МАСТИКА Российский патент 2009 года по МПК C09K3/00 C09J109/00 C09J109/06 C09J195/00 C09D5/08 C08L95/00 F16L58/04 

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации магистральных нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и газопроводов, в частности к материалам для защиты от коррозии металлических поверхностей трубопроводов.

Известна битумно-полимерная мастика, включающая битум, дивинилстирольный термоэластопласт, индустриальное масло в качестве пластификатора и каучук в качестве модификатора при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум 40-80 Дивинилстирольный термоэластопласт 1-10 Пластификатор 1-6 Модификатор 1-7

[Пат №2192578, кл. F16L 58/12, опубл. 2002 г.].

Однако данная мастика не обеспечивает надежной защиты трубопровода из-за недостаточно высокой адгезии к металлической поверхности (0,5-0,6 МПа), что объясняется низкой адгезивной способностью к металлу основного компонента - битума.

Авторами разработана мастика, включающая в качестве основного компонента - нефтеполимер «асмол», имеющий физико-химические характеристики, близкие к битумам, но со значительно более высокой адгезией к металлу (1,0-1,5 МПа). Впервые асмол (асфальтосмолистое соединение в виде асфальтосмолистого олигомера) был получен путем взаимодействия асфальта деасфальтизации гудрона с кубовым остатком производства изопрена стадии регенерации диметилформальдегида в присутствии серной кислоты [Пат. РФ №2074224, кл. С10С, опубл. 1997 г.]. В дальнейшем для получения асмола с аналогичными качествами второй компонент был заменен на тяжелую смолу - кубовый остаток регенерации диметилформамида (КОРД) [Н.М.Черкасов, И.Ф.Гладких, К.М.Гумеров, И.У.Субаев. Асмол и новые изоляционные материалы для подземных трубопроводов. - М.: ООО «Недра-Бизнес-центр», 2005 г., стр.108].

Наиболее близкой к заявляемому объекту является мастика, содержащая асфальтосмолистое соединение «асмол», минеральное масло С-9 в качестве пластификатора, дивинилстирольный термоэластостопласт, антиоксидант и мел при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Асмол 73,0-77,0 Минеральное масло С-9 15,5-17,0 Дивинилстирольный термоэластопласт 3,5-4,0 Антиоксидант 0,5-1,9 Мел 1,0-4,0

[Патент РФ №2138884, кл. Н01М 2/08, С09К 3/10, опубл. 1999].

Данная мастика предназначена для герметизации аккумуляторов и непригодна для применения в качестве клеевого слоя полимерных липких лент. Мастика имеет хорошую адгезию к металлу и полипропилену, однако температура размягчения по КиШ выше 100°С делает невозможным осуществление технологического процесса изготовления ленты, так как имеет низкую текучесть расплава мастики. Кроме того, повышенное содержание мела в мастике (до 4%) приводит к повышению водопоглощения мастики.

Изобретение направлено на улучшение качества мастики для придания ей высоких защитных свойств и применения ее в качестве клеевого слоя для полимерных липких лент: снижение температуры размягчения мастики, увеличение адгезии к полиэтилену и поливинилхлориду при отрицательных температурах применения, уменьшение водопоглощения, увеличение стойкости покрытия к отслаиванию при катодной поляризации и деформационным нагрузкам.

Это достигается тем, что мастика на основе асмола, содержащая дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ, масло в качестве пластификатора, согласно изобретению дополнительно содержит клей АСМ, растворитель «нефрас» и синдиотактический 1,2 полибутадиен, при этом в качестве масла мастика содержит рапсовое масло при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Асмол 61,0-94,0 Растворитель «нефрас» 1,0-6,0 Дивинилстирольный   термоэластопласт ДСТ 0,9-3,0 Синдиотактический   1,2-полибутадиен 0,1-2,0 Рапсовое масло 1,0-17,0 Клей АСМ 6,0-11,0

Мастика может дополнительно содержать мел при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Асмол 61,0-94,0 Растворитель «нефрас» 1,0-6,0 Дивинилстирольный   термоэластопласт ДСТ 0,9-3,0 Синдиотактический   1,2-полибутадиен 0,1-2,0 Рапсовое масло 1,0-17,0 Клей АСМ 6,0-11,0 Мел 0,3-0,5.

Асмол представляет собой твердый эластичный материал черного цвета плотностью 0,99-1,06 кг/см и выпускается на ОАО УЗЭМИК (г.Уфа) по ТУ 5623-002-05111644-96 «Мастичная композиция для противокоррозионных покрытий «Асмол»».

Растворитель «нефрас» производится в отечественной промышленности в крупнотоннажном масштабе по ГОСТ 10214-78 «Сольвент нефтяной. Технические условия». Например, он выпускается на ОАО «Салаваторгсинтез», ОАО «Уфаоргсинтез», ОАО «Лукойл-Пермнефтеоргсинтез» и др.

Дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ является блок-сопилимером на основе стирола и бутадиена и выпускается в ОАО «Воронежсинтезкаучук» по ТУ 38.40327-98.

Синдиотактический 1,2 полибутадиен является товарным продуктом и выпускается, в частности, под торговой маркой «Ефродиен» СН-8000 на ОАО «Ефремовский завод синтетического каучука».

Рапсовое масло выпускается на предприятии ОАО «Татрапс» по ГОСТ 8988-77 «Масло рапсовое. Технические условия».

Клей АСМ представляет собой раствор резиновой смеси на основе бутилкаучука и асмола в бензине-растворителе для резиновой промышленности. Клей АСМ является доступным товарным продуктом и выпускается на ОАО «УЗЭМИК» (г.Уфа) по ТУ 2513-032-16802026-2007 «Антикоррозионная клеевая композиция (Клей АСМ)».

Приготовление предлагаемой мастики осуществляют следующим образом.

Загружают расчетное количество рапсового масла, клея АСМ, растворителя «нефрас», дивинилстирольного термоэластопласта ДСТ, синдиотактического 1,2-полибутадиена с повышением температуры до 100-110°С, перемешивают до полного растворения полимеров, затем повышают температуру до 125-130°С и добавляют асмол с последующим перемешиванием до полного растворения при температуре 130-150°С (в течение 8-13 часов), затем мел, при необходимости.

Согласно заявляемому способу были получены мастики, составы которых, а также физико-химические характеристики представлены в таблице. Там же для сравнения приведены состав и свойства мастики, полученной согласно прототипу.

Как видно из таблицы, предлагаемая мастика по своим физико-механическим свойствам превосходит прототип: имеет более низкую температуру размягчения по КиШ, более высокие адгезионные свойства к металлу и полимерной основе, высокую стойкость к катодному отслаиванию, низкое водопоглощение мастики.

Таким образом, использование предлагаемой мастики позволит по сравнению с мастикой по прототипу применять ее в качестве клеевого слоя полимерных липких лент, обеспечивающего их высокие защитные свойства: высокую адгезию к металлу и полимерной основе, стойкость к отслаиванию при катодной поляризации и деформационным нагрузкам, низкое водопоглощение, возможность использования ленты при низких температурах (до минус 20°С).

Состав и сравнительные характеристики предлагаемой мастики и мастики по прототипу Показатели Примеры по предлагаемой мастике по прототипу 1 2 3 4 Содержание компонентов, мас.%:           - Асмол 61,0 79,0 78,7 94,0 77,0 - Дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ 3,0 2,0 2,0 0,9 4,0 - 1,2-полибутадиен 2,0 2,0 2,0 0,1 - - Растворитель «нефрас» 6,0 1,0 1,0 3,5 - - Рапсовое масло 17,0 10,0 10,0 1,0 - - Клей АСМ 11,0 6,0 6,0 - - - Мел - - 0,3 0,5 3,0 - Минеральное масло С-9 - - - - 15,0 - Антиоксидант - - - - 1,0 Физико-химические свойства мастики:           - Температура размягчения по КиШ, °С 75 83 85 94 102 - Пенетрация мастики при 25°С, 0,1 мм 90 72 60 64 60 - Адгезия к стали при (20±3)°С, кгс/см 2,5 3,1 3,2 3,7 2,0 - Адгезия к полиэтилену и поливинилхлориду (в нахлесте) при (20±3)°С, кгс/см 2,1 2,5 2,6 2,6 1,5 - Гибкость ленты           Отсутствие трещин на изгиб при температуре -20°С -10°С -10°С 0°C 0°C - Водопоглощение за 24 ч три (20±3)°С, % 0,10 0,10 0,15 0,17 3,0 Площадь отслаивания* при катодной поляризации после выдержки в электролите при (20±3)°С в течение 30 суток, см², 2,7 3,2 3,4 3,0 15,2 *Чем больше площадь отслаивания, тем ниже защитные свойства покрытия

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации магистральных нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и газопроводов, в частности к материалам для защиты от коррозии металлических поверхностей трубопроводов и электрических кабелей в металлической оболочке, а также к материалам для герметизации аккумуляторов. Мастика на основе асмола содержит растворитель «нефрас», клей АСМ, пластификатор, дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ и синдиотактический 1,2 полибутадиен. Мастика может дополнительно содержать мел. Мастика имеет повышенную стойкость к нагрузкам за счет увеличения ее прочностных характеристик, может применяться для защиты от коррозии при высоких температурах эксплуатации, при нанесении мастики на полимерную основу обеспечивается возможность использования ленты при низких температурах (до минус 20°С). 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Мастика на основе асмола, содержащая дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ, масло в качестве пластификатора, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит клей АСМ, растворитель «нефрас» и синдиотактический 1,2-полибутадиен, при этом в качестве масла мастика содержит рапсовое масло при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Асмол 61,0-94,0 Растворитель «нефрас» 1,0-6,0 Дивинилстирольный   термоэластопласт ДСТ 0,9-3,0 Синдиотактический   1,2-полибутадиен 0,1-2,0 Рапсовое масло 1,0-17,0 Клей АСМ 6,0-11,0

2. Мастика по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит мел при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Асмол 61,0-94,0 Растворитель «нефрас» 1,0-6,0 Дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ 0,9-3,0 Синдиотактический   1,2-полибутадиен 0,1-2,0 Рапсовое масло 1,0-17,0 Клей АСМ 6,0-11,0 Мел 0,3-0,5