RU2505565C1 - Silanol-crosslinkable composition for cable insulation - Google Patents
Silanol-crosslinkable composition for cable insulation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2505565C1 RU2505565C1 RU2012152797/05A RU2012152797A RU2505565C1 RU 2505565 C1 RU2505565 C1 RU 2505565C1 RU 2012152797/05 A RU2012152797/05 A RU 2012152797/05A RU 2012152797 A RU2012152797 A RU 2012152797A RU 2505565 C1 RU2505565 C1 RU 2505565C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silanol
- peroxides
- composition according
- resorcinol resin
- composition
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области изготовления полимерных изделий, а именно к сшивающимся композициям на основе полиолефинов и их сополимеров и модификаторам для получения силанольносшивающихся полимерных композиций, которые могут быть использованы для получения пленочных покрытий, таких как изоляция и оболочки кабелей и проводов различного назначения.The invention relates to the field of manufacture of polymer products, namely, crosslinkable compositions based on polyolefins and their copolymers and modifiers to obtain silanol-crosslinkable polymer compositions that can be used to obtain film coatings, such as insulation and sheaths of cables and wires for various purposes.
Изобретение относится к полиолефиновым галоген не содержащим композициям, сшивающимся с помощью органосилана в присутствии инициатора - органической перекиси.The invention relates to polyolefin halogen-free compositions crosslinkable with organosilane in the presence of an organic peroxide initiator.
Для улучшения эксплуатационных характеристик полимерных композиций, например, повышения термической стабильности, увеличение модуля упругости, их модифицируют посредством различных добавок.To improve the operational characteristics of polymer compositions, for example, increase thermal stability, increase the elastic modulus, they are modified by various additives.
Анализ проведенных в последние годы отечественных и зарубежных работ свидетельствуют о высокой перспективности исследований в области полимерных нанокомпозитных материалов, представляющих собой полимеры, наполненные наночастицами, взаимодействующими с полимерной матрицей не на макро-, а на молекулярном уровне. Благодаря такому взаимодействию образуется композит, обладающий высокой адгезионной прочностью полимерной матрицы к наночастицам.An analysis of domestic and foreign studies carried out in recent years indicates a high potential for research in the field of polymer nanocomposite materials, which are polymers filled with nanoparticles that interact with the polymer matrix not at the macro, but at the molecular level. Due to this interaction, a composite is formed having a high adhesive strength of the polymer matrix to nanoparticles.
Наибольший интерес представляют полимерные композиты на основе модифицированных слоистых силикатов, которые широко распространены и хорошо известны как различные породы глин. Предпочтение среди них отдается бентонитовым породам глин, в состав которых входит не менее 70% минерала монтмориллонита, благодаря его способности к адсорбции различных ионов (в основном катионов), а также к ионному обмену.Of greatest interest are polymer composites based on modified layered silicates, which are widely distributed and are well known as various types of clays. Among them, preference is given to bentonite clay rocks, which include at least 70% of the montmorillonite mineral, due to its ability to adsorb various ions (mainly cations), as well as to ion exchange.
Основным недостатком слоистых силикатов является резкое падение прочности при увлажнении, разжижение при динамических воздействиях, набухание при обводнении и усадки при высушивании. Гидрофильность алюмосиликатов является причиной их несовместимости с органической полимерной матрицей. Эта проблема может быть решена путем модификации глины органическим веществом.The main disadvantage of layered silicates is a sharp drop in strength during wetting, dilution during dynamic impacts, swelling during watering, and shrinkage during drying. The hydrophilicity of aluminosilicates is the reason for their incompatibility with the organic polymer matrix. This problem can be solved by modifying clay with organic matter.
Встречаются различные модификаторы глин. В качестве органомодификаторов слоистых силикатов (ОМСС) используются вещества различной химической природы - ионного и неионного происхождения. В качестве ионных органомодификаторов используются четвертичные соли аммония (ЧАС) с алифатическими (углеводородными) радикалами, в которых количество метиленовых (-СН2-) групп варьируется от 14 до 18. Кроме алифатических радикалов могут быть использованы и другие четвертичные соли аммония, в том числе содержащие полярные функциональные группы, например, гидроксиэтиловые или полигидроксиэтиловые.Various clay modifiers are found. As organic modifiers of layered silicates (OMSS), substances of various chemical nature — ionic and nonionic origin — are used. Quaternary ammonium salts (QAC) with aliphatic (hydrocarbon) radicals, in which the number of methylene (-CH 2 -) groups varies from 14 to 18, are used as ionic organ modifiers. In addition to aliphatic radicals, other quaternary ammonium salts can also be used, including containing polar functional groups, for example, hydroxyethyl or polyhydroxyethyl.
Например, известная полимерная композиция для изоляции проводов и оболочки кабелей различного назначения, представляющая собой сшитый перекисями полиэтилен, включает слоистый силикат, в частности, монтмориллонит, модифицированный четвертичными солями аммония для придания гидрофобности или, иными словами органофильности. Данная композиция обладает огнеустойчивостью, низким дымообразованием, низкой коррозионностью, низкой токсичностью [1].For example, the well-known polymer composition for insulating wires and cable sheaths for various purposes, which is crosslinked polyethylene, includes layered silicate, in particular montmorillonite, modified with quaternary ammonium salts to impart hydrophobicity or, in other words, organophilicity. This composition has fire resistance, low smoke, low corrosion, low toxicity [1].
Недостатком известной композиции является длительность процесса сшивания и то, что данный тип композиций не терпит присутствия даже следов влаги (менее 500 ppm). В противном случае, влага способствует предварительной нежелательной сшивке полимера непосредственно в экструдере, что, в свою очередь, приводит к существенному ухудшению качества поверхности изделия и увеличению числа электрических пробоев нанесенной на провод изоляции.A disadvantage of the known composition is the length of the crosslinking process and the fact that this type of composition does not tolerate the presence of even traces of moisture (less than 500 ppm). Otherwise, moisture promotes preliminary unwanted crosslinking of the polymer directly in the extruder, which, in turn, leads to a significant deterioration in the surface quality of the product and an increase in the number of electrical breakdowns applied to the insulation wire.
При использовании в качестве модификатора силикатов ЧАС процесс сушки затруднен, а получаемые органоглины содержат более 2% воды, которая набирается и при хранении органомодифицированной глины.When HAC silicates are used as a modifier, the drying process is difficult, and the resulting organoclay contain more than 2% water, which is also collected during storage of organically modified clay.
Принципиально иным продуктом, кардинально отличным по химизму сшивки является силанольносшиваемые композиции полиэтилена.A fundamentally different product that is fundamentally different in crosslinking chemistry is silanol-crosslinked polyethylene compositions.
Известна силанольносшиваемая композиция для производства изоляции оболочек кабельных изделий, включающая полиолефин 93,5÷99,3% масс., винилалкоксисилан 0,1÷3,0% масс., органическую перекись 0,1÷0,4% масс. и синергисты - остальное, присутствие которых обеспечивает высокие показатели по тепловой деформации и стойкости к термоокислительтеному старению при повышенных температурах, и исключается возможность преждевременной сшивки [2].Known silanol-crosslinkable composition for the production of insulation of the sheaths of cable products, including polyolefin 93.5 ÷ 99.3% of the mass., Vinylalkoxysilane 0.1 ÷ 3.0% of the mass., Organic peroxide 0.1 ÷ 0.4% of the mass. and synergists - the rest, the presence of which provides high rates of thermal deformation and resistance to thermo-oxidative aging at elevated temperatures, and the possibility of premature crosslinking is excluded [2].
Недостатком известного решения является сложность получения за счет использования специфических соединений - синергистов, а, следовательно, высокая стоимость сырья; продолжительное время сшивки; неудовлетворительные физико-механические характеристики изделий.A disadvantage of the known solution is the difficulty of obtaining through the use of specific compounds - synergists, and, therefore, the high cost of raw materials; long stitching time; poor physical and mechanical characteristics of the products.
Решаемая изобретением задача - повышение качества изделий и упрощение процесса производства композиции и увеличение срока хранения.The problem solved by the invention is to improve the quality of products and simplify the production process of the composition and increase the shelf life.
Технический результат заключается в устранении указанных недостатков аналогов, а также в обеспечении возможности осушить органоглину до величины не более 500 ppm, и придать глине устойчивость к набору влаги при хранении до величины не более 1000 ppm., за счет чего повысить эксплуатационные характеристики и сократить время сшивки.The technical result consists in eliminating the indicated drawbacks of analogues, as well as in providing the possibility to dry the organoclay to a value of not more than 500 ppm, and to give the clay resistance to moisture accumulation during storage to a value of not more than 1000 ppm., Thereby improving performance and reducing crosslinking time .
Указанный результат достигается тем, что силанольносшиваемая композиция, включающая полиолефин, винилалкоксисилан и органическую перекись, содержит слоистый силикат, модифицированный резорцинольной смолой (PC) следующего строенияThis result is achieved in that the silanol-crosslinkable composition comprising a polyolefin, vinylalkoxysilane and organic peroxide, contains a layered silicate modified with a resorcinol resin (PC) of the following structure
При содержании компонентов в следующем соотношении: полиолефин (93,5÷99,3) масс.ч., внилалкоксисилан (0,5÷2,0) масс.ч., органическая перекись (0,1÷1,5) масс.ч., органомодифицированный слоистый силикат, модифицированный резорцинольной смолой (0,1÷3,0) масс.ч.When the content of the components in the following ratio: polyolefin (93.5 ÷ 99.3) parts by weight, vnylalkoxysilane (0.5 ÷ 2.0) parts by weight, organic peroxide (0.1 ÷ 1.5) parts. including organically modified layered silicate modified with resorcinol resin (0.1 ÷ 3.0)
Соотношение модификатора полиолефина PC и слоистого алюмосиликата (глины) равно 6 м.ч.: 10 м.ч., соответственно.The ratio of the polyolefin PC modifier and the layered aluminosilicate (clay) is 6 mh: 10 mh, respectively.
Дополнительно технический результат достигается тем, что композиция в качестве полиолефина содержит полимеры этилена, сополимеры этилена и альфа-олефинов, предпочтительно, полиэтилен низкой плотности, полиэтилен линейный низкой плотности, полиэтилен высокой плотности; в качестве органических перекисей композиция содержит пероксиды, относящиеся к классам гидропероксидов, диалкилпероксидов, диаралкилпероксидов, алкил-аралкилпероксидов, пероксиэфиров, предпочтительно, дикумилпероксид.Additionally, the technical result is achieved in that the composition as a polyolefin contains ethylene polymers, copolymers of ethylene and alpha olefins, preferably low density polyethylene, linear low density polyethylene, high density polyethylene; as organic peroxides, the composition contains peroxides belonging to the classes of hydroperoxides, dialkyl peroxides, diaralkyl peroxides, alkyl-aralkyl peroxides, peroxyesters, preferably dicumyl peroxide.
Композиция может содержать катализатор сшивки, например, дилаурат дибутилолова, например, в количестве 5 мас. частей концентрата катализатора сшивки.The composition may contain a crosslinking catalyst, for example, dibutyltin dilaurate, for example, in an amount of 5 wt. parts of a crosslinking catalyst concentrate.
Использование слоистого силиката, обработанного резорциновой смолой, для модификации композиции силанольносшивемого полиэтилена, является существенным отличием от всех известных из уровня техники решений.The use of layered silicate treated with resorcinol resin to modify the composition of silanol-crosslinkable polyethylene is a significant difference from all solutions known from the prior art.
Установлено, что введение в слоистый алюмосиликат от 6 м.ч. до 10 м.ч., PC позволяет улучшить процесс эксфолиации глины и, как следствие, повысить механические и долговременные характеристики конечной композиции, по сравнению с аналогичными композициями.It was found that the introduction of layered aluminosilicate from 6 m.h. up to 10 mph, PC can improve the process of clay exfoliation and, as a result, increase the mechanical and long-term characteristics of the final composition, compared with similar compositions.
Для ускорения процесса сшивки может быть использован катализатор. Предпочтительным вариантом катализатора является дилаурат дибутилолова.A catalyst may be used to speed up the crosslinking process. A preferred embodiment of the catalyst is dibutyltin dilaurate.
Настоящее изобретение может быть изготавлено по технологии SIOPLAS, заключающейся в том, что при изготовлении изоляции смешиваются два компонента: силанольнопривитой полиолефин и концентрат катализатора сшивки, а качестве которого может выступать дилаурат дибутилолова.The present invention can be made by SIOPLAS technology, which consists in the fact that two components are mixed in the manufacture of insulation: a silanol-grafted polyolefin and a crosslinking catalyst concentrate, which may be dibutyltin dilaurate.
Композиция, состоящая из смеси силанольнопривитого полиолефина и концентрата катализатора, сшивается под воздействием воды.A composition consisting of a mixture of a silanol-grafted polyolefin and a catalyst concentrate is crosslinked under the influence of water.
Сравнительные физико-механические свойства приведены в таблице 2.Comparative physical and mechanical properties are shown in table 2.
Полученные результаты свидетельствуют о существенном улучшении свойств силанольносшивемой композиции при ее модификации слоистым силикатом, обработанным резорциновой смолой. При этом полученные показатели превосходят не только характеристики композиции-прототипа, но и композиции, включающие орагноглины, модифицированные ЧАС.The results obtained indicate a significant improvement in the properties of the silanol-crosslinkable composition when it is modified with a layered silicate treated with resorcinol resin. Moreover, the obtained indicators exceed not only the characteristics of the composition of the prototype, but also compositions including oragnoglins modified by HOUR.
Полимерная композиция охарактеризована минимальной совокупностью признаков, необходимой для обеспечения указанного результата, но не исключающей присутствие каких-либо других компонентов. Данная композиция может рассматриваться в качестве основы и быть полезна при производстве полимерных составов различного назначения. Изделия, выполненные с использованием предложенной композиции, благодаря свойству слоистого силиката, обработанного резорциновой смолой, имеют улучшенные эксплуатационные характеристики и длительное время сохранения свойств конечной композиции.The polymer composition is characterized by a minimum set of features necessary to ensure the specified result, but not excluding the presence of any other components. This composition can be considered as a basis and be useful in the production of polymer compositions for various purposes. Products made using the proposed composition, due to the property of layered silicate treated with resorcinol resin, have improved performance and long-term preservation of the properties of the final composition.
Источники информации.Information sources.
1. GB 2367064, опубл. 27.03.2002, C08F 255/02, C08L 23/021. GB 2367064, publ. 03/27/2002, C08F 255/02, C08L 23/02
2. RU 2440633, опубл. 28.09.2012, H01B 3/44.2. RU 2440633, publ. 09/28/2012, H01B 3/44.
Claims (6)
при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
при соотношении резорцинольной смолы
и слоистого силиката равном 6:10 мас.ч.1. Silanol-crosslinkable composition for cable insulation, including polyolefin, vinylalkoxysilane and organic peroxide, characterized in that it contains a layered silicate modified with resorcinol resin (PC) of the following structure:
in the following ratio of components, parts by weight:
at a ratio of resorcinol resin
and layered silicate equal to 6:10 wt.h.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012152797/05A RU2505565C1 (en) | 2012-12-07 | 2012-12-07 | Silanol-crosslinkable composition for cable insulation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012152797/05A RU2505565C1 (en) | 2012-12-07 | 2012-12-07 | Silanol-crosslinkable composition for cable insulation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2505565C1 true RU2505565C1 (en) | 2014-01-27 |
Family
ID=49957702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012152797/05A RU2505565C1 (en) | 2012-12-07 | 2012-12-07 | Silanol-crosslinkable composition for cable insulation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2505565C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2699143C1 (en) * | 2014-08-28 | 2019-09-03 | Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк | Foamed compositions of peroxide-modified linear low-density polyethylene and methods of producing foamed compositions thereof |
| RU2703211C1 (en) * | 2015-12-18 | 2019-10-15 | Бореалис Аг | Cable cover composition, cable sheath and cable, for example, power cable or communication cable |
| RU208088U1 (en) * | 2021-09-09 | 2021-12-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Базис-Капитал" | Power cable for alternating voltage up to 3000 V |
| RU2824648C1 (en) * | 2024-02-16 | 2024-08-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Кабельный Завод "ЭКСПЕРТ-КАБЕЛЬ" | Fast-deployed high-voltage network cable |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2367064A (en) * | 2000-09-22 | 2002-03-27 | Alphagary Corp | Zero halogen polyolefin composition |
| RU2191439C2 (en) * | 1997-10-22 | 2002-10-20 | Бореалис А/С | Composite for electric cables |
| RU2369931C1 (en) * | 2008-09-17 | 2009-10-10 | Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (ВНИИ КП) | Electric insulating self-extinguishing composition |
| RU2440633C1 (en) * | 2010-09-28 | 2012-01-20 | Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (ВНИИ КП) | Electrically insulating cross-linking composition |
-
2012
- 2012-12-07 RU RU2012152797/05A patent/RU2505565C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2191439C2 (en) * | 1997-10-22 | 2002-10-20 | Бореалис А/С | Composite for electric cables |
| GB2367064A (en) * | 2000-09-22 | 2002-03-27 | Alphagary Corp | Zero halogen polyolefin composition |
| RU2369931C1 (en) * | 2008-09-17 | 2009-10-10 | Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (ВНИИ КП) | Electric insulating self-extinguishing composition |
| RU2440633C1 (en) * | 2010-09-28 | 2012-01-20 | Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (ВНИИ КП) | Electrically insulating cross-linking composition |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2699143C1 (en) * | 2014-08-28 | 2019-09-03 | Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк | Foamed compositions of peroxide-modified linear low-density polyethylene and methods of producing foamed compositions thereof |
| RU2703211C1 (en) * | 2015-12-18 | 2019-10-15 | Бореалис Аг | Cable cover composition, cable sheath and cable, for example, power cable or communication cable |
| RU208088U1 (en) * | 2021-09-09 | 2021-12-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Базис-Капитал" | Power cable for alternating voltage up to 3000 V |
| RU2824648C1 (en) * | 2024-02-16 | 2024-08-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Кабельный Завод "ЭКСПЕРТ-КАБЕЛЬ" | Fast-deployed high-voltage network cable |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4242251A (en) | Composition comprising a thermoplastic resin and mineral filler particles coated with an ethylenically unsaturated organic acid, the ethylenic double bonds of which remain substantially unreacted; product resulting from causing said to react | |
| Islam et al. | Physical, mechanical and biodegradable properties of kenaf/coir hybrid fiber reinforced polymer nanocomposites | |
| Zahari et al. | Mechanical properties and water absorption behavior of polypropylene/ijuk fiber composite by using silane treatment | |
| Zhu et al. | Reinforcement of soy polyol‐based rigid polyurethane foams by cellulose microfibers and nanoclays | |
| Joseph et al. | Dynamic mechanical properties of oil palm microfibril‐reinforced natural rubber composites | |
| Bazan et al. | Flame retardant polypropylene reinforced with natural additives | |
| KR101757904B1 (en) | Pellet Composition for Production of Deck Using Pine Nut Shell | |
| Liu et al. | Effects of modifier type on properties of in situ organo-montmorillonite modified wood flour/poly (lactic acid) composites | |
| Islam et al. | Natural fiber-reinforced hybrid polymer nanocomposites: effect of fiber mixing and nanoclay on physical, mechanical, and biodegradable properties | |
| Chandekar et al. | Effect of chemical treatment on mechanical properties and water diffusion characteristics of jute‐polypropylene composites | |
| RU2505565C1 (en) | Silanol-crosslinkable composition for cable insulation | |
| Mohanty et al. | Effect of chemically modified date palm leaf fiber on mechanical, thermal and rheological properties of polyvinylpyrrolidone | |
| Bao et al. | Bamboo fibers@ poly (ethylene glycol)‐reinforced poly (butylene succinate) biocomposites | |
| Zou et al. | Effect of fiber surface treatments on the properties of short sisal fiber/poly (lactic acid) biocomposites | |
| Punyamurthy et al. | Surface modification of abaca fiber by benzene diazonium chloride treatment and its influence on tensile properties of abaca fiber reinforced polypropylene composites | |
| Gerald Arul Selvan et al. | Mechanical properties of fragrant screwpine fiber reinforced unsaturated polyester composite: Effect of fiber length, fiber treatment and water absorption | |
| Riyajan et al. | A novel natural rubber‐graft‐cassava starch foam for oil/gasohol absorption | |
| WO2015163405A1 (en) | Additive for cellulose fiber composite resin, modified cellulose fiber composition, resin composition and method for producing resin composition | |
| El Abbassi et al. | Effect of recycling cycles on the mechanical and damping properties of short alfa fibre reinforced polypropylene composite | |
| Zhang et al. | A facile and small-molecule regulated borate network gelation to improve the mildew proof, fire-retardant of bamboo | |
| Devi et al. | Physical properties of simul (red-silk cotton) wood (Bombax ceiba L.) chemically modified with styrene acrylonitrile co-polymer and nanoclay | |
| Najafabadi et al. | Water absorption behaviour and mechanical properties of high density polyethylene/pistachio shell flour nanocomposites in presence of two different UV stabilizers | |
| JP2019194303A (en) | Composition for molding resin, and resin molded body using the same | |
| Sabri et al. | Effect of compatibilizer on mechanical properties and water absorption behaviour of coconut fiber filled polypropylene composite | |
| Hemlata | Hybridization effect of silane treated basalt fiber on the mechanical, thermal and morphological properties of polypropylene/bamboo composite |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE4A | Change of address of a patent owner | ||
| PD4A | Correction of name of patent owner |