ТЕРМОУСАЖИВАЕМАЯ МНОГОСЛОЙНАЯ АДГЕЗИОННАЯ ЛЕНТА Российский патент 2009 года по МПК F16L58/00 

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 термоусаживаемая адгезионная лента (РСТ 94/17324). Основа ленты 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.

Известна термоусаживаемая адгезионная лента "Донрад-2"(RU, патент 2088624), содержащая основу из экструдированного полиэтилена или сополимера этилена с винилацетатом, электронно-химически модифицированную пучком быстрых электронов до поглощенной дозы 0,15-0,35 МГр с последующим одноосным ориентированием. На подготовленную основу 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.

Известна изоляционная лента "Полилен-МВ" (RU, патент 2085803), состоящая из трехслойной полиэтиленовой основы и резинового слоя на основе бутилкаучука, причем в резиновый слой помимо бутилкаучука, сажи, фенозана, талька, смолы и окиси цинка введен парахинондиоксим.

Недостатком известной ленты следует признать высокую температуру нанесения ее на поверхность трубопровода.

Известна также термоусаживаемая многослойная адгезионная лента (RU, патент 2288931), состоящая, по меньшей мере, из радиационно модернизированной полимерной основы на основе полиолефинов, добавки и адгезионного слоя, на который нанесен праймер, причем адгезионный слой содержит сополимер этилена и винилацетата, алюмосиликат и низкомолекулярный сополимер на основе полиолефинов С₃-С₆, а добавка выбрана из группы, содержащей антиоксидант, стабилизатор или агент липкости.

Недостатком известной ленты следует признать достаточно низкую адгезию ее к стальной поверхности при нанесении указанной ленты на поверхность трубопровода при низкой температуре окружающей среды.

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 обеспечении возможности нанесения качественной изоляции на поверхность стальной трубы при низких температурах окружающей трубопровод среды.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать термоусаживающуюся многослойную адгезионную ленту, состоящую, по меньшей мере, из радиационно модифицированной полимерной основы на основе полиолефинов и адгезионного слоя и слоя праймера, причем указанный праймер содержит полихлоропреновый каучук, наполнитель, терпенфенолформальдегидную смолу, эфир, технологические добавки, воду и жидкие углеводороды, при следующем соотношении компонентов (мас.%):

полихлоропреновый каучук 8,0÷15,0 терпенфенолформальгегидная смола 7,0÷15,0 наполнитель 0,7÷2,0 жидкие углеводороды 28,0÷37,0 эфир 36,0÷47,0 технологические добавки 0,05÷0,2 вода остальное

Предпочтительно в качестве наполнителя использованы оксиды металлов, сажа, мелкодисперсная сера, неорганические соли; в качестве технологических добавок использованы антиоксиданты, стабилизаторы, красители. Жидкие углеводороды могут содержать бензин, гексан, гептан, а также непредельные и ароматические вещества. Обычно праймер содержит этиловый или бутиловый эфир уксусной кислоты, однако могут быть использованы эфиры муравьиной и пропионовой кислот. Адгезионный слой предпочтительно содержит сополимер этилена и винилацетата, добавку, алюмосиликат и низкомолекулярный сополимер на основе полиолефинов С₃-С₆, при этом используют добавку, выбранную из группы, содержащей антиоксидант, стабилизатор или агент липкости, при следующем соотношении компонентов (мас.%):

алюмосиликат 3-13 низкомолекулярный полимер   на основе олефинов С₃-С₆ 18-32 добавка 3-11 сополимер этилена и винилацетата остальное

Полимерная основа может быть выполнена из полиэтилена или полипропилена.

При изготовлении разработанной термоусаживаемой многослойной адгезионной ленты пленку, выполненную из полиэтилена или полипропилена, на которую в дальнейшем наносят адгезив, для придания пленке 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. 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%. На обработанную указанным образом пленку наносят адгезив, на который наносят преимущественно распылением праймер указанного состава.

В качестве низкомолекулярных сополимеров на основе полиолефинов С₃-С₆ 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 винилацетилена, например, марки 118-211 при следующем соотношении компонентов (мас.%):

алюмосиликат 10 низкомолекулярный полимер 20 добавка 5 сополимер этилена и винилацетата 65

Напыляемый праймер содержит (мас.%):

полихлоропреновый каучук 8,0 терпенфенолформальгегидная смола 7,0 наполнитель 1,0 жидкие углеводороды 36,9 эфир 47,0 технологические добавки 0,05 вода 0,05

Полученная термоусаживающаяся трехслойная адгезионная лента при испытаниях показала следующие результаты:

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

к стали 89 к полиэтилену 81 к облученному полиэтилену 87

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.%):

алюмосиликат 11 низкомолекулярный полимер 23 добавка 6 сополимер этилена и винилацетата 60

Состав напыляемого праймера (мас.%):

полихлоропреновый каучук 15,0 терпенфенолформальдегидная смола 15,0 наполнитель 2,0 жидкие углеводороды 28,6 эфир 39,0 технологические добавки 0,1 вода 0,3

Полученная термоусаживающая адгезионная лента при испытаниях показала следующие результаты:

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

к стали 93 к полиэтилену 89 к облученному полиэтилену 92

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.%):

алюмосиликат 10 низкомолекулярный полимер 22 добавка 8 сополимер этилена и винилацетата 60

Состав напыляемого праймера (мас.%):

полихлоропреновый каучук 15,0 терпенфенол формальдегидная смола 13,0 наполнитель 0,7 жидкие углеводороды 35,0 эфир 36,0 технологические добавки 0,2 вода 0,1

Полученная термоусаживающая адгезионная лента при испытаниях показала следующие результаты:

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

к стали 92 к полиэтилену 86 к облученному полиэтилену 89

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 бутилена, например, марки EMA, N-фенил-β-нафтиламин в качестве добавки - антиоксидант и сополимер этилена и винилацетата типа 11306-075 при следующем соотношении компонентов (мас.%):

алюмосиликат 20 низкомолекулярный полимер 21 добавка 3 сополимер этилена и винилацетата 56

Состав напыляемого праймера (мас.%):

полихлоропреновый каучук 15,0 терпенфенолформальдегидная смола 14,0 наполнитель 0,7 жидкие углеводороды 35,0 эфир 35,0 технологические добавки 0,1 вода 0,2

Полученная термоусаживающаяся адгезионная лента при испытаниях показала следующие результаты:

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

к стали 44 к полиэтилену 46 к облученному полиэтилену 45

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.

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

Изобретение относится к области изоляции металлических поверхностей. Технический результат - обеспечение качественной изоляции при низких температурах окружающей среды. Лента состоит, по меньшей мере, из радиационно модифицированной полимерной основы на основе полиолефинов, адгезионного слоя и слоя праймера. Праймер содержит полихлоропреновый каучук, наполнитель, терпенфенолформальдегидную смолу, эфир, воду, технологические добавки и жидкие углеводороды при следующем соотношении компонентов (мас.%): полихлоропреновый каучук 8,0÷15,0; терпенфенолформальдегидная смола 7,0÷15,0; наполнитель 0,7÷2,0; жидкие углеводороды 28,0÷37,0; эфир 36,0÷47,0; технологические добавки 0,05÷0,2; водаостальное. 5 з.п. ф-лы.

1. Термоусаживаемая многослойная адгезионная лента, состоящая, по меньшей мере, из радиационно модифицированной полимерной основы на основе полиолефинов, адгезионного слоя и слоя праймера, отличающаяся тем, что указанный праймер содержит полихлоропреновый каучук, наполнитель, терпенфенолформальдегидную смолу, эфир, воду, технологические добавки и жидкие углеводороды при следующем соотношении компонентов, мас.%:
полихлоропреновый каучук 8,0÷15,0 терпенфенолформальдегидная смола 7,0÷15,0 наполнитель 0,7÷2,0 жидкие углеводороды 28,0÷37,0 эфир 36,0÷47,0 технологические добавки 0,05÷0,2 вода остальное

2. Лента по п.1, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя использованы оксиды металлов, сажа, мелкодисперсная сера, неорганические соли.

3. Лента по п.1, отличающаяся тем, что в качестве технологических добавок использованы антиоксиданты, стабилизаторы, красители.

4. Лента по п.1, отличающаяся тем, что адгезионный слой содержит сополимер этилена и винилацетата, добавку, алюмосиликат и низкомолекулярный сополимер на основе полиолефинов С₃-С₆, при этом используют добавку, выбранную из группы, содержащей антиоксидант, стабилизатор или агент липкости, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
алюмосиликат 3-13 низкомолекулярный полимер   на основе олефинов С₃-С₆ 18-32 добавка 3-11 сополимер этилена и винилацетата остальное

5. Лента по п.1, отличающаяся тем, что полимерная основа выполнена из полиэтилена.

6. Лента по п.1, отличающаяся тем, что полимерная основа выполнена из полипропилена.