Способ получения двухслойной термоусаживающейся ленты

Изобретение относится к способу получения двухслойной термоусаживающейся изоляционной ленты, предназначенной для антикоррозионной защиты стальных магистральных трубопроводов различного назначения. Способ, заключающийся в экструдировании ленты-основы из полиэтилена высокого давления или сополимера этилена с винилацетатом "Сэвилен" с содержанием винилацетатных групп 5-30%, включает каландрирование, электронно-химическое модифицирование путем облучения потоком ускоренных электронов до поглощения дозы, равной 0,1-1,8 МГрей, одноосную ориентацию осуществляют на 3-10% при температуре 60-65°С с последующим нанесением полимерно-битумного адгезива на холодную ленту-основу. Способ позволяет получить двухслойную термоусаживающуюся ленту с необходимыми как прочностными свойствами, так и свойством термоусадки. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к переработке пластмасс, в частности к производству двухслойной термоусаживающейся изоляционной ленты, предназначенной для использования в конструкциях покрытий на основе мастичных материалов для изоляции в целях антикоррозионной защиты стальных магистральных трубопроводов различного назначения, при ремонте покрытий трубопроводов и их переизоляции.

Известна двухслойная антикоррозионная изоляционная лента, состоящая из полимерной ленты-основы и нанесенного на нее полимерно-битумного мастичного слоя (п. РФ №2199051, Кл. МПК 7 - F 16 L 58/04, заявл. 03.04.2002 г., опубл. 20.02.2003 г., «Антикоррозионная изоляционная лента»). Согласно изобретению, в качестве ленты-основы может быть использована термоусаживающаяся лента. Для защиты трубопровода изоляционную ленту, полученную по данному способу, наносят непосредственно на загрунтованную металлическую поверхность трубопровода. Однако такая лента не может быть использована в качестве изоляционной ленты-обертки в конструкции покрытий на основе мастичных материалов, так как не обладает необходимыми адгезионными свойствами к мастичным покрытиям и свойством низкотемпературной усадки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является «Способ получения термоусаживающегося адгезионного материала «Донрад-2» (п. РФ №2088624, Кл. МПК 7 C 09 J 7/02, В 32 В 27/32, заявл. 30.09.1996 г., опубл. 27.08.1997 г., патентообладателями которого являются Рожков И.А., Перепелкин В.П.), согласно которому ленту-основу экструдируют из полиэтилена или сополимера этилена с винилацетатом, каландрируют, далее электронно-химически модифицирут до поглощения дозы 0,15-0,35 Мгрей, ориентируют на 30-50% при температуре 115-150°С, а затем на горячую ленту-основу при температуре 130-150°С наносят полимерно-битумный адгезив, дополнительно содержащий наполнитель и специальные добавки. Полученный материал охлаждают, защищают антиадгезионной пленкой и сматывают в рулон. Полученный материал используют в виде лент, полос, полотна, либо изготавливают из этого материала манжеты. Термоусадку данного материала, например, манжеты, которую используют для изоляции сварных стыков, ведут горячим воздухом с температурой более 300С° или размытым пламенем пропановой горелки. Полученный данным способом термоусаживающийся адгезионный материал, хотя и обладает высокими прочностными свойствами, но имеет высокую температуру термоусадки 120-130°С, что создает трудности и требует дополнительного оборудования для нанесения антикоррозионных защитных лент-оберток на трубопроводы в трассовых условиях.

Задачей предлагаемого изобретения является получение высокопрочной двухслойной ленты с низкой температурой усадки (60°С), устойчивой к разрушению в условиях эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения двухслойной термоусаживающейся ленты, включающем экструдирование ленты-основы из полиэтилена высокого давления или сополимера этилена с винилацетатом «Сэвилен» с содержанием винилацетатных групп 5-30%, каландрирование, электронно-химическое модифицирование путем облучения потоком ускоренных электронов, одноосную ориентацию с последующим нанесением полимерно-битумного адгезива, ленту-основу электронно-химически модифицируют до поглощения дозы, равной 0,1-1,8 МГрей, а полимерно-битумный адгезив наносят на холодную ленту-основу.

Одноосную ориентацию осуществляют на 3-10% при температуре 60-65°С.

Для получения ленты-основы используют полиэтилен высокого давления (ГОСТ 16337-77) или сополимер этилена с винилацетатом (ТУ 6-05-1636-97), а в качестве полимерно-битумного адгезива применяют адгезив, например, по ТУ 5775-004-32989231-03. Для получения ленты-основы предлагаемым способом в соответствии с вышеуказанными ГОСТом и ТУ могут быть использованы все марки полиэтилена высокого давления или сополимера этилена с винилацетатом с содержанием винилацетатных групп 5-30%, предназначенные для переработки методом экструзии.

Способ осуществляют следующим образом.

Из композиции полиэтилена или сополимера этилена с винилацетатом методом плоскощелевой экструзии получают полотно расплавленного материала, которое далее каландрируют на трехвалковом каландре и получают ленту толщиной 0,7-1,3 мм. Готовую ленту-основу подвергают электронно-химической модификации на ускорителе электронов. Ленту облучают потоком ускоренных электронов с энергией электронов 0,6-0,65 МэВ при скорости 18-25 м/мин. Доза облучения, полученная лентой, составляет 0,1-1,8 МГрей. После облучения ленту-основу нагревают до температуры 60-65°С и ориентируют в продольном направлении на 3-10%, а затем охлаждают. На холодную ленту-основу наносят разогретый до температуры 135-150°С полимерно-битумный адгезив, при этом лента-основа не прогревается выше температуры 55°С. Ленту охлаждают и на полимерно-битумный адгезив наносят антиадгезионную пленку, например, из полиэтилентерефталата для предотвращения слипания в рулоне и сматывают в рулон с заневоливанием конца ленты. Двухслойная лента, полученная предлагаемым способом, обладает низкотемпературной усадкой (60°С), высокими прочностными свойствами и высокой адгезией к полимерно-битумному адгезиву. Ленту используют в качестве обертки на трубопроводах с нанесенными на них различными мастичными покрытиями.

При нанесении ленты на трубопровод с нее удаляют антиадгезионную пленку и наматывают с нахлестом не менее 30 мм на горячее мастичное покрытие. Лента за счет остаточного тепла мастики усаживается на поверхности трубы, при этом происходит склеивание витков в нахлесте, обеспечивая получение сплошного, прочносцепленного покрытия без гофр и складок на всей поверхности трубопровода.

В таблице приведены примеры осуществления предлагаемого способа получения двухслойной термоусаживающейся ленты и свойства полученных лент. В примерах 1-2, 4-7 для получения ленты-основы была использована композиция полиэтилена марки 15303-003. В примере 3 в соответствии с ТУ для получения ленты-основы использован сополимер этилена с винилацетатом марки 11104-030 с содержанием винилацетатных групп 5-7%.

Пример 1. Из композиции полиэтилена методом плоскощелевой экструзии получают полотно расплавленного материала, которое далее каландрируют на трехвалковом каландре и получают ленту-основу толщиной 0,7 мм. Готовую ленту-основу подвергают электронно-химической модификации на ускорителе электронов. Ленту облучают потоком ускоренных электронов с энергией электронов 0,6-0,65 МэВ при скорости 18-25 м/мин. Доза облучения, полученная лентой, составляет 0,1 МГрей. После облучения ленту-основу нагревают до температуры 60°С и проводят ориентацию в продольном направлении на 3,0%, а затем охлаждают. На холодную ленту-основу наносят разогретый до температуры 135°С полимерно-битумный адгезив, при этом лента-основа не прогревается выше температуры 55°С. Ленту охлаждают и на полимерно-битумный адгезив наносят антиадгезионную пленку, например, из полиэтилентерефталата, для предотвращения слипания в рулоне и сматывают в рулон с заниволиванием конца ленты.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1 с использованием заявляемых параметров электронно-химической модификации и ориентации.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1 с использованием заявляемых параметров электронно-химической модификации и ориентации, а в качестве материала для ленты-основы используют сополимер этилена с винилацетатом.

Примеры 4-5. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но отличается от него параметрами ориентации.

Испытание свойств полученных лент проводили в соответствии с ГОСТ Р 51164-98 и ГОСТ 11262-80. Как видно из таблицы, термоусаживающаяся двухслойная лента, полученная предлагаемым способом, обладает высокой прочностью на разрыв 14,6-16,2 МПа за счет сшивки линейной молекулярной структуры полиэтиленовой ленты-основы и образования пространственной сетчатой структуры при электронно-химической модификации и низкотемпературной усадкой 3-7% (примеры 1-3), которую она приобретает в результате последующей одноосной ориентации на 3-10% при температуре 60-65°С. После нанесения на холодную ленту-основу битумно-полимерного адгезива с температурой расплава 135-150°С двухслойная лента сохраняет свойство низкотемпературной усадки, т.к. лента-основа не успевает прогреться выше температуры 55°С. При облучении ленты-основы параметрами, отличными от заявляемых (примеры 4-7), двухслойная лента не обладает одновременно необходимыми как прочностными свойствами, так и свойством термоусадки. Таким образом, предлагаемый способ дает возможность изготавливать высококачественную двухслойную ленту, обеспечивающую надежную защиту трубопроводов от различного вида разрушений.

Предлагаемый способ предусматривает использование стандартного промышленного оборудования и серийно выпускаемых исходных материалов.

Таблица
Примеры №№ пп.	Доза облучения, МГрей	Ориентация, %	Температура ориентации, °С	Прочность при разрыве, МПа	Усадка, %	Адгезия в нахлесте, Н/см	Гибкость на брусе при температуре, °С
1	0,1	3	60	14,6	3	9	Минус 20
2	1,8	10	65	16,2	7	11	Минус 20
3	0,9	6	63	15,3	5	12	Минус 20
4	1,9	2	70	17,0	1	4	Минус 20
5	0,7	4	50	14,9	0	5	Минус 20
6	0,05	5	80	11,6	1	7	Минус 20
7	2,2	7	60	10,90	0	5	Минус 12

1. Способ получения двухслойной термоусаживающейся ленты, включающий экструдирование ленты-основы из полиэтилена высокого давления или сополимера этилена с винилацетатом "Сэвилен" с содержанием винилацетатных групп 5-30%, каландрирование, электронно-химическое модифицирование путем облучения потоком ускоренных электронов, одноосную ориентацию с последующим нанесением полимерно-битумного адгезива, отличающийся тем, что ленту-основу электронно-химически модифицируют до поглощения дозы, равной 0,1-1,8 МГр, а полимерно-битумный адгезив наносят на холодную ленту-основу.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что одноосную ориентацию осуществляют на 3-10% при температуре 60-65°С.