SiO, R1 2SiO, RSiO1,5 и SiO2 и их смесей, где каждый R независимо представляет собой насыщенный или ненасыщенный одновалентный углеводородный заместитель, и каждый R1 представляет собой заместитель, такой как R, или заместитель, выбранный из группы, состоящей из атома водорода, гидроксильной, алкоксильной, арильной, винильной или аллильной групп.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент С) представляет собой органополисилоксан, имеющий вязкость приблизительно от 600 до 300·106 сантипуаз при 25 °С. Подходящий органополисилоксан представляет собой полидиметилсилоксан, имеющий вязкость приблизительно 20·106 сП при 25 °С.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент С) содержит до 50 мас.% наполнителей на основе пирогенного диоксида кремния того типа, который обычно применяют для придания жесткости силиконовым каучукам.
Подходящие силиконовые жидкости и/или силиконовые смолы, которые можно применять в качестве компонента C), коммерчески доступны, например, от Evonik Nutrition & Care GmbH (Германия) под наименованием Tegomer® 6264, от DuPont под наименованием DOW CORNINGTM AMB-12235 MASTERBATCH или от Borealis AG (Австрия) под наименованием FR4897.
Компонент D)
Полимерная композиция по настоящему изобретению содержит в качестве компонента D) от 50,0 до 70,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции гидроксида магния. Предпочтительные варианты компонента D) раскрыты ниже.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения содержание компонента D) в полимерной композиции составляет от 55,0 до 67,0 мас.%, предпочтительно от 60,0 до 66,0 мас.%, и более предпочтительно от 62,0 до 64,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент D) представляет собой измельченный или осажденный гидроксид магния и более предпочтительно представляет собой измельченный гидроксид магния.
Осажденный гидроксид магния, как правило, дороже измельченного гидроксида магния, но осажденные виды гидроксида магния по-прежнему преобладают, поскольку из-за меньшего размера частиц и более однородного распределения частиц по размерам они не ухудшают механические свойства полимерной матрицы. Специфическое сочетание технических признаков по п. 1 формулы позволяет применять также измельченные виды магния для достижения хороших механических свойств.
В соответствии с настоящим изобретением "измельченный гидроксид магния" представляет собой гидроксид магния, полученный путем измельчения минералов на основе гидроксида магния, таких как брусит и т.п. Брусит встречается в чистом виде или, чаще, в сочетании с другими минералами, такими как кальцит, арагонит, тальк или магнезит, часто в расслоенном виде между силикатными отложениями, например, в серпентиновом асбесте, в хлорите или в сланцах.
Минерал, содержащий гидроксид магния, может быть измельчен следующим способом. Предпочтительно минерал, полученный из месторождения, сначала дробят, а затем измельчают, предпочтительно неоднократно, причем за каждой стадией дробления/измельчения следует стадия просеивания. Измельчение можно проводить во влажных или сухих условиях, например, с помощью шаровой мельницы, необязательно в присутствии вспомогательных веществ, например, полигликолей и т.п.
Подходящие измельченные гидроксиды магния, которые можно применять в качестве компонента D), коммерчески доступны, например, от Europiren B.V (Нидерланды) под наименованием Ecopiren® 3.5C.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент применяют в виде частиц, поверхность которых обработана по меньшей мере одной насыщенной или ненасыщенной жирной кислотой, содержащей от 8 до 24 атомов углерода, или ее металлической солью, такой как, например: олеиновая кислота, пальмитиновая кислота, стеариновая кислота, изостеариновая кислота, лауриновая кислота, стеарат или олеат магния или цинка, и т.п. Компонент D) можно также применять без обработки поверхности.
Еще более предпочтительно компонент D) представляет собой измельченный гидроксид магния, имеющий медианный размер частиц d50 1,0 до 10,0 мкм, предпочтительно от 2,0 до 5,0 мкм и еще более предпочтительно от 3,0 до 4,0 мкм.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент D) представляет собой измельченный гидроксид магния с поверхностью, обработанной стеариновой кислотой, предпочтительно содержание стеариновой кислоты составляет от 1,0 до 3,0 мас.% и более предпочтительно от 1,5 до 2,5 мас.% в расчете на массу измельченного гидроксида магния.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент D) представляет собой измельченный или осажденный гидроксид магния, имеющий удельную поверхность по БЭТ от 1 до 20 м2/г и предпочтительно от 5 до 12 м2/г.
Компонент Е)
Полимерная композиция по настоящему изобретению может содержать от 0 до 17,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции сополимера этилена и альфа-олефинового сомономера C4-C10, имеющего плотность от 860 кг/м3 до 965 кг/м3 (в соответствии с ISO 1183 как компонент E). Описание компонента E) представлено в следующих предпочтительных вариантах осуществления.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения содержание компонента Е) в полимерной композиции составляет от 3,0 до 16,0 мас.%, предпочтительно от 5,0 до 10,0 мас.% и более предпочтительно от 6,0 до 9,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент Е) представляет собой сополимер этилена и 1-октена, где указанный сополимер предпочтительно имеет плотность от 870 до 910 кг/м3, предпочтительно от 870 до 900 кг/м3 и более предпочтительно от 880 до 890 кг/м3, измеренную в соответствии с ISO 1183.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент Е) получают с применением катализатора с одним активным центром, и компонент Е) предпочтительно представляет собой сополимер этилена и 1-октена, полученный с применением катализатора с одним активным центром.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения значение MFR2 компонента E) составляет от 0,1 до 10,0 г/10 мин, предпочтительно от 0,5 до 5 г/10 мин, более предпочтительно от 0,5 до 3 г/10 мин и еще более предпочтительно от 1,0 до 3,0 г/10 мин, измеренное в соответствии с ISO 1133 при 190 °C и нагрузке 2,16 кг, и компонент E) предпочтительно представляет собой сополимер этилена и 1-октена, имеющий указанное значение MFR2.
Также в соответствии с настоящим изобретением в качестве компонента (Е) применяют сополимер, состоящий из звеньев этилена и 1-гексена. Компонент (Е) может также представлять собой смесь сополимеров этилена и 1-октена и этилена и 1-гексена.
Предпочтительный сополимер, состоящий из звеньев этилена и 1-гексена, имеет содержание 1-гексена от 0,02 до 15 мас.% и предпочтительно от 0,5 до 5,0 мас.% в расчете на общую массу компонента (Е). Предпочтительно плотность указанного сополимера этилена и 1-гексена составляет от 920 кг/м3 до 965 кг/м3, более предпочтительно от 930 до 960 кг/м3 и еще более предпочтительно от 945 до 955 кг/м3, измеренную в соответствии с ISO 1183. Значение MFR2 указанного сополимера этилена и 1-гексена составляет от 2,0 до 40,0 г/10 мин, предпочтительно от 3,0 до 30,0 г/10 мин, более предпочтительно от 4,0 до 20,0 г/10 мин и еще более предпочтительно от 5,0 до 15,0 г/10 мин, измеренное в соответствии с ISO 1133 при температуре 190 °С и нагрузке 21,6 кг.
Сополимеры этилена и 1-октена, которые можно применять в качестве компонента Е), коммерчески доступны, например, от Borealis AG (Австрия) под наименованиями Queo 8201 или Queo 8203.
Сополимеры этилена и 1-гексена, которые также могут подходить в качестве компонента Е), коммерчески доступны, например, от Borealis AG (Австрия) под наименованиями Borsafe HE3490-LS-H или Borsafe HE3493-LS-H.
Добавки
Полимерная композиция по настоящему изобретению может также содержать добавки.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полимерная композиция содержит по меньшей мере одну добавку, предпочтительно выбранную из группы, состоящей из антифрикционных добавок, УФ-стабилизатора, антиоксидантов, носителей добавок, зародышеобразователей, слюды и их смесей, где содержание указанных добавок предпочтительно составляет от 0,01 до 5 мас.% и более предпочтительно от 0,1 до 4 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции, еще более предпочтительно полимерная композиция содержит слюду, более предпочтительно от 2,5 до 3,5 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полимерная композиция содержит антиоксидант, содержащий пространственно затрудненную фенольную группу или алифатические группы серы. Такие соединения раскрыты в ЕР 1254923 А1 как особенно подходящие антиоксиданты для стабилизации полиолефинов, содержащих гидролизуемые силановые группы. Другие предпочтительные антиоксиданты раскрыты в WO 2005/003199 A1. Предпочтительно количество антиоксиданта в композиции составляет от 0,01 до 3 мас.%, более предпочтительно от 0,05 до 2 мас.% и наиболее предпочтительно от 0,08 до 1,5 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции.
В случае если полиолефиновая композиция по настоящему изобретению является сшитой, она может содержать замедлитель преждевременной полимеризации. Замедлитель преждевременной полимеризации может представлять собой замедлитель преждевременной полимеризации, содержащий силан, как раскрыто в ЕР 0449939 А1. При наличии, количество замедлителя преждевременной полимеризации в композиции может составлять от 0,3 до 5,0 мас.% в расчете на общую массу композиции.
Полимерная композиция
Как указано выше, полимерная композиция по настоящему изобретению содержит по меньшей мере компоненты А) – D) и необязательно компонент Е) и добавки.
Предпочтительная полимерная композиция по настоящему изобретению содержит слюду предпочтительно в количестве от 2 до 4 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции. Присутствие слюды помогает значительно увеличить устойчивость к обугливанию вещества.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения содержание компонента А) в полимерной композиции составляет от 7,5 до 40,5 мас.%, предпочтительно от 15,5 до 32 мас.% и более предпочтительно от 19,8 до 26,7 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции, содержание компонента В) в полимерной композиции составляет от 1,0 до 5,0 мас.%, предпочтительно от 2,0 до 4,5 мас.% и более предпочтительно от 3,9 до 4,1 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции, содержание компонента С) в полимерной композиции составляет от 0,5 до 4,5 мас.%, предпочтительно от 1,0 до 4 мас.% и более предпочтительно от 1,4 до 3,1 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции, содержание компонента D) в полимерной композиции составляет от 55,0 до 67,0 мас.%, предпочтительно от 60,0 до 66,0 мас.% и более предпочтительно от 62,0 до 64,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции, и содержание компонента Е) в полимерной композиции составляет от 3,0 до 16,0 мас.%, предпочтительно от 5,0 до 10,0 мас.% и более предпочтительно от 6,0 до 9,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компонент Е) присутствует в полимерной композиции и массовое соотношение компонентов А) и Е) составляет от 0,8:1 до 4,0:1, предпочтительно от 1,8:1 до 3,0:1 и более предпочтительно от 1,9:1 до 2,8:1.
Предпочтительная полимерная композиция по настоящему изобретению содержит по меньшей мере следующие компоненты:
А) от 15,5 до 32,0 мас.% и предпочтительно от 19,8 до 26,7 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции сополимера, содержащего и предпочтительно состоящего из звеньев этилена и звеньев метилакрилата, более предпочтительно имеющего плотность, определенную в соответствии с ISO 1183, от 920 до 960 кг/м3 и предпочтительно от 935 до 950 кг/м3, и/или значение MFR2, определенное в соответствии с ISO 1133, от 0,1 до 5 г/10 мин и предпочтительно от 0,2 до 0,7 г/10 мин,
B) от 2,0 до 4,5 мас.% и предпочтительно от 3,9 до 4,1 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции линейного полиэтилена низкой плотности с привитым малеиновым ангидридом,
C) от 1,0 до 4,0 мас.% и предпочтительно от 1,4 до 3,1 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции силиконовой жидкости и/или силиконовой смолы, предпочтительно выбранной из группы, состоящей из полисилоксана, более предпочтительно полидиметилсилоксана и силоксанов, содержащих алкокси или алкильные функциональные группы, и их смесей,
D) от 60,0 до 66,0 мас.% и предпочтительно от 62,0 до 64,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции измельченного гидроксида магния, имеющего медианный размер частиц d50 от 1,5 до 5,0 мкм и предпочтительно от 3,0 до 4,0 мкм, и
E) от 5,0 до 10,0 мас.% и предпочтительно от 6,0 до 9,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции сополимера, полученного из этилена и 1-октена, где указанный сополимер предпочтительно имеет плотность от 870 до 900 кг/м3, измеренную в соответствии с ISO 1183, и/или значение MFR2 от 0,5 до 5 г/10 мин,
где массовые содержания компонентов А) – Е) составляют в сумме 100 мас.%.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полимерная композиция не содержит бората кальция и бората цинка, дополнительно предпочтительно полимерная композиция не содержит каких-либо боратов металлов.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полимерная композиция не содержит неорганических гипофосфитов.
Провод или кабель
В другом аспекте настоящее изобретение относится к проводу или кабелю, содержащему по меньшей мере один слой, содержащий полимерную композицию по настоящему изобретению.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения по меньшей мере один слой, полученный из полиолефиновой композиции по настоящему изобретению, может быть сшитым.
Провод или кабель могут быть получены путем совместной экструзии различных слоев на токоведущую жилу. Затем необязательно осуществляют сшивание, предпочтительно путем отверждения во влажной среде, в случае, если компонент (А) содержит сомономерные звенья, содержащие способную к сшиванию силановую группу, где силановые группы гидролизуются под действием воды или пара. Отверждение во влажной среде предпочтительно проводить в сауне или водяной бане при температуре от 70 до 100 °С или в условиях окружающей среды.
Полимерная композиция по настоящему изобретению может быть экструдирована вокруг провода или кабеля с образованием изолирующего слоя или слоя оболочки, или может быть применена в качестве подушки. Затем полимерные композиции необязательно сшивают.
В предпочтительном варианте осуществления провод или кабель содержит изоляционный слой, предпочтительно содержащий или состоящий из материала, выбранного из группы, состоящей из сшитого или термопластичного полиэтилена, термопластичного полипропилена или огнестойких полиолефинов. Подходящие огнестойкие полиолефины раскрыты, среди прочего, в WO 2013/159942 A2. Подходящие термопластичные изоляционные материалы раскрыты, например, в WO 2007/137711 A1 или WO 2013/1599442 A2 и коммерчески доступны, например, от Borealis AG (Австрия) под наименованиями FR4802, FR4803, FR4807, FR6082, FR6083 и FR4804. Коммерчески доступные сшиваемые изоляционные материалы также доступны от Borealis AG (Австрия) под наименованиями FR4850 и FR4851.
Изоляционный слой силового кабеля низкого напряжения может иметь толщину от 0,4 мм до 3,0 мм, предпочтительно менее 2,0 мм, в зависимости от применения. Предпочтительно изоляцию наносят непосредственно на электрический проводник.
Все предпочтительные аспекты и варианты осуществления, описанные выше, также применимы к проводу или кабелю по настоящему изобретению.
Применение
В другом аспекте настоящее изобретение относится к применению полиолефиновой композиции по настоящему изобретению в качестве огнестойкого слоя провода или кабеля.
Применение полиолефиновой композиции по настоящему изобретению в качестве огнестойкого слоя может включать ее поперечное сшивание.
Все предпочтительные аспекты и варианты осуществления, описанные выше, также применимы для применения в соответствии с настоящим изобретением.
Далее настоящее изобретение проиллюстрировано следующими неограничивающими примерами.
Экспериментальная часть
А. Способы измерения
Следующие определения терминов и способов определения применимы к приведенному выше описанию настоящего изобретения, а также к приведенным ниже примерам, если не указано иное.
Скорость течения расплава (MFR)
MFR измеряли в соответствии с ISO 1133 (Davenport R-1293 от Daventest Ltd). Значения MFR измеряли при двух разных нагрузках 2,16 кг (MFR2) и 21,6 кг (MFR21) при температуре 190°C.
Плотность
Плотность измеряли в соответствии с ISO 1183-1 способ А (2019). Подготовку образцов осуществляли компрессионным прессованием в соответствии с ISO 1872-2:2007.
Содержание сомономера в компоненте А)
Количественная оценка микроструктуры с помощью ЯМР-спектроскопии
Количественную спектроскопию ядерного магнитного резонанса (ЯМР) применяли для количественного определения содержания сомономера в полимере.
Количественные спектры 1Н ЯМР регистрировали в расплавленном состоянии с применением ЯМР спектрометра Bruker Avance III 500, работающего на частоте 500,13 МГц. Все спектры записывали с применением оптимизированной для 13C 7-миллиметровой измерительной головкой с вращением под магическим углом (MAS) при 150 °C с применением газообразного азота для всего пневматического устройства. Приблизительно 200 мг материала помещали в ротор MAS из оксида циркония с внешним диаметром 7 мм и вращали с частотой 4 кГц. Указанную установку выбрали в первую очередь из-за высокой чувствительности, необходимой для быстрой идентификации и точного количественного определения (klimke06, parkinson07, castignolles09). Применяли стандартное одноимпульсное возбуждение с задержкой рецикла 2 с (pollard04, klimke06). Всего было получено 16 импульсных помех на каждый спектр.
Количественные спектры 1Н ЯМР обрабатывали, интегрировали и определяли количественные свойства с применением специальных программ автоматизации спектрального анализа. Все химические сдвиги внутренне соотнесены с общим сигналом этиленметилена при 1,33 м.д.
Задание на включение метилакрилата (МА) {brandolini01}:
Наблюдали характерные сигналы, возникающие в результате включения метилакрилата в возможные различные последовательности сомономеров. Общее включение метилакрилата количественно определяли с применением интеграла сигнала при 3,6 м.д., относящегося к сайту 1MA, с учетом количества отчетных ядер на сомономер:
МА = I1MA/3
Содержание этилена определяли количественно, применяя интеграл общего алифатического сигнала (Ibulk) от 0,00 до 3,00 м.д. Общее содержание этилена рассчитывали на основе общего интеграла и с учетом наблюдаемого сомономера:
E = (1/4) · [ Ibulk – 3 · MA]
Общие мольные доли метилакрилата в полимере рассчитывали, как:
fMA = МА / (Е + МА)
Общее количество включений сомономера метилакрилата в мольных процентах рассчитывали из мольной доли стандартным способом:
MA [моль%] = 100 · fMA
Общее количество включений сомономера метилакрилата в массовых процентах рассчитывали из мольных долей стандартным способом:
MA [мас.%] = 100 · (fMA · 86,09) / ((fMA · 86,09) + ((1 – fMA) · 28,05))
klimke06
Klimke, K., Parkinson, M., Piel, C., Kaminsky, W., Spiess, H.W., Wilhelm, M., Macromol. Chem. Phys. 2006;207:382.
parkinson07
Parkinson, M., Klimke, K., Spiess, H.W., Wilhelm, M., Macromol. Chem. Phys. 2007;208:2128.
pollard04
Pollard, M., Klimke, K., Graf, R., Spiess, H.W., Wilhelm, M., Sperber, O., Piel, C., Kaminsky, W., Macromolecules 2004;37:813.
castignolles09
Castignolles, P., Graf, R., Parkinson, M., Wilhelm, M., Gaborieau, M., Polymer 50 (2009) 2373.
brandolini01
A.J. Brandolini, D.D. Hills, “NMR spectra of polymers and polymer additives”, Marcel Deker Inc., 2000.
Медианный размер частиц (d
50
)
Медианный размер частиц гидроксида металла можно измерить с помощью лазерной дифракции (ISO13320), динамического светорассеяния (ISO22412) или ситового анализа (ASTMD1921-06). Для гидроксидов металлов, применяемых в рабочих примерах, определение медианного размера частиц d50 проводили способом лазерной дифракции. Любое ограничение формулы изобретения должно относиться к значениям, полученным с помощью лазерной дифракции (ISO13320).
Удельная поверхность по БЭТ
Удельную поверхность по БЭТ определяли в соответствии со стандартом ISO 9277 (2010).
Получение ленты для определения предела прочности на растяжение и относительного удлинения при разрыве
Для определения предела прочности на растяжение и относительного удлинения при разрыве ленты (1,8 мм) получали на ленточном экструдере Collin TeachLine E20T с компрессионным шнеком 4,2:1, 20D диаметром 20 мм. Температурный профиль 150/160/170 °С, скорость шнека 55 об./мин.
Определение предела прочности на растяжение
Определение предела прочности на растяжение проводили в соответствии со стандартами ISO 527-1 и ISO 527-2 с применением прибора для испытаний прочности на растяжение Alwetron TCT 10. Десять испытуемых образцов вырезали из пластины с применением образца ISO 527-2/5A и помещали в климатическую комнату с относительной влажностью 50 ± 5 % при температуре 23 °C по меньшей мере за 16 часов до испытания. Испытуемый образец помещали вертикально между зажимами на расстоянии 50 ± 2 мм, зажимами экстензометра на расстоянии 20 мм и датчиком нагрузки 1 кН. Перед проведением испытания измеряли и записывали точную ширину и толщину каждого образца. Для каждого образца стержня измеряли предел прочности на растяжение с постоянной скоростью 50 мм/мин до разрыва и выполняли не менее 6 утвержденных параллельных тестов. В высоконаполненных системах результаты, как правило, имеют большие различия, поэтому для получения единого значения удлинения при разрыве (%) и предела прочности на растяжении (МПа) применяли среднее значение.
Компрессионное прессование
Пластины подготавливали для испытаний на предельный кислородный индекс и вертикальное горение способом компрессионного формования (Collin R 1358, edition: 2/060510) в соответствии с ISO 293. Гранулы прессовали между двумя листами майларовой пленки и помещали в специальную рамку правильной формы и размеров (140×150×3 мм). Образцы прессовали, применяя давление 20 бар (2 МПа) в течение минуты при 170 °С, а затем давление 200 бар (20 МПа) в течение 5 минут при той же температуре. Далее прессование проводили при том же высоком давлении в течение 9 минут при скорости охлаждения 15 °С/мин. Количество гранул для каждой пластины, рассчитывали, применяя плотность материала с избытком 10 мас.%.
Предельный кислородный индекс
Предельный кислородный индекс (LOI) определяли способом в соответствии с ASTM D 2863-87 и ISO 4589 [38]. 10 испытательных образцов для LOI были отштампованы из ранее упомянутых прессованных пластин. Исследуемые образцы имели длину 12,5 ± 0,5 мм. Линии были проведены на расстоянии 50 мм от вершины палочек. Образцы палочек помещали вертикально в стеклянный контейнер с заданной атмосферой кислорода и азота. Образцы подвергали воздействию заданной атмосферы не менее 30 секунд перед воспламенением. Палочки воспламенялись на самой вершине образца при контакте с внешним пламенем в течение пяти секунд. Если палочка все еще горела по прошествии трех минут или если пламя прогорело дальше измеренных 50 мм, испытание считали не пройденным. Испытывали различные соотношения кислорода и азота до тех пор, пока образец не прошел испытание, и не было записано текущее процентное содержание кислорода.
Испытание на вертикальное горение
В данном исследовании был разработан способ испытаний на возгорание небольшого масштаба, чтобы воссоздать поведение реального огня. В данном испытании вертикальные образцы обжигаются нижними концами, тем самым нагревая область непосредственно над зоной пиролиза. Таким образом, воспламенение нижней части образцов является более сильным при испытании на способность к стеканию и может помочь в прогнозировании результатов полномасштабных испытаний. Изучение устойчивости обуглившегося вещества к стеканию расплава важно, так как это увеличивает площадь поверхности горения, что может привести к более быстрому распространению огня. Испытуемый образец имел те же размеры, что и палочки LOI, и его поджигали горелкой Бунзена, для определения в соответствии с их оставшимся соединением и каплями разрушения/горения. Условия пламени были такими же, как и в IEC 60332-1, при испытании вертикальным пламенем на капание FR, при скорости потока бутана 650±30 мл/мин и воздуха 1000±50 мл/мин. Внешнюю часть синего участка пламени прикладывали к нижнему концу вертикально подвешенного образца для испытаний на высоте 18 см на 15 секунд и измеряли время горения с момента контакта с пламенем. Если происходит капание, это записывают. Массу образца измеряли до и после воздействия пламени, а оставшуюся массу образца рассчитывали в массовых процентах.
B. Материалы
Компонент А)
"ЭМА" представляет собой сополимер этилена и метилакрилата (массовое соотношение 75:25), имеющий значение MFR2 0,4 г/10 мин и плотность 944 кг/м3, коммерчески доступный от DuPont (США) под наименованием Elvaloy® AC 1125.
Компонент B)
"ЛПЭНП-MAH" представляет собой линейный полиэтилен низкой плотности с привитым ангидридом малеиновой кислоты (содержание ангидрида малеиновой кислоты от 0,5 до 1,0 мас.%, MFR2 2,0 г/10 мин, плотность 930 кг/м3), коммерчески доступный от HDC Hyundai EP Co., Ltd. под наименованием Polyglue® GE300C.
Компонент С)
"OMS-1" представляет собой стоковую смесь, содержащую 50 мас.% органомодифицированного силоксана в 50 мас.% в матрице ПЭНП, коммерчески доступную от Evonik Nutrition & Care GmbH (Германия) под наименованием Tegomer® 6264.
"PDMS-1" представляет собой стоковую смесь, содержащую высокомолекулярный полидиметилсилоксан, смешанный с ПЭНП, коммерчески доступную от DuPont под наименованием DOW CORNINGTM AMB-12235 MASTERBATCH.
"PDMS-2" представляет собой стоковую смесь, состоящую из 40 мас.% полидиметилсилоксанового полимера со сверхвысокой молекулярной массой, доступного от Dow Corning, и 60 мас.% сополимера этилена и бутилакрилата, имеющего содержание бутилакрилата 13 мас.% и MFR2 0,3 г/10 мин, коммерчески доступного от Borealis AG (Австрия) под наименованием FR4897.
Компонент D)
"MDH-1" представляет собой брусит (измельченный гидроксид магния) (Ecopiren® 3.5C), производимый и коммерчески доступный компанией Europiren BV (Нидерланды), имеющий d50 3,5 мкм, удельную поверхность от 7 до 10 м2/г и покрытый 2 мас.% стеариновой кислоты. Химический состав: Mg(OH)2 более 92,8 мас.%, CaO менее 2,3 мас.%, SiO2 менее 1,3 мас.% и Fe2O3 менее 0,13 мас.%.
Компонент Е)
"VLDPE-1" представляет собой сополимер полиэтилена и 1-октена очень низкой плотности, имеющий плотность 883 кг/м3 и MFR2 1,1 г/10 мин, коммерчески доступный под наименованием Queo 8203 от Borealis AG (Австрия).
"VLDPE-2" представляет собой сополимер полиэтилена и 1-октена очень низкой плотности, имеющий плотность 883 кг/м3 и MFR2 3,0 г/10 мин, коммерчески доступный под наименованием Queo 8201 от Borealis AG (Австрия).
Другие компоненты
"Слюда" представляет собой алюмосиликат калия, коммерчески доступный под наименованием Micafort SX 300 от Mocayco.
АО1 представляет собой стерически затрудненный фенольный антиоксидант с высокой молекулярной массой, коммерчески доступный от BASF SE под наименованием Irganox 1010.
C) Получение полимерных композиций
Полимерные композиции в соответствии с примерами по настоящему изобретению (с IE 1 по IE10) и сравнительных примеров (СЕ1 и СЕ2) получали путем смешивания компонентов в смесителе BUSS (46 мм) при скорости шнека 225 об/мин и при заданной температуре 180 °С в зоне 1 и 160 °С в зоне 2. Шнек смесителя нагревали до 120 °С. Температура шнека экструдера составляла 160 °С, цилиндр нагревали до 170 °С, а скорость составляла 4 об/мин. Компонент С) всегда добавляли в порт 2, в то время как все остальные компоненты добавляли в порт 1. Количества различных компонентов в полимерных композициях и свойства полимерных композиций в соответствии с примерами по настоящему изобретению и сравнительных примеров представлены в таблицах 1а и 1b.
Таблица 1а. Состав и свойства полимерных композиций
| Компонент | Единица измерения | CE1 | IE1 | IE2 | IE3 | IE4 | IE5 |
| ЭМА (A) | мас.% | - | 29,8 | 21,8 | 19,8 | 17,8 | 13,8 |
| ЛПЭНП-MAH (B) | мас.% | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| OMS-1 (C) | мас.% | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| MDH-1 (D) | мас.% | 63 | 63 | 63 | 63 | 63 | 63 |
| VLDPE-1 (E) | мас.% | 29,8 | - | 8 | 10 | 12 | 16 |
| AO1 | мас.% | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| Свойства | |||||||
| LOI | % | 35,0 | 44,5 | 49,0 | 46,0 | 52,0 | 49,0 |
| Капание | - | да | нет | нет | нет | да | да |
| Остаток образца | мас.% | 57 | 75 | 61 | 73 | 53 | 60 |
| Предел прочности на растяжение | MПа | 10,6 | 8,9 | 10,6 | 8,8 | 11,1 | 12,1 |
| Удлинение при разрыве | % | 200 | 128 | 173 | 278 | 203 | 195 |
Таблица 1b. Состав и свойства полимерных композиций.
| Компонент | Единица измерения | CE2 | IE6 | IE7 | IE8 | IE9 | IE10 |
| ЭМА (A) | мас.% | 24,8 | 16,8 | 23,3 | 20,3 | 23,3 | 20,3 |
| ЛПЭНП-MAH (B) | мас.% | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| OMS-1 (C) | мас.% | - | 3 | - | 3 | - | 3 |
| PDMS-1 (C) | мас.% | - | - | 1,5 | 1,5 | - | - |
| PDMS-2 (C) | мас.% | - | - | - | - | 1,5 | 1,5 |
| MDH-1 (D) | мас.% | 63 | 63 | 63 | 63 | 63 | 63 |
| VLDPE-1 (E) | мас.% | - | 10 | - | - | - | - |
| VLDPE-2 (E) | мас.% | 8 | - | 8 | 8 | 8 | 8 |
| Слюда | мас.% | - | 3 | - | - | - | - |
| AO1 | мас.% | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| Свойства | |||||||
| LOI | % | 31,5 | 45,0 | 37,5 | 54,5 | 47,5 | 43,5 |
| Капание | - | да | нет | да | да | нет | да |
| Остаток образца | мас.% | 51 | 75 | 40 | 31 | 61 | 0 |
| Предел прочности на растяжение | MПа | нд | 9,4 | нд | 9,7 | нд | нд |
| Удлинение при разрыве | % | нд | 180 | нд | 12,7 | нд | нд |
| MFR2 | г/10 мин | нд | 7,0 | нд | 9,1 | нд | нд |
нд = нет данных.
D) Обсуждение результатов
Полимерная композиция в соответствии со сравнительным примером CE1 содержит только компонент E) (представляет собой сополимер полиэтилена и 1-октена очень низкой плотности) в качестве полимерной основы, но не содержит компонент A) (представляет собой сополимер этилена и метилакрилата). Как видно из таблицы 1а, полимерные композиции по настоящему изобретению (IE1-IE5) по сравнению с полимерной композицией CE1 обладают лучшими огнестойкими свойствами.
Из таблицы 1b видно, что компонент С) очень положительно влияет на огнестойкие свойства. Даже если полимерная композиция СЕ2 содержит компонент А) в качестве полимерной основы, огнестойкие свойства полимерных композиций по настоящему изобретению IE6-IE10 намного лучше. Сравнение композиции по настоящему изобретению примера IE6 с остальными композициями по настоящему изобретению показывает, что добавление слюды значительно увеличивает устойчивость к обугливанию, полимерная композиция IE6 показывает наибольшую оставшуюся массу образца.
Claims (58)
1. Огнестойкая полимерная композиция, содержащая следующие компоненты:
А) от 7,5 до 40,5 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции сополимера, содержащего звенья этилена и звенья, выбранные из группы, состоящей из метилакрилата, метилметакрилата и их смесей,
B) от 1,0 до 5,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции полиэтилена, содержащего звенья, происходящие из ангидрида малеиновой кислоты,
C) от 1,0 до 4 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции силиконовой жидкости и/или силиконовой смолы, выбранной из группы, состоящей из полидиметилсилоксана и силоксанов, содержащих алкокси или алкильные функциональные группы, и их смесей,
D) от 55,0 до 67,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции гидроксида магния, и
при этом
компонент В) получен путем сополимеризации полиэтилена с ангидридом малеиновой кислоты и/или прививки полиэтилена ангидридом малеиновой кислоты.
2. Огнестойкая полимерная композиция по п. 1, где
компонент А) представляет собой сополимер, содержащий звенья этилена и звенья метилакрилата, и/или
компонент А) имеет плотность, определенную в соответствии с ISO 1183, от 920 до 960 кг/м3, и/или
компонент А) имеет значение MFR2, определенное в соответствии с ISO 1133, от 0,1 до 10 г/10 мин, и/или
компонент А) содержит звенья с гидролизуемыми силановыми группами.
3. Огнестойкая полимерная композиция по п. 1, где компонент А) имеет содержание звеньев метилакрилата от 10 до 35 мас.% в расчете на общую массу компонента А), и/или
компонент А) содержит звенья с гидролизуемыми силановыми группами, где звенья с гидролизуемыми силановыми группами представлены формулой (I):
R1SiR2 qY3-q, (I)
где
R1 представляет собой этиленненасыщенную гидрокарбильную, гидрокарбилокси- или (мет)акрилоксигидрокарбильную группу, каждый R2 независимо представляет собой алифатическую насыщенную гидрокарбильную группу, Y, который может быть одинаковым или различным, представляет собой гидролизуемую органическую группу, и q равно 0, 1 или 2.
4. Огнестойкая полимерная композиция по любому из пп. 1-3, где
компонент В) имеет плотность, определенную в соответствии с ISO 1183, от 910 до 950 кг/м3, и/или
компонент B) имеет значение MFR2, определенное в соответствии с ISO 1133, от 0,5 до 5 г/10 мин.
5. Огнестойкая полимерная композиция по п. 4, где компонент В) получен путем прививки линейного полиэтилена низкой плотности, имеющего содержание ангидрида малеиновой кислоты от 0,3 до 2,0 мас.%.
6. Огнестойкая полимерная композиция по любому из пп. 1-5, где
компонент С) представляет собой силиконовую жидкость или силиконовую смолу, которая представляет собой органомодифицированный силоксан.
7. Огнестойкая полимерная композиция по любому из пп. 1-6, где
компонент D) представляет собой измельченный или осажденный гидроксид магния.
8. Огнестойкая полимерная композиция по п. 7, где компонент D) представляет собой измельченный гидроксид магния, имеющий медианный размер частиц d50 от 1,0 до 10,0 мкм.
9. Огнестойкая полимерная композиция по п. 7 или 8, где компонент D) представляет собой измельченный гидроксид магния с поверхностной обработкой стеариновой кислотой с содержанием стеариновой кислоты от 1,0 до 3,0 мас.% в расчете на массу измельченного гидроксида магния.
10. Огнестойкая полимерная композиция по любому из пп. 1-9, где
компонент D) представляет собой измельченный или осажденный гидроксид магния, имеющий удельную поверхность по БЭТ от 1 до 20 м2/г.
11. Огнестойкая полимерная композиция по любому из пп. 1-10, дополнительно содержащая
Е) до 17,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции сополимера этилена и сомономера альфа-олефина С4-С10, имеющего плотность от 860 до 965 кг/м3, определенную в соответствии с ISO 1183.
12. Огнестойкая полимерная композиция по п. 11, где
компонент Е) представляет собой сополимер этилена и 1-октена, или компонент E) представляет собой сополимер, состоящий из звеньев этилена и 1-гексена, где содержание 1-гексена составляет от 0,02 до 15,0 мас.% в расчете на общую массу компонента Е).
13. Огнестойкая полимерная композиция по п. 12, где плотность указанного сополимера, состоящего из звеньев этилена и 1-гексена, составляет от 920 до 965 кг/м3, измеренную в соответствии с ISO 1183, и/или
значение MFR2 указанного сополимера, состоящего из звеньев этилена и 1-гексена, составляет от 2,0 до 40,0 г/10 мин, измеренное в соответствии с ISO 1133 при 190 °С и нагрузке 21,6 кг.
14. Огнестойкая полимерная композиция по п. 12, где компонент Е) представляет собой сополимер этилена и 1-октена, имеющий плотность от 870 до 910 кг/м3, измеренную в соответствии с ISO 1183, и/или
значение MFR2 от 0,1 до 10,0 г/10 мин, измеренное в соответствии с ISO 1133 при температуре 190 °C и нагрузке 2,16 кг.
15. Огнестойкая полимерная композиция по любому из пп. 11-14, где
компонент E) получают с применением катализатора с одним активным центром.
16. Огнестойкая полимерная композиция по любому из пп. 11-15, где
содержание компонента Е) в полимерной композиции составляет от 3,0 до 16,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции.
17. Огнестойкая полимерная композиция по любому из пп. 1-16, где
полимерная композиция дополнительно содержит по меньшей мере одну добавку, выбранную из группы, состоящей из антифрикционных добавок, УФ-стабилизатора, антиоксидантов, носителей добавок, зародышеобразователей, слюды и их смесей.
18. Огнестойкая полимерная композиция по п. 17, где содержание указанной по меньшей мере одной добавки составляет от 0,01 до 5 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции.
19. Огнестойкая полимерная композиция по п. 17 или 18, содержащая слюду в количестве от 2,5 до 3,5 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции.
20. Огнестойкая полимерная композиция по любому из пп. 11-19, где
массовое соотношение компонентов А) и Е) составляет от 0,8:1 до 4,0:1.
21. Огнестойкая полимерная композиция по п. 1, содержащая следующие компоненты:
А) от 15,5 до 32,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции сополимера, содержащего звенья этилена и звенья метилакрилата, имеющего плотность, определенную в соответствии с ISO 1183, от 920 до 960 кг/м3, и/или значение MFR2, определенное в соответствии с ISO 1133, от 0,1 до 5 г/10 мин;
B) от 2,0 до 4,5 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции линейного полиэтилена низкой плотности с привитым малеиновым ангидридом;
C) от 1,0 до 4,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции силиконовой жидкости и/или силиконовой смолы, выбранной из группы, состоящей из полидиметилсилоксана и силоксанов, содержащих алкокси или алкильные функциональные группы, и их смесей;
D) от 60,0 до 66,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции измельченного гидроксида магния, имеющего медианный размер частиц d50 от 1,5 до 5,0 мкм; и
E) от 5,0 до 10,0 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции сополимера, полученного из этилена и 1-октена, где указанный сополимер имеет плотность от 870 до 900 кг/м3, измеренную в соответствии с ISO 1183, и/или значение MFR2 от 0,5 до 5 г/10 мин;
где массовые содержания компонентов А) – Е) составляют в сумме 100 мас.%.
22. Провод или кабель, содержащий по меньшей мере один слой, содержащий огнестойкую полимерную композицию по любому из пп. 1-21.
23. Провод или кабель по п. 22, где
провод или кабель содержит изоляционный слой, содержащий или состоящий из материала, выбранного из группы, состоящей из сшитых или термопластичных полиэтиленов, термопластичных полипропиленов или огнестойких полиолефинов.
24. Применение огнестойкой полимерной композиции по любому из пп. 1-21 в качестве огнестойкого слоя провода или кабеля.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP19213848.5 | 2019-12-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2811595C1 true RU2811595C1 (ru) | 2024-01-15 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001051554A1 (en) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Nkt Research Center A/S | A flame-retardant polymer composition |
| RU2010107383A (ru) * | 2007-07-28 | 2011-11-27 | Хемише Фабрик Буденхайм Кг (De) | Огнестойкий полимерный материал |
| CN104403190A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-03-11 | 黑龙江省润特科技有限公司 | 一种紫外光交联耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法 |
| CN108203546B (zh) * | 2017-12-19 | 2021-03-02 | 上海至正新材料有限公司 | 能在175℃长期使用的化学交联的新能源汽车高压线用弹性体电缆料及其制备方法和电缆 |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001051554A1 (en) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Nkt Research Center A/S | A flame-retardant polymer composition |
| RU2010107383A (ru) * | 2007-07-28 | 2011-11-27 | Хемише Фабрик Буденхайм Кг (De) | Огнестойкий полимерный материал |
| CN104403190A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-03-11 | 黑龙江省润特科技有限公司 | 一种紫外光交联耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法 |
| CN108203546B (zh) * | 2017-12-19 | 2021-03-02 | 上海至正新材料有限公司 | 能在175℃长期使用的化学交联的新能源汽车高压线用弹性体电缆料及其制备方法和电缆 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7893132B2 (en) | Power or communications cable with flame retardant polymer layer | |
| EP2199335B1 (en) | Flame retardant composition with improved mechanical properties | |
| CN108699282B (zh) | 具有改进的拉伸性能的无卤阻燃剂组合物 | |
| JP2019519636A (ja) | シラングラフト化ポリオレフィンエラストマーおよびハロゲン非含有難燃剤を含む水分硬化性組成物 | |
| BRPI0913423B1 (pt) | Composição polimérica retardante de chama, uso da mesma, artigo e fio ou cabo | |
| WO2010005147A1 (en) | Halogen-free flame-retardant resin composition with nanoclay and zinc borate secondary flame-retardants | |
| BRPI0816783B1 (pt) | Cabo compreendendo um ou mais condutores isolados e uso da composição de subestrutura | |
| RU2746225C1 (ru) | Замедляющая горение и огнестойкая полиолефиновая композиция | |
| US20220403149A1 (en) | Flame Retardant Polymer Composition | |
| RU2811595C1 (ru) | Огнестойкая полимерная композиция | |
| RU2750485C1 (ru) | Замедляющая горение и огнестойкая полиолефиновая композиция | |
| EP4166609B1 (en) | Flame retardant polymer composition | |
| US20230207154A1 (en) | Flame-retardant cable with self-extinguishing layer | |
| WO2023062062A1 (en) | Halogen-free flame retardant polymer composition | |
| KR20240089686A (ko) | 무할로겐 난연성 중합체 조성물 |