Защитное покрытие для стекла и способ его нанесения

 

1. Защитное покрытие для стекла, включакицее полиолефин, отличающееся тем, что, с целью повышения адгезии к стеклу и когезИонной прочности, оно дополнительно содержит натриевую соль неорганической или органической кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%: Полиолефин 87,5-99,5 Натриевая соль неорганической или органической кислоты0,5-12,5 2. Способ нанесения защитного покрытия на стекло преимущественно трубы путем экструдирования расплава термопласта, навивки полученной ленты или жгута на вращающуюся трубу и охлаждения, отличающийi с я тем,что, с целью повышения адгезии и когезионной прочности, рас (Л плав из экструдера подают при температуре на 35-65 С выше температуры его плавления, а навивку ведут с перекрытием предьщущего слоя на 3-15% при скорости вращения трубы 0,1 1 ,1 м/мин. iS ю :

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (II) 1 1

SU (51)4 С 03 С 17/28

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOHIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ (21) 3698718/29-33 (22) 08.02.84 (46) 15. 11. 85. Бюл. й- 42 (71) Институт механики металлополимерных систем АН БССР (72) Е.Н,Соколов, А.С.Михневич и Л.С.Корецкая (53) 666.1.056(088.8) (56) Патент СССР Ф 564803, кл. С 03 С 17/38, опублик. 1973.

Бакулкин Б.И. и др, Проектирова. ние и монтаж стеклянных трубопроводов. М.: Стройиздат, 1981, с. 204. (54) ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ СТЕКЛА

И СПОСОБ ЕГО НАНЕСЕНИЯ, (57) 1. Защитное покрытие для стекла, включающее полиолефин, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения адгезии к стеклу и когезионной прочности, оно дополнительно содержит натриевую соль неорганической или органической кислоты при следующем соотиошении компонентов, мас.7:

Полиолефин 87,5-99,5

Натриевая соль неорганической или органической кислоты 0,5-12,5

2. Способ нанесения защитного покрытия на стекло преимущественно трубы путем экструдирования расплава термопласта, навивки полученной ленты или жгута на вращающуюся трубу и охлаждения, о т л и ч а ю щ и йс я тем,что, с целью повышения адгезии и когезионной прочности, расплав из экструдера подают при температуре на 35-65 С выше температуры о его плавления, а навивку ведут с перекрытием предыдущего слоя на 3-15Х при скорости вращения трубы 0,1

1,1 м/мин.

1191

Изобретение относится к созданию защитных покрытий на основе полиолефина и технологии их получения на стеклянных изделиях, в частности на стеклянных трубах, применяемых для 5 транспортировки агрессивных жидкостей, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, особенно в химической и микробиологической для предовращения разбрасы- 10 вания осколков стекла при их механическом повреждении.

Проблемы борьбы с коррозией, повышение надежности и долговечности трубопроводных систем, а также за- 15 мены трубопроводов из дорогостоящих .и дефицитных металлов для предприятий химической и микробиологической промьппленности имеют исключительно важное значение. В последние годы 20 на ряде химических, пищевых и микробиологических производств все шире используют трубы из неметаллических материалов, в том числе из пластмасс, стеклопластиков и технического стек- 25 ла. Трубопроводы из технического стекла получают все большее признание в промышленности вследствие их высокой коррозионной стойкости, газоводонепроницаемости, повышенной 50 пропускной способности и обеспечения чистоты транспортируемых по ним сред.

Одним иэ недостатком стеклянных трубопроводов является низкая устойчивость. к динамическим нагрузкам.

Даже небольшие ударные нагрузки могут привести к разрушению трубопровода, что влечет за собой не только невосполнимую потерю продукта, транспортирующегося по трубопроводу, но может привести к порче близлежащего оборудования и несчастным случаям, особенно если по трубопроводу транспортируются высокоагрессивные среды.

Возможно даже самопроизвольное разрушение стеклянных труб без видимых внешних причин.

Цель изобретения — повышение адгезии к стеклу и когезионной прочности 50

В качестве представителей полиолефинов в предлагаемом защитном покрытии используют полиэтилен низкого давления (ПЭНД) полиэтилен высокого

Р давления (ПЭВД), полипропилен (IIII) 55 и др., а в качестве натриевых солей органической и неорганической кислоты — амид натрия (АН), бромиетый

433 2 натрий (БН), натрий углекислый безводный (НУБ) и др

В состав защитного покрытия могут быть добавлены стабилизаторы, пигменты, инициаторы, наполнители, антистатики, пластификаторы и др.

В табл, 1 приведены составы предлагаемых защитных покрытий и сравнительные данные по адгезии к стеклу и когеэионной прочности (разрушающее напряжение при растяжении) известного и предлагаемого защитных покрытий.

Из табл. 1 видно, что данное покрытие по сравнению с известным имеет более высокую адгеэию к стеклу (практически адгеэия увеличивается более чем в 12-18 раз) и лучшие прочностные свойства, В табл. 2 приведены сравнительные данные rio твердости по Бринеллю, модулю упругости, ударной прочности и технологическим (текучесть расплава) свойствам известного и предлагаемого защитных покрытий..Из табл. 2 видно, что предлагаемое покрытие по сравнению с известным имеет лучшие физико-механические и технологические свойства.

Сущность изобретения иллюстрируется примерами.

Пример 1. 99 5 вес. Х ПЭВД смешивают с 0 5 вес.7 натрия углекислого безводного в шаровой мельнице в течение 10 мин с последующей гомогенизацией смеси покрытия на экструдере. В экструдере расплав нагревао ют на 35 С выше температуры плавления покрытия. Защищаемая стеклянная труба приводится во вращение вокруг собственной оси с постоянной скоростью 0,1 м/мин. Затем выходящий из сопла экструдера расплав в виде ленты закрепляют на одном конце вращающейся трубы и производят нанесение защитного покрытия по винтовой траектории (сопло экструдера перемещается вдоль покрываемой трубы, навивая покрытие). При нанесении покрытия лента расплава перекрывает на 37 ранее уложенный слой покрытия. Сплавление между витками расплава покрытия осуществляется эа счет тепла, аккумулированного расплавом. По окончании процесса нанесения защитного покрытия на стеклян-. ную трубу экструдер отключают, лен1191433 4 с покрытиями, полученных предлагаемым и известным способами. ту расплава обрезают и трубу охлаждают. В данных условиях защитное покрытие на стеклянную трубу наносится в течение 56 мин.

Пример 2. 94,5 вес.7 ПЭНД смешивают с 5,5 вес.7. бромистого натрия в шаровой мельнице в течение

10 мин с последующей гомогенизацией смеси покрытия на экструдере. В эксто рудере расплав нагревают на 55 С 1О выше температуры плавления покрытия.

Защищаемая стеклянная труба приводится во вращение вокруг собственной оси с постоянной скоростью 0,75 м/мин.

Затем выхоДящий иэ сопла экструдера 15 расплав в виде жгута закрепляют на одном из концов вращающейся трубы и производят нанесение защитного пок рытия по винтовой траектории. При нанесении защитного покрытия жгут 20 расплава перекрывает на 107 ранее уложенный слой. По окончании процесса нанесения защитного покрытия на стеклянную трубу экструдер отключают, ленту расплава обрезают и тру- 25 бу охлаждают. В данных условиях защитное покрытие на стеклянную трубу наносится в течение 48 мин.

Пример 3. 87,5 вес. 7 ПП смешивают с 12,5 вес.7 амида натрия в ЗО шаровой мельнице в течение 10 мин с последующей гомогенизацией смеси покрытия на экструдере. В экструдере расплав. нагревают на 65 С выше темпеРатуры плавления покРытия. Покрывае- З5 мая стеклянная. труба приводится во вращение вокруг собственной оси с постоянной скоростью 1,1 м/мин. Затем выходящий из сопла экструдера расплав в виде ленты закрепляют на конце - 4О вращающейся трубы и производят нанесение защитного покрытия по винтовой траектории. При нанесении покрытия лента расплава перекрывает на 157 ранее уложенный его слой. По оконча- 45 нии процесса нанесения защитного покрытия на стеклянную. трубу экструдер отключают, ленту расплава обрезают и трубу охлаждают.

В данных УслОВиях защитнОе IIQKpbl- 50 тие на стеклянную трубу наносится в течение 42 мин.

В табл. 3 представлены свойства защитных покрытий и стеклянных труб

Регулируя скорость вращения стеклянной трубы, ее поступательное перемещение, температуру и массу подачи расплава, можно получать защитное покрытие различной толщины.

Исследование ударной прочности стеклянных труб с защитными покрытиями осуществляется на маятниковом копре. Центральный удар наносится маятником по закрепленной трубе, величина энергии удара фиксируется по углу отклонения маятника от положения равновесия и рассчитывается по формуле

Е = QR(1-cos 4..), где E — величина энергии разрушения, кгс м

Q — масса маятника, кгс

R — радиус хода маятника, м.

Внутреннее давление в трубе создают на специально изготовленном нами стенде.

Таким образом, приведенные данные показывают, что предлагаемое изобретение по сравнению с известными имеет более высокую ударную прочность, позволяет предотвратить разлет осколков при механическом разрушении стеклянных труб, улучшить условия труда, так как оно исключает использование токсичных и,летучих материалов (отвердителей, растворителей и др.), не требует применения склеивающих промежуточных слоев и грунтовок, упрощает технологический процесс и повышает производительность нанесения защитных покрытий на стеклоизделия, отпадает необходимость в устройстве мощной вытяжной вентиляции и в затратах на утилизацию отходов.

Данное изобретение позволяет механизировать и автоматизировать технологический процесс нанесения защитных покрытий на поверхность стеклоизделий.

Кроме того, изобретение позволяет повысить срок службы и надежность стеклянных труб, что способствует их внедрению в народное хозяйство.

1191433

Состав защитного покрытия

Адгезия к стеклу, гс/см

Известное

100% полиэтилена высокого давления (ПЭВД) 101

1007 полиэтилена низкого давления (ПЭНД) 198

1007 полипропилена (ПП) 213

Предлагаемое

99,57 ПЭВД + 0,5% хлористого натрия

129

158

97,5% ПЭНД + 2,5% натрия олеинового .

279

186

94,57 ПЭНД + 5,5% натрия йодистого

266

173

92,5% ПЭВД + 7,5% натрия стеориновокислого

147

151

87,5% ПП + 12,57 натрия азотистого

294

135

Защитное покрытие

Твердость по Бринеллю,кгс/мм

Известное

0,23

1,3

1200

1,2

0,3

2,1

5320

4,2

0,21

21,5

5890

5,1

Предлагаемое

0,9

3,1

1670

1,8

1,2

4,8

5910

5,0

6100

1,4

5,7

5,5

1,3

2,3

1565

1,6

54,6

6985

6,3

Защитное покрытие

Модуль упругости кгс/мм

Ударная прочность надрезом,кгс/см/см

Таблица 1

Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см в

Т а б л и ц а 2

Текучесть расплава, г/10 мин

1191433

Та блица 3

Примеры

Свойства стеклянных труб с защитными покрытиями

2 3

0,41

1,79

1,84

1,72

Есть в большом количестНет

Нет

Нет ве

210

203

126

163

101

260

231

Адгезионная прочность между витками покрытия, гс/см

215

250

320

Составитель Г. Буровцева

Техред 3.Палий Корректор М.Самборская

Редактор М.Петрова

Заказ 7079/22 Тираж 456 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Ударная прочность, кгс.м

Дефекты в покрытии

Прочность ленты вдоль трубы, кгс/см

Прочность ленты поперек трубы, кгс/см

Изменение в трубах при действии внутреннего давления, равного 25 кгс/см

Труба не разрушается

Труба не Труба не Труба разруразру- разруша- шается шается ется