Полупроводящая вулканизующаяся композиция

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ п 1 446 Я 9 Сава Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Зави22) Зая имое от авт. св тва лено 17,07,72 (21) 267,23-5 8 29/04(51 М. К исоединением заяв Государственный иомите Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий(088.8) публиковано 15.10,74. Бю ень38 27.06.7 кования описа ата оп 72) Авторыизобретения71) Заявитель К. Г, Оганесян, М, М. Маркосян и Г, П. Казанчян еванское отделение Всесоюзного научно-исследовательс института кабельной промышленности) ПОЛУПРОВОДЯЩАЯ ВУЛ 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 количе. стве 100% к исходному полимеру. Технологические условия ухудшаются в случае введения в состав полупроводящей смеси вулканизующего агента. В этом случае вследствие высокои 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 дикумила в уже известный состав полупроводящей смеси на основе полиэтилена линейной структуры с пластифицирующим каучуком не дает эффекта.Согласно изобретению с целью улучшения физико-механических свойств в состав полу- проводящей вулканизующей композиции (ПВКП) на основе полиэтилена низкой плотности, содержащей ацетиленовую сажу, этиленпропиленовый каучук, стабилизатор и вулканизующий агент, дополнительно вводят дп. додецилфталат и диэтиленгликоль.При введении в полупроводящую вулканизующуюся композицию на основе полиэтилена низкой плотности дидодецилфталата и диэтиленгликоля повышается гомогенизация вулкан изующего агента в композиции, снижается внутреннее трение ее расплава, повышаются физико-механические характеристики с обеспечением стабильной электрической характеристики полупроводящей композиции,446519 Таблица 1 Нагрузка на электрический двигатель шнека при шприцевании,А Температура массы при выходе из матрицы головки экструдера,О(Содержание этиленпропн- ленового Удельное электрическое сопротивление,Ом ммМеханическая прочность при разрыве,кгс/см1 Х 104 5 Х 104 8 Х 10 5 Х 108 20,537,081,00112,4 114 121 138 144 Не выдержала92102120 Не выдержала8895104 0153045 Таблица 2 Состав Без дидодецилфталата С дидодецилфталатом Показатель послепромывки после промывкидо промывки до промывки 121 168 Механическая прочность при разрыве, кгс/емОтносительное удлинение, гоУдельное объемное электрическое сопротивление, Ом см 142 145 220 164 250 255 ЗХ 10 ф 2 Х 10 5 Х 104 УХ 1 ф Ниже приводится примерное содержание составляющих, вес. ч,:Полиэтилен низкой плотностис индексом расплава2 - 5 г/10 мин 100Этиленпропиленовый 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 полу- проводящий 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.5 Шприцевание проводили с производительностью 6,1 см/сек при коэффициенте геометрической формы инструментальной головки пресса ШМКП1,83 х 10- см. 10 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, котораяпри температурах выше 125 С достаточно ин тенсивно вызывает частичную вулканизацию, практически переработка смесей с содержанием большого количества сажи и каучука 20 (больше 15% ) сопровождается явлениемскорчинга.Чтобы избежать скорчинга в процессе подготовки полупроводящей смеси, который производится при сравнительно высоких темпера турах, перекись дикумила вводят в составпосле смешения и гранулирования смеси.Высокая степень гомогенности органическойперекиси в грануле обеспечивается определенным составом смеси. Лабораторные иссле- ЗО дования показали, что лучшей однородностью446 б 19 бТа бл ица 3 Предлагаемая смесьВулканизованная смесь 1невулканизо-вулканизован- без диэтиленна основе Показатель полиэтиленовой смолы,ьУдельное объемное электрическое сопротивление, Ом см 253 280 92 185,0 8 Х 10 6 Х 10 ЗХ 10 2 Х 10 Таблица 4 Состав известный известный с 14 диэти 5 о 11 Дф ленгликоляВариант предлагаемый известный Разрывная прочность, кгс/см 179,0 185,0 186,5 179,0 170 182 170 168 174 150 140 141 134 147 160 170 170 160 Среднее 182 144 165 170 Относительное удлинение при разрыве,290 280 280 270 170 200 230 220 240 220 220 230 240 260 263 268 253 267 Среднее 280 230 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 дику- мила +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 физпко-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. КулаковаТехред Н. Куклина Корректор В. Брыксина Редактор Е. Хорина Заказ 1521/13 Изд. Мз 1263 Тираж 565 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, 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 - 35 о/о. 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 гомогенизации вулканизующего агента. Полупроводящая вулканизующаяся композиция, содержащая полиэтилен, этиленпропиленовый каучук, ацетиленовую сажу, вулкани зующий агент и стабилизатор, о т л и ч а и.щ а я с я тем, что, с целью улучшения физико.механических свойств, в нее дополнительно введены дидодецилфталат и диэтиленгликоль при следующих соотношениях компонентов, 15 вес. ч.:ПолиэтиленЭтиленпропиленовый каучукАцетиленовая сажаВулканизующий агент20 СтабилизаторДидодецилфталатДиэтиленгли коль