Способ изготовления термоусаживающихся материалов


 


Владельцы патента RU 2436814:

Дзадзамия Руслан Гиглович (RU)
Колганов Константин Анатольевич (RU)
Райчук Феликс Зиновьевич (RU)
Татаренко Олег Федорович (RU)

Изобретение относится к области получения термоусаживающихся материалов на основе стабилизированного и радиационно-сшитого полиэтилена, предназначенных для упаковки продуктов питания, различных изделий, термоусаживающихся трубок для защиты кабельных соединений, и может найти применение при получении изделий (манжет, лент) для защиты трубопроводов от коррозии. Согласно описываемому способу получения термоусаживающихся материалов в полиэтилен вводят стабилизатор, выбранный из полигидрохинондисульфида, полирезорциндисульфида или полипирокатехиндисульфида. Для равномерного распределения стабилизатора по объему материала последний вводят в полиэтилен в виде суперконцентрата, представляющего собой гранулированный исходный полиэтилен, содержащий заданный стабилизатор в концентрации 5-8%. Полученный материал облучают γ-излучением Со60 или ускоренными электронами с поглощенной дозой 0,05-0,1 МГр. Облученный материал подвергают термовытяжке при температуре выше температуры плавления необлученного полиэтилена в продольном направлении на 10-30%, в поперечном на 5-8%, трубки раздувают в диаметральном направлении не менее чем на 50%. Термоусаживающиеся материалы характеризуются сниженной концентрацией используемого стабилизатора, повышенной прочностью и эластичностью. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к области получения термоусаживающихся материалов, предназначенных для упаковки продуктов питания, различных изделий, термоусаживающихся трубок для защиты кабельных соединений при электромонтажных работах на основе стабилизированного радиационно-сшитого полиэтилена, а также для изготовления изделий (лент, манжет) для защиты трубопроводов от коррозии.

Известны способы защиты трубопроводов от коррозии термоусаживающимися изделиями на основе полиэтилена (ПЭ) (Ф.М.Мустафин. Обзор методов защиты трубопроводов от коррозии изоляционными материалами. - Нефтегазовое дело, 2003 г., стр.8).

Известно важнейшее свойство облученного полиэтилена - эффект «памяти формы». Деформированный при повышенной температуре предварительно сшитый под воздействием ионизирующего излучения полиэтилен после нагревания выше температуры плавления необлученного полиэтилена возвращается к своей первоначальной форме (А.Х.Брегер. Радиационно-химическая технология, ее задачи и методы. - Москва: Атомиздат, 1979). В присутствии кислорода в ПЭ также протекают процессы термоокислительной деструкции. Для защиты последнего от термоокислительной деструкции в ПЭ вводят стабилизатор (Ирганокс 1010 или Фенозан 23) в концентрации не ниже 0,1% (ГОСТ 16338-85).

При радиационном модифицировании полиэтилена (ПЭ) в последний вводят повышенную концентрацию стабилизатора, например диафен-НН (ДНИ), в концентрации до 11,5%.

Используемые стабилизаторы, такие как диафен-НН, Ирганокс, препятствуют радиационному сшиванию полиэтилена и для достижения заданного содержания гель-фракции требуется облучение до значительно большой полощенной дозы, чем для нестабилизированного или низкостабилизированного полиэтилена (патент №2080341 от 01.07. 1993).

Для придания высоко термостабилизированному ПЭ повышенной способности к радиационному сшиванию в последний вводят сенсибилизаторы, такие как триаллилцианурат, аллилметакрилат, ненасыщенные эпоксидные олигомеры, мономеры, имеющие полифункциональный радикал и др.

Общим недостатком этих сенсибилизирующих добавок является не технологичность их введения, добавки вводят погружением материала (изделия) в сенсибилизатор или его раствор, после чего избыток жидкости должен удален, облучаемый материал должен в течение длительного времени сохранять необходимое и постоянное количество сенсибилизирующих добавок, что трудно осуществить ввиду летучести указанных веществ.

Были определены физико-механические свойства термоусаживающегося ПЭ (полиэтилен высокого давления, марки 10803-020) содержащего в качестве стабилизатора Ирганокс 1010 в концентрации 0,4 мас.%. Испытания показали, что прочность ПЭ после облучения составила 132 кг/см2, относительное удлинение 553%, свойства исходного ПЭ - прочность 125 кгс/см2, относительное удлинение 550% (ГОСТ 16337-77, ПЭВД, ТУ. Таблица 5, с.22). Недостаток этого термоусаживающегося ПЭ состоит в незначительной сшивке последнего после облучения, при высокой концентрации стабилизатора (OOO»Химпродукт М», НТД, М).

Известна композиция (патент 2080341 от 01.07.1993), применяемая для снижения поглощенной дозы. Недостаток этого способа состоит в высокой концентрации стабилизатора.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения стабилизаторов, содержащих дисульфидные группы и области их применения (патент №2337927), по которому полученный стабилизатор вводили в термопластичные полимеры для их защиты от окислительных процессов в концентрации 0,15-1,5 мас.%.

Недостаток этого способа состоит в высокой поглощенной дозе.

Технической задачей заявляемого способа является изготовление термоусаживающихся материалов на основе стабилизированной композиции из радиационно-сшитого полиэтилена, свободного от указанных недостатков.

Поставленная задача решается тем, что в исходный гранулированный полиэтилен вводится полидисульфид (например, резорцина, гидрохинона, пирокатехина). Способ получения полидисульфидов заключается в предварительном растворении в этилацетате резорцина, гидрохинона или пирокатехина в соотношении 1:4, указанный раствор помещается в трехгорлую колбу и подогревается до температуры 70-80°С, но не выше температуры кипения растворителя, в разогретый раствор капельным способом вводится раствор в ацетате в соотношении 1:4 однохлористой серы. Образующийся в результате реакции хлористый водород пропускается через водный раствор щелочи. Реакция считается законченной по прекращению выделения хлористого водорода. Полученный путем синтеза полидисульфид высаживается, отмывается горячей водой, сушится и размалывается до размера частиц с гранулометрическим составом в диапазоне 0,044-0,074 мкм.

Полученный полидисульфид вводится в гранулированный ПЭ концентрации 0,05-0,5 мас.%, при этом для достижения равномерного распределения стабилизатора в малых концентрациях предварительно изготавливают суперконцентрат, представляющий собой гранулированный полиэтилен с концентрацией заданного стабилизатора 5-8 мас.%, с помощью которого и регулируют заданную малую концентрацию стабилизатора. Полученные экструзией ленты или трубки подвергают воздействию ионизирующего излучения Со или ускоренных электронов с поглощенной дозой 0,05-0,1 МГр. Полученные после облучения ленты или трубки подвергают термовытяжке в продольном направлении на 10-30%, в поперечном 5-8% или термораздуву трубок в радиальном направлении не ниже 50% при температуре выше температуры плавления необлученного полиэтилена.

Преимущества заявляемого способа состоят во введении нового стабилизатора с пониженной концентрацией, значительном увеличении прочности и эластичности термоусаживающихся изделий при малой поглощенной дозе, равномерном распределении стабилизатора низкой концентрации путем регулирования ее суперконцентратом.

Примеры конкретного осуществления способа.

Образцы для испытаний готовили следующим способом:

- на грануляторе готовили суперконцентрат из полиэтилена ПЭВД марки 10703-020 с концентрацией заданного стабилизатора 6 мас.%;

- экструзией из исходного гранулированного полиэтилена марки 10703-020 готовили ленту толщиной 2 мм и шириной 1200 мм, концентрацию стабилизатора регулировали соответствующей подачей суперконцентрата;

- полученную ленту облучали γ-излучением Со60 с поглощенной дозой 0,05 МГр и 0,1 МГр;

- из облученной ленты вырезали образцы и проводили испытания на растяжение;

- вырезали образцы по краям и в центре ленты, концентрацию стабилизатора определяли по методике, изложенной в ГОСТ16338-85, с.31-35.

Результаты испытаний представлены в таблице.

№№ опытов Наименование стабилиза
тора
Концентрация стабилизатора Физико-механические свойства Изменение свойств по отношению к прототипу
Поглощенная доза Прочность на растяжение Относительное удлинение прочности относительного удлинения
% МГр МПа % % %
1 2 3 4 5 6 7 8
Опыт 1 Полирезорциндисульфид 0,05 0,05 13,0 450 +30 +125
Опыт 2 -«-«- 0,1 0,05 17,1 410 +71 +100
Опыт 3 -«-«- 0,3 0,05 16,2 480 +62 +140
Опыт4 -«-«- 0,5 0,05 14,1 520 +41 +160
Опыт5 -«-«- 1,0 0,05 12,1 580 +21 +190
Опыт 6 -«-«- 0,05 0,1 16,0 450 +60 +125
Опыт 7 -«-«- 0,1 0,1 18,0 400 +80 +100
Опыт 8 -«-«- 0,3 0,1 17,0 480 +70 +140
Опыт 9 -«-«- 0,5 0,1 15,2 420 +52 +110
Опыт 10 -«-«- 1,0 0,1 13,1 500 +31 +150
Опыт 11 Полигидрохинондисульфид 0,05 0,05 12,0 420 +20 +110
Опыт 12 0,1 0,05 16,0 400 +60 +100
Опыт 13 0,3 0,05 15,2 450 +52 +125
Опыт 14 0,5 0,05 13,0 480 +30 +140
Опыт 15 1,0 0,05 12,1 500 +21 +150
Опыт 16 0,05 0.1 15,0 430 +50 +115
Опыт 17 0,1 0,1 17,3 400 +73 +100
Опыт 18 0,3 0,1 16,1 460 +61 +130
Опыт 19 0,5 0,1 14,0 480 +40 +140
Опыт 20 1,0 0,1 12,0 510 +20 +155
Опыт 21 Полипирокатехиндисульфид 0,1 0,1 15,8 420, +60 +100
Опыт 22 (по прототипу) Полирезорциндисульфид 1,0 0,2 10,0 200

Опыт 23. По методике, изложенной в ГОСТ 16338-85, определяли концентрацию стабилизатора в центре листа и в точках, отстоящих от центра справа и слева на расстоянии 50 см. Концентрация стабилизатора в указанных точках не отличалась от заданной.

1. Способ изготовления термоусаживающихся материалов на основе стабилизированного и радиационно-сшитого полиэтилена, включающий стадии введения в исходный полиэтилен термостабилизатора, выбранного из полигидрохинондисульфида, полирезорциндисульфида или полипирокатехиндисульфида, полученного путем синтеза предварительно растворенных исходных продуктов с последующим осаждением полученного полимера, введении полимера в виде суперконцентрата в полиэтилен для достижения концентрации термостабилизатора 0,05-0,5%, облучения полученного полиэтилена с термостабилизатором, ускоренными электронами или γ-излучением Со60 с поглощенной дозой 0,05-0,1 МГр и термовытяжкой материала, полученного из облученного полиэтилена с термостабилизатором, в продольном, поперечном или диаметральном направлении, при температуре выше температуры плавления необлученного полиэтилена.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что стабилизатор вводят в полиэтилен дозированием суперконцентрата, состоящего из исходного гранулированного полиэтилена с заданным стабилизатором в концентрации 5-8%.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что облученную ленту подвергают вытяжке в продольном направлении на 10-30%, в поперечном направлении на 5-8% при температуре выше температуры плавления необлученного полиэтилена.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что облученные трубки подвергают раздуву в диаметральном направлении на величину не менее 50% при температуре выше температуры плавления необлученного полиэтилена.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к смазочной композиции для изготовления целлюлозно-термопластовых композитных изделий, используемых в архитектуре и автомобилестроении. .

Изобретение относится к полиэтиленовому сополимеру высокой плотности на основе полиэтилена высокой плотности, способу его получения и к изделию, выполненному из него.
Изобретение относится к новой полиэтиленовой композиции, в частности подходящей для изготовления мононити, моноленты и растянутой ленты. .

Изобретение относится к полимерным нанокомпозиционным антифрикционным материалам, которые могут быть использованы в системах, работающих при высоких деформирующих нагрузках и в узлах трения.
Изобретение относится к технологии получения многослойных микропористых мембран и может быть использовано при производстве сепараторов аккумуляторов. .

Изобретение относится к литьевой композиции из полиэтилена с мультимодальным молекулярно-массовым распределением для получения труб, а также к способу получения такой литьевой композиции посредством многостадийной последовательности реакций, состоящей из последовательных стадий полимеризации, в присутствии каталитической системы, включающей в себя катализатор Циглера и сокатализатор.

Изобретение относится к полиэтиленовым смолам, которые приемлемы для применения в виде труб, трубных приспособлений или фитингов, и к способу получения таких смол. .
Изобретение относится к резиновой промышленности, может применяться в уплотнительных деталях в подвижных узлах механизмов. .
Изобретение относится к полимерному материаловедению и может быть использовано в машиностроении для изготовления износостойких уплотнений штоков и цилиндров гидравлических устройств вместо шевронных резинотканевых манжет, а также для изделий конструкционного назначения в горнодобывающей, нефтегазодобывающей и химической промышленности.
Изобретение относится к резиновой промышленности, может применяться в уплотнительных деталях в подвижных узлах механизмов. .

Изобретение относится к композициям, содержащим эластомер, чувствительный к окислительной, термальной, динамической или свето- и/или озон-индуцированной деградации, и в качестве стабилизатора, по крайней мере, одно соединение типа S-замещенного 4-(3-меркаптосульфинил-2-гидроксипропиламино)дифениламина, а также к способу предотвращения контактного обесцвечивания субстратов, вступающих в контакт с эластомерами, и к способу стабилизации эластомеров, который включает введение в них или покрытие их, по крайней мере, одного соединения типа S-замещенного 4-(3-меркаптосульфинил-2-гидроксипропиламино)дифениламина.

Изобретение относится к быстрому отверждению составов смолы под воздействием энергии облучения, применяемому для изделий с толстыми стенками. .

Изобретение относится к области получения эпоксидных связующих для пропитки армированных материалов - пресс-материалов, стекло- и углепластиков, перерабатываемых методами прямого прессования, сухой намотки и т.д.

Изобретение относится к резиновой промышленности, может использоваться в производстве изделий бытовой техники, медицинских приборов, спортивных товаров. .

Изобретение относится к резиновым смесям на основе ненасыщенного каучука и может быть использовано в шинной промышленности при производстве массивных и сверхкрупногабаритных шин.

Изобретение относится к композициям на основе полиэтилена и может быть использовано для получения длинных оболочек, таких как изоляция кабелей трубы, пленки. .

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к пленочным материалам. .
Наверх