Полімерна композиція клея-розплава для металів

Изобретение относится к полимерным композициям, используемым в качестве клеев-расплавов для металлов, в частности для нанесения изоляционного полимерного покрытия на основе двухслойных полиэтиленовых пленок и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленностях. Необходимость нанесения на полиэтиленовые пленки слоя полимерного клея-расплава обусловлена отсутствием адгезии между металлом и полиэтиленом (ПЭ). В последнее время в качестве клеев-расплавов, широко используют сополимер этилена с винилацетатом (СЭВА) и композиции на его основе. Наиболее близкой по составу и функциональному назначению (прототип) к предлагаемой является композиция клея-расплава на основе СЭВА, которая в качестве добавок содержит парафин (0,2-2%) и неорганический наполнитель аэросил (0,5-5,0%). Эта композиция перед другими вышеописанными обладает тем преимуществом, что содержит химически неактивные соединения и, не изменяет своих свойств во времени (при хранении). Все предыдущие композиции с активными добавками (АГМ-9, изоцианаты и т.п.) теряют свои свойства при длительном хранении. Однако прототип обладает низкой величиной адгезии к металлу (3 0-3,2 кг/см) и низкой водостойкостью адгезии покрытия. После выдержки 500 часов в воде при 20°С адгезия падает до значения 0,5-1,0 кг/см. Кроме того, водостойкость адгезии покрытий на основе композиций СЭВА особенно резко падает в водной среде при наличии на металле катодной поляризации (потенциала). Именно в таких условиях находятся все трубопроводы при их подземной прокладке и эксплуатации. В основу изобретения поставлена задача создать экологически чистую полимерную композицию на основе СЭВА, обладающую высокими адгезионным свойствами к металлу, сохраняющимися а условиях водных сред и катодной поляризации на металле. Поставленная задача достигается композицией на основе СЭВА, содержащей следующие компоненты (мас.%) Для приготовления композиции используют СЭВА, содержащий 12-20% винилацетатных групп, марки 11306-075 или 1150-375, с показателем текучести расплава 7,0-40 г/10 мин, температурой плавления 80100°С. Предлагаемая нами композиция отличается от известной тем, что содержит 30-70% неорганического наполнителя (глина, мел и т. п.), и дополнительно в качестве усилителя водостойкости при поляризации металла используют алкилфеноламинную смолу или инден-кумароновую смолу. Использование высокого процента содержания глины для получения полимерных клеевых композиций нам не известно. Введение более 70% неорганического наполнителя в СЭВА увеличивает адгезию, но сильно ухудшает физико-механические показатели композиции и делает невозможным ее переработку на промышленном оборудовании. Введение парафина (ГОСТ 23683 89) как пластификатора облегчает переработку композиции на обычном промышленном оборудовании. Известно, что алкилфеноламинная смола является мягчителем резино-технических изделий. Использование этого вещества в качестве усилителя водостойкости в клеевых полимерных композициях нам неизвестно. Поэтому предположить заранее, что введение в полимер глины, октофора и парафина в необходимых концентрациях приведет к получению высокоадгезионной, водостойкой композиции не представлялось возможным. Таким образом, для получения клеевого слоя пленочных изделий, обладающих повышенными показателями адгезии к металлу и водостойкости при катодной поляризации металла нами впервые предложено использовать полимерную композицию на основе СЭВА с высокопроцентной добавкой неорганического наполнителя, добавками алкил-феноламинной или инденкумароновой смолы (смесь), которые существенно отличают ее от известных. Кроме того, рассматриваемая полимерная композиция не содержит токсичных веществ, а технология ее производства и технология нанесения на металлическую поверхность не требуют применения растворителей. Следовательно, предполагаемый клей-расплав - экологически чистый продукт, что является еще одним важным отличием от ранее известных полимерных клеев. Сущность предлагаемого технического решения поясняем примерами. Пример. СЭВА марки 11306-075; алкилфеноламинную смолу Οκτο-фор-Ν по ТУ 38-301-48-11-90 или инден-кумароновую смолу, глин у каолин по ГОСТ 28177-89 или мел и парафин по ГОСТ 23683-89 загружают в смеситель линии грануляции пластмасс ЛГП-190 в соотношениях, указанных в табл. 1. Далее гомогенизируют и гранулируют композиции. Формирование адгезии осуществляли на стальных Ст-3 пластинах, толщиной 2 мм, шириной 20 мм, длиной 100 мм, при температуре 150°С в течении 3 мин. Для экспериментов использовали пленку толщиной 0,4 мм. Пленку наносили на подогретую подложку, затем выдерживали при указанной температуре с дальнейшим остыванием до комнатной температуры. Начальную адгезию измеряли через сутки после формирования (угол о трыва 180°). Водостойкость адгезии оценивали при выдержке в воде при 20°С в течение 1000 часов. В табл. 2 приведены показатели начальной адгезии, адгезии после 1000 часов выдержки в воде 20°С и скорость отслаивания при катодной поляризации металла композиций, описанных в табл. 1. Видно, что показатели заметно улучшаются при увеличении процентного содержания неорганического наполнителя. Например, начальная адгезия (композиция 1) увеличивается с 2 кг/см до 9,4-9,6 кг/см (композиции 7, 8, 9) при 70-75% содержания каолина. Видно также, что предлагаемая композиция имеет низкую скорость (в 35-45 раз меньше) отслаивания при катодной поляризации металла под нагрузкой (3-7 см 2/ч), в то время как прототип имеет скорость отслаивания 250 см 2/ч, а промышленная композиция (№23) марки 113-27 имеет 330 см 2/ч. Благодаря этому клей-расплав не отслаивается от металла в воде даже при поляризации металла в обычных условия х. Следовательно, предлагаемая полимерная композиция может быть использована для создания надежных защитных антикоррозионных покрытия за счет стабильности ее свойств. Таким образом, сущностью изобретения является дополнительное введение в состав композиции алкилфеноламинной или инден-кумароновой смолы и повышение концентрации неорганического наполнителя до 30% и более, что обеспечивает достижение вышеуказанной задачи изобретения. Следует отметить, что состав композиции входят нетоксичные соединения [5]. Выпуск предлагаемой композиции осваивается на производстве АО "Укркоммун-сервис".