Полимерная композиция

Изобретение относится к полимерной композиции, предназначенной для использования в горнодобывающей, обогатительной, химической отраслях промышленности. Композиция содержит поливинилхлорид, сополимер винилхлорида с винилацетатом, смолу эпоксидную диановую ЭД-20, дициандиамид, диоктилфталат, стеарат кальция, тальк, резиновую крошку. Технический результат - повышение стойкости футеровочного слоя, выполненного из термореактивной композиции, к гидроабразивному износу, что позволит увеличить срок эксплуатации защищаемого оборудования. 2 табл.

 

Изобретение относится к термореактивным полимерным композициям на основе полимеролигомерных связующих, обладающих высокой стойкостью к гидроабразивному износу.

Изобретение может быть использовано в горнодобывающей, обогатительной, химической отраслях промышленности при выполнении внутреннего футеровочного слоя трубопроводов, емкостного оборудования, предназначенных для транспортирования, переработки и хранения коррозионно-агрессивных и гидроабразивных сред.

Известна полимерная ПВХ-композиция (А.с. 34831 НРБ, кл. МКИ С 08 L 27/06. Заявл. 10.06.82), обладающая высокой износостойкостью, физико-механическими показателями. Однако данные по гидроабразивному износу отсутствуют.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является термореактивная композиция, включающая поливинилхлорид, сополимер винилхлорида с винилацетатом, смолу эпоксидную, дициандиамид, диоктилфталат, стеарат кальция, аэросил, пигмент, тальк (Патент РФ №2145397, МПК 7 F 16 L 9/12) при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

- Поливинилхлорид суспензионный ПВХ-С-7058М	0,35...0,42
- Сополимер винилхлорида с винилацетатом	0,05...0,08
- Смола эпоксидная диановая	0,10...0,20
- Диоктилфталат	0,10...0,20
- Стеарат кальция	0,005...0,015
- Дициандиамид	0,010...0,020
- Аэросил	0,003...0,008
- Пигмент	0,001...0,003
- Тальк	0,10...0,20

Данная термореактивная композиция обеспечивает высокую коррозионную стойкость к агрессивным химическим средам, однако стойкость к гидроабразивному износу недостаточно велика, что отрицательно сказывается на сроке эксплуатации защищаемого оборудования и трубопроводов.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение стойкости футеровочного слоя, выполненного из термореактивной композиции, к гидроабразивному износу, что позволит увеличить срок эксплуатации защищаемого оборудования.

Поставленная задача решается за счет того, что в отличие от известной предлагаемая композиция, включающая полиолигомерную систему, пластификатор - диоктилфталат, инициатор отверждения - дициандиамид, стабилизатор - стеарат кальция и наполнитель - тальк, дополнительно содержит в качестве наполнителя наряду с тальком резиновую крошку при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

- Поливинилхлорид	0,337...0,400
- Сополимер винилхлорида с винилацетатом	0,050...0,063
- Смола эпоксидная диановая	0,100...0,187
- Дициандиамид	0,010...0,018
- Диоктилфталат	0,010...0,180
- Стеарат кальция	0,009...0,012
- Тальк	0,01...0,15
- Резиновая крошка	0,100...0,300

Введение в состав полимерной композиции резиновой крошки в указанном выше количестве и вывод из состава аэросила позволяет улучшить стойкость футеровочного слоя к гидроабразивному износу в сравнении с известной более чем в 2 раза (таблица 2).

При реализации изобретения использовались компоненты, соответствующие следующей научно-технической документации:

- Поливинилхлорид
суспензионный ПВХ-С-7058М	ГОСТ 4332-76
- Сополимер винилхлорида
с винилацетатом	ГОСТ 12039-74
- Смола эпоксидная диановая ЭД-20	ГОСТ 10587-84
- Дициандиамид	ГОСТ 6989-73
- Диоктилфталат	ГОСТ 8278-88
- Тальк ТВПН	ГОСТ 19729-74
- Стеарат кальция	ТУ 6-14-722-76
- Резиновая крошка	ТУ 38.108035-97

ТУ 38.105190-85

Изготовление термореактивной полимерной композиции ведут в следующей последовательности:

1. Изготавливают полуфабрикат жидких компонентов (смола эпоксидная ЭД-20, диоктилфталат, дициандиамид).

2. Изготавливают смесь порошкообразных компонентов (поливинилхлорид, сополимер винилхлорида с винилацетатом, тальк, стеарат кальция, резиновая крошка).

3. Изготавливают полуфабрикат полимерной композиции путем смешения жидкой и порошкообразной смесей.

4. Образовавшуюся пластическую массу пропускают через экструдер и получают термореактивную пленку в виде ленты.

5. Для изготовления образцов ленту укладывают в прессформу с антиадгезионным покрытием и отверждают при температуре 160...170°С в течение 2...3 ч.

Стойкость к гидроабразивному износу оценивали на лабораторной установке, представляющей собой барабан, по окружности которого устанавливали испытуемые образцы (размер каждого 30×45 мм). Внутрь барабана заливали песчано-солевую пульпу. Для приготовления пульпы использовали песок фракции 2,0±0,3 мм, дробленую каменную соль размером фракции 10,0±1,0 мм и соляной раствор плотностью 1,2 г/см³ в следующем соотношении: 20 дм³ солевого раствора, 3,3 кг песка и 28 кг каменной соли. Состав пульпы имитирует транспортируемую жидкую фазу в соледобывающей промышленности. Испытания проводили следующим образом. Подготовленные образцы взвешивали, определяли их плотность, затем устанавливали на поворотной обойме барабана и закрепляли с помощью накладок и клина. Барабан вращали в течение 36 ч в песчано-солевой пульпе. Окружная скорость вращения барабана составляла 2...3 м/с. После испытания образцы извлекали из обоймы, подсушивали и взвешивали. По результатам испытаний определяли изменение массы испытуемого образца и рассчитывали скорость износа (V), см³/ч по формуле

где М₀ - масса образца до постановки на испытание, г;

M₁ - масса образца после испытаний, г;

ρ - плотность испытуемого образца, г/см³;

τ - время испытания, ч.

Примеры 1-9. Изготовление термореактивной композиции ведут, как описано выше. Состав и свойства композиции представлены в таблицах 1, 2.

Из представленных данных следует, что предлагаемая в изобретении полимерная композиция (примеры 3-9) обладает в 2...2,5 раза большей стойкостью к гидроабразивному износу, чем прототип.

Таблица 1
Компоненты композиции	Состав композиции по примерам, мас. ч.
1 (прототип)	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Поливинилхлорид	0,395	0,395	0,395	0,357	0,337	0,337	0,337	0,395	0,357	0,400	0,350
Сополимер винилхлорида с винилацетатом	0,062	0,062	0,062	0,058	0,055	0,055	0,055	0,062	0,058	0,063	0,050
Смола эпоксидная диановая ЭД-20	0,184	0,184	0,184	0,165	0,156	0,156	0,156	0,184	0,165	0,187	0,100
Дициандиамид	0,018	0,018	0,018	0,017	0,015	0,015	0,015	0,018	0,017	0,018	0,010
Диоктилфталат	0,180	0,180	0,180	0,163	0,155	0,155	0,155	0,180	0,163	0,010	0,031
Стеарат кальция	0,011	0,011	0,011	0,010	0,010	0,010	0,010	0,011	0,010	0,012	0,009
Тальк	0,139	0,092	0,042	0,022	0,022	0,022	0,022	0,050	0,030	0,010	0,150
Аэросил	0,008	0,008	0,008	0,008	-	-	-	-	-	-	-
Пигмент	0,003	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Резиновая крошка:		0,050	0,100	0,200	0,250	0,250	0,250	0,100	0,200	0,300	0,300

Таблица 2
Наименование показателя	Свойства для составов
1 (прототип)	2	3	4	5	6	7	8	9
Скорость износа (потеря массы при гидроабразивном износе), см3/ч	0,061	0,048	0,027	0,025	0,024	0,026	0,024	0,023	0,0229

Полимерная композиция, включающая поливинилхлорид, сополимер винилхлорида с винилацетатом, смолу эпоксидную диановую ЭД-20, дициандиамид, пластификатор - диоктилфталат, стабилизатор - стеарат кальция, наполнитель - тальк, отличающаяся тем, что дополнительно содержит в качестве наполнителя наряду с тальком резиновую крошку при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид	0,337-0,400
Сополимер винилхлорида с винилацетатом	0,050-0,063
Смола эпоксидная диановая ЭД-20	0,100-0,187
Дициандиамид	0,010-0,018
Диоктилфталат	0,010-0,180
Стеарат кальция	0,009-0,012
Тальк	0,010-0,150
Резиновая крошка	0,100-0,300