Полимерная композиция для изготовления электро-гидроизоляционного материала

Полимерная композиция для изготовления электро-гидроизоляционного материала

Реферат

Изобретение относится к герметизирующим и электроизоляционным материалам для производства оболочки кабелей связи, предпочтительно является наружным слоем кабеля, выполняющим защитную функцию при изготовлении изделий радиотехнической и электротехнической промышленности.

Известен гидроизоляционный полимерный материал, выполненный из отходов - композиция [1] с использованием полиэтилена, полученного из отходов, с плотностью не более 0,940 г/см³ и полиэтилена с плотностью более 0,940 г/см³ следующего состава, мас.%:

полиэтилен, полученный из отходов
(плотность не более 0,940 г/см3)	30-90
полиэтилен (плотность более 0,940 г/см3)	10-70

Недостаток данной композиции заключается в том, что используемый в качестве основного компонента полиэтилен, полученный из отходов, может дать слои покрытия с низкими механическими свойствами, как то: разрушающее напряжение, удлинение при разрыве, стойкость к растрескиванию под влиянием условий окружающей среды, в сравнении с изначальными полимерными материалами. Помимо этого, упомянутые слои покрытия могут иметь ухудшенный внешний вид в основном из-за образования дефектов на их поверхности, например образование мелких агломератов, которые не только ухудшают внешний вид и нарушают гладкость, но также и снижают их механические характеристики.

Наиболее близким по составу к заявляемой полимерной композиции является гидроизоляционный полимерный материал [2], включающий полиэтилен, полиизобутилен, каменноугольный пек и мягчитель (продукт окисления битума с температурой кипения 360-420°C) следующего состава, мас.%:

полиэтилен	25
полиизобутилен	25
каменноугольный высокотемпературный пек	30-35
мягчитель	остальное

Он предназначен для герметизирующей защиты, поэтому в его состав введены наполнители, обладающие гидроизоляционной эффективностью. Однако связующего полиэтилена в нем всего 25%, поэтому прочностные характеристики его весьма низкие. Еще один недостаток данной композиции состоит в том, что ее состав излишне усложнен большим количеством наполнителей.

Задачей изобретения является повышение физико-механических, электро- и гидроизоляционных свойств материала, химической стойкости и совместимости компонентов на основе дешевого и доступного сырья.

Поставленная задача достигается тем, что полимерная композиция для изготовления герметизирующего и электроизоляционного материала содержит полиэтилен низкого давления, буксол в качестве пластификатора и сыпучий наполнитель TiO₂ (оксид титана) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полиэтилен низкого давления	82-86
буксол в качестве пластификатора	4-8
сыпучий наполнитель TiO2 (оксид титана)	остальное

Данный материал характеризуется высокой термодинамической совместимостью компонентов композиции, что позволяет формировать качественные образцы с высокими механическими характеристиками.

Для оценки физико-механических свойств материала готовили пять смесей, в состав которых входил порошок полиэтилена (ПЭ) низкого давления (20606-012, ГОСТ 16338-70), сыпучего наполнителя TiO₂ (оксид титана) и пластификатор - отработанная железнодорожная смазка буксол. Состав исходной смазки:

Присадка на основе нитрованного масла (Акор-1 по
ГОСТ 15171)	1,0-1,5%
Литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты	8,0-12%
Литиевое мыло олеиновой кислоты	5-3,0%
Диалкилдитиофосфат цинка (присадка ДФ-11 по ТУ 24216-80)	4,0-8,0%
Нефтяное масло (смесь индустриальных масел):
И-40 (ГОСТ 2079988-97) изготовленное то ТУ 38.101413;
И-50 (ТУ 38.101413-97);
веретенное масло АУ (гидравлическое
масло НН по ИСО 6743/4)	остальное

Из каждой смеси формировали образцы методом горячего прессования при температуре 150°C. Состав композиций полученных образцов приведен в табл.1, Физико-механические свойства материалов заявленного состава в сравнении с прототипом приведены в табл.2.

Таблица 1
Композиция	Содержание компонентов, вес.%	Предел прочности на растяжение, МПа	Водопоглощение, %	Диэлектрическая проницаемость
ПЭ	TiO2	отработанная железнодорожная смазка буксол
1	81	11	8	17,8	0,013	2,70
2	83	11	6	18,8	0,011	2,68
3	84	12	4	19,2	0,012	2,62
4	85	10	5	20,0	0,01	2,56
5	86	11	3	18,7	0,01	2,57

Из таблицы 1 видно, что при содержании ПЭ в количестве менее 81% прочностные характеристики материала существенно снижаются и возрастает водопоглощение.

Таблица 2
Исследуемый параметр	Метод исследования, оборудование	Результаты измерений	Условия проведения эксперимента
Известный материал	Предложен. материал
Предел прочности на растяжение, МПа	Разрывная машина РМУ-0,05 ГОСТ 14236-81	4	20,0	При постоянной скорости деформации 50 мм/мин
Водопоглощение, %		0,6-1,0	0,01	Выдержка в дистиллированной воде при температуре 20°C в течение 7 суток

Таким образом, оптимальное сочетание электро- и гидроизоляционных свойств разработанного материала достигается при содержании полиэтилена 82-86%, пластификатора 4-8% и оксида титана остальное.

При таких составах материалы из предлагаемых композиций превосходят известный по прочности и водопоглощению. Предел прочности на растяжение образца из известной композиции составляет не менее 4 МПа, тогда как для образцов из предлагаемой композиции - 18,7-20,0 МПа, и водопоглощение предлагаемой композиции меньше, чем у прототипа более чем в 60 раз.

Разработанный полимерный композиционный материал обладает комплексом технологических свойств, допускающих его переработку на стандартном упаковочном оборудовании, хорошей термосвариваемостью и удовлетворительными физико-механическими характеристиками. При производстве материала может быть использована отработанная железнодорожная смазка буксол.

В созданном материале за счет входящей в состав отработанной смазки присадки на основе нитрованного масла Акор-1, предназначенной для улучшения защитных (консервационных) свойств смазочных минеральных масел различного назначения и топлив, реализуется принцип комбинирования методов защиты металлоизделий от коррозии в результате совмещения одновременно функций барьерной и электрохимической защиты.

Источники информации

1. Патент RU 2327714 Кабель со слоем покрытия, выполненным из отходов / Кастеллани Л., Пелициони А., Петруццотти Ф., Альбидзати Э. (27.08.2008), МПК C08L 23/06, C09D 123/06, H01B 3/44, C08J 11/06, 2008.

2. Авторское свидетельство SU 245357 A1 Полимерный материал / Провинтеев И.В. (01.01.1969), МПК C08L 23/06, C08K 11/00, C08L 95/00, 1969, - прототип.

Полимерная композиция для изготовления электро- и гидроизоляционного материала, содержащая полиэтилен, пластификатор и наполнитель TiO₂, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора содержит смазку буксол при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полиэтилен низкого давления	82-86
буксол в качестве пластификатора	4-8
сыпучий наполнитель - оксид титана	остальное