БИТУМСОДЕРЖАЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАЩИТЫ КАБЕЛЕЙ Российский патент 1999 года по МПК C09D195/00 

Предлагаемое изобретение относится к области производства защитных и антикоррозионных материалов, получаемых путем пропитки бумажной основы (крепированной бумаги) полимернобитумными растворами и предназначенных для защиты металлических кабельных оболочек от коррозии и механических повреждений совместно с битумсодержащим материалом на тканевой основе.

Известны отечественные битумсодержащие материалы на основе крепированной бумаги:
- бумага БКБ-80 по ГОСТ 10396-84, год ввода 1984:
- бумага ПКА-80 по ТУ ОП-13-0278809-89, год ввода 1989;
- бумага кабельная крепированная марки БКК по ТУ ОП 5456-001.7170097-93, год ввода 1993 (прототип).

Бумага по прототипу изготавливается по следующей технологии. Два слоя бумажной основы проклеиваются между собой на склеивающей машине "Вальдрон" битумом БНД 40/60; 60/90; 60/130 с добавками и антисептиком. Получается трехслойный битумсодержащий материал, который поступает на крепировальную машину, где смачивается водой, имеющей температуру 70 - 80^oC, крепируется шабером, сушится на сушильном цилиндре и наматывается на ролики в рулоны.

Битум расплавляется и обезвоживается в реакторах при температуре 100 - 120^oC и разрежении 0,2 - 0,1 атм, смешивается с компонентами состава в соотношении, мас.%:
Битум БНД 40/60, 60/90, 60/130 - 80 - 90
Антисептик (нафтенат меди) - 9 - 10
Полимерные добавки - Остальное
и горячим подается в ванну склеивающей машины.

К недостаткам прототипа следует отнести наличие непропитанных битумной массой слоев бумаги и возможное их расслоение, что ведет к усложнению технологического процесса изготовления кабеля, увеличению затрат за счет дополнительной пропитки бумаги битумным расплавом в составе кабеля.

Основными показателями качества, предъявляемыми к битумсодержащей крепированной бумаге, являются:
Масса 1 м², г - 200 ± 30
Толщина, мм - 0,42 ± 0,12
Разрушающее усилие в машинном направлении, Н - н/м 30
Относительное удлинение в машинном направлении, % - н/м 10
Массовая доля битума, % - н/м 50
Массовая доля антисептика, % - н/м 5
В качестве основы материала-прототипа используется бумага массой 40 г/м². Ниже приведены характеристики битумсодержащего материала-прототипа, полученного выше описанным способом:
Масса 1 м², г - 180 - 240
Толщина, мм - 0,4 - 0,5
Разрушающее усилие в машинном направлении, Н - 45 - 50
Относительное удлинение в машинном направлении, % - 14 - 15
Массовая доля битума, % - 50 - 55
Массовая доля антисептика (нафтената меди), % - 5 - 5,5
Цель предлагаемого изобретения заключается в получении одно- или двухслойного битумсодержащего технологичного материала, по характеристикам не уступающего прототипу, но имеющего равномерную пропитку всех слоев бумаги-основы и обладающего повышенными антисептическими свойствами.

Для достижения поставленной цели предлагается получать битумсодержащий материал путем пропитки одно- или двухслойной крепированной бумаги-основы раствором антисептика в минеральном масле и битумом.

Присутствие минерального масла в составе антисептика позволяет значительно снизить вязкость пропиточного состава, улучшить смачиваемость и пропитку бумаги-основы битумом.

В качестве антисептика могут быть использованы нафтенат меди или продукты конденсации полиэтиленполиамина (ПЭПА) со смоляными кислотами, например, таловым пеком (антисептический состав АС-2, ТУ 13-4203011-37-91, год ввода 1991), канифолью (АСК) или синтетическими жирными кислотами (антисептический состав АСЖК), как предлагается авторами данного изобретения. Нафтенат меди токсичен и в настоящее время практически не производится, что существенно затрудняет его применение в качестве антисептика в кабельной промышленности.

Защитные антимикробные и антикоррозионные свойства составов на основе полиэтиленполиамина определяются содержанием в них аминогрупп. Количество введенных аминогрупп определяет щелочность полученного антисептика. Максимальным содержанием аминогрупп обладает антисептик на основе полиэтиленполиамина и канифоли. Общая щелочность данного антисептика составляет более 10%.

Ограничения на выбор минерального масла накладывают растворимость в нем антисептиков, применяемость в кабельной промышленности. Исходя из этого было выбрано кабельное масло, широко используемое при пропитке кабелей.

Основу битумной композиции составляют твердые битумы с температурой размягчения выше температуры эксплуатации готовых изделий, например, битумы марок МБ-70/60, БН-70/30, БН-90/10.

Предлагаемый авторами битуминированный материал изготавливается по следующей технологии. Крепированная бумага в рулонах целиком или разрезания на бобины пропитывается раствором антисептика в минеральном масле традиционным способом путем размотки бумаги из рулонов или бобин и пропускания ее через пропиточную ванну с отжимными валками или в закрытой емкости (автоклаве) при температуре 80 - 150^oC в течение 30 - 60 мин в зависимости от диаметра рулона бумаги и вязкости состава. Затем производится удаление пропиточного состава из емкости вакуумированием или отжатием на центрифуге. Крепированная бумага, предварительно разрезанная на ленты и пропитанная раствором антисептика в минеральном масле, накладывается на металлическую оболочку кабеля и проливается с обеих сторон битумным расплавом.

Раствор антисептика в минеральном масле готовится в реакторе объемного типа при температуре 60 - 150^oC в течение 1,5 - 2 часов.

Существенность отличий предлагаемого технического решения заключается в том, что при обработке бумаги раствором антисептиков в минеральном масле и далее битумным расплавом происходит равномерная пропитка материала по всему объему волокон антисептиком, в результате этого материал, не проигрывая в технических показателях, более технологичен, обладает повышенными антисептическими свойствами.

Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется нижеприведенным примером.

Пример .

В табл.1 приведено содержание компонентов пяти групп образцов материала, а в табл.2 - осредненные по каждой группе сравнительные характеристики заявляемого материала и прототипа.

Для изготовления образцов материала использовались антисептики АСК, АСЖК и нафтенат меди, кабельное масло и битумы марок МБ-70/60 и БН-70/30, а в качестве основы - опытная крепированная бумага Волжского НИИ ЦБП.

В табл. 2 разрушающее усилие и относительное удлинение показано в машинном направлении.

Как видно из табл.2, характеристики предлагаемого битумсодержащего материала не уступают характеристикам прототипа.

В то же время новый материал более технологичен и обладает повышенными антисептическими свойствами за счет более полной пропитки антисептиком.

При этом оптимальное содержание компонентов в материала, мас.%:
Антисептик - 5 - 6
Кабельное масло - 4 - 5
Битум - 45 - 55
Уменьшение содержания кабельного масла приводит к загущению пропиточного состава антисептика, т. е. повышению его вязкости и тем самым резкому увеличению времени пропитки.

Увеличение содержания кабельного масла приводит к недопустимому снижению содержания антисептика в материале.

Опытным путем также установлено несущественное влияние марок антисептика, битума и минерального масла на основные характеристики материала.

Процесс получения битумсодержащей крепированной бумаги путем пропитки ее раствором антисептика в закрытой емкости и последующей пропитки битумным расплавом в составе кабеля отработан в производственных условиях НИИ ПМ и ОАО "Камкабель". Налажен выпуск данного материала.

Изобретение относится к области производства защитных и антикоррозионных материалов, получаемых путем пропитки и предназначенных для защиты металлических кабельных оболочек от коррозии и механических повреждений. Обеспечение равномерной пропитки, улучшение антисептических свойств достигается тем, что бумага-основа пропитывается раствором нафтената меди или продукта конденсации полиэтиленполиамина со смоляными кислотами или синтетическими жирными кислотами в минеральном масле и битумом при определенном соотношении компонентов в мас.%, при этом сначала осуществляется пропитка бумаги раствором антисептика в минеральном масле с нанесением поверх битума. В качестве смоляных кислот может использоваться канифоль, а в качестве минерального масла - кабельное масло. Получаемый материал имеет равномерную пропитку всех слоев бумаги-основы антисептическим составом и битумом, технологичен и обладает повышенными антисептическими свойствами. 1 с. и 2 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Битумсодержащий материал для защиты кабелей, содержащий один или два слоя крепированной бумаги, пропитанной смесью, содержащей битум и антисептик, отличающийся тем, что в качестве антисептика используют раствор в минеральном масле нафтената меди или продукта конденсации плиэтиленполиамина со смоляными кислотами или синтетическими жирными кислотами при следующем соотношении компонентов материала, мас.%:
Битум - 45 - 55
Нафтенат меди или продукт конденсации полиэтиленполиамина со смоляными кислотами или синтетическими жирными кислотами - 5 - 6
Минеральное масло - 4 - 6
Бумага - Остальное
при этом сначала осуществляют пропитку бумаги раствором антисептика в минеральном масле с нанесением поверх битума. 2. Битумсодержащий материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве продукта конденсации полиэтиленполиамина со смоляными кислотами он содержит продукт конденсации полиэтиленполиамина с канифолью. 3. Битумсодержащий материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве минерального масла он содержит кабельное масло.