Полимерная композиция Советский патент 1981 года по МПК C08L23/06 

}

Изобретение относится к составам на основе полиолефинов и каучуков для производства полимерных лент, используемых в качестве изоляции подземных металлических сооружений, например трубопроводов.

Предлагаемая композиция, переработанная в ленту, может быть использована в качестве оберток от металлических повреждений трубопроводов при проведении строительно-монтажных работ и в качестве защитного покрытияпри эксплуатации трубопроводов, в частности в районах с различными климатическими условиями.

Известна композиция, состоящая из смеси полиэтилена высокой плотности в количестве 50-85 вес.ч. и полиэтилена низкой плотности в количестве 50-15 вес.ч.

Композиция может быть использована в качестве изоляционного материала для защиты кабелей

Однако она не отвечает требованиям, гредъявляемым к полимерным изоляционным материалам для магистральных трубопроводов, так как имеет невысокие относительные разрывные удлинения (50%). Содержание в этой композиции антиоксидантов в количестве 0,05 вес.ч. обеспечивает ее стабильность только в процессе переработки, но не при длительной эксплуатации.

Наиболее близкой по технической сущности и получаемому положительному результату к предлагаемой является полимерная композиция на основе полиэтилена и бутилкаучука 2, которая содержит в своем составе, вес.ч.:

Полиэтилен 100

Бутилкаучук 7-15

Стеариновая

1-2

кислота

Стеарат

1,5-3 кальция

3

Наполнитель 1-10 Пигмент В зависимости от

цвета.

Материал, полученный из этой композиции,имеет низкие прочностные характеристики: разрывную прочность 60 кгс/см , относительные разрывные удлинения 7А% и поэтому не используется при строительстве подземных сооружений.

Цель изобретения - повышение относительного удлинения и термостабильности получаеьв 1х из композиции изделий.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция,включакнцая полиолефин, бутилкаучук, наполнитель, стеариновую кислоту и стабилизатор, содержит в качестве полиолефина смесь полиэтилена высокого давления и полиэтилена низкого давления при следующем соотношении компонентов , вес.4.: Полиэтилен

высокого ,

давления-10-55

Полиэтилен низкого давления5-55

Бутилкаучук 10-40 Наполнитель 4-20 Стеариновая

кислота0,4-0,6

Стабилизатор 0,1-1 В качестве стабилизатора могут быть использованы эффективные для полиолефинов антиоксиданты, в частности gtt нафтил-п-фенилендиамин.

Наряду с наполнителями неорганической природы (окись цинка, двуокис титана и другие неорганические струк турообразующие добавки) может быть испоххьзован наполнитель органического характера.

Изготовление полимерной ленты из предлагаемой композиции включает следуюшие технологические операции: смешение в пластосмесителе, вальцевание (пластикация и гомогенизация массы на ваАъца:х каландрование и намотка в рулоны готовой продукции.

Компоненты смешивают в пластосмесителе при температуре 145-170 С в течение 5-15 мин,затем смесь переносят на вальцы. Вальцевание продолжается с постоянным подрезанием маесы до ее полной гомогенизации. Общее время вальцевания составляет 5-20 ми Полученную массу подают на каландрование, которое проводят на пятивалко84

вом каландре с температурой валков 120-170 С и калибровочной толщиной вытягиваемой ленты. Готовый материал через охлаждающие валки подается на намоточное устройство, где формируется в рулон.

Конкретные примеры приготовленных составов предлагаемой композиции, включая оптимальные и граничные значения ингредиентов, приведены в табл. 1.

Полученные из композиции ленты были испытаны на прочность при растяжении, относительные удлинения при разрыве и термостабильность, оцениваемую периодом индукции при окислении.

Свойства полимерных лент из предлагаемой и известной композиции представлены в табл.2.

Как видно из табл.2, материал на основе предлагаемых композиций по всем свойствам превосходит известный. Разрывная прочность полимерных лент из предлагаемых композиций выше в 1,3-3,2 раза, разрывные удлинения в 3,5-9 раз, термостабильность в 25-30 раз больше по сравнению с аналогичными свойствами известных.

Из анализа табл.3, где приведены прочностные показатели предлагаемых материалов и известных в широком диапазоне температур, видно, что полимерные ленты из предлагаемых композиц4 й превосходят известные по разрывной прочности и относительным разрывшем удлинениям в области как отрицательных, так и положительных температур.

Полимерные ленты на основе предлаraeKfijix композиций гфигрдны для применения в качестве изоляционных материалов при защите трубопроводов в любых климатических условиях: в северных районах (высокая разрывная прочность при температуре до ) а в районах Средней Азии ( возможность нанесения при температурах до + . Высокие относительные удпинения при разрыве в интервале температур от -60°С до 100 С позволяют обеспечить эффективную защиту, так как создается более плотная, эластичная, устойчивая к механическим воздействиям конструкция покрытия.

Анализ свойств полимерных лент прсмзводства зарубежных фирм, используемых в настоящее время при строи5

тельстве магистральных трубопроводо показал,что прочность при разрыве составляет 150-200 кгс/см , а относительные удлинения при разрыве 300-500. При этом анизотропия механ ческих свойств (отношение долевых значений прочности к поперечным и соответственно отношение разрывных изменений составляет для прочности величину порядка 1,1-1,5 для удлинений при разрыве - 0,4-0,6.

Анизотропия механических свойств полимер 1ЫХ лент на основе предлагаемой композиции по пределу прочност составляет 1,3-1,6 и по разрывным удлинениям - 0,5-0,7.

Таким образом, по прочностным свойствам полимерные ленты, изготовленные из предлагаемой композиции, удовлетворяют требованиям, предъявляемым к материалам, исполь78«

зуемым .в качестве изоляции магистральных трубопроводов. Вместе с тем предлагаеьлые материалы эффективнее противостоят термоокислению по сравнению с лучшими стабилизированными материалами, период индукции окисления которых составляет 60-150

мин, I

Использование предлагаемой композиоди для ипготовления полимерной ленты дает в народном хозяйстве значительный экономический эффект в результате повышения надежности эксплуатации газо- и нефтепроводов за счет сохранения целостности антикоррозионных покрытий и их срока службы при повышенных температутрах. Предлагаемые расчеты показали,что экономический эффект на 1 тыс.кв.м материала составит 250 руб. Таблица I

Полиэтилен низкого давле1-сия

Полиэтилен высокого давления

Бутилкаучук 1675 Стеариновая кислота

Наполнитель (окись

цинка

Стабилизатор (ди-р-нафтил-п-фенилендиамин)

60 180

45

45

50

45 40 0,5

20 20 0,5

20 20 15 20 0,5 0,5

14,5 14,5 14,0 14,3 14,5

0,2

0,1

0,1 0,1 0,5

Таблица 2

15

74

488 690