Композиція полімерної клейової ґрунтовки

Винахід відноситься до складу ґрунтовок для антикорозійного захисту металевих поверхонь, переважно магістральних нафто-, газопроводів або інших тр убопроводів. Заявлений склад полімерної ґрунтовки може бути використаний при нанесенні на труби антикорозійного покриття в заводських, базових або трасових умовах при їх будівництві і ремонті. Ґрунтовка може бути використана переважно для нанесення адгезійного шару на трубу без її підігріву під розплави полімерів, наприклад в тришарових антикорозійних покриттях, які на сьогодні мають найкращі захисні та експлуатаційні властивості або під полімерні ізоляційні стрічки та бітумні матеріали. Відома полімерна ґрунтовка ПГ-887 [1], яка застосовується під розплав термостабілізованої поліетиленової композиції антикорозійного покриття труб "Антикорекс" [2]. Головними недоліками грунтовки ПГ-887 і покриття з її використанням є низька адгезія покриття до металу (до 1,5Н/мм), низька водостійкість адгезії та нестійкість до катодного відшарування. Близьким до заявленої грунтовки є праймер полімерний ПТ-01 [3]. Головним недоліком праймеру ПТ-01 є недостатній термін його зберігання - 3 місяці від дати виготовлення. Такий малий термін життєздатності праймеру обумовлений наявністю в його складі аліфатичних амінів - речовин, що здатні прискорювати процес вулканізації гумових сумішей на основі хлоропренового каучуку. Крім того, аліфатичні аміни-речовина 2-го класу небезпеки (високонебезпечна речовина), яка може утворювати та виділяти леткі токсичні продукти, і негативно впливати на здоров'я людей та навколишнє середовище. Найбільш близькою до заявленої ґрунтовки є композиція ґрунтовки полімерної клейової [4] з масовою часткою інгредієнтів, в %: Хлоропреновий каучук 10.0-15.0 Алкілфенольна смола 10.0-20.0 Оксид магнію 0.9-1.1 Оксид цинку 0.3-0.6 Полівінілбутираль 0.8-1.5 Вуглець те хнічний 0.5-1.0 Толуол 5.0-10.0 Органічний розчинник (бензин:етилацетат) решта Недоліком наведеної ґрунтовки є те, що її не вдається нанести способом - пневморозпилення. Грунтовку наведеного складу можна наносити способом "обертаючогося рушника" та за допомогою щіток. В основу винаходу покладено завдання удосконалити полімерну грунтовку, яка може використовуватись переважно під розплави полімерів захисного покриття нафто-, газопроводів, шляхом внесення змін до її складу, чим одержати можливість наносити грунтовку крім всіх інших способів, ще й способом пневморозпилення, спростити технологію виготовлення ґрунтовки, вилучивши одну із стадій технологічного процесу - розчинення полівінілбутиралю в толуолі, а також підвищити адгезійні властивості та водостійкость адгезії покриття. Поставлене завдання вирішується тим, що композиція полімерної клейової грунтовки під екструдоване полімерне покриття для захисту від корозії нафто-, газопроводів на основі хлоропренового каучуку, смоли, оксиду магнію, оксиду цинку, вуглецю те хнічного та органічного розчинника, яка містить в якості органічного розчинника промисловий розчинник Р12, а в якості смоли - фенолоформальдегідну смолу з масовою часткою інгредієнтів, % мас: Хлоропреновий каучук 11.0-15.0 Фенолоформальдегідна смола 101К 15.0-20.0 Оксид магнію 1.0-1.1 Оксид цинку 0.5-0.6 Полівінілбутираль 1.0-1.5 Вуглець те хнічний 0.5-1.0 Розчинник Р12 решта, Запропонована грунтовка забезпечує можливість нанесення розплавів полімерів на холодну поверхню труби при антикорозійному захисті нафтогазопроводів, експлуатаційні та захисні властивості покриттів з її використанням відповідають вимогам ДСТУ 4219 - 2003 для класу покриття - "дуже посилене". Для виготовлення грунтовки як хлоропреновий каучук використовують хлоропреновий каучук марки "Наірит ДП" за ТУ 6-01-1319-85. Як смолу використовують смолу фенолоформальдегідну 101 К з температурою плавлення 75-85°С за ТУ 6-00-49222775-06-2000. Як вулканізуючу пару а гентів для хлоропренового каучуку використовують оксид магнію за ГОСТ 844-79 та оксид цинку за ГОСТ 202-84 . Як підсилювач адгезії в складі грунтовки використовують полівінілбутираль клейовий за ГОСТ 9439-85. Як наповнювач та підсилювач когезії використовують вуглець технічний марки П-234 за ГОСТ 7885-86. Як органічний розчинник використовують промисловий розчинник Р12 за ГОСТ 7827-74. Суть винаходу пояснюється конкретними прикладами виконання. Приклад 1. Для виготовлення ґрунтовки спочатку готують гумову суміш. Для цього 110г хлоропренового каучуку пластифікують на холодних вальцях протягом 2-3 хвилин. Потім з інтервалами в 5 хвилин додають 10г оксиду магнію, 5г технічного вуглецю та 5г оксиду цинку. Загальний час виготовлення гумової суміші складає 18-20 хвилин. Температура валків не перевищує 50-55°С. Зняту з вальців гумову суміш о холоджують, подрібнюють та завантажують у змішувач. У змішувач заливають 400мл розчинника Р12 і перемішують на протязі 2,5 годин до одержання гомогенної маси. Потім у змішувач додають 150г фенолоформальдегідної смоли, 10г полівінілбутиралю, 200мл розчинника Р12 і перемішують ще 60 хвилин. Залишок розчинника - 180мл додають за два рази з перемішуванням після кожного додавання по 30-40 хвилин. Перемішування продовжують до одержання гомогенної маси. Загальний час приготування грунтовки 5-6 годин. Температура у змішувальній камері в процесі виготовлення ґрунтовки - 55-60°С. Приклади композицій 2-6 готуються по аналогічній технології і відрізняються тільки кількістю компонентів. В таблиці 1 наведено склади одержаних композицій ґрунтовок у наступному співвідношенні компонентів, мас. %. Таблиця 1 Назва інгредієнта Хлоропреновий каучук Смола фенолоформальдегідна 101К Оксид магнію Оксид цинку Полівінілбутираль Технічний вуглець Розчинник Р12 1 10.0 10.0 0.9 0.3 0.8 0.5 77.5 Масова частка інгредієнтів, %, для композиції 2 3 4 5 11.0 11.0 8.0 15.0 15.0 15.0 15.0 20.0 1.0 1.0 1.0 1.1 0.5 0.5 0.5 0.6 1.0 0.5 1.0 1.5 0.5 0.5 0.5 1.0 71.0 71.5 74.0 60.8 6 11.0 8.0 1.0 0.5 1.0 0.5 78.0 Покриття з використанням одержаних складів ґрунтовок згідно з прикладами 1-6 (таблиця 1) та відомою композицією клею-розплаву були випробувані на адгезійну міцність у відповідності до ДСТУ 4219-2003 по методу відшарування від сталевої пластини під кутом 180° при 20°С і швидкості відшарування 50мм/хв. Водостійкість адгезії визначалась після витримки зразків покриття у воді протягом 1000 годин при 20°С. Грунтовку наносили на підготовлену поверхню зразка методом пневморозпилення і після висихання її до стану "на відлип" наносили шар клею-розплаву з температурою 160-170°С. В'язкість ґрунтовок всіх складів було доведено додаванням розчинника Р12 до 38-40 секунд по ВЗ-246-оптимальної для способу пневморозпилення. Результати випробувань наведено в таблиці 2. Таблиця 2 Фізико-механічні показники грунтовки Значення для прототипу 1. Масова частка не летких речовин, % 22.0-39.2 2 Адгезія до заґрунтованої сталевої 8.3-10.0 поверхні при 20°С, Н/мм: 3. Адгезія покриття до сталі після 7.0-9.5 витримки у воді протягом 1000 годин при 20°С, Н/мм Назва показника Значення для номера композиції за і прикладами 1 2 3 4 5 6 22.5 29.0 28.5 26.0 39.2 22.0 8.5 11.0 10.5 8.5.0 10.5 7.5 8.0 10.5 9.5 8.0 10.5 7.0 Таким чином, як бачимо запропонована грунтовка у порівнянні з прототипом має таки переваги: 1) створено можливість її нанесення способом пневморозпилення; 2) спрощено технологію виготовлення ґрунтовки шляхом вилучення однієї стадії з технологічного процесу; 3) підвищено адгезійну міцність та водостійкість адгезії покриття; Це є підтвердженням досягнення технічного результату при здійсненні заявленої композиції. Перелік посилань 1. ТУ 400-24-562-87. Ґрунтовка полімерна ПГ-887. 2. ТУ 400-21 -559-88 .Антикорозійне покриття труб "Ан тикорекс". 3. Заявка на видачу патенту України №200001036. Антикорозійне полімерне покриття металевої поверхні, переважно магістрального трубопроводу, спосіб його нанесення, полімерний праймер та полімерний клейрозплав.- Заявлено 04 01.2000. - Висновок про видачу деклараційного патенту від 31.10.2002 року. 4. Деклараційний патент України на винахід № 63442 А. Композиція полімерної клейової ґрунтовки.