СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ТРУБ Российский патент 2020 года по МПК B29D23/00 F16L9/12 

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.

Известны 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.  28.12.2007).

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. 03.12.2008).

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 прокладке горизонтально-направленным бурением.

Исследование уровня техники показало отсутствие близкого аналога (прототипа) заявленному техническому решению.

Техническим результатом является создание технических полиэтиленовых труб из переработанных полимерных отходов требуемой жесткости, механической плотности и адгезионного сцепления полиэтилена в требуемых пределах.

Поставленный технический результат достигается тем, что в способе производства полиэтиленовых труб, включающим стадии подготовки сырья, загрузку сырья в экструдер калибрование и охлаждение трубы, используют вторичное сырье, которое сортируют на отходы отработанного полиэтилена высокого давления и полипропилена, затем, каждое в отдельности, рассортированное, раздробленное сырье, моют, агломерируют и гранулируют, после чего, полученные гранулы из полиэтилена высокого давления и полипропилена засыпают в ёмкость экструдера, добавляют осушитель, при этом композиционный состав вторичного сырья смеси гранул составляет, мас.%:

полиэтилен высокого давления - 65-70

полипропилен - 25-30

осушитель – 2-5

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. 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.

Дальше полученные гранулы из полиэтилена высокого давления и полипропилена засыпают в ёмкость экструдера с добавлением осушителя. При этом композиционный состав вторичного сырья смеси гранул составляет, мас.%:

полиэтилен высокого давления - 65-70

полипропилен - 25-30

осушитель - 2-5.

Полученный композиционный состав вторичной смеси, из упомянутых выше ингредиентов, перемешивают в ёмкости. Разогревают смесь из вторичного сырья до температуры плавления, перемешивают до однородной массы расплавленную массу и заготовку полиэтиленовой трубы, выдавливая расплавленную смесь через выходное отверстие экструдера необходимой формы.

Затем осуществляют, используя вакуумную калибровку или прогонку через готовую форму (полый цилиндр), доводку размеров в диаметрах полиэтиленовой трубы и гладкость её 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. Полученные заготовки полиэтиленовой трубы нарезают на требуемые готовые изделия. На концах готовых изделий нарезают внутреннюю и наружную резьбу.

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.

Затем полученные гранулы из полиэтилена высокого давления в количестве по массе 65% и полипропилена в количестве по массе 30% засыпали в ёмкость экструдера. Добавили по массе 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 по массе 69% и полипропилена в количестве по массе 29% засыпали в ёмкость смесителя экструдера. Добавили по массе 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, что позволяет нарезать резьбу на концах полиэтиленовых труб.

Изобретение относится к формованию или соединению пластиков. Описан способ производства полиэтиленовых труб, в котором 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. Полученные гранулы из полиэтилена высокого давления и полипропилена засыпают в ёмкость экструдера, добавляют осушитель. Получают полиэтиленовую трубу, которую нарезают на заготовки, на концах последних выполняют резьбу. При этом композиционный состав вторичной смеси гранул составляет, мас.%: полиэтилен высокого давления - 65-70, полипропилен - 25-30, осушитель - 2-5. Технический результат - создание технических полиэтиленовых труб из переработанных полимерных отходов с сохранением требуемой жесткости, механической плотности и адгезионного сцепления полиэтилена в требуемых пределах. 2 пр.

Способ производства полиэтиленовых труб, включающий стадии подготовки сырья, загрузку в экструдер, калибрование и охлаждение трубы, характеризующийся использованием вторичного сырья, которое сортируют на отходы отработанного полиэтилена высокого давления и полипропилена, затем, каждое в отдельности, рассортированное, раздробленное сырье, моют, агломерируют и гранулируют, после чего, полученные гранулы из полиэтилена высокого давления и полипропилена засыпают в ёмкость экструдера, добавляют осушитель, при этом композиционный состав вторичного сырья смеси гранул составляет по массе в %:

полиэтилен высокого давления - 65-70

полипропилен - 25-30

осушитель – 2-5