Ізоляція надвисокої еластичності для труб

1. Термоізоляційний пінополіетилен, виготовлений шляхом екструдування із застосуванням спінювального агента для фізичного спінювання, причому спінювана композиція містить металоценовий поліетилен, полум'ягасник та стабілізатор піни, який відрізняється тим, що згадана композиція містить 77-92мас.% металоценового поліетилену, 5-10мас.% полум'ягасника, 3-8мас.% стабілізатора піни та 0-5мас.% інших звичайних для пінополіетилену домішок, причому металоценовий поліетилен має густину 880-920кг/м3, а термоізоляційний пінополіетилен має густину не більше ніж 35кг/м3. 2. Термоізоляційний пінополіетилен за п.1, який відрізняється тим, що згадана композиція додатково містить стабілізатор для полум'ягасника і/або каталізатор для полум'ягасника, причому загальна кількість полум'ягасника, каталізатора для полум'ягасника та стабілізатора для полум'ягасника становить 5-18мас.%. 3. Термоізоляційний пінополіетилен за п.1 або 2, який відрізняється тим, що має густину не більше ніж 30кг/м3. 4. Термоізоляційний пінополіетилен за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що має міцність на вдавлювання, визначену за DIN 53577: 2 (19) 1 3 75618 4 2 тора для полум'ягасника та стабілізатора для по0,020 Н / мм при 10%-ному вдавлюванні, лум'ягасника становить 5-18мас.%. 0,035 Н / мм2 при 20%-ному вдавлюванні і 8. Спосіб за п.6 або 7, який відрізняється тим, що виготовлений пінополіетилен має густину не біль0,100 Н / мм2 при 50%-ному вдавлюванні. ше ніж 30кг/м3. 11. Спосіб за будь-яким із пп.6-9, який відрізня9. Спосіб за п.6, який відрізняється тим, що вигоється тим, що суміш розширюється в піну у формі товлений пінополіетилен має міцність на вдавлюізоляції для труб. вання, визначену за DIN 53577: Цей винахід стосується ізоляції для труб, виконаної з поліолефінової термоізоляційної піни, самої поліолефінової термоізоляційної піни, способу виготовлення фізично спіненої поліолефінової термоізоляційної піни та піни, виготовленої згаданим способом. Для термоізоляції труб, наприклад, трубопроводів гарячої води, паропроводів високого та низького тиску, та трубопроводів для спліт-систем кондиціонування повітря, централізованого теплопостачання, підприємств із використання та перетворення сонячної енергії, широко застосовуються порожнисті профілі зі стінками із синтетичної піни. Згадані профілі в цьому описі будуть позначатися терміном "ізоляція для труб". Найбільше значення серед типів ізоляції для труб, комерційно доступних на сьогодні, є поліетиленова (РЕ) ізоляція для труб та гумова ізоляція для труб. РЕ ізоляція для труб складається з піни, до складу якої входять термопласта, і має густину приблизно 35кг/м3. Піну цього типу звичайно виготовляють із застосуванням спінювальних агентів для фізичного спінювання (наприклад, бутану), і вона не містить поперечних зв'язків між макромолекулами (не є зшитою). Піна цього типу має добрі експлуатаційні характеристики, наприклад, ізоляційні властивості, вогнестійкість та здатність до водопоглинання. Така піна легко піддається регенерації. Піна виготовляється в одностадійному процесі, тобто виготовлення піни відбувається за один етап. Вадою РЕ піни є те, що вона має меншу еластичність порівняно з гумовою ізоляцією для труб, внаслідок чого виникають утруднення при її накладанні на тонкі та звивисті трубопроводи. Тому цей матеріал непридатний для деяких випадків застосування, наприклад, в системах кондиціювання повітря та охолодження. Гумова ізоляція для труб складається з піни, до складу якої входять еластомери, і має густину приблизно 60кг/м3. Піну цього типу часто виготовляють із застосуванням спінювальних агентів для хімічного спінювання (наприклад, азосполук), і вона звичайно є зшитою. Гумова ізоляція для труб є матеріалом високої еластичності, який легко накладати на труби. Піна цього типу має добрі експлуатаційні характеристики, наприклад, ізоляційні властивості та вогнестійкість. Вадою гумової ізоляції для труб є те, що її неможливо регенерувати, та її відносно велика вага (тобто, для ізоляції потрібна велика кількість матеріалу). Здатність до водопоглинання сама по собі є задовільною, проте в разі пошкодження зовнішнього тонкого шару ма теріалу він поводиться як губка, і згадані задовільні властивості втрачаються. Іншою вадою гумової ізоляції для труб є те, що цей матеріал виготовляють способом, який включає три стадії: змішування, екструдування і спінювання. У сполученні з високою густиною це зумовлює більш високу вартість гумової ізоляції для труб у порівнянні з РЕ ізоляцією. [Патент США 6,054,078] розкриває спосіб виготовлення інтегрально зв'язаного багатошарового спіненого матеріалу, який включає екструдування спіненого осердя із застосуванням спінювального агента для фізичного спінювання, охолодження згаданого спіненого осердя, нагрівання поверхні згаданого осердя до температури, близької до його температури плавлення, і нанесення розплавленого пластмасового покриття на нагріту поверхню згаданого осердя для оточення осердя по його периферії. Згадане осердя може включати металоценовий полімер та домішки, наприклад, полум'ягасник та стабілізатор піни. Існує потреба в ізоляції надвисокої еластичності для труб, яку можна легко накладати на поверхню звивистих труб, яка має високі термоізоляційні характеристики, виконана з піни, що піддається регенерації, та має низьку густину, у варіанті, якому віддається перевага, 35кг/м3 або менше. Виявлено, що цю потребу можна задовольнити за допомогою ізоляції для труб, яка складається з одного шару поліолефінової піни, що містить як поліолефін тільки металоценовий поліетилен. Цей винахід пропонує поліолефінову термоізоляційну піну, виготовлену шляхом екструдування, із застосуванням спінювального агента для фізичного спінювання, спінюваної композиції, що включає металоценовий поліетилен, полум'ягасник та стабілізатор піни, яка відрізняється тим, що згадана композиція містить 77-92%мас. металоценового поліетилену, 5-10%мас. полум'ягасника, факультативно стабілізатор та/або каталізатор для полум'ягасника, причому загальна кількість згаданого полум'ягасника, згаданого факультативного каталізатора та згаданого факультативного стабілізатора становить 5-18%мас., 3-8%мас. стабілізатора піни та 0-5%мас. інших звичайних домішок до піни. У варіантах, яким віддається перевага, згадана піна має густину менше ніж 35кг/м3, зокрема, менше ніж 30кг/м3. Ступінь еластичності піни можна охарактеризувати міцністю на вдавлювання, яку визначають за DIN 53577. У варіантах, яким віддається перевага, вона становить 0,020Н/мм2 або менше при 5 75618 6 10%-ному вдавлюванні, 0,035Н/мм2 або менше впливає на властивості піни. Прикладами полум'япри 20%-ному вдавлюванні і 0,100Н/мм2 або менгасників, придатних для застосування в сумішах ше при 50%-ному вдавлюванні. згідно з цим винаходом, є галоїдовмісні полум'ягаЗавдяки високій еластичності піни ізоляцію сники. Галоїдовмісні полум'ягасники звичайно задля труб, виготовлену з піни згідно з цим винахостосовують у комбінації зі стабілізатором, напридом, легко накладати на звивисті труби. Оскільки клад, пентаеритритом, та каталізатором, ця піна виготовлена із застосуванням спінювальнаприклад, триоксидом стибію. Співвідношення них агентів для фізичного спінювання і не є хімічно триоксиду стибію та галоїдовмісного компонента зшитою, то її можна легко регенерувати. може становити, наприклад, приблизно 1:3 або Термін "металоценовий поліетилен" стосуєть1:2. Можливе також застосування різноманітних ся поліетиленів, виготовлених шляхом полімериполум'ягасників. Загальна введена кількість полузації етилену в присутності металоценового катам'ягасника, в тому числі факультативного стабілілізатора. Щодо виготовлення та перероблення затора та каталізатора, становить приблизно 5металоценового поліетилену, можна послатися, 18%мас. від загальної кількості полімеру та домінаприклад, на повідомлення Курта В. Швогера шок. В разі застосування полум'ягасника в кількос"Перспективи технології із застосуванням металоті, меншій за 5%мас. характеристики вогнестійкості ценових та одновузлових каталізаторів у XXI стопіни можуть виявитися незадовільними. При залітті" (Kurt W. Schwogger, An outlook for metallocene стосуванні полум'ягасника в кількості, більшій за and single site catalyst technology into the 21th 10%мас., він може вплинути на властивості піни century, Antec 98, Processing Metallocene (еластичність). Polyolefines, Confer. Proa, October 1999, Rapra Стабілізатор піни запобігає виходу спінювальTechnology; and Proc. of 2nd Int. Congress on ного агента з розплаву полімеру безпосередньо Metallocene Polymers, Scotland Confer. Proa, March після інжекції, внаслідок чого піна не утворювала1998). ся б. Як стабілізатор піни можна застосовувати Поліолефіном, придатним для виготовлення будь-який стабілізувальний агент, звичайно викополіолефінової піни згідно з цим винаходом, є, ристовуваний у практиці, за умови, що він не наприклад, поліолефіновий еластомер, що має впливає на властивості піни. Прикладами стабілігустину 880-920кг/м3, показник текучості розплаву заторів піни, придатних для застосування, є амід (MFI) у межах між 0,5г/10хв. та 4,5г/10хв. при стеаринової кислоти, моностеарат гліколю та жир190°С, пік плавлення при диференційній сканувані кислоти гліцину. Можливе також застосування льній калориметрії в межах від 98°С до 107°С та кількох стабілізаторів піни. Загальна введена кільрозривну міцність (ASTM D-683M-90, 50мм/хв.) у кість стабілізатора піни становить приблизно 3межах від 20МПа до 60МПа. 8%мас. від загальної кількості полімеру та доміКрім того, цей винахід пропонує спосіб виготошок. Стабілізатор піни доцільно вводити, напривлення фізично спіненої поліолефінової термоізоклад, за допомогою бічного живильника, в суміш ляційної піни шляхом екструдування із застосуполімеру, полум'ягасника та факультативних інванням спінювального агента для фізичного ших домішок перед плавленням суміші. спінювання, композиції, яка включає металоценоОкрім полум'ягасника та стабілізаторів піни, до вий поліетилен, полум'ягасник та стабілізатор піни; піни можна додавати інші звичайні додаткові комспосіб відрізняється тим, що він включає стадії а) поненти поліолефінових пін. Прикладами таких змішування 77-92%мас. металоценового поліетидомішок, які не мають обмежувального значення, є лену, 5-10%мас. полум'ягасника, факультативно барвники, пігменти, наповнювачі, зародкотвірні стабілізатора та/або каталізатора для полум'ягасагенти та стабілізатори. ника, причому загальна кількість згаданого полуЯк спінювальний агент може бути застосована м'ягасника, згаданого факультативного каталізабудь-яка речовина, що є рідиною під високим тистора та згаданого факультативного стабілізатора ком, зокрема, під тиском, який створюється в екстстановить 5-18%мас., та 0-5%мас. інших звичайрудері, застосовуваному для здійснення процесу, них домішок до піни в екструдері для одержання але випаровується при нижчому тиску. Необмежусуміші, b) додавання до згаданої суміші 3-8%мас. вальними прикладами спінювальних агентів є алстабілізатора піни, с) розплавлення згаданої сумікани, що містять від 3 атомів до 8 атомів вуглецю, ші в зонах плавлення екструдера, відрегульованих наприклад, пропан, бутан, ізобутан та гексан. Спіна температури від 180°С до 240°С, при підвинювальний агент нагрівають до температури 140щенні тиску від 1бар до 400бар (від 0,1МПа до 180°С під тиском 200-300бар (20-30МПа) і безпе40МПа), d) інжекції спінювального агента для фірервно інжектують у розплавлену суміш в екструзичного спінювання при температурі інжекції від дері. 140°С до 180°С та при тиску інжекції від 200бар до Важливе значення має те, що при змішуванні 300бар (від 20МПа до 30МПа), e) охолодження металоценового поліетилену, полум'ягасника та розплавленої суміші в зонах охолодження екструфакультативних домішок, суміш в екструдері є дера, відрегульованих на температури від 60°С до ефективно розплавленою, тобто полімер знахо110°С, і f) екструдування суміші через екструзійне диться в рідкій фазі, внаслідок чого він поводиться сопло, відрегульоване на температуру від 85°С до як пружно-в'язка речовина, так що полімер та до110°С, так що суміш розширюється з утворенням мішки ефективно змішуються між собою, і на напіни при тиску 1атм. ступному етапі спінювальний агент для фізичного Як полум'ягасник може бути застосований спінювання також ефективно проникає в полімербудь-який полум'ягасильний агент, звичайно викону суміш. Якщо для виготовлення поліолефінової ристовуваний у практиці, за умови, що він не піни згідно з цим винаходом застосовується змі 7 75618 8 шувач, в якому суміш піддається впливу лише ниякого швидкість обертання встановлювали в мезьких зусиль зсуву, то доцільно вибрати таку темжах від 15об./хв. до 40об./хв. пературу, при якій пружнов'язкі характеристики В екструдер завантажували суміш полімеру та полімеру та домішок є майже однаковими. Парадомішок (полум'ягасника, стабілізаторів піни) у метром, що характеризує в'язку поведінку, є покавищезгаданих масових співвідношеннях. Темперазник текучості розплаву (MFI) (швидкість потоку туру в зонах плавлення встановлювали на рівнях матеріалу при певних температурі та тиску). В 200-240°С. Тиск збільшували від 1 до 400бар (від описуваному способі придатними є значення MFI 0,1МПа до 40Мпа). Температуру в зонах охолополімеру та домішок у межах від 0,5г/10хв. до дження встановлювали на рівнях 60-95°С. Спіню4,5г/10хв. при 190°С. вальний агент (пропелент) уводили при тиску інСпосіб згідно з винаходом можна здійснювати жекції 200-250 бар (20-25МПа) і температурі із застосуванням одношнекового екструдера, що інжекції 140-180°С у кількості 20-25л/год. (у вигляді має відношення довжина/діаметр (L/D) від 30 до рідини). Температура маси зменшувалася до 8060, обладнаного змішувальними елементами та 105°С. Поблизу сопла екструдера тиск знижувався статичним змішувачем продуктивністю, наприклад, приблизно до 10-30бар (1-3МПа), після чого суміш від 50кг/год. до 150кг/год. розширювалася через сопло екструдера, де темІзоляційний матеріал для труб згідно з цим випературу встановлювали на рівнях 85-110°С, з находом може мати товщину стінки від 3мм до утворенням піни, яка мала густину від 20кг/м3 до 30мм і внутрішній діаметр 4-130мм. 25кг/м3, у формі ізоляції для труб, що мала внутПриклад рішній діаметр 18-28мм і товщину стінки 20-30мм. Одношнековий екструдер вищезгаданого типу Матеріал для ізоляції труб згідно з цим винамав відкритий простір перерізом 5-100мм2, після ходом мав подані нижче властивості: Характеристики Густина (кг/м3, визначена об'ємним методом) Переріз комірок (мм) Характеристика термоізоляції ( 40, Вт/(м K)) Еластичність 1) (зусилля вдавлювання в Н/мм2) Вдавлювання 10% Вдавлювання 20% Вдавлювання 50% Відновлення після 70%-ного вдавлювання, t=0год. (внутрішній метод) Відновлення після 70%-ного вдавлювання, t=1год. (внутрішній метод) 1) 15-30 0,30-0,50 0,035-0,040 0,012-0,020 0,018-0,026 0,076-0,096 90-95 95-100 Еластичність вимірювали згідно з DIN 53577. Комп’ютерна верстка Т. Чепелева Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601