Современные тенденции на рынке и новые нанокомпозитные ПВХ компаунды с повышенной огнестойкостью

Современные тенденции на рынке и
новые нанокомпозитные ПВХ
компаунды с повышенной
огнестойкостью
Т.А. Борукаев, д.х.н., профессор
Кабардино-Балкарскиий государственный университет
им. Х.М. Бербекова
ЗАО Кабельный завод «Кавказкабель»
1
Потребление полимерных материалов в кабельной промышленности
Потребление полимерных материалов в
кабельной промышленности
2% др.
61% ПВХ
37% ПО
Структура потребление ПВХ
пластикатов в РФ
Производство ПВХ в мире
достигает 40 млн.т. В России
производится более 600 тыс.т.
Общий объем применения ПВХпластиката в России составляет 175
тыс.
т/год.
Доля
российских
предприятий 85-90 %, 10-15 %
импортные
Потребление в России кабельных ПВХпластикатов
10% другие
40%
изоляция
60%
оболочка
75% - общ.
назн.
15% - пон.
горюч.
2
Получение нанокомпозитного ПВХ-пластиката
3
Влияние АП (оксид сурьмы (1), бората цинка (2), смеси
оксид сурьмы/борат цинка (3)) на КИ НППИ
36
3
Кислородный индекс, %
34
32
2
30
1
28
26
24
0
5
10
15
20
25
Общее содержание добавок на 100 ч. ПВХ
4
Влияния количества гидроксида алюминия-▲; гидроксида
магния-◊ и мела-* на КИ НППИ
5
Влияние общего количества гидроксидов алюминия - ▲ и
магния - ◊ на КИ (НППИ)
6
Влияния количества гидроксидов алюминия - ▲ , магния - ◊
и мела - на КИ НППО
7
Свойства ПВХ-пластикатов
Наименование показателя
Известные марки
НГП40-32
Разработанные марки
НГП30-32 ППО30-35 ППИ30-30
НППИ
НППО
НППВ
ρv при 200С, Ом×см,
σр, МПа, не менее
εр, %, не менее
3•1011
3•1011
5•1011
5•1013
5•1013
7,6•1012
-
14
14
11
15
16
16
-
280
250
250
250
270
270
-
Тхр, 0С, не выше
-40
-20
-30
-30
-30
-30
-
ρ, г/см3, не более
Твердость при 200С, МПа
(кгс/см2), не более
Сохр. отн. удл. при разрыве
после выдержки при (100±2)
0С в течение 7 суток, % не
менее:
1,50
1,0-2,0
1,50
1,3-2,0
1,61
1,52
1,48
1,2-2,0
1,47
-
1,48
-
85
85
80
80
Термостабильность при 200
0С, мин, не менее
100
100
-
-
150
150
150
Водопоглощение, %, не более
Горючесть по КИ, % не менее
Максимальный плотность
дыма при горении, Дм, не
более
Опред. количества НСl, мг/г,
не более
0,25
32
-
0,25
32
-
0,40
35
200
0,25
30
280
0,25
35
150
0,25
35
150
0,25
35
100
-
-
140
150
125
125
100
8
(стар.при (стар.пр
120±2)
и 120±2)
85
85
-
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАНОМОДИФИКАТОРОВ
Экономический эффект достигнут за счет использования
отечественного сырья и комплекса ценных свойств разработанных
нанокомпозитных ПВХ-пластикатов:
– на 20% - за счет использования отечественных функциональных
нанонаполнителей;
– на 15-20% - за счет меньшей (в 2-3 раза) дозировки антипирена и
наполнителей;
– до 30% - за счет расширения диапазона температур эксплуатации.
Проект реализовывался в рамках выполнения Постановления
Правительства №218 от 9 апреля 2010 г. по договору Министерства
образования и науки РФ с ЗАО «Кабельный завод «Кавказкабель» №
13.G25.31.0048 от "07" сентября 2010 года.
9
ВЫВОДЫ
•Обнаружено, что применение мела, оксида цинка, фосфатного и
хлоралкильного пластификаторов позволяет добиться КИ ~ 30%. При этом
образцы при -30 0С, не разрушаются.
•Обнаружено, что для достижения высоких значений КИ (30-35%) ПВХпластикатом, в последний необходимо дополнительно вводить различные
антипирены (гидроксиды алюминия и магния, полифосфат аммония, оксид
сурьмы, борат цинка триарилфосфаты и др.), которые действуя по различным
механизмам, показывают синергический эффект. Однако повышенное
содержание данных добавок приводит к снижению физико-механических
показателей ПВХ-пластиката.
•Показано, что введение органомодифицированного монтмориллонита в ПВХпластикаты приводит к получению нанокомпозитного материала,
обладающего высокими значениями физико-механических свойств. При этом
еоптимальное количество органомодифицированной глины, вводимой на 100
ч. ПВХ составляет 4 – 6 ч. В свою очередь это количество органоглины
позволяет снизить количество основных антипиренов, используемых при
получении ПВХ-пластикатов на 15-20%.
10
КОНТАКТЫ
360004, Россия, КБР,
г. Нальчик, ул. Чернышевского, 173,
тел. (88662) 42-59-48
Е-mail: [email protected]
Кабардино-Балкарский государственный университет
www.kbsu.ru
361000, Россия, КБР,
Прохладный, ул.Остапенко, 21,
тел. (866-31)2-27-19
ЗАО «Кабельный завод «Кавказкабель»
www.kavkazkabel.com.ru
E-mail: [email protected]
11