Полимерная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

А.Т.Санжаровский,А.М.Зиневич, С.А.Ненахов,Г.И.Крус, Т.А.Богданова,С.В.Шувалов, Г.С.Губаре, ВЖ-.Неесов, Г.И.Глечикова, Н.Н.Никитина, С.А.Костюковский и А.Г.Никульчев

Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов, 2

Новокуйбышевский завод изоляционных материалов и Трест "Промстройматериалы" (71) Заявители (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

1-2

Изобретение относится к составам на основе полиолефинов и каучуков для производства полимерных лент, используемых в качестве изоляции подземных металлических сооружений, например трубопроводов.

Предлагаемая композиция, переработанная в ленту, может быть использована в качестве оберток от металли еских повреждений трубопроводов при проведении строительно †монтажных работ и в качестве защитного покрытия при эксплуатации трубопроводов, в частности в районах с различными климатическими условиями.

Известна композиция, состоящая иэ смеси полиэтилена высокой плотности в количестве 50-85 вес.ч. и полиэтилена низкой плотности в количестве 50-15 вес.ч.

Композиция может быть использована в качестве изоляционного материала для защиты кабелей (1 ).

Однако она не отвечает требованиям, предъявляемым к полимерным изоляционным материалам для магистральных трубопроводов, так как имеет невысокие относительные разрывные удлинения (50%). Содержание в этой композиции антиоксидантов в количестве

О, 05 вес.ч. обеспечивает ее стабильность только в процессе переработки, но не при длительной эксплуатации.

Наиболее близкой по технической сущности и получаемому положительному результату к предлагаемой является полимерная композиция на основе полиэтилена и бутилкаучука (2), которая содержит в своем составе, вес.ч.:

Полиэтилен 100

Бутилкаучук 7-15

Стеариновая кислота

Стеарат кальция l,5-З

3 8571

)"10

В зависимости от

Наполнитель

Пигмент высокого

)0-55 давленияПолиэтилен низкого

5-55

10-40

4-20 давления

Бутилкаучук

Наполнитель 30

Стеариновая кислота 0,4-0,6

Стабилизатор О, )-1

В качестве стабилизатора могут быть использованы эффективные для поли- 55 олефинов антиоксиданты, в частности

Ф

9<а — 2 — нафтил- и-фе ниле иди амин .

Наряду с наполнителями неорганической природы (окись цинка; двуокись титана и другие неорганические струк- 40 турообразующие добавки) может быть использован наполнитель органического характера.

Изготовление полимерной ленты из предлагаемой композиции включает 45 следующие технологические операции. смешение в пластосмесителе, вальцевание (пластикация и гомогениэация массы на вайьцах), каландрование и намотка в рулоны готовой продукции. 50

Компоненты смешивают в пластосмесителе при температуре 145-120 С в о течение 5-15 мин,затем смесь переносят на вальцы. Вальцевание продолжается с постоянным подрезанием мас- сы до ее полной гомогенизации. Общее время вальцевания составляет 5-20 мин.

Полученную массу подают на каландрование, которое проводят на пятивалкоцвета .

Материал, полученный иэ этой композиции,имеет низкие прочностные характеристики: разрывную прочность

60 кгс/см, относительные разрывные удлинения 74Х и поэтому не используется при строительстве подземных сооружений. 10

Цель изобретения — повышение отно сительного удлинения и термостабильности получаемых иэ композиции изб дели и .

Поставленная цель достигается 15 тем, что полимерная композиция,включающая полиолефин, бутилкаучук, наполнитель, стеариновую кислоту и стабилизатор, содержит в качестве полиолефина смесь полиэтилена высокого 20 давления и полиэтилена низкого давления при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Полиэтилен вом каландре с температурой валков

120-170 С и калибровочной толщиной о вытягиваемой ленты. Готовый материал через охлаждающие валки подается на намоточное устройство, где формируется в рулон.

Конкретные примеры приготовленных составов предлагаемой композиции, включая оптимальные и граничные значения ингредиентов, приведены в табл.! .

Полученные из композиции ленты были испытаны на прочность при растяжении, относительные удлинения при разрыве и термостабильность, оцениваемую периодом индукции при окислении.

Свойства полимерных лент иэ предлагаемой и известной композиции представлены в табл.2.

Как видно иэ табл.2, материал на основе предлагаемых композиций по всем свойствам превосходит известный, Разрывная прочность полимерных лент из предлагаемых композиций выше в

1,3-3,2 раза, разрывные удлинения в 3,5-9 раз, термостабильность в

25-30 раз больше по сравнению с аналогичными свойствами известных.

Иэ анализа табл.3, где приведены прочностные показатели предлагаемых материалов и известных в широком диапазоне температур, видно, что полимерные ленты иэ предлагаемых композиций превосходят известные по разрывной прочности и относительным разрывным удлинениям в области как отрицательных, так и положительных температур.

Полимерные ленты на основе предлагаемых композиций пригодны для применения в качестве изоляционных материалов при защите трубопроводов в любых климатических условиях: в северных районах (высокая разрывная прочность при температуре до -60 С) и в районах Средней Азии (воэможность нанесения при температурах до + 60 С . Высокие относительные удлинения при разрыве в интервале температур от -60 С до + )00 С позволяют обеспечить эффективную защиту, так как создается более плотная, эластичная, устойчивая к механическим воздействиям конструкция покрытия.

Анализ свойств полимерных лент производства зарубежных фирм, используемых в настоящее время при строиПримеры предлагаемой композици

° 1 °

Компоненты! 2

Полиэтилен низкого давления

45

Полиэтилен высокого давления

20

20

40

Бутилкаучук 1675

20

10

Стеариновая кислота

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

Наполнитель (окись цинка) 14,5

14,5 14,5 14,0

14,3

Стабилизатор (ди-P-нафтил-и-фенилендиамин) 0,1

0,1

0,2

0,5

О,) Таблица 2

Показатели

Предел прочности при растяжении при 2

20 С, кгс/см

Период индукции окисления при 200 С давлении

0,300 мм рт.ст мин тносительное длинение при азрыве при

0 С, Х

Композиция

Известная

Предлагаемая пример 1

74

488

690

180

5 857.1 тельстве магистральных трубопроводов, показал,что прочность при разрыве составляет 150-200 кгс/см, а отно- сительные удлинения при разрыве—

300-500. При этом анизотропия механи"

S ческих свойств (отношение "долевых" значений прочности к "поперечным" и соответственно отношение разрывных изменений) составляет для прочности величину порядка 1,1 — 1,5 для удли- lå нений при разрыве — 0,4-0,6.

Анизотропия механических свойств полимерных лент на основе предлагаемой композиции по пределу прочности составляет I 3-1 6 и по разрывным удлинениям — 0,5-0,7.

Таким образом, по прочностным свойствам полимерные ленты, изготовленные из предлагаемой композиции, удовлетворяют требованиям, го предъявляемым к материалам, исполь78 4 зуемым,в качестве изоляции магист" ральных трубопроводов. Вместе с тем предлагаемые материалы эффективнее противостоят термоокислению по сравнению с лучшими стабилизированными материалами, период индукции окисления которых составляет 60-150 мин.

Использование предлагаемой композиции для изготовления полимерной ленты дает в народном хозяйстве значительный экономический эффект в результате повышения надежности экЮ сплуатации газо- и нефтепроводов за счет сохранения целостности антикоррозионных покрытий H их срока службы при повышенных температурах °

Предлагаемые расчеты показали,что экономический эффект на 1 тыс.кв.м материала составит 250 руб.

Таблица 1

857178

B Продолжение табл. 2

°

Показатели

Композиция

Период индукции окисления прн 200 С давлении

0,300 мм рт.ст.,мин

Относительное удлинение при разрыве при

200С, X

Предел прочности прн рас тяжении при

20 С, кгс/см

650

194

180

600 пример 2 пример 3

500

600

184 пример 4 пример 5

400

260

Табли ца 3

Показатели

Предел прочности при растяжении,кгс/см

Относительные удлинения при разрыве,i.

Композиция

-60 -20 0 60 100 -60 -20 0 60 100 J 1

140 — 25 — — 15 — 24

Известная.Предлагаемая пример пример 4

410 290 255 130 80 100 300 495 700 510

485 355 260 100 40 105 220 395 585 250

175 100 — 10 65

250 305 — 80

5-55

10-40

4-20

0,4-0,6

0,1-1 высокого давле- Se Источники информации, низкого давления принятые во внимание нри экспертизе тношении компонен- 1. Патент США 33 3231636, кл. 268-897, .3966.

2. Авторское свидетельство СССР

ss Ó 258257, кл. С 08 3 23/06, 1965

10-55 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 7141/.39 Тираж 530 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 высокого давления пример 5 325 т

Формула изобретения

Полимерная композиция, содержащая полиолефин,бутилкаучук,наполнитель, стеариновую кислоту и стабилизатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения относительного удлинения и термостабнльности полученных нз композиций изделий,она содержит в качестве полиолефина смесь полиэтилена ния и полиэтилена при следующем соо тов, вес.ч.:

Полиэтилен

Полиэтилен низкого давления

Бутилкаучук

Наполнитель

Стеариновая кислота

Стабилизатор