ТЕРМОУСАЖИВАЮЩАЯСЯ МНОГОСЛОЙНАЯ АДГЕЗИОННАЯ ЛЕНТА Российский патент 2006 года по МПК C09J7/02 B32B27/32 

Изобретение относится к области изоляции металлических поверхностей, преимущественно, металлических труб и оболочек электрических кабелей, как при их изготовлении, так и при ремонте, и может быть использовано для защиты магистральных трубопроводов и электрических кабелей от механических повреждений, от почвенной и атмосферной коррозии, а также для защиты нанесенных на металлическую поверхность изоляционных материалов.

Известна двухслойная термоусаживающаяся адгезионная лента (РСТ 94/17324, 1994). Основа состоит из двух соэкструдированных слоев, имеющих различное количество наполнителя, при этом наружный термопластичный слой основы имеет большее количество наполнителя (на 5-10%), что придает этому слою большую прочность. Внутренний термопластичный слой, в качестве которого применяют сополимер этилена с винилацетатом (далее - сэвилен), имеет меньшее количество наполнителя, он более аморфен, имеет поры, в которые затекает адгезионный состав при дальнейшей термоусадке материала.

Недостатком известного технического решения следует признать наличие сдвига адгезива по отношению к полиэтилену, что, вследствие значительного различия в коэффициентах линейного расширения полиэтилена и стали, ведет к трещинообразованию и преждевременному нарушению покрытия. Кроме того, используемый адгезив имеет высокую температуру размягчения и, следовательно, нанесения.

Наиболее близким аналогом заявленной ленты можно признать термоусаживающуюся адгезионную ленту "Донрад-2" (RU, патент 2088624, 1997), содержащую основу из экструдированного полиэтилена или сополимера этилена с винилацетатом, которую электронно-химически модифицировали пучком быстрых электронов до поглощенной дозы 0,15-0,35 МГр, а затем одноосно ориентировали, на которую нанесен битумно-каучуковый адгезив, содержащий каучук с полярными группами.

Недостатком известного технического решения следует признать наличие сдвига битумно-каучукового слоя по отношению к полиэтилену, что, вследствие значительного различия в коэффициентах линейного расширения полиэтилена и стали, ведет к трещинообразованию и преждевременному нарушению покрытия. Кроме того, битумно-каучуковый адгезив имеет высокую температуру размягчения и, следовательно, нанесения.

Техническая задача, решаемая посредством предложенной конструкции, состоит в разработке термоусаживающейся многослойной адгезионной ленты, обеспечивающей изоляцию металлической поверхности от окружающей среды.

Технический результат, получаемый при реализации предложенной термоусаживающейся многослойной адгезионной ленты, состоит в повышении адгезии в местах соединения ее внахлест при использовании в качестве оберточного материала, что приводит к повышению механической прочности соединения и исключению проникновения влаги и воздуха между слоями.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать термоусаживающуюся многослойную адгезионную ленту, состоящую, по меньшей мере, из радиационно модернизированной полимерной основы на основе полиолефинов и адгезионного слоя, содержащего сополимер этилена и винилацетата, алюмосиликат, низкомолекулярный полимер на основе полиолефинов С₃-С₆ и добавку, выбранную из группы, содержащей антиоксидант, стабилизатор или агент липкости, при следующем соотношении компонентов (мас.%):

алюмосиликат3-13низкомолекулярный полимер на основе олефинов С₃-С₆18-32добавка3-11сополимер этилена и винилацетатаостальное.

В предпочтительном варианте полимерная основа выполнена из полиэтилена или полипропилена. В некоторых случаях на адгезионный слой может быть дополнительно нанесен праймер, предпочтительно, кремнийорганический типа ЭДП. В качестве добавки применяют вещества, используемые в производстве полимерных материалов в качестве стабилизаторов, антиоксидантов, а также повышающих адгезию.

Пленку, выполненную на основе полиолефинов, на которую в дальнейшем наносят адгезив, для придания ей термоусадочных свойств и повышения механической прочности радиационно обрабатывают с дозой облучении примерно 18-20 Мрад. Кроме возникновения эффекта "памяти", обеспечивающего термоусадку пленки, радиационная обработка полимерной пленки увеличивает механическую прочность (12-15 МПа при >300%-ном удлинении) и значительно повышает его термохимическую стойкость. Полимерная пленка не растворяется в кипящем ксилоле и не плавится при температурах до 170°С. В технологическом процессе радиационной обработки полимерной ленты целесообразно применять ускорители электронов типа ЭЛВ-3, ЭЛВ-4. В этом случае возможно проводить двухстороннее облучение ленты, доводя коэффициент использования электронного пучка до 90%. А поскольку КПД самих ускорителей такого типа 80%, то КПД использования электроэнергии доходит до 70%.

В качестве низкомолекулярных сополимеров на основе полиолефинов C₃-C₆ используют, например, различные сополимеры пропилена и изобутилена с различным содержанием мономерных звеньев.

В дальнейшем сущность изобретения будет рассмотрена с использованием примеров реализации.

1. Полимерная лента выполнена из полиэтилена низкого давления, в частности, марки 273-83 и обработана с использованием ускорителя электронов ЭЛВ-3 с дозой облучения 18,1 Мрад. Наносимый клей-адгезив содержит тальк в качестве алюмосиликата, низкомолекулярный сополимер пропилена и бутилена, например, марки ЕМА, N-фенил-β-нафтиламин в качестве добавки - антиоксидант, сополимер этилена и винилацетата, например, марки 118-211 при следующем соотношении компонентов (мас.%):

алюмосиликат10низкомолекулярный полимер20добавка5сополимер этилена и винилацетата65

Полученная термоусаживающая адгезионная лента при испытаниях показала следующие результаты:

а). Адгезия (Н/см) по ГОСТ 411 (при скорости отслоения 10 мм/мин):

к стали82к полиэтилену79к облученному полиэтилену84

б). Показатель текучести расплава (г/10 мин) (по ГОСТ 11645) при нагрузке 21,17 Н диаметре сопла 2,095 мм температуре 125°С после выдержки образца в течение 5 мин составил 29.

в). Температура расплава (полимеризации) 52°С.

г). Температура нанесения на твердую основу (сталь) 72°С.

д). Механическая прочность 12,4 МПа при >300%-ном удлинении.

2. Полимерная лента выполнена из полиэтилена высокого давления (ГОСТ 11262-80) и обработана с использованием ускорителя электронов ЭЛВ-4 с дозой облучения 19,3 Мрад. Наносимый клей-адгезив содержит цеолит в качестве алюмосиликата, низкомолекулярный сополимер пропилена и изобутилена, например, марки ЕМА, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол в качестве добавки - стабилизатор и сополимер этилена и винилацетата марки 11808 при следующем соотношении компонентов (мас.%):

алюмосиликат11низкомолекулярный полимер23добавка6сополимер этилена и винилацетата60

Полученная термоусаживающая адгезионная лента при испытаниях показала следующие результаты:

а). Адгезия (Н/см) по ГОСТ 411 (при скорости отслоения 10 мм/мин):

к стали84к полиэтилену80к облученному полиэтилену86

б). Показатель текучести расплава (г/10 мин) (по ГОСТ 11645) при нагрузке 21,17 Н диаметре сопла 2,095 мм температуре 125°С после выдержки образца в течение 5 мин составил 30.

в). Температура расплава (полимеризации) 54°С.

г). Температура нанесения на твердую основу (сталь) 73°С.

д). Механическая прочность 14,3 МПа при >300%-ном удлинении.

3. Полимерная лента выполнена из полипропилена (фракции БИФ) и обработана с использованием ускорителя электронов ЭЛВ-4 с дозой облучения 19,8 Мрад. Наносимый клей-адгезив содержит биотит в качестве алюмосиликата, низкомолекулярный гомополимер изобутилена марки П-20, в качестве добавки - агент липкости - глицериновый эфир канифоли, модифицированной фумаровой кислотой, и сополимер этилена и винилацетата марки 11306-075 при следующем соотношении компонентов (мас.%):

алюмосиликат10низкомолекулярный полимер22добавка8сополимер этилена и винилацетата60

Полученная термоусаживающая адгезионная лента при испытаниях показала следующие результаты:

а). Адгезия (Н/см) по ГОСТ 411 (при скорости отслоения 10 мм/мин):

к стали86к полиэтилену78к облученному полиэтилену80

б). Показатель текучести расплава (г/10 мин) (по ГОСТ 11645) при нагрузке 21,17 Н диаметре сопла 2,095 мм температуре 125°С после выдержки образца в течение 5 мин составил 28.

в). Температура расплава (полимеризации) 56°С.

г). Температура нанесения на твердую основу (сталь) 75°С.

д). Механическая прочность 13,1 МПа при >300%-ном удлинении.

4. Полимерная лента выполнена из полиэтилена низкого давления марки 273-83 и обработана с использованием ускорителя электронов ЭЛВ-3 с дозой облучения 15,8 Мрад. Наносимый клей-адгезив содержит тальк в качестве алюмосиликата, низкомолекулярный сополимер пропилена и изобутилена, например, марки ЕМА, N-фенил-β-нафтиламин в качестве добавки - антиоксидант и сополимер этилена и винилацетата типа 11306-075 при следующем соотношении компонентов (мас.%):

алюмосиликат20низкомолекулярный полимер21добавка3сополимер этилена и винилацетата56

Полученная термоусаживающая адгезионная лента при испытаниях показала следующие результаты:

а). Адгезия (Н/см) по ГОСТ 411 (при скорости отслоения 10 мм/мин):

к стали51к полиэтилену55к облученному полиэтилену56

б). Показатель текучести расплава (г/10 мин) (по ГОСТ 11645) при нагрузке 21,17 Н диаметре сопла 2,095 мм температуре 125°С после выдержки образца в течение 5 мин составил 17.

в). Температура расплава (полимеризации) 87°С.

г). Температура нанесения на твердую основу (сталь) 98°С.

д). Механическую прочность 9,4 МПа при >300%-ном удлинении.

Данный состав не позволяет достичь указанного технического результата.

5. Полимерная лента выполнена из полиэтилена высокого давления (ГОСТ 11262-80) и обработана с использованием ускорителя электронов ЭЛВ-3 с дозой облучения 22,2 Мрад. Наносимый клей-адгезив содержит цеолит в качестве алюмосиликата, низкомолекулярный сополимер пропилена и изобутилена марки ЕМА, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол в качестве добавки - стабилизатор и сополимер этилена и винилацетата марки 11808 при следующем соотношении компонентов (мас.%):

алюмосиликат4низкомолекулярный полимер33добавка11сополимер этилена и винилацетата52

Полученная термоусаживающая адгезионная лента при испытаниях показала следующие результаты:

а). Адгезия (Н/см) по ГОСТ 411 (при скорости отслоения 10 мм/мин):

к стали46к полиэтилену49к облученному полиэтилену48

б). Показатель текучести расплава (г/10 мин) (по ГОСТ 11645) при нагрузке 21,17 Н диаметре сопла 2,095 мм температуре 125°С после выдержки образца в течение 5 мин составил 17.

в). Температура расплава (полимеризации) 82°С.

г). Температура нанесения на твердую основу (сталь) 106°С.

д). Механическую прочность 7,9 МПа при >300%-ном удлинении.

Указанный состав не позволяет достичь указанного технического результата.

Экспериментально доказано, что указанный технический результат может быть достигнут только при использовании всех параметров ленты, указанных в формуле изобретения.

Описывается термоусаживающаяся многослойная адгезионная лента, которая может быть использована для изоляции металлических поверхностей, а также нанесенных на металлическую поверхность изоляционных материалов, преимущественно, металлических труб и оболочек электрических кабелей, как при их изготовлении, так и при ремонте. Лента состоит, по меньшей мере, из радиационно модернизированной полимерной основы на основе полиолефинов, добавки, выбранной из группы, содержащей антиоксидант, стабилизатор или агент липкости, и адгезионного слоя на основе сополимера этилена и винилацетата, содержащего алюмосиликат и низкомолекулярный полимер на основе полиолефинов С₃-С₆. Технический результат состоит в повышении адгезии в местах соединения ленты внахлест и механической прочности получаемого покрытия. 3 з.п. ф-лы.

1. Термоусаживающаяся многослойная адгезионная лента, состоящая, по меньшей мере, из радиационно-модернизированной полимерной основы на основе полиолефинов, добавки и адгезионного слоя на основе сополимера этилена и винилацетата, отличающаяся тем, что адгезионный слой дополнительно содержит алюмосиликат и низкомолекулярный полимер на основе полиолефинов С₃-С₆, при этом используют добавку, выбранную из группы, содержащей антиоксидант, стабилизатор или агент липкости, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алюмосиликат3-13Низкомолекулярный полимер  на основе олефинов С₃-С₆18-32Добавка3-11Сополимер этилена и винилацетатаОстальное