Электропроводящая полимерная композиция

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик99424 в (61) Дополнительное к авт. свид-ву -11 М. Ка.з(22) Заявлено 110580 (21) 2923288/23-05 С 08 Ь 23/06 С 08 К 5/54 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(23) Приоритет . -Опубликовано 07,12.82 Бюллетень Мо 45 Дата опубликования описания 07.1232 . 133 УДК 678.742(54) ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩАЙ .ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Изобретение относится к полимернымкомпозициям на основе сшивающихся полиолефинов, применяем е для электростатического экранирования, например,токопроводящих жил силовых кабелейвысокого напряжения,и может быть использовано для создания антистатических пленок, покрытий, нагревательныхэлементовИзвестны электропроводящие полиолефиновые композиции, гдев качест-.ве электропроводящего наполнителяприменяются углеродные сажи с наполнением до 50 вес.4 1 1Однако введение сажи приводит кзначительному увеличению вязкостирасплава полимерной массы и ухудшению перерабатываемости композиции.Известны электроправодящие сшивающиеся композиции полиолефина, где вкачестве агентов сшивки используюторганические перекиси, а электропроводящие свойства придает техническийуглерод 2 ,Однако использование органическихперекисей в качестве сшивающих агентов вызывает технологические затруднения как на стадии получения электропроводящих композиций, так и на стадии перераб,тки, вследствие возможности преждевременной сшивки при повышенной температуре, необходимой дляпроизводства и переработки высоковязких наполненных техническим углеродом полиолефинов. Для проведениясливки необходимо использование специального оборудования, требующегозначительных установочных площадейи об-,емов (длина установок до 150 м,высоты до 80 м Ь низкая производительность при переработке обусловлена строгим соблюдением температурногорежима.Наиболее близкой к изобретению 15 .является композиция, состоящая иэ полиолефина, электропроводящих мароктехнического углерода, органическойперекиси, амида олеиновой кислотыи антиоксиданта 3 1Однако данном композиции такжеприсущи недостатки, связанные с еепроизводством и переработкой. Крометого, композиция характеризуетсянед,остаточно высокой стойкостью к де формации при повышенной температуре,что ограничивает применение композиции в изделиях, работающихпод нагрузкой и снижает надежность при эксплуатации изделия в экстремальных услови лх ( токовые перегрузки ).20 4 елью изобретения является улучшение перерабатываемости композИциина стадии ее производства и переработки (устранение технологическихзатруднений, связанных с возможностьюпреждевременной сыивки композиции)и 5увеличения стойкости к деформации приповышенной температуре.поставленная цель достигается тем,что электропроводящая композиция наоснове полиолефина, содержащая технический углерод, органическую перекись и антиоксидант, дополнительносодержит кремнийорганическое соединение, выбранное из группы, включающей винилтриэтоксилан,винилтрихлорсилан и 1,1-диметокси-силанциклопентан, при следующем соотношениикомпонентов, мас.Ъ:Кремнийорганическоесоединение 0,5-5,0Органическая перекись 0,02-0,3Технический углерод 20-40Антиоксидант 0,1-0,8Полиолефин ОстальноеКремнийорганическое соединение,например винилтоиэтоксисилан, винилтриоксихлорсилан,1,1-диметокси-силанциклопентен и другие вводят дляпрививки его к полиолефину, а перекись, например перекись дикумила,1,3-ди-трет-бутилпероксинзопропил) бензол и другие, служат в качествеинициатора свободных радикалов дляосуществления прививки кремнийорганического соединения к полиолефину,В качестве полиолефина может бытьиспользован полиэтилен высокогодавления, сополимер этилена с винилацетатом, сополимер этилена с пропиленом и другие полиолефины, а такжеих смеси друг с другом и эластомера-ми.В качестве электропроводящих наполнителей применяют технический углерод марок ПМ, ПМВ и ПМЭВи другие.Антиоксидантами служат стабилизаторы аминного типа - диметил-бис-(и -.По известному назначению для стабилизации удельного объемного электрического сопротивления (р,) в ком.позицию может быть введен амид олеиновой кислоты.П р и м е р ы 1-4 (контрольные ).В расплав полиолефина на микровальцах при 130 О вводят технический углерод, антиоксидант и другие добавки, 60кроме органической перекиси, смеыивают их при непрерывном подрезанииполотна в течение 20-25 мин. В конце смешения при 110-115 ОС вводят органическую перекись и продолжают пе ремешивание еще 3-4 мин, Образцыв виде пластин толщиной 0,0010,002.м из вальцованного полотнаполучают прессованием при следующем режимеТемпература, С 160-170Удельное давление,кгс/см 2 40Время, мин 35-40П р и м е р 5. Изготовление композиции проводят в две стадии.1 стадия. Кремнийорганическоесоединение и растворенную в ней перекись вводят методом диффузии при 7080 С в гранулы композиции полиолефиона. Прививку кремнийорганическогосоединения к полиолефину осуществляют в экструдере при 180-220 С в зависимости от скорости экструзии.11 стадия. Гранулы привитого сополимера композиции полиолефина вальцуют на микровальцах до образованиясплошного полотна, из которого изготавливают прессованием пластинки толщиной 0,001-0,002 м.Прессование осуществляют при150 ОС в течение 5-7 мин и удельномдавлении 30-40 кгс/см, Сшивку прово 2дят нагреванием,.образцов в воде при90-100 ОС,П р и м е р 6, Композицию готовят аналогично примеру 5 по 1 стадии.Бо второй стадии дополнительно вводяткатализатор конденсации дибутилоловодилаурат. Концентрат катализатора конденсации диметилоловодилаурат готовятна смесителе типа "Бенбери" и с последующей грануляцией на экструдерепри 140-170 С. Концентрат катализаторавводят на вальцах при вальцеваниипривитого сополимера композиции полиолефина. Изготовление образцов и проведение сшивки осуществляли также какв примере 5.П р и м е р ы 7-15, Кремнийорганическое соединение и раствореннуюв нем перекись диффузией при 70-80 С.вводят в гранулы полиолефина, наполненные техническим углеродом, предварительно высушенные при 70-80 ОСв течение 3-4 ч. 1 алее композициюготовят по примеру 5.Состав композиций приведен втабл.1 свойства сшитых композицийв табл.2.Прочностные показатели определяютпо г ГОСТ 11262-76 на.лопатках типа 1 на разрывной машине Р 1 и при скорости перемещения подвижногозажима 500 + 50 мм/мин. Степень сшивки образцов оценивают по содержанию гель-фракции кипячением в ксилоле 145 С в течение 16 ч. Стойкостьк деФормации при 200 фС электропроводящих композиций. оценивают по методике, изложенной в ТУ 6-05-041-731-80, Удельное объемное электросопротивление ( у,) до сшивки и после сшивкиопределяют по г ГОСТ 20214-74 на образцах размером 0,1 х 0,001 х 0,002 м.Перерабатываемость электропроводящих сшивающихся композиций оценивают по способности к преждевременной сшивке (подвулканизации ), кото 5 ,рую определяют на пластометре Муни при 160 ОС и скорости вращения испытательной камеры 2 об/мин по времени с момента начала вращения до повышения вязкости на 5 Муни выше минимального значения. Результаты испытаний электропроводящих композиций, представленл в табл. 2, показывают, что переработка предлагаемой композиции не вызывает технологических 15 затрудненийподвулканизация полностью отсутствует ).Стойкость к деформации при повышенной температуре силанольносшитой композиции по сравнению с перекисно О сшитой увеличивается в 1,2-1,5 раза Введение технического углерода обеспечивает необходимую сшивку электро- проводящих композиций полиолефнна в отсутствие катализатора сщивки. Сле дует отметить также более высокую стабильность предлагаемой композиции. Производительность перерабатывающего экструзионного оборудования в кабельной промышленности оценивается скоростью изолирования жилы. По сравнению с электропроводящими перекисносшивающимися композициями полиолефинов ( скорость изолирования 2,5- 3,5 м/мин)скорость изолирования предлагаемых силанольносшивающихся композиций возрастает в 10-15 раэ.По комплексу физико-механических свойств и электропроводности композиция удовлетворяет техническим требованиям кабельной промышленности.1 Л О1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 Ю Р 3 1 е 1 О иИ а о 1 а н д ео а съо а; сЕО т 1 Я оо ех хо ео ц2 хОе аенхй эх ц оЦо э охц о 112х е о 1 ХХ о 1 Х 1 1 11эЮ ЦХо хо цЦо до4 ъ о Е н О фэ э х "1 хэ эдР Ц 1 с хоо хек хай а ооо О сГ Ч 1 а 1 ЕЕ а 1 1о 11 1. Х 1 Х 1х ОЪ о 1 1 О 1 Х 1 1 1 1 1 1 1 11111 СО111 11 111 -- 411 11 11 11011 - 411 11 11 Л1 1- 11 11 11 1111 1м1-- -41 1СЧ 11 111111 Л о 1 . 1 с оВНИИПИ Заказ 9274/5 Подписное Тираж 514 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 121/123 132 1 135 ) 134137 ) 137 140) 132 135) 154 157 ) П р и м е ч а н и е:ЧислительЗнаменатель Электропроводящая полимерная композиция на основе полиолефина, содержащая технический углерод, органическую перекись, антиоксидант, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения перерабатываемости, увеличения стойкости к деформации при повышенной температуре, компози- ция дополнительно содержит кремний- органическое соединение, выбранное из .группы, включающей винилтриэтоксисилан, винилтрихлоросилан и 1,1-диметокси-силанциклопентен, при следующем соотношении компонентов, мас.%: значениейдо сшивки.значениеапосле сшивки.указанное кремнийорганическое соединениеОрганическая перекисьТехнический углеродАнтиоксидант50 Полиолефин Источники информации,принятые во внимание при экспертизе