Мастичная битумно-полимерная композиция для антикоррозионных покрытий и способ ее получения


 


Владельцы патента RU 2439422:

Общество с ограниченной ответственностью "ГЕОТЕКС" (RU)

Изобретение относится к области промышленного приготовления модифицированных битумных мастик.

Сущность изобретения: битумно-полимерная композиция состоит из нефтяного битума, эластомера, термоэластопласта, пластификатора из смоляных и серосодержащих соединений (сульфированная смесь таллового масла марок ХТМ и ЛТМ), ингибитора коррозии (соединения аминов) при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: битум от 85 до 95 включ.; эластомер от 1,5 до 5 включ.; термоэластопласт от 2,0 до 4,5 включ.; пластификатор от 1,0 до 4,0 включ.; ингибитор коррозии от 0,2 до 3,5 включ. Также описан способ получения вышеуказанного материала. Техническим результатом изобретения является повышение срока эксплуатации металлических конструкций, достигаемого эффективной антикоррозионной защитой, путем повышения адгезии мастики к металлу и устойчивости к воздействию влаги и кислорода. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 табл.

 

Область применения изобретения: промышленное получение мастичных битумных композиций для защиты от коррозии стальных трубопроводов, предназначенных для транспортировки газа, нефти, воды и других жидкостей, а также металлических резервуаров и нефтехранилищ, промышленно-гражданского строительства, производства гидроизоляционных материалов. Получаемые мастичные битумные материалы с улучшенными техническими характеристиками имеют широкий диапазон применения в различных областях народного хозяйства, обладают технологичностью в производстве и применении.

Известны различные битумо-полимерные мастики, в состав которых входят различные добавки: эластомеры, термоэластопласты, минеральные наполнители, пластификаторы, адгезивы и т.д. В зависимости от назначения и требуемых характеристик их соотношения могут быть различными. Способы введения компонентов и распределение их в битуме, соотношение компонентов определяют качество и область применения мастичных композиций, а также технологичность производственного процесса их получения. Распространение получило лишь ограниченное количество разработок: полимерно-битумные мастики горячего применения МБР-Г-90, МБР-Г/Шм-75, ТУ 5775-002-11149403-97; резинобитумные композиционные мастики МРБК-И/Д, ТУ 2384-003-40010445-2000; битумно-полимерный материал RU 2248381; АСМОЛ ТУ 4859-001-05111644-95; ТРАНСКОР RU 2192578, применяемые в дорожном и гражданском строительстве, а также для антикоррозионной защиты нефтегазопроводов.

Наиболее близкой по технической сущности является битумно-полимерная мастика ТРАНСКОР по патенту RU 2192578, включает битум, термоэластопласт и пластификатор, при этом в качестве термоэластопласта использован дивинилстирольный термоэластопласт, в качестве битума использована смесь битумов БНД 60/90 и БНИ-4 или БН 30/70, а в состав мастики дополнительно введен модификатор, при следующем составе компонентов, мас.%:

битум БНД 60/90 10-50,

битум БНИ-4 40-80 или битум БН 30/70 40-80,

SBS модификатор дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ 30Р-01 1-10,

пластификатор индустриальное масло И40А 1-6,

модификатор каучук ПБН ТУ 38103641-98 1-7.

Недостатками битумно-полимерной мастики по патенту RU 2192578 являются присутствие масла в качестве пластификатора в несвязанном виде, разжижающего материал, снижающего температуру размягчения, и в дальнейшем при эксплуатации, под воздействием кислородно-озоновой деструкции окисляется и усыхает и тем самым теряет свои изначальные физико-химические свойства и эксплуатационные характеристики. Для мастики характерна тенденция к старению под воздействием кислорода.

Целью настоящего изобретения является повышение гарантированного срока эксплуатации металлических конструкций и нефтегазопроводов, достигаемого эффективной антикоррозионной защитой, путем повышения адгезии мастики к металлу и устойчивости к воздействию влаги и кислорода за счет введения в мастичную битумно-полимерную композицию ингибиторов коррозии.

Это достигается путем применения:

эластомеров - каучуков этиленпропиленового и этиленпропилендиенового, таких как СКЭПТ, ДССК 2525;

термоэластопластов, таких как ДСТ 30, ДСТ 30Р-01;

ингибиторов коррозии, таких как диамины R-NH-(CH2)2 или 3NH2, амидоаминов R-CO-NH-(CH2)-NH-(CH2)2-NH2; полиэтиленполиамина NH2C2H4(NHC2H4)nNH2, где n=1-5;

пластификатора - сульфированное талловое масло.

В сульфированном талловом масле присутствуют алкансульфокислоты R-SO2-OH, что позволяет осуществлять при термической модификации контролируемое старение битумно-полимерной мастики, избавляющее ее от старения во время эксплуатации и потери качества технических свойств.

Присутствующие алкилсульфонаты в составе сульфированного таллового масла дополнительно влияют на поверхностно-активные свойства мастики, что увеличивает способность материала к смачиванию обрабатываемой поверхности и усилению адгезии.

Задача настоящего изобретения решается получением битумно-полимерной мастики, состоящей из смеси нефтяного битума, эластомера, термоэластопласта, ингибитора коррозии и пластификатора, и по способу получения реализуется методом измельчения исходных компонентов на коллоидных мельницах для физико-химического совмещения ингредиентов состава, компаудирования в реакторах, химической модификации в активаторе в следующих соотношениях мас.ч.:

Нефтяной битум БНД 60/90 по ГОСТ 22245-90 - от 85 до 95 включ.;

Эластомеры: СКЭПТ - 40, 60 по ТУ 38.103252-92, ДССК 2525 по ТУ 38.40387-2007 - от 1,5 до 5 включ.;

Термоэластопласт ДСТ 30P-01 по ТУ 38.40327-98 - от 2,0 до 4,5 включ.;

Пластификатор - сульфированное талловое масло марки ХТМ, ЛТМ по ТУ 13-0281078-119-89 - от 1,0 до 4,0 включ.;

Игибитор коррозии - полиэтиленполиамин по ТУ 2413-214-00203312-2002 - от 0,2 до 3,5 включ.

Технология получения мастичной битумно-полимерной композиции заключается в следующем.

1.1. Гранулированный эластомер и термоэластопласт смешивают с битумом и подают на коллоидную мельницу для получения гомогенизированной смеси.

1.2. Полученную смесь подают в реактор с мешалкой, который имеет рубашку для обогрева, поддерживают температуру от 110 до 120°C включ.

1.3. Затем подают ингибитор коррозии через объемный мерник. Производится компаундирование с помощью мешалки в горизонтальном направлении в течение 40-60 мин.

1.4. После этого вводят пластификатор дозирующим насосом и проводят компаундирование в течение 90 минут.

1.5. Включают насос, который производит перемешивание смеси в вертикальном направлении, подавая смесь с нижней части реактора в верхнюю. Одновременно проводят перемешивание смеси в горизонтальном направлении мешалкой реактора. Происходит перемешивание нижних и верхних слоев смеси. Перемешивание производится в течение 8 часов.

1.6. Во время прокачки смеси насосом она проходит устройство - активатор, с температурой стенок от 160 до 170°C включ., где происходит химическое модифицирование реакционной смеси.

После отбора проб и проверки на соответствие заявленных показателей ТУ мастику подают на узел разливки в тару.

В зависимости от назначения битумно-полимерного мастики соотношения входящих компонентов меняются для достижения оптимальных характеристик. Температура размягчения является определяющим показателем для определения степени готовности материала и регулируется временем перемешивания, температурой ведения процесса. Физико-механические свойства битумно-полимерной мастики позволяют использовать ее для капитального ремонта инженерных сетей, трубопроводов, ямочного ремонта автодорог, а также для гидроизоляции и защиты от коррозии железобетонных и металлических конструкций, автомобилей и других объектов.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Соотношение входящих компонентов и состав получаемых битумно-полимерных материалов.

Пример 1

Таблица 1
Входящие компоненты Количество, кг Состав БПМ Количество, мас.ч.
Эластомер СКЭПТ-40 20 Эластомер СКЭПТ-40 5,0
ДСТ 30Р-01 12 ДСТ 30Р-01 3,0
Битум БНД 60/90 356 Битум БНД 60/90 89
Талловое масло 8 Талловое масло 2
Полиэтиленполиамины 4 Полиэтиленполиамины 1
ИТОГО 400 100

Пример 2

Таблица 2
Входящие компоненты Количество кг Состав БПМ Количество, мас.ч.
Эластомер СКЭПТ-40 16,4 Эластомер СКЭПТ-40 4,1
ДСТ 30Р-01 18,0 ДСТ 30Р-01 4,5
Битум БНД 60/90 340 Битум БНД 60/90 85,0
Талловое масло 16,0 Талловое масло 4,0
Полиэтиленполиамины 9,6 Полиэтиленполиамины 2,4
ИТОГО 400 100

Пример 3

Таблица 3
Входящие компоненты Количество кг Состав БПМ Количество, мас.ч.
Эластомер ДССК 2525 6 Эластомер ДССК 2525 1,5
ДСТ 30Р-01 6,8 ДСТ 30Р-01 1,7
Битум БНД 60/90 376 Битум БНД 60/90 95,0
Талловое масло 6,4 Талловое масло 1,6
Полиэтиленполиамины 0,8 Полиэтиленполиамины 0,2
ИТОГО 400 100

Пример 4

Таблица 4
Входящие компоненты Количество кг Состав БПМ Количество, мас.ч.
Эластомер СКЭПТ-60 18 Эластомер СКЭПТ-60 4,5
ДСТ 30Р-01 8 ДСТ 30Р-01 2,0
Битум БНД 60/90 356 Битум БНД 60/90 89,0
Талловое масло 4 Талловое масло 1,0
Полиэтиленполиамины 14 Полиэтиленполиамины 3,5
ИТОГО 400 100
Таблица 5
Таблица основных технических показателей битумно-полимерного материала
Наименование показателя Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4 Прототип
Температура размягчения, Т°C, по КиШ 98 100 93 91 75
Глубина проникания иглы, 0,1 мм, при +25°C 24 26 21 25 20
Гибкость на брусе радиусом R=20 мм, °C -28 -30 -20 -24 -
Температура хрупкости по Фраасу, °C -35 -45 -24 -31 -20
Растяжимость, см, при +25°C 8,7 9,8 7,3 9,1 8
Характер отрыва когезионный когезионный когезионный когезионный Когезионный
Прочность сцепления со сталью, МПа, при T=+20°C 0,6 1,1 0,3 0,7 0,2
Водопоглощение в течение 24 часов, % по массе 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2
Переходное электросопротивление покрытия (сталь-грунтовка-слой мастики без обертки) при температуре плюс 23±2°C, Ом·м2, 109 109 109 109 109
исходного покрытия после 1000 часов выдержки в 3% растворе NaCl при температуре плюс 60±2°C. 107 107 107 107 107

1. Битумно-полимерная мастика, состоящая из смеси нефтяного битума, эластомера, термоэластопласта, ингибитора коррозии и пластификатора, отличающаяся тем, что содержит в качестве нефтяного битума БНД 60/90, в качестве эластомера - СКЭП Т-40,60 или ДССК 2525, в качестве термоэластопласта - ДСТ 30Р-01, в качестве ингибитора коррозии - полиэтиленполиамины, в качестве пластификатора - сульфированное талловое масло марки ХТМ, ЛТМ, в соотношении компонентов, мас.ч.:

Нефтяной битум БНД 60/90 85-95 включ.
Эластомер СКЭП Т-40,60 или ДССК 2525 1,5-5 включ.
Термоэластопласт ДСТ 30Р-01 2,0-4,5 включ.
Сульфированное талловое масло марки ХТМ, ЛТМ 1,0-4,0 включ.
Ингибитор коррозии полиэтиленполиамин 0,2-3,5 включ.

2. Способ получения битумно-полимерного мастики, выполненной из реакционной смеси, включающий:
- перемешивание нефтяного битума с гранулированными эластомерами и термоэластопластом с последующей подачей на коллоидную мельницу для получения гомогонезированной реакционной смеси;
- компаундирование в реакторах с подачей полиэтиленполиаминов и сульфированного таллового масла;
- перемешивание реакционной смеси;
- проведения химического модифицирования реакционной смеси в активаторе, кратковременно термически воздействуя на реакционную смесь и создавая турбулентность ее потока.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что перемешивание реакционной смеси в горизонтальном направлении осуществляют с помощью мешалки, а в вертикальном направлении с помощью насоса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области изоляции трубопроводов. .

Изобретение относится к промышленному строительству и может быть использовано для защиты от коррозии наружных поверхностей магистральных и нефте-, газо-, продуктопроводов и трубопроводов различного назначения и резервуаров, а также как ремонтный материал для изоляции повреждений основной изоляции.

Изобретение относится к области строительства и ремонта трубопроводов. .
Изобретение относится к материалам, применяемым для изоляции труб и трубных систем, и может быть использовано при строительстве и ремонте трубопроводов различного назначения, в том числе подземных нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и газопроводов в летний и зимний периоды времени.
Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется для защиты от коррозии транспортирующих газ или жидкость магистральных, промысловых и технологических трубопроводов, в частности для восстановления антикоррозионных покрытий нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и газопроводов при ремонте и строительстве в трассовых условиях, в том числе без остановки транспорта продукта.

Изобретение относится к области строительства, а именно к материалам, предназначенным для защиты от коррозии при проведении в трассовых условиях капитального ремонта изоляционного покрытия (переизоляции) труб газонефтепродуктопроводов.
Изобретение относится к материалам защиты труб и трубных систем от коррозии, в частности, защиты от подземной и атмосферной коррозии наружной поверхности стальных магистральных трубопроводов, транспортирующих природный газ, нефть и нефтепродукты.

Изобретение относится к материалам защиты труб и трубных систем от коррозии, в частности защиты от подземной и атмосферной коррозии наружной поверхности стальных магистральных трубопроводов, транспортирующих природный газ, нефть и нефтепродукты.
Изобретение относится к композиционным строительным материалам, применяемых для изоляции при строительстве и ремонте подземных нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и газопроводов в летний и зимний периоды времени.

Изобретение относится к строительству и ремонту трубопроводов, используемых в водоснабжении, мелиорации, нефтепроводах и газопроводах. .
Изобретение относится к строительству и может быть применено для получения композиционных материалов на основе битумных вяжущих, используемых в дорожных, аэродромных и кровельных покрытиях.
Изобретение относится к производству строительных материалов, конкретно - самоклеящихся кровельных и гидроизоляционных материалов. .
Изобретение относится к нефтехимии, в частности к переработке нефтяного сырья термическим крекингом с получением преимущественно дорожного битума, а также фракции светлых нефтепродуктов.

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано в качестве мастики для ремонта дорожных и аэродромных покрытий. .
Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к получению связующего для брикетирования бурых углей. .

Изобретение относится к способу получения композиции модифицированного асфальтового связующего, который включает: перемешивание асфальтового связующего, ненасыщенного полимера и пентасульфида фосфора до получения модифицированной асфальтовой композиции, в котором количество полимера составляет от около 0,5 до около 10 массовых частей на 100 массовых частей асфальтового связующего, количество пентасульфида фосфора составляет от около 0,001 до около 10 массовых частей на 100 массовых частей асфальтового связующего, при подборе вышеуказанных количеств, обеспечивающих упругое восстановление композиции модифицированного асфальтового связующего больше чем 72,5% при 25°С, при этом ненасыщенный полимер и пентасульфид фосфора добавляют непосредственно к асфальтовому связующему без предварительного смешения ненасыщенного полимера и пентасульфида фосфора.

Изобретение относится к вяжущим материалам для производства асфальтобетонных смесей различного типа, широко применяемых для дорожного строительства. .
Изобретение относится к асфальтобетонной смеси для применения в составе дорожного покрытия. .
Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к получению связующего для брикетирования бурых углей. .

Изобретение относится к композициям высокомолекулярных соединений, а именно битуминозных материалов, применяемых в резинотехнической промышленности в качестве мягчителя (пластификатора) для резиновых смесей.

Изобретение относится к модифицированным битумам и двухкомпонентным смоляным композициям
Наверх