Композиція клею-розплаву адгезійного

Винахід відноситься до області захисту металів від корозії, конкретно до клеїв-розплавів, що використовуються в якості адгезивів ізоляційних покриттів на основі поліолефінів при антикорозійному захисті трубопроводів, а саме адгезивів на основі співполімеру етилену з вінілацетатом (СЕВА) з додаванням термореактивної смоли і наповнювачів. Композиція може бути використана як адгезив захисних полімерних конструкцій на основі зшитих термоусадочних поліолефінових виробів (стрічок, обгорток, бандажів, муфт, манжет та ін.), а також як клейрозплав під екструдовані поліолефінові покриття. Крім того, композицію клею-розплаву можна наносити як шар постійної товщини за допомогою відомих технологічних операцій - каландрування, ламінування, екструзії, співекструзії та інш. Широко відомі в галузі протикорозійного захисту тр убопроводів стрічкові покриття, адгезиви яких виконані на основі СЕВА, Так полімерна композиція адгезиву [1], яка містить СЕВА і стабілізуючу добавку пірогаллол при такому співвідношенні компонентів, мас.%: співполімер етилену з вінілацетатом 99.5 ¸ 99. 9 пірогаллол 0.1 ¸ 0.5 має такі недоліки, як швидке зниження адгезійної міцності до нульового значення при перебуванні виробів в умовах підвищеної вологи і температури, а також має високе водопоглинання при температурі вище 50°С.Відома двошарова стрічка "гарячого" нанесення [2], композиція адгезиву якої складається із СЕВА з добавками парафіну (0,2-2,0%) і неорганічного наповнювача аеросилу (0,5-5,0%), має низьку величину адгезії до металу(3,0-3,2кг/см) і низьку водостійкість адгезії покриття. Після витримки 500 год. у воді при 20°С адгезія падає до значення 0,51,0кг/см.Найбільш близькою за складом і призначенням до композиції клею-розплаву, що заявляється є адгезив двошарової стрічки на основі СЕВА [3] при такому співвідношенні інгредієнтів (мас.%): СЕВА 20-60 Неорганічний дисперсний наповнювач 30-70 Алкілфеноламінна або іиденкумаронова смола або їх похідні 2-15 Парафін 1-10 Клей-розплав цієї двошарової стрічки має такі технічні показники: початкова адгезія до сталі - складає до 9,6кг/см, адгезія після витримки у воді при 20°С практично не знижується. Але за рахунок підвищеної концентрації неорганічного наповнювача (70% неорганічного дисперсного наповнювача-каоліну, тальку) адгезійний підшар стрічки або манжети, одержаний з такої композиції, має низьку когезійну міцність (і як наслідок - низькі значення відносного подовження при розриві, міцності при розриві), що приводить до небажаного браку при використанні кільцевої співекструзійної технології одержання покриття безпосередньо на трубі- порушення суцільності шару адгезиву, його розрив. Вказаний недолік не дозволяє використовувати відому композицію в якості клею-розплаву під двошарове суцільне покриття, що отримується методом кільцевої співекструзії - "панчохою" - на розігрітій до 150-170°С поверхні труби або при застосуванні спеціальної ґрунтовки - на "холодній" трубі в базових і трасови х умовах. В основу винаходу поставлена задача покращити полімерне ізоляційне покриття металевої поверхні, переважно сталевих трубопроводів, удосконалення способу його нанесення в заводських, базових і трасових умовах, чим забезпечити можливість нанесення 100% суцільного захисного покриття методом кільцевої екструзії і придання їй універсального технологічного застосування (при базовому та трасовому нанесенні на "холодну" трубу, при заводському - на "гарячу") без зміни адгезійних і захисних властивостей. В даному разі під термінами "холодна" або "гаряча" поверхні слід розуміти поверхню, температура якої відповідно не вища плюс 60°С або відповідно не нижча плюс 120°С. До достоїнств кільцевої співекструзійної технології ізоляції труб при застосовуванні композиції клею-розплаву, що пропонується, в порівнянні із стрічковою технологією, окрім одержання 100% суцільного високо надійного ізоляційного покриття, є скорочення процесу ізоляції на дуже коштовну і кропітку багатоступеневу стадію - а саме отримання двошарової стрічки методом рукавної співекструзії. Додатковими технічними результатами, досягнення яких забезпечує даний винахід, є зменшення площі катодного відшарування при поляризації в діапазоні температур 20-60°С і збільшення когезійної міцності клею-розплаву, а, значить, і покриття в цілому. Одним із факторів, підсилюючих адгезійний зв'язок клею-розплаву з поверхнею металевої тр уби є введення до складу композиції клею-розплаву полівінілбутиралю, хімічні властивості якого визначаються, насамперед, наявністюв його макромолекулах реакційноздатних гідроксильних груп. По цим групам полівінілбутираль у складі клею-розплаву може взаємодіяти з активними центрами металу при його каталітичному окисленні ("гаряче" нанесення) і з термореактивною смолою ґрунтовки (при "холодному" нанесенні). З другого боку, він, як термопласт, підвищує термодінамічну сумісність хлоропренового каучук у ґрунтовки з полімерною матрицею клею-розплаву. Для вирішення вказаної задачі використовують адгезійний клей-розплав згідно з винаходом, при цьому вміст всіх вказаних інгредієнтів повинен бути в такому співвідношенні (в мас.%): БК-1675Н 10,0-13,0 Алкілфеноламіннасмола 3,5-5,5 АСПГ 3,5-6.0 Оксид цинку 0,5-0,7 Технічний вуглецьП-803 3,0-5,0 Стеарин 0,05- 0,15 Полівіншбутираль 2,5-5,0 СЕВА 113-152 решта до 100% Отримання композиції клею-розплаву здійснюють таким чином. Беруть СЕВА марки 113-27(ТУ6-05-041-96088) або СЕВА марки 113-152 (ТУ 2243-132-00203335-2001), бутилкаучук марки 1675Н(ТУ2294-034-05766801-95), алкілфеноламінну смолу октофор N(ТУ38-301-48-11-90), асфальтеносмолистий пом'якшувач АСПГ(ГОСТ781-78), оксид цинку (ТОСТ202-84), те хнічний вуглець (ГОСТ7885-86), стеарин (ГОСТ6484-96) і полівінілбутираль (ТОСТ9439-85). Вказані компоненти, що взяті в масовому співвідношенні згідно з прикладами 1-7, змішують у барабанному змішувачі з обертовим корпусом при температурі 20°С. Далі гомогенізують і гранулюють композицію на промисловій лінії грануляції ЛГП-60. Таблиця 1 Склад адгезійного клею-розплаву Найменування інгредієнта СЕВА 113-152 БК 1675 Н Алкілфеноламінна смола АСПГ Оксид цинку Технічний вуглець П-803 Стеарин Полівіншбутираль 1 83,43 8,0 Масова частка інгредієнтів композиції за прикладами, % 2 3 4 5 6 67.3 73.36 69,23 71,0 76,15 10 10,0 11,0 12,0 13,0 7 53,8 15,0 2,0 3,5 4,5 5,0 3,8 5,5 8,0 3,0 0,25 2,0 0,02 1,3 3,5 0,5 3,0 0,05 2,5 4,5 0,55 3,5 0,09 3,5 5,5 0,65 4,0 0,12 4,5 5,0 0,6 4,5 0,1 3.0 6,0 0,7 5,0 0,15 5,0 7,5 0,9 7,0 0.3 7,5 Покриття може наноситись на труби в заводських або базових умовах (як на холодну заґрунтовану тр убу, так і на гарячу, розігріту до 160-170°С), або в трасових умовах на лінійну частину тр убопроводу, який будується, чи діючий, що ремонтується. У випадку "холодного" нанесення спочатку на попередньо очищену до ступеню 3 за ГОСТ9.402-80 наноситься ґрунтовка, через 2-5 хвилин на просушений шар ґрунтовки співекструзійно наноситься клей-розплав при температурі 150-160°С і розплав термосвітлостабілізованої композиції поліетилену при температурі 180-190°С. В разі "гарячого" способу одержання покриття, на попередньо очищену і розігріту до 160170°С трубу співекструзійно наносять шар клею-розплаву і шар термосвідлоста-білізованої поліетиленової композиції. Таблиця 2 Фізико-механічні і захисні властивості покриття, що нанесено методом кільцевої співекструзії ("панчохою"), на базі відомого клею-розплаву і запропонованого Назва показника, одиниці вимірювання Відомого клеюрозплаву 2 Значення для композицій за прикладами 1 2 3 4 5 6 7 1 3 4 5 6 7 8 9 Міцність при розриві, МПа, при температурі: 6 10 10,5 11 11.4 12 11,3 10,5 - 20°С 2 9,6 9,8 9,9 10 10 9,8 9,6 - 60°С Відносне подовження при 50 250 380 400 400 400 450 380 розриві, % при 20°С Діелектрична суцільність покриття. Не витримує Витримує Витримує Витримує Витримує Витримує Витримує Витримує Відсутність пробою при електричній напрузі 5кВ/мм Адгезійна міцність до сталі, кг/см: - нанесення на 9,2 3,0 4,5 4,9 5,0 5,0 4,8 3,2 "гарячу" тр убу, - нанесення на 1,5 5,3 7,5 7,8 9,5 10,0 8,2 6,7 "холодну" заґрунтовану тр убу Адгезійна міцність до поліетиленового 1,5 2,7 , 3,5 3,6 3,9 4,5 3,8 3,0 захисного шару, кг/см Водостійкість адгезії після витримки у воді 1000год. При 20°С, кг/см: - покриття, 2,9 3,5 3,7 3.7 3,9 3,6 2,7 нанесене на 9,2* "гарячу" тр убу, Через30 4,5 7,0 7,1 7,2 8,5 7,5 6,0 - покриття, годин повне нанесене на відшарування холодну заґрунтовану тр убу Площа відшарування покриття при поляризації, см 2 , після витримки у 3% NaCl на протя зі 30 діб при температурі: - 20°С, при нанесенні на 4 через 8,0 5,0 5,0 4,5 4,0 4,8 5,5 "гарячу" тр убу, годину 10 - 20°С, при через 6,0 5,0 4,5 4,0 4,0 4,5 5,0 нанесенні на гарячу годину трубу "холодну" трубу. *Таке значення адгезійної міцності покриття до металу спостерігається лише в місцях, де присутній клейрозплав, в місцях поривів шару адгезиву – адгезія відсутня. Із наведених в табл.2 даних видно, що найбільш ефективними є композиції згідно прикладів 4 і 5, але і інші (2,3,6), у порівнянні з прототипом, дозволяють отримати 100% суцільне покриття, одержати вищу у 2 рази міцність адгезійного зв'язку до поліетиленового захисного шару, підвищену водостійкість адгезії при нанесенні покриття із запропонованим клеєм-розплавом на "холодну" заґрунтовану тр убу, та стійкість до катодного відшарування на протягом 30 діб. Поліпшені значення показників наведених властивостей досягаються за рахунок введення до складу клею-розплаву бутилкаучуку (підвищення когезійної міцності матеріалу клеюрозплаву) і полівінілбутиралю (підвищення адгезійних властивостей покриття). Основною перевагою запропонованих рецептур клею-розплаву є отримання 100% суцільного покриття при співекструзійному способі одержання ізоляційного покриття заданої товщини. Крім того, значна когезійна міцність запропонованого клеюрозплаву дозволяє формувати покриття з мінімальною товщиною адгезійного шару, що значно зменшить вартість ізоляційного покриття в цілому. Перелік посилань 1. A.C. №626102 СССР, кл. B08L23/08, опубл.в Б.И.1978г.) 2. А.С. №954256 СССР, кл. В32В27/30, опубл. в Б.И. 1982г.) 3. Патент України №7950, кл. С08L23/04, В32В27/32, опубл. в бюл.№4 1995г.)