Полимерная композиция

Полимерная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к полимерным композициям на основе эпоксидных смол и преимущественно предназначено для ремонта в трассовых условиях поврежденных участков магистральных газонефтетрубопроводов с помощью разъемных металлических муфт без прерывания технологического цикла транспортировки продукта, а также для заливочных, герметизирующих составов в электротехнике, строительной индустрии и других целей.

Современный уровень техники позволяет в короткие сроки и без остановки транспортировки продуктов упрочнить обнаруженные дефектные участки трубопроводов, предварительно временно понизив давление транспортируемой среды.

Полимерные композиции для ремонтных составов, которыми заполняется межтрубное пространство (зазор между внутренним диаметром металлической муфты и внешним диаметром трубопровода), должны обладать не только высокими эксплуатационными свойствами в течение длительного срока службы, но и обеспечивать технологичность и безопасность процессов их приготовления и применения.

В этой связи наиболее важными показателями полимерной композиции являются высокие физико-механические свойства, адгезия к металлу, практическое отсутствие усадки не только после окончательного отверждения ремонтного состава (через 5-7 суток), но и через 1-2 суток, что позволяет быстро восстановить вынужденно сниженное давление транспортируемой среды. Кроме того, исключительно важными показателями устойчивого и безопасного ремонтного процесса являются вязкость состава, время до начала экзотермической реакции и пиковая температура экзотермической реакции.

Известна эпоксидная композиция (пат. РФ №2186077, кл. С 08 L 63/02 от 2002), включающая эпоксидную диановую смолу, модификатор - смесь полиоксихлорпропилентриэпоксида с полиоксипропиленэпоксидом или с полиоксихлорпропилендиэпоксидом, аминный отвердитель и технический углерод.

Недостатками данной композиции являются сравнительно низкие физико-механические показатели, большая усадка, малое время до начала экзотермической реакции и высокая пиковая температура экзотермической реакции.

Известна полимерная композиция (а.с. РФ №1719411, кл. С 08 L 63/00 от 15.03.92), включающая эпоксидную смолу, модификатор - эпоксидированные отходы оксипропиленгликоля, олигоэфирэпоксид, аминосодержащий отвердитель и λ-фенилнафталамин-1.

Недостатками данной композиции являются высокая усадка, существенная нестабильность свойств в связи с использованием сырьевых отходов при ее изготовлении, а также короткое время до начала саморазогрева и высокая температура экзотермической реакции.

Известна полимерная композиция - герметик (а.с. РФ №1199784, кл. С 09 К 3/10 от 23.12.85), включающая эпоксидную смолу, модификатор - трициклокарбонат полиоксипропилентриола, сажу, аэросил, аминный отвердитель.

Недостатками этого технического решения являются низкие физико-механические показатели.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является полимерная композиция (пат. РФ №2186802, кл. С 08 L 63/00 от 10.08.2002), включающая смесь эпоксидных диановой и алифатической смол, порошковый наполнитель и аминный отвердитель - смесь основания Манниха и основания Шиффа.

Недостатками данной композиции являются сравнительно низкие показатели физико-механических свойств, адгезии к стали, высокие показатели усадки, а также короткое время до начала экзотермической реакции и высокая температура экзотермической реакции.

Задачей настоящего изобретения является создание полимерной композиции, обеспечивающей надежность и длительность эксплуатации отремонтированных участков трубопроводов, сопоставимые с таковыми для бездефектных трубопроводов, а также технологичность и безопасность процесса механизированного заполнения межтрубного пространства (зазора между трубой и муфтой) в процессе ремонта дефектной трубы.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении физико-механических свойств полимерной композиции, отвержденной при температурах 4-5°С и 20°С (прочность при изгибе, сжатии, растяжении, относительное удлинение при растяжении), адгезии к стали, а также в снижении усадки, вязкости, температуры экзотермической реакции и повышении времени начала экзотермической реакции.

Этот результат достигается тем, что полимерная композиция для ремонта трубопроводов, включающая смесь эпоксидных диановой и алифатической смол, порошковый наполнитель и аминный отвердитель, в качестве порошкового наполнителя содержит смесь минеральных силикатосодержащих порошков с металлическими в соотношении от 100:4 до 100:20, в качестве аминного отвердителя - смесь продукта (А), полученного взаимодействием ароматического амина (Б), салициловой кислоты (В) и пластификатора, представляющего собой кислородсодержащее соединение из группы полиолов (Г), при соотношении Б:В:Г от 72:1,5:26,5 до 40:9:51 и продукта конденсации фенола, формальдегида и алифатического амина (Д) при соотношении А:Д от 80:20 до 60:40 и дополнительно продукты из класса олигоэфирциклокарбонатов с массовой долей циклокарбонатных групп от 18 до 29 и вышеуказанного пластификатора при следующем содержании компонентов, мас.ч.:

Эпоксидная диановая смола	100
Эпоксидная алифатическая смола	35-75
Вышеуказанные олигоэфирциклокарбонаты	5-40
Вышеуказанный порошковый наполнитель	40-200
Вышеуказанный аминный отвердитель	55-90
Вышеуказанный пластификатор	7-30

Сущность изобретения поясняется примерами.

Пример 1

В реактор, снабженный механической мешалкой, обогревом и охлаждением, последовательно загружают при постоянном перемешивании 100 мас.ч. предварительно подогретой до 60-70°С эпоксидной диановой смолы марки ЭД-20 (ГОСТ 10587-90), 60 мас.ч. диглицидилового эфира диэтиленгликоля (технический продукт ДЭГ-1 ТУ 2225-027-002203306-97), 20 мас.ч. трициклокарбоната олигооксипропилентриола с содержанием циклокарбонатных групп 18 (технический продукт Лапролат 803 ТУ 2226-303-10488057-94), 3 мас.ч. моноциклокарбоната октоксипропиленгликоля с содержанием циклокарбонатных групп 29 (технический продукт Лапролат 301 ТУ 2226-303-10488057-94), 13 мас.ч. пластификатора - смеси диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров (технический продукт «Пластификатор ЭДОС» ГОСТ 2493-003-13004749-93), 96 мас.ч. каолина обогащенного марки КЕ-1 (ТУ 5729-070-00284530-96), 8 мас.ч. железного порошка ПЖВ-5 (ГОСТ 9849-86) и 3 мас.ч. порошка алюминиевой пудры (ГОСТ 5494-95).

Смесь введенных в реактор компонентов перемешивают в течение 25-30 мин до получения массы однородного серого цвета, после чего полученный продукт, представляющий собой смоляную часть полимерной композиции, сливают из реактора в герметичную тару (ведра с герметичной крышкой) и хранят в складских условиях в течение 1 года.

В другом аналогичном реакторе готовят отвердитель: загружают при постоянном перемешивании 60 мас.ч. предварительно расплавленного ароматического амина марки «Полиамин-Б» (ТУ 113-38-67-90) (Б), 5 мас.ч. салициловой кислоты (ГОСТ 627-70) (В), предварительно растворенной при 75°С в 35 мас.ч. пластификатора - смеси диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров марки «Пластификатор ЭДОС» (ГОСТ 2493-003-13004749-93) (Г) при соотношении компонентов Б:В:Г, равном 60:5:35, смесь термообрабатывают при температуре 75-80°С в течение 20 мин, затем полученный продукт взаимодействия (А) охлаждают до температуры 30°С и смешивают с продуктом конденсации фенола, формальдегида и алифатического амина - этилендиамина (технический продукт марки «АФ-2» ТУ 2494-511-00203521-94) (Д) при соотношении 75:25, смесь перемешивают 12-15 мин и полученный таким образом отвердитель затаривают в металлические емкости - ведра с герметичными крышками, которые хранятся в складских условиях в течение 1 года.

Потребителю смоляная часть полимерной композиции и отвердитель поставляются комплектно.

Смешение смоляной части и отвердителя осуществляют непосредственно перед применением по примеру 1 перемешиванием 290 мас.ч. смоляной части и 75 мас.ч. отвердителя в емкости с мешалкой в течение 5 мин с последующей закачкой готовой полимерной композиции насосом в межтрубное пространство.

Изготовление композиции по примерам 2-5 осуществляют аналогично примеру 1, но при соотношении компонентов, указанных в таблице 1.

Свойства полимерной композиции в сравнении с известным техническим решением представлены в таблице 2.

Как видно из таблицы 2, предлагаемая полимерная композиция обладает значительно более высокими эксплуатационными свойствами в сравнении с известным, а именно возросли показатели:

Прочности при изгибе	в 1,2-1,5 раз
при сжатии	в 1,5 -2,2 раз
при растяжении	в 1,6 -2,3 раз
Относительного удлинения	в 1,7-2,1 раз
Адгезии к стали	в 1,3-1,7 раз
Времени до начала экзотермической реакции	в 2-2,5 раз

Снижены:

Усадка	в 5-10 раз
Температура экзотермической реакции	в 1,4-1,7 раз
Вязкость	до 2,5 раз

Совокупность достигнутых показателей предлагаемой полимерной композиции позволяет организовать устойчивый технологически безопасный процесс ремонта поврежденных участков газонефтетрубопроводов в трассовых условиях, который обеспечит качество и срок службы отремонтированных участков, сопоставимых с таковыми для бездефектных участков трубопроводов.

Кроме того, более высокие физико-механические показатели полимерной композиции через 1-2 суток отверждения позволяют уже через 2 суток восстановить режим транспортировки и, следовательно, сократить вынужденные экономические потери в связи со снижением интенсивности транспортировки продукта.

Полимерная композиция для ремонта трубопроводов, включающая смесь эпоксидных диановой и алифатической смол, порошковый наполнитель и аминный отвердитель, отличающаяся тем, что в качестве порошкового наполнителя композиция содержит смесь минеральных силикатосодержащих порошков с металлическими в соотношении от 100:4 до 100:20, в качестве аминного отвердителя - смесь продукта (А), полученного взаимодействием ароматического амина (Б), салициловой кислоты (В) и пластификатора, представляющего собой кислородсодержащее соединение из группы полиолов (Г), при соотношении Б:В:Г от 72:1,5:26,5 до 40:9:51 и продукта конденсации фенола, формальдегида и алифатического амина (Д) при соотношении А:Д от 80:20 до 60:40 и дополнительно олигоэфирциклокарбонат с массовой долей циклокарбонатных групп от 18 до 29 и вышеуказанного пластификатора при следующем содержании компонентов, мас.ч.:

Эпоксидная диановая смола	100
Эпоксидная алифатическая смола	35-75
Вышеуказанные олигоэфирциклокарбонаты	5-40
Вышеуказанный порошковый наполнитель	40-200
Вышеуказанный аминный отвердитель	55-90
Вышеуказанный пластификатор	7-30