Полупроводящая вулканизующаяся композиция

Полупроводящая вулканизующаяся композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (и) 4465I9

Сава Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 17.07.72 (21) 1813267, 23-5 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.10,74. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 27.06.75 (51) М. Кл. С 08f 29/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 678 742 2 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

К. Г. Оганесян, М. М. Маркосян и Г. П. Казанчян

Ереванское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института кабельной промышленности (54) ПОЛУПРОВОДЯЩАЯ ВУЛКАНИЗУЮЩАЯСЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к области экранирования жил кабелей высокого напряжения.

Надежность и долговечность эксплуатации, а также сохранение экономически выгодной конструкции высоковольтных кабелей, в частности высоковольтных силовых кабелей, при прочих равных условиях зависит от способа экранирования поверхности токопроводящей жилы и изоляции, для чего применяют экранирующие средства, например полупроводящие пластмассы.

Известны вулканизующиеся композиции для полупроводящих пластмасс, содержащие полиэтилен, этиленпропиленовый каучук, ацетиленовую сажу, вулканизующий агент и стабилизатор.

Полупроводимость смесей на основе каучукоподобных и высокополимерных пластмасс обеспечивается в основном введением в них большого количества сажи (достигающего

100% к исходному полимеру). При этом смесь становится хрупкой и теряет технологичность и способность перерабатываться экструзией.

Для повышения пластичности и придания вязкотекучего свойства в состав смеси вводят пластифицирующий каучук также в количестве 100% к исходному полимеру. Технологические условия ухудшаются в случае введения в состав полупроводящей смеси вулканизующего агента. В этом случае вследствие высокой вязкости расплава смеси при переработке в экструдере из-за высокого внутреннего трения возникает локальный перегрев и происходит частичная сшивка, которая приводит к повышению вязкости. Степень сшивки в течение переработки достигает таких значений, что практически исключается возможность нанесения полупроводящего слоя на жилу экструзией. Поэтому простое введение перекиси ди>О кумила в уже известный состав полупроводящей смеси на основе полиэтилена линейной структуры с пластифицирующим каучуком не дает эффекта.

Согласно изобретению с целью улучшения

15 физико-механических свойств в состав полупроводящей вулканизующей композиции (ПВКП) на основе полиэтилена низкой плотности, содержащей ацетиленовую сажу, этиленпропиленовый каучук, стабилизатор и вул20 канизующий агент, дополнительно вводят дпдодецилфталат и диэтиленгликоль.

При введении в полупроводящую вулканизующуюся композицию на основе полиэтилена низкой плотности дидодецилфталата и диэти25 ленгликоля повышается гомогенизация вулкан изующего агента в композиции, снижается внутреннее трение ее расплава, повышаются физико-механические характеристики с обеспечением стабильной электрической характе30 ристики полупроводящей композиции, 446519

Таблица 1

Нагрузка на электрический двигатель шнека при шприцевании, А

Температура массы при выходе из матрицы головки экструдера, ОС

Содержание этиленпропнленового

Удельное электрическое сопротивление, Ом мм

Механическая прочность при разрыве, кгс/см

Относительное удлинение, о каучука, о, 1 у,104

5)(104

8><10

5X I 0

20,5

37,0

81,00

112,4

114

12I

138

144

Не выдержала

92

102

120

Не выдержала

88

104

Таблица 2

Состав

Без дидодецилфталата

С дидодецилфталатом

Показатель после промывки после промывки до промывки до промывки

121

168

Механическая прочность при разрыве, кгс/ем

Относительное удлинение, /о

Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом см

142

145

220

164

250

255

3)(10

2Х10

5)(104

7Х10

Ниже приводится примерное содержание составляющих, вес. ч,:

Полиэтилен низкой плотности с индексом расплава

2 — 5 г/10 мин 100

Этиленпропиленовый каучук 15 — 20

Перекись дикумила 1,5 — 2

Стабилизатор 0,2 — 1

Ацетиленовая сажа 60 — 65

Дидодецилфталат 2 — 5

Диэтиленгликоль 0,5 — 1.

Предлагаемая полупроводящая вулканизующаяся композиция легко перерабатывается на обычных смесителях для резиновых смесей и шприцуется на экструдерах для термопластичных масс. Невулканизованный полупроводящий состав имеет низкие механические характеристики, сравнительно высокое удельное электрическое сопротивление и механически не связывается с основной изоляцией.

После вулканизации резко повышаются его механические характеристики, снижается удельное электрическое сопротивление и при совместной вулканизации полупроводящего слоя с изоляционным слоем они связываются между собой с прочностью 120 — 140 кг/см .

Предлагаемая полупроводящая вулканизующаяся композиция была исследована в лабораторных условиях.

В табл. 1 приведены результаты исследования полупроводящей смеси при различном содержании этиленпропиленового каучука без вулканизующего агента.

Шприцев ание проводили с производительностью 6,1 см /сек при коэффициенте геометрической формы инструментальной головки пресса ШМКП-85 1,83+10- см .

I0 Данные, приведенные в табл. 1 показывают, что температура массы и нагрузка на шнеке с увеличением количества каучука в составе повышаются, что указывает на повышение вязкости расплава массы. Поэтому при нали.

15 чии органической перекиси дикумила, которая при температурах выше 125 С достаточно ин тенсивно вызывает частичную вулканизацию, практически переработка смесей с содержанием большого количества сажи и каучука

20 (больше 15% ) сопровождается явлением скорчинга.

Чтобы избежать скорчинга в процессе подготовки полупроводящей смеси, который производится при сравнительно высоких темпера25 турах, перекись дикумила вводят в состав после смешения и гранулирования смеси.

Высокая степень гомогенности органической перекиси в грануле обеспечивается определенным составом смеси. Лабораторные иссле30 дования показали, что лучшей однородностью

446б19

Та блица 3

Предлагаемая смесь Вулканизованная смесь

1 !

i невулканизо- вулканизован- без диэтиленна основе

Показатель полиэтиленовой смолы гликоля ная ванная

182

214

Механическая прочность при разрыве, кгс/см

Относительное удлинение, о, .ь

Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом см

253

280

185,0

8Х10

6)(10

3>(I0

2X10

Таблица 4

Состав известныи известныи с 1 "., диэтиленгликоля

Вариант предлагаемый известный

Разрывная прочность, кгс/см

179,0

185,0

186,5

179,0

182

168

174

141

134

147

160

Среднее

182

144

165

170

Относительное удлинение при разрыве, 290

270

220

240

263

268

253

267

Среднее 80

230 характеристик обладают смеси, содержащие дидодецилфталат.

В табл. 2 приведены показатели физико-механических и электрических свойств вулканизованных составов полупроводящих смесей, содержащих дидодецилфталат и без него, после промывки гранул горячей водой с температурой 90 С в течение 3 ч. При недостаточной гомогенизации часть органической перекиси остается на поверхности гранул и при промывке горячей водой, расплавляясь, уносится (температура плавления перекиси дикумила +37 С). В результате уменьшается количество перекиси дикумила в составе и снижаются характеристики смеси.

Данные, приведенные в табл. 2, показывают, что степень гомогенности перекиси дикумила в смеси, содержащей 5% дидодецилфталата, выше.

Влияние диэтиленгликоля на физико-механические свойства полупроводящей вулканизованной смеси на основе полиэтилена низкой плотности, а также сравнительные данные полупроводящей вулканизованной смеси на основе полиэтиленовой смолы приведены в табл. 3.

Как видно из данных, приведенных в табл. 3, смесь, содержащая диэтиленгликоль, имеет сравнительно высокие физико-механические характеристики.

Предлагаемая полупроводящая вулканизующаяся композиция на основе полиэтилена низкой плотности по сравнению с композицией на основе полиэтиленовой смолы имеет ряд преимуществ, легко перерабатывается на обычном техническом оборудовании по приготовлению резиновых смесей и шпрпцуется на экструдерах для термопластичных полимеров.

446519

Предмет изобретения

Составитель Л. Кулакова

Техред Н. Куклина

Корректор В. Брыксина

Редактор Е. Хорина

Заказ 1521/13 Изд. М 1263 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, %-35, Раушская наб., д. 4(5

Типография, пр. Сапунова, 2

Применение предлагаемой полупроводящей вулканизующейся композиции в качестве экранирующего средства в конструкциях высоковольтных кабелей при одновременном или раздельном наложении и совместной вулканизации экрановых и изоляционных слоев обеспечивает надежную конструкцию изоляции, позволяющую повысить допустимый рабочий градиент напряженности электрического поля в силовых высоковольтных кабелях до 30—

35o . В результате уменьшаются габаритные размеры кабелей и обусловливается высокая экономическая эффективность.

Данные по механической прочности составов ПВКП известного, с содержанием 5% дидодецилфталата (ДДФ), известного с содержанием 1% диэтиленгликоля и предлагаемого приведены в табл. 4.

Из данных табл. 4 видно, что введение дидодецилфталата и диэтиленгликоля в состав полупроводящей вулканизующейся композиции на основе полиэтилена низкой плотности улучшает ее механические свойства, что, вероятно, обусловлено повышением степени го. могенизации вулканизующего агента.

Полупроводящая вулканизующаяся композиция, содержащая полиэтилен, этиленпропиленовый каучук, ацетиленовую сажу, вулканизующий агент и стабилизатор, о т л и ч а ищ а я с я тем, что, с целью улучшения физикомеханических свойств, в нее дополнительно введены дидодецилфталат и диэтиленгликоль при следующих соотношениях компонентов, 15 вес. ч.:

Полиэтилен

Этиленпропиленовый каучук

Ацетиленовая сажа

Вулканизующий агент

20 Стабилизатор

Дидодецилфталат

Диэтиленгли коль