СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ТРУБ Российский патент 2020 года по МПК B29D23/00 

Изобретение относится к формованию или соединению пластиков, в частности к экструзионному формованию, а именно пропусканию формуемого материала через насадки, которые придают требуемую форму изделию, и возможности его последующей механической обработки.

Известна композиционная пластиковая труба, содержащая две плотно прилегающие друг к другу части. Одна часть выполнена путем экструзии из термопластичного синтетического материала. Другая часть выполнена путем пултрузии или намотки с натяжением из термопластичного или термоотверждающегося синтетического материала. Наружная поверхность внутренней части выполнена в виде гофр, вытянутых вдоль ее оси или в виде поперечных канавок. 4 з. п. ф-лы, 3 ил. (Патент № RU2046242. Опубл. 29.06.1990).

Однако известная композиционная пластиковая труба выполнена в виде гофр, что не позволяет нарезать резьбу и изготавливать её из отходов полимеров.

Известна композиции полиэтилена, способы их получения и изготовляемые из них изделия содержащая смесь высокомолекулярного интерполимера на основе этилена и низкомолекулярного интерполимера на основе этилена. Причем высокомолекулярный интерполимер на основе этилена является гетерогенно разветвленным линейным или гомогенно разветвленным линейным интерполимером этилена и С3-С20 α-олефинов и имеет плотность от 0,922 г/см³ до 0,929 г/см³, индекс расплава при высокой нагрузке I₂₁ от 0,2 г/10 мин до 1,0 г/10 мин. Низкомолекулярный интерполимер на основе этилена является гетерогенно разветвленным линейным или гомогенно разветвленным линейным интерполимером этилена и С3-С20 α-олефинов и имеет плотность от 0,940 г/см³ до 0,955 г/см³, индекс расплава I₂ от 6 г/10 мин до 50 г/10 мин (Патент № RU2457224. Опубл. 19.10.2007).

Однако в известном решении не описана технология изготовления технических труб из отходов полимеров. Кроме того данный состав композиции не имеет требуемой жесткости для нарезки резьбы на концах труб и для их прокладки методом горизонтально-направленного бурения.

Известны пластиковая труба и способ её изготовления, при этом
пластиковая труба, содержит стабилизированный внутренний слой, причем внутренний слой состоит из экструдированного термопластичного полимера, содержащего, по меньшей мере, один полярный стабилизатор, в котором: термопластичный полимер содержит боковые полярные функциональные группы и / или термопластичный полимер содержит эффективное количество по меньшей мере одного наполнителя, содержащего боковые полярные функциональные группы, и / или термопластичный полимер содержит смесь неполярного термопластичного полимера и термопластичного полимера, содержащего боковые полярные функциональные группы. При выполнении способа экструдируют полимерную композицию, включающую термопластичный полимер, и/или
термопластичный полимер, и/или термопластичный полимер (Патент № EA009363. Опубл.  2007-12-28).

Однако известная пластиковая труба и способ её изготовления не позволяют достигать требуемой жесткости термопластического полимера для нарезания на концах труб резьбы для их прокладки методом горизонтально-направленного бурения.

Известна пластмассовая труба, которая содержит внутренний сердечник и внешний защитный слой, в котором размеры трубы и защитного слоя таковы, что отношение внешнего диаметра трубы к толщине защитного слоя составляет, по меньшей мере, 100, и прочность сцепления внешнего защитного слоя, исключая любые слабые линии, по меньшей мере, на концах трубы, превышает прочность клеевого соединения между наружным защитным слоем и внутренним сердечником (Патент № EP0804699. Опубл. 2008-12-03).

Однако в известном решении описано отношение внешнего диаметра трубы к толщине защитного слоя, но она не предназначена для нарезания резьбы на концах труб в связи с наличием внутреннего сердечника и как следствие невозможность их прокладки методом горизонтально-направленного бурения.

Известны пластмассовая труба, содержащая внутреннюю трубу и сцепленный с ней наружный защитный слой, способ изготовления пластмассовой трубы, включающий совместное (бипрофильное) выдавливание из головки экструдера расплавленных пластмассовых материалов, из которых формируются внутренняя труба и наружный защитный слой, приведение расплавленных пластмассовых материалов в контакт в неостывшем состоянии и предоставление им возможности остывать в естественных условиях таким образом, что после остывания наружный защитный слой может быть отслоен от внутренней трубы по крайней мере на концах трубы (Патент BY5809. Опубл. 30.12.2003; Патент № RU 2165047. Опубл. 17.01.1996).

Однако в известном решении при остывании в естественных условиях происходит деформация окружности, которая приближается к эллипсу, что не позволяет нарезать резьбу на концах трубы для её использования в ремонтно-строительных работах на закрытых участках.

Известен способ изготовления полиэтиленовых труб на основе трубного полиэтиленас содержанием до 10-15% по весу диффузионностойкой добавки на основе полиамида (Патент № KZ29487. Опубл. 16.02.2015).

Однако использование в известном способе диффузионной добавки на основе полиамида не является экологически чистой технологией, позволяющей повторно перерабатывать полиэтиленовые трубы. Кроме того у труб из полиамида отсутствует возможность нарезания резьбы из-за низкой жесткости, подготавливаемой трубы, и использования её при прокладки горизонтально-направленным бурением.

Техническим результатом является создание экологически чистой технологии, путем изготовления многослойных технических полиэтиленовых труб из переработанных полимерных отходов, упрощение восстановительно-ремонтных работ на закрытых участках трубопровода, методом горизонтально-направленного бурения, благодаря возможности нарезания резьбы на концах труб.

Поставленный технический результат достигается тем, что в способе производства полиэтиленовых труб, включающим стадии подготовки сырья, экструзию расплавленной смеси, калибрование и охлаждение трубы, сортируют вторичное сырье на отходы отработанного полиэтилена высокого давления и полипропилена, затем рассортированное сырье, каждое в отдельности, подвергают дроблению, моют полученную дробленку, которую далее агломерируют и гранулируют, фасуют в мешок, после чего, полученные гранулы из полиэтилена высокого давления и полипропилена засыпают в ёмкость экструдера, добавляют осушитель, из полученной расплавленной смеси формируют полиэтиленовую трубу, которую нарезают на заготовки, и на концах последних выполняют резьбу.

Целесообразно для получения наружного и внутреннего слоя технических труб, использовать одну емкость экструдера.

Целесообразно для получения трехслойных технических труб, использовать две емкости экструдера.

Целесообразно, для возможности визуализации или идентификации труб, вторичные гранулы полиэтилена окрашивать концентратами красителей, или пигментов, или модифицирующими добавками, изготовленных из красителей ПФ1901\06-черный или ПФ 1506\03-синий.

Целесообразно, для улучшения свойств трубы, использовать антипирены или УФ – стабилизаторы.

Настоящее изобретение поясняют подробным описанием и примерами выполнения.

Способ производства полиэтиленовых труб осуществляют следующим образом.

Для изготовления технических труб используют вторичное или первичное сырье полиэтилена. В качестве исходного вторичного сырья могут быть использованы отходы стрейч-пленки, окрашенной или не окрашенной, вторичное сырье той же марки полиэтилена, а именно: отходы той же марки полиэтилена напорных труб для питьевого водоснабжения, в частности: полиэтилен низкого давления марок: 271, 273, 276, 277, 286 по ГОСТ 16338, или полиэтилен высокого давления марок: 10803-020, 15303-003, 15803-020, 16803-070 по ГОСТ 16337, или линейный полиэтилен марки РЕ 5118Q по ТУ 2211-145-05766801-2008.

Первоначально сортируют вторичное сырье на отходы отработанного полиэтилена высокого давления и полипропилена, расфасовывая каждый вид отходов в тары в виде мешков. Затем в собственном производстве рассортированное сырье, а именно отработанный полиэтилен высокого давления подвергают дроблению. После чего, полученную дробленку, моют, далее агломерируют, гранулируют и фасуют в мешок.

Аналогично вторичное сырье из полипропилена подвергают дроблению. После чего, полученную дробленку, моют, далее агломерируют, гранулируют и фасуют в мешок.

Вторичное сырье из полиэтилена высокого давления и полипропилена может быть гранулировано в форме «таблетки», для удобства использования вторичного сырья, и предупреждения пыли.

Дальше полученные гранулы из полиэтилена высокого давления и полипропилена засыпают в емкость экструдера с добавлением осушителя. При этом композиционный состав вторичной смеси гранул составляет:

полиэтилен высокого давления - 65-70%

полипропилен - 25-30%

осушитель - 2-5% .

Полученный композиционный состав вторичной смеси, из упомянутых выше ингредиентов, перемешивают в емкости. Разогревают смесь из вторичного сырья до температуры плавления, перемешивают до однородной массы расплавленную массу.

После чего из расплавленной однородной смеси формируют заготовку полиэтиленовой трубы, выдавливая расплавленную смесь через выходное отверстие экструдера необходимой формы. Для производства трехслойных или многослойных полиэтиленовых труб используют соответствующее количество экструдеров.

Затем осуществляют, используя вакуумную калибровку или прогонку через готовую форму (полый цилиндр), доводку размеров в диаметрах полиэтиленовой трубы и гладкость ее формы по внутреннему и наружному диаметрам. Путем нормализации температуры и охлаждения достигаются необходимые параметры требуемой жесткости, механической плотности и адгезионного сцепления полиэтиленовой трубы, установленные ГОСТами.

При необходимости вторичные гранулы полиэтилена окрашивают концентратами красителей, или пигментов, или модифицирующих добавок, изготовленных из полиэтилена низкой плотности ПФ1901\06-черный, ПФ 1506\03-синий, что позволяет упростить идентификацию полиэтиленовой трубы по ее назначению. Кроме того в процессе производства используют антипирены и/или ультрофиолетовые (УФ) - стабилизаторы, что позволяет улучшить свойства полиэтиленовых труб.

Полученные заготовки полиэтиленовой трубы нарезают на требуемые готовые изделия. На концах готовых изделий нарезуют внутреннюю и наружную резьбу, которая упрощает процесс соединения труб и проталкивание их на закрытых труднодоступных участках трубопроводов при проведении восстановительно-ремонтные работ.

Готовые изделия упаковывают и складируют.

Примеры выполнения способа.

Пример 1.

Поступившее в переработку отработанное вторичное сырье рассортировали на отходы из полиэтилена высокого давления и отходы из полипропилена. Затем осуществили по отдельности: дробление отходов из высокого полиэтилена и, соответственно, полипропилена. Полученную дробленку, по отдельности, промыли, агломерировали и гранулировали. Полученные гранулы расфасовали в, соответствующие, мешки. Для окрашивания вторичных гранул полиэтилена в черный цвет добавили краситель ПФ1901\06-черный. Кроме того добавили УФ-стабилизатор.

Затем полученные гранулы из полиэтилена высокого давления в количестве 65% и полипропилена в количестве 30% засыпали в емкость экструдера. Добавили 5% осушителя. Полученный состав перемешали. После этого смесь вторичного сырья расплавили. Используя головку экструдера, определенной формы, из полученной однородной расплавленной смеси сформировали заготовку полиэтиленовой трубы. После осуществления вакуумной калибровки, нормализовали температуру и охладили заготовку трубы. Нарезали заготовку полиэтиленовой трубы на требуемые готовые изделия. На концах готовых изделий нарезали внутреннюю и наружную резьбу. Изделие готово к применению.

Пример 2.

Поступившее в переработку отработанное вторичное сырье рассортировали на отходы из полиэтилена высокого давления и отходы из полипропилена. Затем осуществили по отдельности: дробление отходов из высокого полиэтилена и, соответственно, полипропилена. Полученную дробленку, по отдельности, промыли, агломерировали и гранулировали. Полученные гранулы расфасовали в, соответствующие, мешки. Для окрашивания вторичных гранул полиэтилена в синий цвет добавили краситель ПФ 1506\03-синий. Кроме того добавили УФ - стабилизатор.

Затем полученные гранулы из полиэтилена высокого давления в количестве 69% и полипропилена в количестве 29% засыпали в емкость смесителя экструдера. Добавили 2% осушителя. Полученный состав перемешали. После этого смесь вторичного сырья подали в экструдер и изготовили заготовку трубы. Нарезали заготовку полиэтиленовой трубы на требуемые готовые изделия. На концах готовых изделий нарезали внутреннюю и наружную резьбу. Изделие готово к применению.

Предложенное изобретение позволяет изготавливать полиэтиленовые трубы используя экологически чистую технологию, исключающую вредные составляющие смеси.

Кроме того, предложенный способ позволяет изготавливать полиэтиленовые трубы путем переработки полимерных отходов, сохраняя требуемую жесткость, механическую плотность и адгезионное сцепление полиэтилена в требуемых пределах.

Предложенное изобретение позволяет получить трубы с жесткостью, позволяющей нарезать на концах заготовок резьбу, что упрощает восстановительно-ремонтные работы на закрытых участках трубопровода.

Изобретение относится к формованию или соединению пластиков, в частности к экструзионному формованию, а именно пропусканию формуемого материала через насадки, которые придают требуемую форму изделию, и возможности его последующей механической обработки. Техническим результатом является создание экологически чистой технологии путем изготовления многослойных технических полиэтиленовых труб из переработанных полимерных отходов с сохранением требуемой жесткости, механической плотности и адгезионного сцепления полиэтилена в требуемых пределах, упрощение восстановительно-ремонтных работ на закрытых участках трубопровода методом горизонтально-направленного бурения благодаря возможности нарезания резьбы на концах труб. Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства полиэтиленовых труб сортируют вторичное сырье на отходы отработанного полиэтилена высокого давления и полипропилена. Затем рассортированное сырье, каждое в отдельности, подвергают дроблению, моют полученную дробленку, которую далее агломерируют и гранулируют, фасуют в мешки. Полученные гранулы из полиэтилена высокого давления и полипропилена засыпают в ёмкость экструдера, добавляют осушитель. При необходимости получения многослойной трубы количество экструдеров возрастает. Из полученной расплавленной смеси формируют полиэтиленовую трубу, которую нарезают на заготовки, на концах последних выполняют резьбу. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ производства полиэтиленовых труб, включающий стадии подготовки сырья, экструзию расплавленной смеси, калибрование и охлаждение трубы, отличающийся тем, что сортируют вторичное сырье на отходы отработанного полиэтилена высокого давления и полипропилена, затем рассортированное сырье, каждое в отдельности, подвергают дроблению, моют полученную дробленку, которую далее агломерируют и гранулируют, фасуют в мешок, после чего полученные гранулы из полиэтилена высокого давления и полипропилена засыпают в ёмкость экструдера, добаляют осушитель, из полученной расплавленной смеси формируют полиэтиленовую трубу, которую нарезают на заготовки, и на концах последних выполняют резьбу.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют одну емкость экструдера.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют две емкости экструдера.

4. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что вторичные гранулы полиэтилена окрашивают концентратами красителей, или пигментов, или модифицирующих добавок, изготовленных из красителей ПФ1901/06-черный или ПФ 1506/03-синий.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют антипирены или УФ-стабилизаторы.