Термоусаживающая многослойная адгезионная лента

 

Изобретение относится к двухслойному материалу с полиэтиленовой основой и адгезионным термопластичным слоем и может быть использовано для изоляции подземных трубопроводов. Задачей изобретения является расширение арсенала термоусаживающихся многослойных адгезионных лент: создание термоусаживающей многослойной адгезионной ленты на основе сшитого полиэтилена и с адгезионным слоем на основе сополимера этилена, обладающей высокими адгезионными свойствами к металлу. Лента содержит защитный и адгезионный слои, в качестве защитного слоя содержит полиэтиленовую ленту, электронно-химически модифицированную до поглощения дозы 25-50 Мрад и ориентированную в долевом направлении на 25-75%, а в качестве адгезионного слоя она содержит композицию на основе сополимера этилена с добавками модификатора-полиизоцианата и минерального наполнителя, в которой адгезионный слой содержит в качестве сополимера этилена два сополимера этилена с винилацетатом (I и II), имеющих разницу в содержании винилацетатных групп, равную 5-20%, и дополнительно содержит третий сополимер этилена с винилацетатом (III) с содержанием 27-30% винилацетатных групп и показателем текучести расплава 15-30 г/10 мин. Определенное соотношение компонентов позволяет расширить арсенал антикоррозионных лент с повышенной адгезионной прочностью к металлу. 2 табл.

Изобретение относится к двуслойному материалу с полиэтиленовой основой и адгезионным термопластичным слоем и может быть использовано для изоляции подземных трубопроводов.

Известна электроизоляционная герметизирующая пленка, содержащая термо- и светостабилизированную полиэтиленовую основу - защитный слой и адгезионный термопластичный слой на основе сополимера этилена с винилацетатом, содержащего 8-12% винилацетатных групп с добавками парафина и неорганического наполнителя, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сополимер этилена с винилацетатом

с содержанием 8-12% винилацетатных групп 95,0-99,3

Парафин 0,2-2,0

Аэросил 0,5-5,0

(см. SU Авторское свидетельство 954256, МПК В 32 В 27/30, 27/32, 1982).

Однако эта пленка обладает низкой величиной адгезии к металлу (0,3-3,2 кгс/см) и низкой водостойкостью.

Известна антикоррозионная лента, содержащая защитный слой из термо- и светостабилизированной полиэтиленовой основы и адгезионный термопластичный слой на основе сополимера этилена с добавками парафина и неорганического наполнителя, в которой в качестве сополимера этилена она содержит сополимер этилена с винилацетатом с содержанием 12-20% винилацетатных групп, и дополнительно содержит алкилфеноламинную или инденкумароновую смолу при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сополимер этилена с винилацетатом

с содержанием 12-20% винилацетатных групп 20-60

Неорганический наполнитель 30-70

Алкилфеноламинная или инденкумароновая смола 2-15

Парафин 1-10,

(см. RU Патент 2101183, МПК В 32 В 27/30, C 09 J 129/04, 1998).

Недостатками антикоррозионной ленты является то, что она обладает недостаточной прочностью адгезионного слоя к металлу.

Наиболее близкой по технической сущности является термоусаживающая многослойная адгезионная лента, содержащая защитный и адгезионный слои, которая в качестве защитного слоя содержит полиэтиленовую ленту электронно-химически модифицированную до поглощения дозы 25-50 Мрад и ориентированную в долевом направлении на 25-75%, а в качестве адгезионного слоя она содержит композицию на основе сополимера этилена с содержанием 8-25% винилацетатных групп, включающую, мас.%:

Сополимер этилена с винилацетатом 75–85

Дифенилметандиизоцианат

или гамма-аминопропилтриэтоксисилан 1,5-4,5

Минеральный наполнитель 9-15

Алюминивый или цинковый порошок 2-3

Бактерицидная добавка 1–2

Стабилизатор 1-2

(см. RU Патент 2074875, МПК C 09 J 7/02, В 32 В 27/32, 1997).

Недостатком указанной антикоррозионной ленты является то, что она обладает недостаточной прочностью адгезионного слоя к металлу.

Задачей изобретения является создание термоусаживающей многослойной адгезионной ленты на основе сшитого полиэтилена и с адгезионным слоем на основе сополимера этилена, обладающей высокими адгезионными свойствами к металлу.

Техническая задача решается тем, что термоусаживающая многослойная адгезионная лента, содержащая защитный и адгезионный слои, в качестве защитного слоя содержит полиэтиленовую ленту, электронно-химически модифицированную до поглощения дозы 25-50 Мрад и ориентированную в долевом направлении на 25-75%, а в качестве адгезионного слоя она содержит композицию на основе сополимера этилена с винилацетатом, модификатора-полиизоцианата и минерального наполнителя, в которой адгезионный слой содержит в качестве сополимера этилена два сополимера этилена с винилацетатом (I) и (II), имеющих разницу в содержании винилацетатных групп, равную 5-20%, и дополнительно содержит третий сополимер этилена с винилацетатом (III) с содержанием 27-30% винилацетатных групп и показателем текучести расплава 15-30 г/10 мин, при следующем соотношении компонентов, мас%:

Сополимер этилена с винилацетатом (I) 19-57

Сополимер этилена с винилацетатом (II) 57-19

Сополимер этилена с винилацетатом (III) 4-15

Модификатор–полиизоцианат 1-3

Минеральный наполнитель 8-17

Решение технической задачи позволяет расширить арсенал антикоррозионных лент с повышенной адгезионной прочностью к металлу.

Композициия адгезионного слоя в качестве модификатора может содержать полиизоцианат:

- Полиизоцианат марки Б на основе олигомерных производных 2,4’-и 4,4’-дифенилметандиизоцианата, 0,03% фенилизоцианата (ТУ 113-03-38-106-90) - маловязкая жидкость темно-коричневого цвета (η=60-120 мПа·с). Массовая доля изоцианатных групп 29,5%, гидролизуемого хлора 0,23%. Производство Дзержинского завода химреактивов.

- Полиизоцианат марки "Tolonat" с массовым содержанием изоцианатных групп 29% на основе димера и тримера 2,4-толуилендиизоцианата, производство концерна "Рон-Пуленк" (Франция)

- Полиизоцианат марки “Десмодур ТТ” на основе димера 2,4-толуилендиизоцианата, массовое содержание изоцианатных групп 24%, производства фирмы Вауеr (Германия).

- Полиизоцианат марки “Суризон БП” на основе тримера 2,4 толуилендиизоцианата, блокированного фенолом. Массовое содержание блокированых изоцоцианатных групп - 16%. Свободных 0,1%. Температура плавления 90°С.

Композициия адгезионного слоя в качестве наполнителя может содержать минеральный наполнитель:

- молотую слюду марки СМФ-125, ГОСТ 855-74;

- мел, ГОСТ 23683-89;

- тальк, ГОСТ 23683-89.

При приготовлении композиции используют сополимер этилена с винилацетатом (I) и сополимер этилена с винилацетатом (II), которые имеют разницу в содержании винилацетатных звеньев, равную 5-20%, и третий сополимер этилена с винилацетатом (III) с содержанием 27-30% винилацетатных групп и показателем текучести расплава 15-30 г/10 мин.

Сополимер этилена с винилацетатом - СЭВА (I) и сополимер этилена с винилацетатом - СЭВА (II) могут быть следующих марок: 11306-075, 11104-030, 11507-375, 11708-1250, сополимер этилена с винилацетатом - СЭВА (III) марки 11808-1750.

Для лучшего понимания существа изобретения приводим примеры конкретного выполнения.

Пример 1

Ленту из полиэтилена высокого давления кабельных марок получают экструзией на одно- или двухшнековом экструдере с щелевой головкой.

При использовании других марок полиэтилена в него дополнительно перед экструзией вводят не менее 2% канальной сажи марки ДГ-100 и не менее 1,5% термостабилизатора.

Экструдированную ленту толщиной 0,5-2 мм и шириной 550-1000 мм каландрируют на трехвалковом охлаждаемом каландре до температуры не более 60°С.

Охлажденная лента далее поступает на входное окно зоны развертки пучка электронов, генерируемого ускорителем электронов с энергией электронов не менее 0,7 МэВ и мощностью в пучке электронов 10-30 кВт. Ускоритель электронов должен быть снабжен устройством для равномерного перемещения ленты в зоне облучения.

Из выходного окна зоны развертки пучка электронов ленту направляют в тоннельную печь с 3-5 зонами нагрева от 60 до 170°С, в которой проводят ориентацию и термофиксацию ленты, модифицированную до поглощения дозы 25-50 Мрад и ориентированную в долевом направлении на 25-75%. Далее лента захватывается приемными валками дублирующего агрегата, где на нее наносят при 150-170°С слой предварительно приготовленного адгезива.

- Берут сополимер этилена с винилацетатом (I) марки 11104-030 с содержанием винилацетатных групп 5% в количестве 19 мас.%, сополимер этилена с винилацетатом (II) марки 11306-075 с содержанием винилацетатных групп 10% в количестве 57 мас.% с разницей винилацетатных групп 5%, сополимер этилена с винилацетатом (III) марки 11808-1750 с содержанием винилацетатных групп 27% и показателем текучести расплава 15 г/10 мин., в количестве 11 мас.%, наполнитель - молотую слюду в количестве 10 мас.% и модификатор-полиизоцианат марки "Tolonat" с массовым содержанием изоцианатных групп 29% на основе димера и тримера 2,4-толуилендиизоцианата, производство концерна "Рон-Пуленк" (Франция) в количестве 3 мас.%.

Адгезив получают предварительно из указанной композиции на Z-образном обогреваемом смесителе тяжелого типа или на двухшнековом планетарном экструдере путем смешения компонентов с последующим его гранулированием.

Подсушенные гранулы адгезива (до содержания влаги 0,1%) наносят экструдированием через обогреваемую щелевую головку при 150-170°С на горячую ленту. Готовая лента проходит через систему охлаждающих валков, устройство для обрезки кромки и намотки в рулоны.

В таблице 2 приведены показатели свойств ленты, усредненные для всех композиций, приведенных в таблице 1.

Поверхность трубопровода перед нанесением ленты должна быть очищена от ржавчины и прочих налетов пескоструйным агрегатом, нагревая до 120-130°С с помощью установки индукционного нагрева или кольцевых газовых горелок. Далее трубопровод обматывают термоусаживающейся лентой, после чего ее поверхность снова нагревают пламенем газовой кольцевой горелки до 120-130°С до полной термоусадки.

В таблице 1 приведены составы композиций для получения адгезионного слоя термоусаживающей ленты.

В таблице 2 приведены показатели свойств ленты, усредненные для всех композиций, приведенных в таблице 1.

Предлагаемая термоусаживающая многослойная адгезионная лента может быть использована для создания надежных изоляционных антикоррозионных покрытий подземных трубопроводов вследствие высоких показателей свойсв, в частности устойчивости ее к длительному воздействию соленой воды и катодного отслаивания, при этом адгезия к стали после экспонирования в соленой воде увеличивается в 1,4 раза при уменьшении катодного отслаивания в 1,5 раза.

Формула изобретения

Термоусаживающая многослойная адгезионная лента, содержащая защитный и адгезионный слои, которая в качестве защитного слоя содержит полиэтиленовую ленту, электронно-химически модифицированную до поглощения дозы 25-50 Мрад и ориентированную в долевом направлении на 25-75%, а в качестве адгезионного слоя она содержит композицию на основе сополимера этилена с винилацетатом, модификатора-полиизоцианата и минерального наполнителя, отличающаяся тем, что адгезионный слой содержит в качестве сополимера этилена два сополимера этилена с винилацетатом (I) и (II), имеющих разницу в содержании винилацетатных групп, равную 5-20%, и дополнительно содержит третий сополимер этилена с винилацетатом (III) с содержанием 27-30% винилацетатных групп и показателем текучести расплава 15-30 г/10 мин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сополимер этилена с винилацетатом (I) 19-57

Сополимер этилена с винилацетатом (II) 57-19

Сополимер этилена с винилацетатом (III) 4-15

Модификатор-полиизоцианат 1-3

Наполнитель 8-17