ДИСПЕРСНАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ МАСЛА, СОДЕРЖАЩАЯ ПОЛИМЕРЫ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ, И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК F17D1/16 C08L25/08 C08L23/02 

Область техники

Изобретение относится к композициям высокомолекулярных соединений и системам трубопроводов, в частности к способу получения дисперсной композиции полимеров на основе масла, которая используется для снижения сопротивления течению жидкости, т.е. для снижения гидравлических потерь, в масляных трубопроводах.

Предшествующий уровень техники

В качестве полимеров для снижения сопротивления течению жидкости обычно используют сверхвысокомолекулярные полимеры α-олефина. Однако сверхвысокомолекулярные полимеры α-олефина, полученные путем масс-полимеризации, находятся в виде кусков вязкоупругой массы, поэтому их нельзя использовать в масляных трубопроводах непосредственно. Их можно использовать только после глубокого замораживания, последующего измельчения в порошок и растворения или диспергирования в жидком растворителе. В настоящее время существует множество способов диспергирования, которые дают хорошие результаты, в том числе, известен способ с использованием целлозольва, содержащего прямую спиртовую цепь, который раскрыт в заявке CN №03109630.1 под названием «Способ получения дисперсии в виде суспензии сверхвысокомолекулярного α-олефин-стирольного полимера», поданной заявителем настоящей заявки 10 апреля 2003 года. В этом способе используют целлозольв вместо воды для регулировки плотности дисперсной системы, в результате чего отсутствует набухание, вызываемое водой, значительно улучшается стабильность дисперсной системы, увеличивается содержание эффективных солевых компонентов, обеспечивается великолепная устойчивость к низким температурам. Однако такие дисперсные системы имеют один недостаток, который заключается в недостаточно хорошей устойчивости к высоким температурам для использования таких систем в летнее время или в регионах с высокими температурами.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения заключается в разработке дисперсной композиции в виде суспензии на основе масла, содержащей полимеры для снижения сопротивления течению, и способа получения такой дисперсной композиции, имеющей высокое содержание сухих веществ, низкую вязкость, улучшенную устойчивость к высоким температурами и стабильность.

Дисперсная композиция согласно изобретению содержит (в расчете на общую массу дисперсной композиции) 50-90 мас.% растительного масла, 0,001-0,1 мас.% поглотителя ультрафиолетовых лучей, 0,001-0,1 мас.% бактерицидного агента, 5-40 мас.% сверхвысокомолекулярного α-олефин-стирольного полимера, обеспечивающего снижение сопротивления течению жидкости, и 2-25 мас.% лубриканта.

Хотя в способе согласно изобретению используются операции добавления диспергирующего агента в свежеизмельченный полимер, обеспечивающий снижение сопротивления течению жидкости, и перемешивания полимера и диспергирующего агента, он отличается тем, что предполагает применение нового диспергирующего агента и нового способа обработки. Таким образом, способ согласно изобретению включает добавление небольшого количества поглотителя ультрафиолетовых лучей и бактерицидного агента в растительное масло, их перемешивание с получением гомогенной смеси для использования в качестве диспергирующего агента; добавление порошка, полученного путем измельчения при низкой температуре полимера, обеспечивающего снижение сопротивления течению жидкости, в который добавлен лубрикант (смазывающее вещество), в диспергирующий агент и их перемешивание с получением гомогенной композиции. Более конкретно, способ согласно изобретению включает добавление 0,001-0,1 мас.% поглотителя ультрафиолетовых лучей и 0,001-0,1 мас.% бактерицидного агента в растительное масло, количество которого составляет 50-90 мас.% от общей массы дисперсной композиции, с получением первой смеси, ее перемешивание до однородного состояния; добавление 2-25 мас.% лубриканта в сверхвысокомолекулярный α-олефин-стирольный полимер, обеспечивающий снижение сопротивления течению жидкости, количество которого составляет 5-40 мас.% от общей массы дисперсной композиции, с получением второй смеси, измельчение второй смеси при температуре не менее -90°С; добавление полученного порошка в диспергирующий агент и перемешивание смеси, например, с помощью высокоскоростной эмульсионной машины, с получением суспензии. Таким образом получают дисперсную композицию в виде суспензии.

В качестве лубриканта используют стеарат магния, стеарат кальция, стеарат цинка, стеариновую кислоту, полиэтиленовый воск, поливинилхлоридную пасту, активированную белую глину, активированный диатомит, активированный карбонат кальция, активированный аморфный кремнезем или их смеси. В качестве растительного масла используют арахисовое масло, соевое масло, кукурузное масло, подсолнечное масло, рапсовое масло, хлопковое масло, пальмовое масло, оливковое масло, кунжутное масло, сезамовое масло или их смеси. В качестве поглотителя ультрафиолетовых лучей используют UV-9, UV-531, UV-326 или их смеси. В качестве бактерицидного агента могут использоваться любые бактерицидные агенты, например, альгицид WT-307B (дисульфоцианометан), дихлоризоцианурат (SDIC), трихлорциануровая кислота (ТСС) и додецилдиметилбензиламмоний хлорид. Для улучшения внешнего вида композиции в диспергирующий агент можно добавить краситель, например, метиленовый синий, в количестве 0,001-0,1 мас.% от общей массы композиции.

В данном изобретении в качестве основного компонента диспергирующего агента используют растительное масло, в которое добавляют небольшое количество поглотителя ультрафиолетовых лучей, чтобы устранить разрушение полимера, небольшое количество бактерицидного агента для предохранения растительного масла от порчи, и небольшое количество красителя для улучшения внешнего вида композиции, так, что растительное масло сохраняет способность превосходной устойчивости при высоких температурах. Поскольку для регулирования густоты полимера, обеспечивающего снижение сопротивления течению жидкости, и густоты растительного масла используют лубрикант, различие в густоте этих компонентов, хотя и имеется, является весьма малым. В частности, из-за того, что вязкость дисперсной композиции в виде суспензии на основе масла, полученной способом согласно изобретению, является относительно высокой (по сравнению с дисперсной системой, содержащей целлозольв с прямой спиртовой цепью), и из-за того, что густота диспергирующего агента очень близка густоте диспергируемого вещества, расслоение суспензии не происходит и суспензия может храниться в стабильном состоянии в течение 6 месяцев, после чего даже если будет наблюдаться небольшое расслоение, оно не будет негативно влиять на применение этой суспензии.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Для иллюстрации изобретения ниже представлены Примеры, в которых подробно описаны конкретные варианты осуществления изобретения.

Пример 1

Взвешивают 620 кг соевого масла, 0,1 кг поглотителя ультрафиолетовых лучей UV-9, 0,001 кг бактерицидного агента дисульфоцианометана, помещают в емкость с мешалкой объемом 2 м³, перемешивают для получения гомогенной смеси для использования в качестве диспергирующего агента. 320 кг сверхвысокомолекулярного α-олефин-стирольного полимера и 60 кг стеарата кальция в качестве лубриканта измельчают в порошок при температуре -90°С, затем добавляют в диспергирующий агент, помещают в емкость с мешалкой высокоскоростной эмульсионной машины и перемешивают смесь до гомогенного состояния. Таким образом получают дисперсную композицию в виде суспензии с содержанием полимера 32%. Эта дисперсная композиция в виде суспензии может храниться в стабильном состоянии в течение 6 месяцев, ее температура вспышки равна 115°С, а зависимость ее вязкости от температуры представлена в следующей таблице 1:

Таблица 1 Температура, °С 10 20 30 40 50 60 70 80 Вязкость, Па·с 0,422 0,363 0,308 0,326 0,376 0,435 0,636 0,948

Пример 2

Взвешивают 670 кг кукурузного масла, 0,1 кг поглотителя ультрафиолетовых лучей UV-531, 0,1 г бактерицидного агента дисульфоцианометана и 0,001 кг красителя метиленового синего, помещают в емкость с мешалкой объемом 2 м³, перемешивают для получения гомогенной смеси для использования в качестве диспергирующего агента. 280 кг сверхвысокомолекулярного α-олефин-стирольного полимера и 50 кг активированного карбоната кальция в качестве лубриканта измельчают в порошок при температуре -92°С, затем добавляют в диспергирующий агент, помещают в емкость с мешалкой высокоскоростной эмульсионной машины и перемешивают смесь до гомогенного состояния. Таким образом получают дисперсную композицию в виде суспензии голубого цвета с содержанием полимера 32%. Эта дисперсная композиция в виде суспензии может храниться в стабильном состоянии в течение 6 месяцев, ее температура вспышки равна 118°С, а зависимость ее вязкости от температуры представлена в следующей таблице 2:

Таблица 2 Температура, °С 10 20 30 40 50 60 70 80 Вязкость, Па·с 0,450 0,425 0,389 0,459 0,509 0,620 0,785 1,104

Пример 3

Взвешивают 900 кг пальмового масла, 0,1 кг поглотителя ультрафиолетовых лучей UV-9, 0,001 кг бактерицидного агента дисульфоцианометана и 0,001 кг красителя метиленового синего, помещают в емкость с мешалкой объемом 2 м³, перемешивают для получения гомогенной смеси для использования в качестве диспергирующего агента. 80 кг сверхвысокомолекулярного α-олефин-стирольного полимера и 20 кг стеарата кальция в качестве лубриканта измельчают в порошок при температуре -90°С, затем добавляют в диспергирующий агент, помещают в емкость с мешалкой высокоскоростной эмульсионной машины и перемешивают смесь до гомогенного состояния. Таким образом получают дисперсную композицию в виде суспензии голубого цвета с содержанием полимера 8,5%. Эта дисперсная композиция в виде суспензии может храниться в стабильном состоянии в течение 6 месяцев, ее температура вспышки равна 120°С, а зависимость ее вязкости от температуры представлена в следующей таблице 3:

Таблица 3 Температура, °С 10 20 30 40 50 60 70 80 Вязкость, Па·с 0,383 0,323 0,298 0,316 0,358 0,405 0,606 0,908

Пример 4

Взвешивают 550 кг оливкого масла, 0,1 кг поглотителя ультрафиолетовых лучей UV-531, 0,1 г бактерицидного агента дисульфоцианометана и 0,001 кг красителя метиленового синего, помещают в емкость с мешалкой объемом 2 м³, перемешивают для получения гомогенной смеси для использования в качестве диспергирующего агента. 380 кг сверхвысокомолекулярного α-олефин-стирольного полимера и 70 кг активированного карбоната кальция в качестве лубриканта измельчают в порошок при температуре -92°С, затем добавляют в диспергирующий агент, помещают в емкость с мешалкой высокоскоростной эмульсионной машины и перемешивают смесь до гомогенного состояния. Таким образом получают дисперсную композицию в виде суспензии голубого цвета с содержанием полимера 38%. Эта дисперсная композиция в виде суспензии может храниться в стабильном состоянии в течение 6 месяцев, ее температура вспышки равна 118°С, а зависимость ее вязкости от температуры представлена в следующей таблице 4:

Таблица 4 Температура, °С 10 20 30 40 50 60 70 80 Вязкость, Па·с 0,670 0,644 0,592 0,633 0,709 0,802 1,005 1,254

Пример 5

Взвешивают 620 кг соевого масла, 0,1 кг поглотителя ультрафиолетовых лучей UV-9, 0,001 кг бактерицидного агента дихлоризоцианурата (SDIC), помещают в емкость с мешалкой объемом 2 м³, перемешивают для получения гомогенной смеси для использования в качестве диспергирующего агента. 320 кг сверхвысокомолекулярного α-олефин-стирольного полимера и 60 кг стеарата кальция в качестве лубриканта измельчают в порошок при температуре -90°С, затем добавляют в диспергирующий агент, помещают в емкость с мешалкой высокоскоростной эмульсионной машины и перемешивают смесь до гомогенного состояния. Таким образом получают дисперсную композицию в виде суспензии с содержанием полимера 32%. Эта дисперсная композиция в виде суспензии может храниться в стабильном состоянии в течение 6 месяцев, ее температура вспышки равна 115°С, а зависимость ее вязкости от температуры представлена в следующей таблице 5:

Таблица 5 Температура, °С 10 20 30 40 50 60 70 80 Вязкость, Па·с 0,422 0,363 0,308 0,326 0,376 0,435 0,636 0,948

Пример 6

Взвешивают 620 кг соевого масла, 0,1 кг поглотителя ультрафиолетовых лучей UV-9, 0,001 кг бактерицидного агента трихлорциануровой кислоты (ТСС), помещают в емкость с мешалкой объемом 2 м³, перемешивают для получения гомогенной смеси для использования в качестве диспергирующего агента. 320 кг сверхвысокомолекулярного α-олефин-стирольного полимера и 60 кг стеарата кальция в качестве лубриканта измельчают в порошок при температуре -90°С, затем добавляют в диспергирующий агент, помещают в емкость с мешалкой высокоскоростной эмульсионной машины и перемешивают смесь до гомогенного состояния. Таким образом получают дисперсную композицию в виде суспензии с содержанием полимера 32%. Эта дисперсная композиция в виде суспензии может храниться в стабильном состоянии в течение 6 месяцев, ее температура вспышки равна 115°С, а зависимость ее вязкости от температуры представлена в следующей таблице 6:

Таблица 6 Температура, °С 10 20 30 40 50 60 70 80 Вязкость, Па·с 0,422 0,363 0,308 0,326 0,376 0,435 0,636 0,948

Пример 7

Взвешивают 620 кг соевого масла, 0,1 кг поглотителя ультрафиолетовых лучей UV-9, 0,001 кг бактерицидного агента додецилдиметилбензиламмоний хлорида, помещают в емкость с мешалкой объемом 2 м³, перемешивают для получения гомогенной смеси для использования в качестве диспергирующего агента. 320 кг сверхвысокомолекулярного α-олефин-стирольного полимера и 60 кг стеарата кальция в качестве лубриканта измельчают в порошок при температуре -90°С, затем добавляют в диспергирующий агент, помещают в емкость с мешалкой высокоскоростной эмульсионной машины и перемешивают смесь до гомогенного состояния. Таким образом получают дисперсную композицию в виде суспензии с содержанием полимера 32%. Эта дисперсная композиция в виде суспензии может храниться в стабильном состоянии в течение 6 месяцев, ее температура вспышки равна 115°С, а зависимость ее вязкости от температуры представлена в следующей таблице 7:

Таблица 7 Температура, °С 10 20 30 40 50 60 70 80 Вязкость, Па·с 0,422 0,363 0,308 0,326 0,376 0,435 0,636 0,948

В дополнение к хорошей текучести, т.е. низкой вязкости, дисперсной композиции в виде суспензии, способ согласно изобретению позволяет получить высокое содержание сухого вещества композиции - до 35 мас.%, улучшенную устойчивость композиции с полимером, обеспечивающим снижение сопротивления течению жидкости, что позволяет расширить диапазон рабочих температур до 10-70°С, позволяет получить температуру вспышки композиции выше 107°С, т.е. существенно повышает температуру вспышки композиции, благодаря чему повышается безопасность композиции с полимером, обеспечивающим снижение сопротивления течению жидкости, во время транспортировки и хранения, устраняет запах спиртовой дисперсной композиции, улучшает условия окружающей среды при работе с ней и стабильность композиции, так что суспензия может храниться в стабильном состоянии в течение 6 месяцев. Дисперсную композицию в виде суспензии на основе масла с полимером, обеспечивающим снижение сопротивления течению жидкости, можно использовать дополнительно к существующей дисперсной композиции с целлозольвом, содержащим прямую спиртовую цепь, которые соответственно можно использовать при высоких и низких температурах окружающей среды.

Изобретение относится к дисперсной композиции в виде суспензии на основе масла, содержащей полимеры для снижения сопротивления течению жидкости, и к способу получения такой дисперсной композиции. Описана дисперсная композиция в виде суспензии на основе масла, содержащая в мас.% (в расчете на общую массу дисперсной композиции): растительного масла 50-90, поглотителя ультрафиолетовых лучей 0,001-0,1, бактерицидного агента 0,001-0,1, сверхвысокомолекулярного а-олефин-стирольного полимера, обеспечивающего снижение сопротивления течению жидкости 5-40 и лубриканта 2-25. Для получения дисперсной композиции добавляют поглотитель ультрафиолетовых лучей и бактерицидный агент в растительное масло и получают первую смесь, перемешивают смесь до однородного состояния для использования в качестве диспергирующего агента. Затем добавляют лубрикант в полимер и получают вторую смесь. Вторую смесь измельчают при температуре -90°С или ниже, добавляют полученный порошок в диспергирующий агент и перемешивают смесь с получением суспензии. Технический результат - получение высокого содержания сухого вещества композиции - до 35 мас.%, улучшение устойчивости композиции с полимером. 2 н. и 12 з.п. ф-лы., 7 табл.

1. Способ получения дисперсной композиции в виде суспензии на основе масла, содержащей полимеры для снижения сопротивления течению жидкости, при котором
- осуществляют добавление (в расчете на общую массу дисперсной композиции) 0,001-0,1 мас.% поглотителя ультрафиолетовых лучей и 0,001-0,1 мас.% бактерицидного агента в 50-90 мас.% растительного масла с получением первой смеси, смесь перемешивают до однородного состояния для использования в качестве диспергирующего агента;
- осуществляют добавление (в расчете на общую массу дисперсной композиции) 2-25 мас.% лубриканта в 5-40 мас.% сверхвысокомолекулярного α-олефин-стирольного полимера, обеспечивающего снижение сопротивления течению жидкости, с получением второй смеси, измельчение второй смеси при температуре -90°С или ниже;
- осуществляют добавление полученного порошка в диспергирующий агент и перемешивание смеси с получением суспензии.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве лубриканта используют стеарат магния, стеарат кальция, стеарат цинка, стеариновую кислоту, полиэтиленовый воск, поливинилхлоридную пасту, активированную белую глину, активированный диатомит, активированный карбонат кальция, активированный аморфный кремнезем или их смеси.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве растительного масла используют арахисовое масло, соевое масло, кукурузное масло, подсолнечное масло, рапсовое масло, хлопковое масло, пальмовое масло, оливковое масло, кунжутное масло, сезамовое масло или их смеси.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве поглотителя ультрафиолетовых лучей используют UV-9, UV-531, UV-326 или их смеси.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве бактерицидного агента используют альгицид WT-307B (дисульфоцианометан).

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в диспергирующий агент дополнительно добавляют краситель в количестве 0,001-0,1 мас.% от общей массы дисперсной композиции.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве красителя используют метиленовый синий.

8. Дисперсная композиция в виде суспензии на основе масла, содержащая полимеры для снижения сопротивления течению жидкости, включающая (в расчете на общую массу дисперсной композиции):
- 50-90 мас.% растительного масла,
- 0,001-0,1 мас.% поглотителя ультрафиолетовых лучей,
- 0,001-0,1 мас.% бактерицидного агента;
- 5-40 мас.% сверхвысокомолекулярного α-олефин-стирольного полимера, обеспечивающего снижение сопротивления течению жидкости, и
- 2-25 мас.% лубриканта.

9. Дисперсная композиция по п.8, отличающаяся тем, что лубрикант выбран из группы, включающей стеарат магния, стеарат кальция, стеарат цинка, стеариновую кислоту, полиэтиленовый воск, поливинилхлоридную пасту, активированную белую глину, активированный диатомит, активированный карбонат кальция, активированный аморфный кремнезем или их смеси.

10. Дисперсная композиция по п.8, отличающаяся тем, что растительное масло выбрано из группы, включающей арахисовое масло, соевое масло, кукурузное масло, подсолнечное масло, рапсовое масло, хлопковое масло, пальмовое масло, оливковое масло, кунжутное масло, сезамовое масло или их смеси.

11. Дисперсная композиция по п.8, отличающаяся тем, что поглотитель ультрафиолетовых лучей выбран из группы, включающей UV-9, UV-531, UV-326 или их смеси.

12. Дисперсная композиция по п.8, отличающаяся тем, что бактерицидный агент представляет собой альгицид WT-307B (дисульфоцианометан).

13. Дисперсная композиция по п.8, отличающаяся тем, что в диспергирующий агент дополнительно добавлен краситель в количестве 0,001-0,1 мас.% от общей массы дисперсной композиции.

14. Дисперсная композиция по п.13, отличающаяся тем, что краситель представляет собой метиленовый синий.