Полимерная композиция для изоляционного материала Советский патент 1983 года по МПК C08L27/06 C08K5/01 C08K11/00 

О1

4

00

оо Изобретение относится к пластифи цированным поливинилхлоридным композициям, используемым для производства изоляционных материалов для магистральных газонефтепродуктопроБодов и других трубопроводов, покрытых битумной мастикой. Состав поливинилхлоридной композиции определяет эксплуатациойные свойства изоляционного материала и прежде всего его долговечность, Кро ме того, композиция должна быть тех нологичной, т.е. должна легко перерабатуваться на соответствующем .обо рудовании. Изоляционный поливинилхлоридный материал, нанесенный на газонефтепродуктопровод с.целью его защиты I от коррозии, подвергается непрерыв ной усадке и отскща - деформации, образованию пузырей, отслаиванию от трубопровода. Это обусловлено прежде всего миграцией пластифицирующих добавок из полимерной композиции. Миграция резко ускоряется под действием тепла (например, нефтепроводы часто имеют температуру до 40-60с, а иногда и выше, в част ности при перекачке высоковязких нефтей J, окислительных реакций, про текающих под действием кислорода воздуха, грунтовых (особенно кислых вод, грибков и других факторов. Эти процессы йсегда сопровождаются обра зованием несовместимых с полимером легколетучих продуктов, что в еще большей степени сокращает срок служ бы изоляционного материала. Как следствие в местах сильной усадки и деформации изоляционного материала происходит оголение трубопровода в результате на этих участках трубо провод подвергается интенсивной кор розии, происходит его разрушение. Известна полимерная композиция для основы липкой ленты, предназначенная для защиты от воздействия агрессивных сред Металлических конструкций, в т.ч. трубопроводов, в химической, нефтяной и газовой промышленности 1J , включа о дая,мас.ч. поливинилхлорид 50,5-60,5;бутадиеннитрильный каучук 5-20; сложноэфирн пластификаторы 6-15; сланцевые плас тификаторы 4-10; мел 5-15, сажа 1-3; стабилизатор 2,5-3,5. Недостатком данной композиции является низкая антиокислительная устойчивость, что обуславливает непро должительную антикоррозионную защиту. Известна полимерная композиция для покрытия полов, трубопроводов и т.п. С2 , включающая, вес.%: поливинилхлорид 60-70, сложноэфирный пластификатор 2-4,5, инденкумароновая смола 2-3,5, отходы полиэти лентерефталата, пропитанного хлоропреновым каучуком,7,5-10,5, каолин остальное. Однако низкая адгезия данной композиции к металлу и невысокие физико-механические свойства не позволяют использовать ее для изоляции магистральных трубопроводов. Эта полимерная композиция пригодна лишь для неответственных трубопроводов, эксплуатирующихся в мягких условиях, например в крытых помещениях. Наиболее близкой к предлагаемой по совокупности признаков и по достигаемому результату является полимерная композиция для материала изоляции газонефтепродуктопроводов на основе поливинилхлорида СЗ, содержащая диоктилфталат в качестве пластификатора, силикат свинца и стеарат кальция в качестве стабилизатора, сажу в качестве пигмента при следуквдем соотношении компонентов, мае.ч. Поливинилхлорид 100 Диоктилфталат52 Силикат свинца6 Стеарат кальция3 Сажа ламповая1 Композицию готовят последовательным смешением поливинилхлоридной смолы с компонентами при 80-90 С в течение 10-20 мин, затем каландровым способом получают пленочный материал. Недостатками указанной компози- , ции являются сильная усадка и деформация материала на ее основе при эксплуатации, а также высокая стоимость композиции. Как следствие, изоляционный материал не обеспечивает достаточно продолжительной антикоррозионной защиты магистральных трубопроводов. Цель изобретения - уменьшение усадки поливинилхлоридного материала для изоляции газонефтепролуктопроводов и его удешевление при одновременном сохранении физико-механических свойств материала. Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция для изоляционного материала, включакадая поливинилхлорид, пластификатор сложноэфирного типа, силикат свинца и сажу, дополнительно содержит смесь госсиполовой смолы и термогазойля с температурой кипения 221-432 с при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Поливин злхлорид 100 Пластификатор сложноэфирного типа 20-70 силикат свинца 0,1-4,0 Сажа0,5-1,5 Термогазойль10-40 Госсиполовая смола /-10 В качестве пластификатора сложноэфирного типа композиция содержит

диоктилфталат или трикрезилфосфат или их смесь.

Композиция может также включать наполнитель, пигменты, антипирены и др. целевые добавки.

Термогазойль - продукт термокаталитического крекинга нефти представляет собой коричневато-зеленоватую жидкость, содержащую, %: тяжелые парафины 18, легкая и тяжелая ароматика 61, фракция с неопределенными компонентами и смолами 21, Основные физико-химические показатели термогазойля следующие: плотность d 1,005 г/см, показатель преломления п24 1,5946, йязкость при 50 С уо 12,3 сСт, вязкость при 100°С 3,25 сСт, температура вспышки , температура начала кипения 221°С, 10% отгоняется до температуры и 50% до температуры , конечная температура кипения 432°С. Стоимость термогазойля 17 руб/т.

Госсиполовая смола - вторичный продукт переработки хлопкового масла, представляет собой сложную смесь низкомолекулярных, олигомерных, полимерных соединений различных классов - фенолов, жирных кислот, спиртов, эфиров, углеводородов и др. Точный состав смолы в настоящее время не известен. Стоимость грссиполовой смолы 25 руб/т.

Поставленная цель не может быть достигнута при индивидуальном применении термогазойля или госсиполовой смолы, а лишь при их совместном использовании в полимерной композиции. Это связано с тем, что термогазойль удовлетворительна совмещается с поливинилхлоридрм лишь в узком интервале его содержания в полимере - максимум до 15 20 мае.ч. на 100 мае.ч. поливинилхлорида. Углеводородная парафиновая фракция термогазойля} относительно легко вовлекается в окислительные процессы, что отрицательно влияет как на совместимость термогазойля с полимером (за счет образования летучих, несов1 юстимых с полимером продуктов,окисления, так и на процессы старения поливинилхлорида, поскольку окисление термогазойля промотирует процессы деструкции (дегидрохлорования/ полимера поэтому использование термогазойля требует одновременного введения в полимерную композицию специальных антиокислителей. Указанные свойства термогазойля не позволяют цостич ь поставленной цели при его индивидуальном использовании в полимерной композиции.

Введение термогазойля в сочетании с госсиполовой смолой неожиданно привс-.дит к значительному увеличению совместимости термогазойля с поливинилхлоридом, что позволяет вводить термогазойль в полимерную композицию.в количестве до 40 мае.ч. Это связано с тем, что госсиполовая смола проявляет свойства поверхностно-активного соединения за счет содержащихся в ее составе соединений J молекулы которых содержат по0лярные группы в сочетании с длинными углеводородными радикалами. Кроме того, эффект обусловлен тем, ТО Госсиполовая смола является весьма активным антиоксидантом,

5 превосходящим по ингибирующему действию известные промышленные стабилизаторы-антиоксиданты.

В табд. 1 приведены составы поливинилхлоридных композиций.

Результаты испытаний композиций представлены в табл. 2.

Пример 1 (предлагаемый), Композицию, содержащую, мае.ч.: пЪливинилхлорид С-70 100, диоктилфталат 30, силикат свинца 2, сажа

5 ламповая 0,5, термогазойль 40, госсиполовая смола 1, смешивают в смесителе при в течение 20 мин, затем композицию подвергают плаетикации в червячном смесителе при

0 125, 150 и в первой, второй зоне и в зоне головки смесителя, соответственно. Затем пластикат каландрируют на четырехвалковом каландре . Полученный изоляционный ма5териал подвергают экспозиции в течение 3-4 мин в минеральном масле при 160-170 С. Затем образец охлаждают до комнатной температуры и замеряют усадку материала. У другого

0 образца исходного материала измеряют относительное удлинение, прочность и морозостойкость.

Пример 2 (предлагаемый). .Композицию, содержащую, мае.ч.:

5 поливинилхлорид С-70 100, трикрезилфосфат 30, силикат свинца 2, сажа ламповая 1, термогазойль 25, госсиполовая смола 5,-готовят и испытывают как в примере 1.

0

Примеры 3-7 (предлагае ие) .Композиции, содержащие, мае.ч.: jполивинилхлорид С-70 100; диоктилфталат 10, 40,- трикрезилфосфат 10, 15, 20, 30; силикат свинца 0,1, 2,

5 4; сажа ламповая 1, 1,5; термогазойль 10,25, 40; Госсиполовая смола 1, 5, 10,- готовят и испытывают аналогично примеру 1.

Примеры 8-19 (контрольные). «Композиции содержащие,мае.ч.:

0 поливиниЛхлорид С-70 100, диоктилфталат 10, 30, 40; трикрезилфоефат 10, 15, 30; еиликат свинца 0,1, 2; еажа ламповая 0,5, 1, 1,5, термогазойль 5,10, 20, 30, 40, 45,- гое5сиполовая смола 0,5, 1, 1,5, 5, 10 20,- готовят и испытывают, как в примере 1. Пример 20 (по прототипу. Композицию, содержащую, мас.ч, поливинилхлорид С-70,100, диоктилфталат 52, силикат свинца б, стеарат кальция 3, сажа ламповая 1,,- го товят и испытывают как в примере 1 Из табл. 2 видно, что предлагае мая полимерная композиция по сравн нию с известной имеет следующие преимущества: усадка материала уменьшается в 1,6-4 и 1,3-4 раза d продольном и поперечном направлениях ооответственно при одновременном сохранении основных физикомеханических свойств материала, снижается стоимость полимерной композиции за счет полного изъятия из рецептуры стеарата кальция (цена 2436 руб/т) и уменьшения использования силиката свинца (цена 1069 руб/т), улучшаются условия труда в производственных цехах благодаря полному устранению из рецептуры или уменьшению использования высокотоксичных (силикат свинца) и сильнопылящих (силикат свинца, стеарат кальция) продуктов. Таблица

1, ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, включающая поливинилхлорид, пластификатор сложноэфирного типа, силикат свинца и сажу, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения усадки изоляционного материала, композиция дополнительно содержит смесь госсиполовой смолы и термогазойля с температурой кипения 221-432°С при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Поливинилхлорид 100 Пластификатор сложноэфирного типа 20-70 Силикат свинца 0,1-4 Сажа0,5-1,5 Термогазойль с температурой кипения 221432 С10-40 Госс«;1половая смола 1-10 2. Полимерная композиция для изо(Л ляционного материала по п. 1, о тличающаяся тем, что в качестве пластификатора сложноэфирного типа она содержит диоктилфталат или трикрезилфосфат или их смесь.

Поливин илхло100

100 рид С-7О

30

Дноктилфталат

Трикрезилфос30фат

Силикат свинца

Стеарат кальция

0,5 Сажа ламповая

40 25

Термогазойль

Госсиполовая смола Поливинилхлорид С-70100 100 100 100 Диоктилфтала-/ 10 10 10 30 40 10 Ю

100 100

100 100

10 40

10

10

15 10 30 10 20

2 2 0,1 4

1,5 1 1

1 1

10 40 10 25 25

1010 1

Продолжение таблицы 1

100

52 100100100100 100100 100100 10 30 Ю 40 10

Трикре э илфо с фат

30 15 10

Силикат свинца220,1220,1

Стеарат кальция - --Ссцка ламповаяi1,5 1 0.511

Термогазойль1020 .30 40

Госсиполовая смола

6/5

3 3,5 4 1,5 1,5

136 135 133

192 190

190 -30 -ЗО -30

Продолхсение табл. 1

1510- 15 3010

30 10

222

3

1/5 1 0,51,5 1

1

- 40 5545

1 5

10

20 0,510 0,5 1,5

7,5 4

3,5 13 10,5

1,5 4,5 2

1,5 7

135 136 137 132 120 123

193 198 191 19 190 187-30 -30 -30 -30 -30 -30

Уеадка материала после экспозиции в минеральном масле при 170 С в течение 3-4 мин

11

Нет

полного

совмещениятермоГазойлйс ПВХ

- 129

Продолжение таблипда 2

Нет 18

14 12,5 Нет 12

3 совмесовщениямеще6,46,5 ния 6 госси- 10 полокомпсвой ненсмолытов с ПВХ с ПВХ

126 129132

132 130

136