Полимерная грунтовка пм-001вк и способ ее изготовления

 

Использование: защита от коррозии подземных трубопроводов при их строительстве и ремонте. Сущность изобретения: полимерная грунтовка ПМ-001ВК содержит бутилкаучук, канифоль, цинковые белила, гидроокись алюминия, смолу, бензин, толуол, фенозан, диалкилфосфат, дистиллированный амин и модифицирована парахинондиоксимом, гидроперекисью изопропиленбензола и ферроценом или диэтилферроценом. Даны рецептурный состав, последовательность и продолжительность загрузки компонентов, режимы перемешивания, нагрева и охлаждения смеси. 3 табл., 2 с.п., 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к производству и ремонту подземных газо- нефте- продуктопроводов и может быть использовано, например, для защиты стальных трубопроводов от коррозии при температурах эксплуатации от -60 до +60^oС.

Одним из распространенных типов изоляционных покрытий стальных трубопроводов являются покрытия, изготавливаемые на основе битумных мастик. Однако мастика такого типа сравнительно быстро подвергается старению. В результате покрытия на их основе недолговечны и срок их службы короче амортизационного срока эксплуатации защищаемых трубопроводов.

Одним из таких изоляционных покрытий является мастика с добавками изотактического пропилена, которая состоит из битума (98,5-98% мас.ч.) и полипропилена (1,5-2,0% мас.ч.) [1] Существенным недостатком известных битумных мастик является их невысокая водостойкость, в результате чего при покрытии ими трубопроводов в процессе эксплуатации резко снижается переходное электросопротивление и создаются условия для протекания электрохимических реакций катодного отслаивания.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является адгезионный праймер П-001, используемый под изоляционные липкие ленты и изготавливаемый растворением бутилкаучука с добавками сажи в растворителях - бензине и толуоле [2] Указанный праймер содержит следующие компоненты: твердое вещество праймера (бутилкаучук и сажа), канифоль, цинковые белила, гидроокись алюминия, смола эскорец, бензин Калоша, толуол, фенозан, диалкилфосфат и дистиллированный амин.

Производство адгезионного праймера П-001 включает следующие стадии. Изготовление промежуточного продукта смолы-33 на основе канифоли, производство ингибитора и стабилизатора, изготовление праймера в смесителе и разлив и хранение готовой продукции.

Недостатками известного адгезионного праймера являются недостаточная адгезия к изолируемой стальной поверхности, низкая стойкость к катодному отслаиванию покрытия во времени, недостаточно высокая температура эксплуатации, неудовлетворительная стойкость к сдвиговой деформации при температурах эксплуатации трубопроводов выше 30^oС и полное отсутствие способности к вулканизации праймера после нанесения покрытия.

Основными задачами, которые решаются в изобретении, являются повышение адгезии к покрываемой поверхности трубопровода, надежности покрытия путем существенного повышения стойкости к сдвиговой деформации и повышения стойкости к катодному отслаиванию при эксплуатации, обеспечения способности к вулканизации и повышения температуры эксплуатации трубопровода.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемое адгезионное покрытие, содержащее твердое вещество грунтовки, состоящее из бутилкаучука и сажи, канифоль, цинковые белила, гидроокись алюминия, смолу, бензин Калоша, толуол, фенозан, диалкилфосфат и дистиллированный амин, дополнительно введены в качестве модификаторов парахинондиоксим, гидроперекись изопропиленбензола и ферроцен или диэтилферроцен при следующем содержании ингредиентов, мас. ч. бутилкаучук 76-82; сажа 20-26; канифоль 68- 72; цинковые белила 6-8; гидроокись алюминия 2,0-2,5; смола 20-70; бензин Калоша 550-570; толуол 210-220; фенозан 0,07- 1,20; диалкилфосфат 1,04-1,08; дистиллированный амин 1,04-1,08; парахинондиоксим 0,5-3,0; гидроперекись изопропиленбензола 0,5-5,0; ферроцен или диэтилферроцен 0,02-0,20.

Кроме того, в нее дополнительно вводят дигидрат хлорида меди в виде раствора в ацетоне илиизопропиловом спирте с 10%-ной концентрацией СuCl₂2Н₂О в количестве 0,01-0,11 мас.ч. а в качестве смолы введена иденкумароновая, или стиролинденовая, или фенолформальдегидная, или аминофенольная в количестве 20-70 мас.ч.

Предлагаемая полимерная грунтовка ПМ-001ВК изготовлена путем загрузки в смеситель бензина и толуола в течение 15 мин, подачи смолы на основе канифоли, цинковых белил и гидроокиси алюминия в течение 60 мин при температуре 220^oС с одновременным охлаждением при перемешивании, затем вновь повторяют загрузку бензина, перемешиваемого в течение 60 мин толуола в течение 50 мин и смолы "Эскорец" или "Октофор-10F", или иденкумароновой или стиролинденовой, или фенолформальдегидной, или аминофенольной, или их смеси, перемешиваемой в течение 60 мин, одновременно со смолой загружают твердое вещество грунтовки по очереди со смолой в течение 45 мин, после чего загрузку твердого вещества вновь повторяют в течение 80 мин с последующим перемешиванием в течение 150 мин при одновременном охлаждении смеси до температуры не выше 45^oС. Отдельно приготовленный ингибитор из толуола, диалкилфосфата, дистиллированного амина и фенозана путем перемешивания вводят в смеситель после загрузки смолы и перемешивают в течение 10 мин, затем в полученную массу вводят модифицирующие добавки, причем сначала вводят 10%-ный раствор ферроцена или диэтилферроцена в толуоле, полученную массу перемешивают в течение 15 мин, затем при продолжающемся перемешивании вводят парахинондиоксим, добавляя его мелкими порциями с дальнейшим перемешиванием смеси в течение 60 мин. Кроме того, можно в полученную грунтовку дополнительно ввести в виде 10%-ного раствора в изопропаноле дигидридхлорида меди, после чего смесь перемешивают в течение 60 мин. В качестве растворителя для приготовления грунтовки используют раствор бензина и толуола в количестве, мас.ч. бензин 500-550; толуол 240-280; летучая фаза бензина 1500-1700.

Пример. Предлагаемая полимерная грунтовка ПМ-001ВК изготавливается следующим образом. Сначала приготавливают смолу 33. Для этого осуществляют расплав канифоля при температуре 150^oС и подают его в смеситель. Туда же помещают навески цинка и окиси алюминия, после чего осуществляют нагрев массы до 275^oС в течение 90 мин, выдержка при этой температуре в течение 60 мин, затем осуществляют охлаждение массы до 220^oС в течение 60 мин.

Затем приступают к изготовлению ингибитора. Сначала разогревают дистиллированный амин до температуры 55-60^oС и подают в смеситель, в котором залито расчетное количество толуола. Туда же поступает диалкилфосфат. В подготовленную массу добавляют фенозан, после чего осуществляют перемешивание массы до полного растворения.

Далее приступают к изготовлению полимерной грунтовки ПМ-001ВК, последовательность операций которого представлена в табл. 1 Полученная изложенным способом полимерная грунтовка ПМ-001ВК представляет собой вязкую жидкость черного цвета без неразмешанных комков и сгустков, обладающую свойствами, представленными в табл. 2.

Предлагаемая грунтовка ПМ-001ВК является легковоспламеняющейся жидкостью, токсична и предназначена для пассивации металлической поверхности, обеспечивая сцепление изоляционной ленты с поверхностью трубопровода.

В качестве изоляционной ленты возможно применение следующих лент: Полилен, Нитто 53-28В, Поликен 2036-25, Нитто 52 и др. обеспечивая температуры эксплуатации, представленные в табл. 3.

Таким образом, предлагаемая полимерная грунтовка ПМ-001ВК обеспечивает высокую адгезию к покрываемой поверхности, высокую надежность покрытия, значительное повышение температур эксплуатации трубопроводов, обеспечивая высокую надежность сцепления указанных изоляционных лент с поверхностью трубопроводов.

Литература 1. Авторское свидетельство СССР N 384450, кл. 5 F 16/58/10, 1971.

2. "Временный технологический регламент на производство праймера П-001", Москва, ВНИИСТ, 1989.

Формула изобретения

1. Полимерная грунтовка ПМ-001ВК, содержащая твердое вещество грунтовки, состоящее из бутилкаучука и сажи, канифоль, цинковые белила, гидроокись алюминия, смолу, бензин Калоша, толуол, фенозан, диалкилфосфат и дистиллированный амин, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены в качестве модификаторов, парахинондиоксим, гидроперекись изопропиленбензола и ферроцен или диэтилферроцен при следующем содержании ингредиентов, мас.ч.

Бутилкаучук 76 82 Сажа 20 26 Канифоль 68 72 Цинковые белила 6 8 Гидроокись алюминия 2,0 2,5 Смола 20 70 Бензин Калоша 550 570
Толуол 210 220
Фенозан 0,07 1,20
Диалкилфосфат 1,04 1,08
Дистиллированный амин 1,04 1,08
Парахинондиоксим 0,5 3,0
Гидроперекись изопропиленбензола 0,5 5,0
Ферроцен или диэтилферроцен 0,02 0,20
2. Грунтовка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве модификатора она содержит в виде 10% -ного раствора в изопропаноле дигидрит хлорида меди в количестве 0,01 0,11 мас.ч.

3. Грунтовка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в нее в качестве смолы вводят смолу "Эскорец", октофор-10F, иденкумариновую, стиролденовую, фенолформальдегидную, аминофенольную смолы или их смеси в количестве 20 70 мас.ч.

4. Способ изготовления полимерной грунтовки ПМ-001ВК по п.1, заключающийся тем, что в загрузке при непрерывном перемешивании в течение не менее 15 мин бензина и толуола, смолы на основе расплава канифоли, цинковых белил и гидроокиси алюминия в течение 60 мин при температуре 220^oС с последующим охлаждением, повторной поочередной загрузке бензила в течение 60 мин толуола в течение 50 мин и смолы в течение 60 мин одновременной и поочередной со смолой загрузке смеси бутилкаучука с сажей в течение 45 мин, повторной загрузке в течение 90 мин смеси бутилкаучука с сажей с последующим перемешиванием в течение 150 мин при одновременном охлаждении смеси температуры не более 45^oС и добавлением после загрузки смолы при непрерывном перемешивании в течение 10 мин предварительно приготовленного ингибитора из толуола, диалкилфосфата, дистиллированного амина и фенозана, отличающийся тем, что в качестве смолы вводят кроме смолы "Эскорец" октофор-10F, иденкумариновую, стиролденовую, фенолформальдегидную, аминофенольную смолы или их смеси, в общую смесь дополнительно вводят модифицирующие добавки, причем вначале 10%-ный раствор ферроцена или диэтилферроцена в толуоле и после перемешивания в течение 15 мин вводят порциями парахинондиоксим с дальнейшим перемешиванием в течение 60 мин.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в полученную грунтовку дополнительно вводят в виде 10%-ного раствора в изопропаноле дигидрат хлорида меди, после чего смесь перемешивают в течение 60 мин.

6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в грунтовку дополнительно и поочередно вводят при постоянном перемешивании изопропанол и гидроперекись изопропиленбензола.

7. Способ по п.4, или 5, или 6, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют бензин или толуол при следующем составе ингредиентов, мас. ч.

Бензин 500 550
Толуол 240 280
Летучая фаза бензина 1500 1700

РИСУНКИ

Рисунок 1