Полимерная композиция для изоляционного материала

 

1, ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, включающая поливинилхлорид, пластификатор сложноэфирного типа, силикат свинца и сажу, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения усадки изоляционного материала, композиция дополнительно содержит смесь госсиполовой смолы и термогазойля с температурой кипения 221-432°С при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Поливинилхлорид 100 Пластификатор сложноэфирного типа 20-70 Силикат свинца 0,1-4 Сажа0,5-1,5 Термогазойль с температурой кипения 221432 С10-40 Госс«;1половая смола 1-10 2. Полимерная композиция для изо (Л ляционного материала по п. 1, о тличающаяся тем, что в качестве пластификатора сложноэфирного типа она содержит диоктилфталат или трикрезилфосфат или их смесь.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1054380 А

3(5П С 08 L 27/06; С 08 К 5/01

С 08 К 11/00 Р.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ...., К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

-(21) 3463773/23-05 (22) 05.07.82 (46) 15.11..83. Бюл. 9 42 (72) К.С.Минскер, M.И.Абдуллин, В.П.Васильев, A.Â.×åêèí, М.К.Рамеев, З.Г,Расулев и И.Рахимов (71 ) Башкирский государственный университет им. 40-летия Октября (53) 678.743.22.04(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 806708, кл. С 08 L 27/06, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 840070, кл. С 08 L 27/06, 1979.

3, Производство поливинилхлоридной липкой ленты для изоляции газо-. нефтепродуктопроводов. Технологический регламент М 440-,77 Стерлитамакского ПО "Каустик" утв. 28 01 ° 77 (прототип). (54)(57) 1. ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

ДЛЯ ИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, включающая поливинилхлорид, пластифика- тор сложноэфирного типа, силикат свинца и сажу, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения усадки изоляционного материала, композиция дополнительно содержит смесь госсиполовой смолы и термогазойля с температурой кипения 221-432 С при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид 100

Пластификатор сложноэфирного типа 20-70

Силикат свинца 0,1-4

Сажа 0,5-1,5

Термогазойль с температурой кипения 221432оС 10-40

Госсиполовая смола 1-10 е

2. Полимерная композиция для изоляционного материала.по п. 1, о тличающаяся тем,чтов качестве пластификатора сложноэфирного типа она содержит диоктилфталат или грикрезилфосфат или их смесь.

1054380

Изобретение относится к пластифицированным поливинилхлоридным композициям, используемым для производства изоляционных материалов для магистральных газонефтепродуктопроводов и других трубопроводов, покрытых битумной мастикой.

Состав поливинилхлоридной композиции определяет эксплуатациойные свойства изоляционного материала и прежде всего его долговечность. Кроме того, композиция должна быть технологичной, т.е, должна легко перерабатЫваться на соответствующем .оборудовании, Изоляционный поливинилхлоридный материал, нанесенный на гаэонефтепродуктопровод с,целью его защиты от коррозии, подвергается непрерывной усадке и отсюда — деформации, образованию "пузырей", отслаиванию от трубопровода. Это обусловлено прежде всего миграцией пластифицирующих добавок из полимерной композиции. Миграция резко ускоряется под действием тепла (например, нефтепроводы часто имеют температуру до 40-60 С, а иногда и выше, в частности при перекачке высоковяэких нефтей), окислительных реакций, про, текающих под действием кислорода воздуха, грунтовых (особенно кислых) вод, грибков и других факторов, Эти процессы всегда сопровождаются образованием несовместимых с полимером легколетучих продуктов, что в еще большей степени сокращает срок службы изоляционного материала. Как следствие в местах сильной усадки и деформации изоляционного материала происходит оголение трубопровода, в результате на этих участках трубопровод подвергается интенсивной коррозии, происходит его разрушение.

Известна полимерная композиция для основы липкой ленты, предназначенная для защиты от воздействия агрессивных сред Металлических конструкций, в т.ч. трубопроводов, в химической, нефтяной и газовой промыленности f 1 ), включающая,мас.ч.3 поливинилхлорид 50,5«60,5; бутадиеннитрильный каучук 5-20; сложноэфирные пластификаторы 6-15; сланцевые пластификаторы 4-10; мел 5-15; сажа 1-3; стабилизатор 2,5-3,5.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция для изоляционного матеРиала, включающая поливинилхлорид, пластифи.катор сложноэфирного типа, силикат свинца и сажу, дополнительно содер жит смесь госсиполовой смолы и тер могаэойля с температурой кипения

221-432 С при следующем соотношео нии компонентов, мас. ч .:

Поливинилхлорид 100

Пластификатор сложноэфирного типа 20-70

áO Силикат свинца 0,1-4,0

Сажа 0,5-1,5

Термогазойль 10-40

Госсиполовая смола /-10

В качестве пластификатора сложноэфирного типа композиция содержит

Недостатком данной композиции является низкая антиокислительная устойчивость, что обуславливает непродолжительную антикоррозионную защиту °

Известна полимерная композиция для покрытия полов, трубопроводов и т.п. Г2), включающая, вес,З: поливинилхлорид 60-70, сложноэфирный пластификатор 2-4,5, инденкумароновая смола 2-3,5, отходы полиэтилентерефталата, пропитанного хлоропреновым каучуком,7,5-10,5, каолин остальное.

Однако низкая адгезия данной композиции к металлу и невысокие физико-механические свойства не позволяют использовать ее для изоляции магистральных трубопроводов. Эта полимерная композиция пригодна лишь для неответственных трубопроводов, зкспf0 луатирующихся в мягких условиях, например в крытых помещениях.

Наиболее близкой к предлагаемой по совокупности признаков и по достигаемому результату является полимерная композиция для материала изоляции газонефтепродуктопроводов на основе поливинилхлорида (3 ), содержащая диоктилфталат в качестве пластификатора, силикат свинца и стеарат кальция в качестве стабилизатора, сажу в качестве пигмента при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид 100

Диоктилфталат 52

Силикат свинца 6

Стеарат кальция 3

Сажа ламповая 1

Композицию готовят последовательным смешением поливинилхлоридной смолы с компонентами при 80-90 С в течение 10-20 мин, затем каландровым способом получают пленочный материал.

Недостатками укаэанной компози-, ции являются сильная усадка и деформация материала на ее основе при эксплуатации, а также высокая стоимость композиции. Как следствие, изоляционный материал не обеспечивает достаточно продолжительной антикоррозионной защиты магист40 ральных трубопроводов.

Цель изобретения - уменьшение усадки поливинилхлоридного материала для изоляции гаэонефтепродуктопроводов и его удешевление при од45 новременном сохРанении физико-механических свойств материала.

1054380

4 диоктилфталат или трикрезилфосфат или их смесь.

Композиция может также включать наполнитель, пигменты, антипирены и др. целевые добавки.

Термогазойль — продукт термокаталитического крекинга нефти представляет собой коричневато-зеленоватую жидкость, содержащую, t: тяжелые парафины 18, легкая и тяжелая ароматика 61, фракция с неопределенными компонентами и смолами 21. Основные физико-химические показатели термо-. газойля следующие: плотность d

1,005 г/см, показатель преломле3 ния rr24 = 1,5946, вязкость при

50 С t = 12,3 сСт, вязкость при

100 С „о = 3,25 сСт, температура вспышки 160 С, температура начала кипения 221ОС, 10% отгоняется до температуры 292-С и 50% до температуры 350ОС, конечная температура кипения 432 С. Стоимость термога" о эойля 17 руб/т.

Госсиполовая смола — вторичный продукт переработки хлопкового масла, представляет собой сложную смесь низкомолекулярных, олигомерных, полимерных соединений различных классов — фенолов, жирных кислот, спиртов, эфиров, углеводородов и др. Точный состав смолы в настоящее время не известен. Стоимость госсиполовой смолы 25 руб/т, Поставленная цель не может быть достигнута при индивидуальном применении термогазойля или госсиполовой смолы, а лишь при их совместном использованйи в полимерной композиции. Это связано с тем, что термогаэойль удовлетворительно совмещается с поливинилхлоридом лишь в узком интервале его содержания в полимере — максимум до 15

20 мас.ч. на 100 мас.ч. поливинилхлорида. Углеводородная парафиновая фракция термогазойля(относительно легко вовлекается в окислительные процессы, что отрицательно влияет как на совместимость термогазойля с полимером {за счет образования летучих, несовместимых с полимером продуктов,окисления, так и на процессы старения поливинилхлорида, поскольку окисление термогазойля промотирует процессы деструкции (дегидрохлорования) полимера, поэтому использование термогазойля. требует одновременного введения в полимерную композицию специальных антиокислителей. Указанные свойства термогазойля не позволяют достичь поставленной цели при его индивидуальном использовании в полимерной композиции.

Введение термогаэойля в сочетании с госсиполовой смолой неожиданно приводит к значительному увеличению совместимости термогазойля с поливинилхлоридом, что позволяет вводить термогаэойль в полимерную композицию ° в количестве до 40 мас.ч.

Это связано с тем, что госсиполо.вая смола проявляет свойства поверхностно-активного соединения за счет содержащихся в ее составе соединений молекулы которых содержат по1 лярные группы в сочетании с длинными углеводородными радикалами, Кроме того, эффект обусловлен тем, то госсиполовая смола является весьма активным антиоксидантом, 35 превосходящим по ингибирующему действию известные промышленные стабилизаторы-антиоксиданты.

В табл. 1 приведены составы поливинилхлоридных композиций.

20 Результаты испытаний композиций представлены в табл. 2.

Пример 1 (предлагаемый).

Композицию, содержащую, мас.ч,: поливинилхлорид С-70 100, диоктил25 фталат 30, силикат свинца 2, сажа ламповая 0,5, термогазойль 40, госсиполовая смола 1, смешивают в смесителе при 80-90 С в течение 20 мин, затем композицию подвергают пласти- кации в червячном смесителе при

125, 150 и 140 С в первой, второй зоне и в зоне головки смесителя, соответственно. Затем пластикат каландрируют на четырехвалковом каландре ° Полученный изоляционный материал подвергают экспозиции в течение 3-4 мин в минеральном масле при 160-170 С. Затем образец охлаждают дс комнатной температуры и замеряют усадку материала. У другого

40 образца исходного материала измеряют относительное удлинение, прочность и морозостойкость.

Пример 2 (предлагаемый). .Композицию, содержащую, мас.ч.:

45 ноливинилхлорид С-70 100, трикреэилфосфат 30, силиыат свинца 2, сажа ламповая 1, териогаэойль 25, госсиполовая смола 5; готовят и испытывают как в примере 1.

Пример ы 3-7 (предлагаемые) ,Композиции, содержащие, мас.ч.: (поливинилхлорид С-70 100; диоктилфталат 10, 40; трикрезилфосфат 10, 15, 20, 30; силикат свинца 0,1, 2„

55 4; сажа ламповая 1, 1,5 термогазойль 10,25, 40; госсиполовая смо= ла 1, 5, 10,- готовят и испытывают аналогично примеру 1.

Пример ы 8-19 (контроль60 ные). «Композиции содержащие,мас.ч.: поливинилхлорид С-70 100, диоктилфталат 10, 30, 40, трикреэилфосфат 10, 15, 30; силикат свинца 0,1, 2; сажа ламповая 0,5, 1, i 5, тер65 могазойль 5 10, 20, 30, 40, 45; roc1054380

Таблица 1

Содержание компонентов, мас.ч., в композициях

Компоненты

Предлагаемых

1 2 3 4 5 6 7

Поливинилхлорид С-70

100 100 100 100 100 100 100

10 10 40 10 10

Диоктилфталат

Трикрезилфосфат

15 10 30 10 20

2 2 0,1 4

Силикат свинца

Стеарат кальция

Сажа ламповая

1 1

1,5

0 5

10 40 10

25 25

40 25

Термогазойль

Госсиполовая смола

10 10 1

1 5

Продолжение таблицы 1

1 ,Содержание компонентов, мас.ч., в композициях

Компоненты т.

° °

Контрольных По прототипу

8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 1 18 19 20

Поливинилхлорид С-70 100 100 100 100 100 100100 100 100 100 100 100

100

Диоктилфтала1 10 10 10 30 40 10 10 10 30 1р 4р 1р

52 сиполовая смола 0,5 1, 1,5 5, 10г

20, — готовят и испытывают, как в примере 1.

Пример 20 (по прототипу).

Композицию, содержащую, мас.ч, поливинилхлорид С-70,100, диоктил- 5 фталат 52, силикат свинца 6, стеарат кальция 3, сажа ламповая 1 — готовят и испытывают как в прймвре 1.

Иэ табл. 2 видно, что предлагаемая полимерная композиция по сравне- 10 нию с известной имеет следующие преимущества: усадка материала уменьшается в 1,6-4 и 1,3-4 раза а продольном и поперечном направлениях аоответственно при одновременном сохранении основных физикомеханических свойств материала, снижается стоимость полимерной композиции за счет полного изъятия иэ рецептуры стеарата кальция (цена

2436 руб/т) и уменьшения использования силиката свинца (цена

1069 руб/т), улучшаются условия труда в производственных цехах благодаря полному устранению из рецептуры или уменьшению использования высокотоксичных (силикат свинца) и сильнопылящих (силикат свинца, стеарат кальция) продуктов.

1054360

Продолжение табл. 1

Содержание компонентов, мас.ч., в композициях

ХомпоHенты

Контрольных

8 9 10 1 12 13 14 15 36 17

По прототипу г19 20

Трикрезилфосфат ч

30 15 10 30 10 15 10 - 15 30 10

Силикат свинца 2 2 0,1 2 2 0,1 2

2 2 2 2

Стеарат кальция

1,5 1 0,51,5 1

Сажа ламповая 1 1,5 1 0.,5 1 1

Термогазойль 10 20 30 40

40 5 5 45

Госсиполовая смола

10 20 0 510 0,5 1,5

Таблица 2

Композиция

Показатели

1 2 3 4 5 б 7 8 9

Усадка материала после экспозиции в минеральном масле при 70 С в течение 3-4 мин в продольном направлении

3,5 13 10,5 бф5 3 3 5 4

7,5 4 в поперечном направлении

4 1,5 1,5

1,5 4,5 2

1,5 7

Предел прочности при разрыве, кгс/см2

136 135 133

190 192 190

Мороэостойкость, ФС

-30 †.30 -30

Относительное удлинение при разрыве, %

135 136 137 132 120 123

193 198 191 195 190 187-30 -30 ««30 -30 -30 -30

1054380

Продолжение таблицы 2

Показатели

13 14 15 16 17 18

10 11 12 в продольном направлении

14 12,5 в поперечном направлении

6,46,5

Предел прочности при разрыве, кгс/см 2

126 129132

129 132 130

136

Относительное удлинение при разрыве, %

188 - 189 190191 — 190

190 184

Морозостойкость, о.

-30 — -30 -30 -30

-30 "30

Составитель Л. Макарова

Редактор Н, Киштулинец Техред B. Палекорей Корректор Л. Ильин

Заказ 9032/31 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по де.!ам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проентная, 4

Усадка материала после экспозиции в минеральном о. масле при 170 С в течение 3-4 мин

Нет полного совмещения термогазойля с ПВХ

1! I I I П !

Нет 18 совмещения госси- 10 половой смолы с ПВХ

Нет 12 совмещения 6 компс нентов с ПВХ