Полимерная композиция для изоляционного покрытия

 

Изобретение относится к полимерным композициям для изоляционных покрытий и используется для защиты магистральных газонефтепродуктопроводов и других металлических конструкций от коррозии. Готовят полимерную композицию из бутилкаучука высокомолекулярного-40-42,мягчителя нефтяного-7-8, олигомера-14-16, окиси цинка-1,2-1,5, полиэтилена высокой плотности-2,3-2,7, углерода технического -0,3-0,5, термостабилизатора фенольного типа-0,04-0,06, наполнителя минерального -остальное. Компоненты взяты в мас.%. Олигомером является олигомер состава, мас. %: винилтолуол-20-35, дициклопентадиен-30-35, стирол-6-10, инден-7-10, неидентифицированные инертные компоненты-14-31. Смесь перемешивают при 160-180^oC 9-10 мин. Оформляют в жгут. Подают в каландр для совмещения с пленкой-основой из полиэтилена высокой и низкой плотности с техническим углеродом и термостабилизатором. Прочность адгезионного соединения с неклеевой поверхностью через 24 ч при нормальных условиях - 4,8-5,3 Н/см, после выдержки в воде 60^oС-3,8-4,3 Н/см, на воздухе 60^oС-5,0-5,6 Н/см. Технический результат-повышение адгезионной прочности. 2 табл.

Изобретение относится к полимерным композициям для изоляционных покрытий, используемых для защиты магистральных газонефтепродуктопроводов и других металлических конструкций от коррозии. Одними из основных требований, предъявляемых к полимерной композиции, являются: - способность обеспечить герметичность покрытия за счет создания прочного и стабильного соединения ленты с неклеевой поверхностью (внахлест); - сохранять это свойство после воздействия агрессивных сред (вода, кислород воздуха) и повышенных температур (+60^oC).

Известна полимерная композиция (Яп. N 54-134746 A от 1979), которая содержит высокомолекулярный бутилкаучук, низкомолекулярный бутилкаучук, наполнитель, сажу, пластификатор, стабилизатор; в качестве адгезионних добавок - канифоль природную, фенолформальдегидную смолу, битум, смолу инденстирольную. Известна также полимерная композиция для изоляционной липкой ленты (а. с. N 954256 от 1982 г.), которая в качестве адгезионной добавки содержит алкилфенолформальдегидную, инден-кумароновую, терпеновую смолы, канифоль, битум, продукт типа "Эскорец".

Однако эти композиции характеризуются низкими показателями прочности адгезионного соединения к неклеевой (полиэтиленовой) поверхности липкой ленты, низкой стабильностью данного соединения в агрессивных средах (вода, кислород воздуха) и при воздействии повышенных температур, что не обеспечивает надежной герметизации изоляционного покрытия, сокращает срок его службы.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является полимерная композиция для изоляционного покрытия (ТУ 102-610-92, лента полиэтиленовая для изоляции газонефтепродуктопроводов), в которой в качестве адгезионной добавки использована нефтеполимерная алифатическая смола типа "Эскорец 1102" в сочетании с высокомолекулярным бутилкаучуком, мягчителем, наполнителем, стабилизаторами при следующем соотношении компонентов, мас.%: Бутилкаучук 1675Т - 40,0 Мягчитель нефтяной - 7,0 Наполнитель минеральный - 32,25 Эскорец 1102 - 16,0 Окись цинка - 1,5 Полиэтилен высокой плотности - 2,7 Углерод технический П-234 - 0,5
Фенозан-23 - 0,05 - 100,00% вес
Недостатками композиции являются недостаточные адгезионные свойства к неклеевой (полиэтиленовой) поверхности как при нормальных условиях, так и при воздействии агрессивных сред и повышенных температур, а также высокая стоимость импортного продукта "Эскорец 1102".

Задачей заявленного изобретения является повышение адгезионной прочности с неклеевой поверхностью и за счет исключения из композиции дорогостоящего импортного продукта, снижение себестоимости композиции.

Решение задачи достигается тем, что полимерная композиция, содержащая бутилкаучук высокомолекулярный, мягчитель нефтяной, наполнитель минеральный, углерод технический, окись цинка, термостабилизатор фенольного типа, содержит в качестве адгезионной добавки олигомер 20-З0 мас.% винилтолуола, 30-35 мас. % дициклопентадиена и 6-10 мас.% стирола и 7-10 мас.% индена при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бутилкаучук высокомолекулярный - 40,00 - 42,00
Мягчитель нефтяной - 7,00 - 8,00
Указанный олигомер - 14,00 - 16,00
Окись цинка - 1,2 -1,5
Полиэтилен высокой плотности - 2,3 - 2,75
Углерод технический - 0,3 - 0,5
Термостабилизатор фенольного типа - 0,04 - 0,06
Наполнитель минеральный - Остальное
В полимерной композиции применяют бутилкаучук высокомолекулярный с м.м. 350-450 тыс; в качестве мягчителя-масло нефтяное типа "ПМ", стабилойл 18; в качестве наполнителя минерального - тальк, микротальк; в качестве технологических добавок - окись цинка, полиэтилен высокой плотности, светостабилизатора, красителя - углерод технический П-234, термостабилизатора - антиоксиданты фенольного типа - фенозан-23 и др.

Предлагаемый олигомер имеет состав: дициклопентадиен - 30-35% вес, винилтолуол - 20-35 мас.%, стирол - 6-10 мас.%, инден 7-10 мас.%, неиндентифицированные инертные компоненты 14-31 мас.%. Температура размягчения олигомера по КИШ, ^oC - 85-115, кислотное число, мг КОН/г - 0,11-0,13, цвет по йодометрической шкале, мг йода/100 см³ - 25-35.

Олигомер подучен на опытно-промышленной установке ОАО "Нижнекамскнефтехим" (ТУ 38.402.198-93 Смола нефтеполимерная Пиропласт-2К).

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав полимерной композиции отличается от известного наличием нового компонента, а именно олигомера винилтолуола с циклопентадиеном, стиролом и инденом, содержащий не менее 53% винилтолуольных и циклопентадиеновых звеньев. Анализ известных составов полимерных композиций для изоляционных покрытий, используемых для защиты газонефтепродуктопроводов от коррозии, показал, что заявляемый состав полимерной композиции отличается от известных введением нового компонента, а именно олигомера винилтолуола и циклопентадиена со стиролом и инденом. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует условию "новизна". Компоненты, входящие в состав известных полимерных композиций, не обеспечивают прочность адгезионного соединения к неклеевой стороне липкой ленты, которое наблюдается в заявляемом решении, а именно значительное увеличение прочности адгезионного соединения с неклеевой поверхностью как при нормальных условиях так и при воздействии агрессивных сред (вода, кислород, воздух), и повышенных температур (+60^oC). Таким образом, новый компонент придает полимерной композиции новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения условию "изобретательский уровень". Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены шесть смесей полимерной композиции.

Полимерные композиции получили по следующей технологической схеме. Компоненты взвешивались согласно рецептуре, загружались в пластосмеситель роторного типа последовательно: бутилкаучук, полиэтилен высокой плотности, углерод технический, термостабилизатор, мягчитель, адгезионная добавка, наполнитель, окись цинка; смесь перемешивалась при температуре 160^o-180^oC в течение 9-10 мин, выгружалась, оформлялась в жгут в специальном экструдере для подачи в зазор каландра для совмещения с пленкой-основой. Пленка-основа готовилась из смеси полиэтиленов высокой и низкой плотности с добавками технического углерода и фенозана-23 в качестве термостабилизатора методом экструзии.

Из таблицы следует, что полимерная композиция предлагаемого состава (табл. 1 п. 2-5) обладает значительно более высокими адгезионными свойствами, которые сохраняют стабильность на более высоком уровне, чем у прототипа как при нормальных условиях, так и при воздействии агрессивных сред (воды, кислорода воздуха) и повышенной температуры (+60^oC).

1. Прочность адгезионного соединения с неклеевой поверхностью через 24 часа формирования при нормальных условиях составляет 4,8-5,3 Н/см ширины, для прототипа аналогичный показатель составляет 2,5-3,5 Н/см (табл. 2), после выдержки в воде, на воздухе при температуре +60^oC этот показатель для предлагаемой полимерной композиции сохраняет стабильность на уровне 3,8-4,3 Н/см и 5,0-5,6 Н/см соответственно, для прототипа аналогичный показатель составляет 2,2-3,2 Н/см и 2,8-3,7 Н/см.

Использование заявляемого изобретения позволит повысить:
1. Качество изоляции магистральных газонефтепродуктопроводов и других металлических конструкций за счет повышения прочности адгезионного соединения (герметичности внахлест) с неклеевой поверхностью.

2. Заменить импортный дорогостоящий продукт (эскорец 1102) на отечественный.

Формула изобретения

Полимерная композиция для изоляционного покрытия, применяющегося для защиты газонефтепродуктов и других металлических конструкций от коррозии, содержащая бутилкаучук высокомолекулярный, мягчитель нефтяной, наполнитель минеральный, окись цинка, полиэтилен высокой плотности, углерод технический, термостабилизатор фенольного типа, адгезионную добавку, отличающаяся тем, что в качестве адгезионной добавки она содержит олигомер 20 - 35 мас.% винилтолуола с 30 - 35 мас.% дициклопенатадиена, 7 - 10 мас.% индена и 6 - 10 мас.% стирола при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бутилкаучук высокомолекулярный - 40 - 42
Мягчитель нефтяной - 7 - 8
Указанный олигомер - 14 - 16
Окись цинка - 1,2 - 1,5
Полиэтилен высокой плотности - 2,3 - 2,7
Углерод технический - 0,3 - 0,5
Термостабилизатор фенольного типа - 0,04 - 0,06
Наполнитель - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2