БИТУМСОДЕРЖАЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАЩИТЫ КАБЕЛЕЙ Российский патент 1997 года по МПК C09D195/00 D06N5/00 C09D195/00 C09D123/22 C09D153/02 

Изобретение относится к производству защитных и антикоррозионных покровов, получаемых путем пропитки ткани полимерно-битумными растворами и предназначенных для защиты металлических кабельных оболочек от коррозии и механических повреждений.

Известен битуминированный материал (ТУ 16-91И26.0052.006) (прототип), получаемый путем нанесения на ткань расплава композиции следующего состава, мас.

Битум БНД-60/90 58-90,4
Битум БН-90/10 2,7-3,6
Масло индустриальное марки И-8А или ИЛС-10 1 7
Парафин 0-35
Антисептик 0-5
Битум расплавляется и обезвоживается в реакторах при 100-120^oC, разрежении 0,2⁺ 0,1 атм. смешивается с компонентами состава и горячим подается в ванну пропиточного устройства. Ткань по валкам проходит через ванну с расплавом, на отжимных валках удаляется избыток состава, материал охлаждается обдувом воздухом и наматывается в рулоны до 450 мм в диаметре. Окончательное охлаждение производится на стойках в течение 8-48 ч, после чего на станке резки удаляются кромки и полотно разделывается на ленты шириной 60-90 мм.

К недостаткам материала следует отнести неравномерность нанесения битумной массы и повышенную липкость готового материала, в результате чего наблюдается прилипание слоев в рулоне ленты, что затрудняет использование ленты в качестве покрывочного материала.

Основными показателя качества, предъявляемыми к битуминированному материалу для защиты кабелей, являются:
Толщина полотна, мм 1±0,2
Содержание битумной массы на полотне, 50±5
Удельная разрывная нагрузка, H/50 мм Не менее 450
Для одного и того же типа тканей данные параметры определяются только характеристиками битумных составов. Основной для пропитки может служить любой материала, стойкий к воздействию компонентов состава (различные ткани, нетканые полотна). В качестве основы битуминированного полотна прототипа используется упаковочная ткань арт. 14-01-110/74, имеющая следующие характеристики:
Толщина, мм Не менее 0,7
Удельная разрывная нагрузка, H/50 мм Не менее 450
Характеристики битуминированного материала, получаемого методом расплава колеблются в пределах:
Толщина, мм 1-1,35
Содержание битумной массы, 55-65
Удельная разрывная нагрузка при температуре 25±5^oC и скорости растяжения 250 мм/мин, H/50 мм 700-835
Цель изобретения заключалась в получении битумированного материала, по характеристикам на уступающего прототипу, но имеющему более равномерную пропитку и исключающему излишнюю липкость. Для достижения поставленной цели предлагается получать битуминированный материал путем пропитки ткани раствором битумно-полимерной композиции в органическом растворителе и последующей термообработки материала для удаления растворителей. Присутствие растворителей позволяет значительно снизить вязкость пропиточного состава, улучшить смачиваемость и пропитку материала.

Основу битумной композиции составляют твердые битумы с температурой размягчения выше температуры эксплуатации готовых изделий, включающих битуминированный материал, например, битум марок МБ-70/60, БН-70/30, БН-90/10. В качестве полимера могут быть использованы бутадиенстрирольный (ДСТ), бетадиен- α -метил-стирольный ДМСТ (P) термоэластопласты, бутилкаучук (БК). Из растворителей может применяться широкий ассортимент органических жидкостей, таких как сложные эфиры (этилацетат, бутилацетат), нефтяные растворители: бензил, уайт-спирит, нефрас и др. Ограничения на выбор растворителя накладывают лишь растворимость в нем битума, полимера и антисептика, токсичность и температура кипения (чем выше температура кипения, тем труднее удаление растворителя, поэтому рекомендуется использование растворителей с температурой кипения, не превышающей 170^oC).

Если изделия, содержащие битуминированный материала, при эксплуатации подвержены гниению, возможно введение в пропиточный состав антисептика, например нафтената меди, до 5 мас.

Для приготовления пропиточного состава сначала готовятся растворы битума, полимера и антисептика (при необходимости введения) в соответствующем растворителе путем перемешивания в реакторе объемного типа. Растворение проводится при 40-60^oC в течение 2-6 ч, затем производится смешивание растворов в расчетном соотношении при той же температуре в течение 1-1,5 ч.

Битуминированный материал можно изготавливать на любом подходящем для этой цели оборудовании: печатной машине КМ-1, пропиточной установке УПСТ-1000М и др. Принцип изготовления материала с применением указанных машин заключается в следующем: рулон полотна устанавливается на механизм подачи и полотно подается в устройство пропитки, состоящее из ванны с валом и отжимных валков. После пропитки и отжима полотно поступает в камеру сушки. Тянущие и подающие валки обеспечивают протяжку полотна с фиксированной скоростью.

Метод сушки конвективный или конвективно-радиационный. Вдув воздуха в сушильную камеру вентилятором большой производительности обеспечивает более эффективное удаление растворителя с полотна и позволяет поддерживать концентрацию паров растворителя в сушильной камере ниже нижнего предела взрываемости смеси паров растворителя с воздухом. Устройство намотки обеспечивает намотку готового материала в рулоны на шпульках. Сущность протяжки материала, исходя из производительности вентилятора, составляет 0,5-5 м/мин, температура в сушильной камере 100-130^oC, продолжительность сушки 6-10 мин.

Сущность отличий предлагаемого технического решения заключается в том, что при обработке битумно-полимерным раствором происходит равномерная пропитка материала по всему объему волокон, в результате этого материала, не проигрывая в технических показателях, не имеет повышенной липкости и более удобен в эксплуатации. Кроме того, введение в состав полимера делает материал более жестким, что также улучшает эксплуатационные характеристики. Сущность изобретения иллюстрируется примерами. Учитывая, что присутствие антисептика не влияет на технологические характеристики материала, в приведенных примерах он не рассматривался.

Пример 1. В табл.1 приведена рецептура пропиточного состава, а в табл.2
сравнительные характеристики заявляемого материала и прототипа. Для изготовления пропиточного состава использовался битум строительный марки БН-70/30, а в качестве основы для нанесения состава ткань упаковочная арт. 14-01-110/74.

Как видно из табл. 2, характеристики битуминированного материала при меньшем содержании битумной массы не уступают характеристикам прототипа. При этом, если прототип имеет повышенную липкость, что приводит к слипанию слоев в рулоне материала, для заявляемого материала этот недостаток отсутствует. Оптимальной концентрацией полимера в составе является 1-1,5% содержание: повышение его, не изменяя характеристик материала, загущает систему, повышая ее вязкость и тем самым ухудшая технологичность состава. Запредельное содержание полимера в сторону уменьшения приводит к снижению содержания битумной массы на полотне и появлению липкости, т.о. ухудшает эксплуатационные характеристики материала.

Пример 2. В табл.3 показано влияние типа битума на характеристики заявляемого материала, получаемого путем пропитки и последующей сушки упаковочной ткани. В качестве полимера использовался ДСТ, растворитель-бутилацетат, соотношение битум полимер растворитель составляло, мас. 47 1 52.

Данные табл. 3 показывают незначительное влияние марки битума на характеристики материала.

Пример 3. В табл.4 показано влияние типа растворителей на свойства битуминированного материала. Использовались составы на основе битума марки МБ-70/60 и бутадиен-стирольного термоэластопласта в следующем соотношении, мас. битум полимер растворитель 47 1 52.

Из результатов табл.4 можно сделать вывод, что более приемлемыми растворителями для битумно-полимерной композиции являются бутилацетат и уайт-спирит. При использовании бензина БР-1 наблюдается расслоение состава, при этом содержание битумной массы и толщина материала ниже чем для первых двух растворителей.

Пример 4. В табл. 5 показано влияние типа полимера на характеристики битуминированного материала. Для приготовления пропиточного состава использовался битум марки МБ-70/60 и уайт-спирит в следующем соотношении, мас. битум полимер растворитель 45 1 54.

Данные табл. 5 свидетельствуют о незначительности влияния типа полимера на характеристики битуминированного материала.

Процесс получения битуминированного материала путем пропитки ткани битумно-полимерным раствором с последующим удалением растворителя термообработкой отработан с применением машин УПСТ-1000М и КМ-1; налажен производственный выпуск битуминированного материала.

Изобретение относится к производству защитных покровов для кабелей, получаемых путем нанесения на ткани битумных композиций. С целью обеспечения равномерной пропитки и исключения излишней липкости битумированного материала ткань обрабатывают раствором битумнополимерной композиции в органическом растворителе с последующей термообработкой материала для удаления растворителя. В композиции используются твердые битумы с температурой размягчения выше температуры эксплуатации изделий, включающих битуминированный материал, в качестве полимера - бутадиен-стирольный, бутадиен-альфа-метил-стирольный термоэластопласты или бутилкаучук при следующем соотношении компонентов пропиточного состава, мас.%: битум 42 - 50; полимер 1 - 1,5; растворитель остальное (до 100). В случае необходимости возможно введение в пропиточный состав антисептика до 5 мас.%. Получаемый материал имеет равномерную пропитку и не обладает излишней липкостью. 5 табл.

Битумсодержащий материал для защиты кабелей, состоящий из ткани, пропитанной составом, содержащим битум и добавки, отличающийся тем, что в качестве добавок состав содержит растворитель и полимер, являющийся бутадиен-(альфа-метил)стирольным термоэластопластом или бутилкаучуком при следующем соотношении компонентов, мас.

Битум 42 50
Бутадиен-(альфа-метил)стирольный термоэластопласт или бутилкаучук 1,0 - 1,5
Растворитель Остальноеы