Патент на изобретение №2300542
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) БИТУМНО-ПОЛИМЕРНАЯ МАСТИКА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к композиционным строительным материалам, применяемых для изоляции при строительстве и ремонте подземных нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и газопроводов в летний и зимний периоды времени. Описывается битумно-полимерная мастика, содержащая: изоляционный битум БНИ-4 – 51,0%, строительный битум БН-70/30 – 40,7%, дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ-30Р-01 – 2,5%, пластификатор – нефтяное масло ПН-6Ш – 3,5%, стеариновую кислоту Т-18 – 0,8% и эмульсирующее поверхностно-активное вспомогательное вещество ОП-10 – 1,5%, и способ ее получения. Техническим результатом является повышение пластичности мастики с обеспечением показателя температуры хрупкости до -28°. С при сохранении высокой степени адгезии мастики как к стали и грунтовке, так и к полимерной ленте, обеспечение применения мастики как для производства изоляционных ленточных материалов так и для формирования изоляционных покрытий непосредственно на трубопроводах. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.
Заявляемая группа изобретений относится к области композиционных строительных материалов, а более конкретно к производству изоляционных материалов, применяемых при строительстве и ремонте подземных нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и газопроводов в летний и зимний периоды времени. Известны различные битумно-полимерные композиции, предназначенные для разнообразных применений при строительстве и ремонте промышленных и гражданских сооружений (см., например, патенты РФ на изобретения №№ 2141494, 2258721, 2258722 и др.). Однако применение таких композиций для изготовления изоляционных материалов для трубопроводов в силу ряда их особенностей невозможно. Наиболее близким решением к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому эффекту от его использования является известная битумно-полимерная мастика по патенту РФ № 2241897, F16L 58/12, C08L 95/00, 2004. Такая мастика содержит смесь битумов БНД-60/90 и БНИ-4 или БН-70/30, дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ-30Р-01, пластификатор, наполнитель, модификатор, нефтеполимерную смолу и адгезионную добавку, например полибутадиен низкомолекулярный малеинизированный. При этом мастика имеет следующий состав компонентов, мас.%:
Такая битумно-полимерная мастика, хотя и обладает довольно высокой адгеэией к металлу, однако имеет относительно невысокую пластичность, что существенно ограничивает область ее использования для антикоррозионной защиты трубопроводов. Задачей, на решение которой направлены заявляемое изобретение, является повышение качества антикоррозионной защиты трубопроводов и увеличение их безаварийной службы путем повышения эксплуатационных свойств изоляционных материалов. Данная задача решается с помощью технического результата от использования заявляемого изобретения, заключающегося в повышении пластичности изоляционной битумно-полимерной мастики с обеспечением показателя температуры хрупкости до -28°С при сохранении высокой степени адгезии мастики как к стали и грунтовке, так и к полимерной ленте. Указанный результат достигается тем, что в известной битумно-полимерной мастике, содержащей изоляционный битум БНИ-4 (ГОСТ 9812-74) и строительный битум БН-70/30 (ГОСТ 6617-76), дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ-30Р-01 (ТУ 3040327-98) и пластификатор, во-первых, в качестве пластификатора используется нефтяное масло ПН-6Ш (ТУ 38.1011217-89), во-вторых, в нее дополнительно введены целевые добавки: стеариновая кислота Т-18 и эмульсирующее поверхностно-активное вспомогательное вещество ОП-10, в-третьих, мастика имеет следующий состав компонентов, мас.%:
Особый состав и особое соотношение компонентов позволяют существенно повысить эффективность использования битумно-полимерной мастики путем повышения ее пластичности. Выявленный экспериментальным путем новый состав компонентов мастики с их особым соотношением потребовал создания нового способа изготовления битумно-полимерной мастики. Известны различные способы изготовления изоляционных мастик. Наиболее близким к заявляемому спсобу является известный способ изготовления битумно-полимерной мастики по патенту РФ № 2241897, F16L 58/12, C08L 95/00, 2004, заключающийся в смешивании компонентов мастики таким образом, что вначале приготовляют смесь из дорожного и изоляционного битумов или строительного битума, затем путем нагрева до температуры 160…170°С обезвоживают эту смесь, подают смесь битумов в смеситель и добавляют в последний пластификатор, полученную смесь перемешивают при температуре 165…175°С в течение 2,5…3,5 часов до полного растворения пластификатора, далее добавляют наполнитель, например, резиновую крошку, и перемешивают полученную смесь 25…35 минут, после чего продолжают перемешивание и добавляют нефтеполимерную смолу, модификатор, адгезионную добавку и термоэластопласт. Такой способ, хотя и позволяет изготавливать битумно-полимерную мастику, однако, как показала практика, в ряде применений пластические свойства такой мастики недостаточны для обеспечения высокой надежности изоляционного покрытия трубопроводов, работающих в экстремальных условиях. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества антикоррозионной защиты трубопроводов и увеличение их безаварийной службы путем повышения эксплуатационных свойств изоляционных материалов. Данная задача решается с помощью технического результата от использования заявляемого изобретения, заключающегося в обеспечении возможности высокопроизводительного изготовления изоляционной битумно-полимерной мастики с повышенной степенью пластичности с обеспечением показателя температуры хрупкости до -28°С при сохранении высокой степени адгезии мастики как к стали и грунтовке, так и к полимерной ленте. Предлагаемый способ изготовления битумно-полимерной мастики включает в себя две основные стадии: I. ПРИГОТОВЛЕНИЕ БИТУМНО-ПОЛИМЕРНОГО КОНЦЕНТРАТА, в процессе иготовления которого изоляционный битум БНИ-4 модифицируется 25%-ным раствором дивинилстирольного термоэластопласта ДСТ-30Р-01 в толуоле в присутствии диспергатора – стеариновой кислоты Т-18 при температуре 180 +/-5°С в течение трех часов для изменения структуры строения битума (сшивки). II. ПРИГОТОВЛЕНИЕ МАСТИКИ, в процессе которого путем механического смешивания в смесителе при температуре 140…160°С в течение трех часов производят соединение битумно-полимерного концентрата со строительным битумом БН-70/30, с эмульсирующим поверхностно-активным вспомогательным веществом ОП-10 и пластификатором – нефтяным маслом ПН-6Ш с одновременной отгонкой толуола из мастики через конденсатор-холодильник. В результате проведенных экспериментов была получена следующая основная рецептура битумно-полимерной мастики с наиболее оптимальными сочетаниями компонентов (Содержание компонентов в приведенном примере указано в мас.%). Пример. Для изготовления битумно-полимерной мастики по наиболее оптимальному варианту рецептуры используют: изоляционный битум БНИ-4 (ГОСТ 9812-74) – 51,0%, строительный битум БН-70/30 (ГОСТ 6617-76) – 40,7%, дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ-30Р-01 (ТУ 3040327-98) и эмульсирующее поверхностно-активное вспомогательное вещество ОП-10 (ГОСТ 8433-81) – 1,5%. В процессе отработки мастики и способа ее изготвления проводились различные испытания. В частности, на базе химического производства № 2 ОАО “Оргсинтез” в присутствии представителей OOO “Институт ВНИИСТ” был произведен выпуск опытно-промышленной партии битумно-полимерной изоляционной мастики “Биткор-Р”. Для приготовления раствора термоэластопласта применялся аппарат периодического действия с мешалкой турбинного типа при температуре 50…55°С в течение 5 часов. Битумно-полимерный концентрат готовили в горизонтальном цилиндрическом аппарате с лопастной мешалкой. Во время загрузки раствора термоэластопласта в аппарат вспенивания реакционной массы не наблюдалось. В процессе изготовления мастики изоляционный битум БНИ-4 модифицировался 25%-ным раствором дивинилстирольного термоэластопласта ДСТ-30Р-01 в толуоле в присутствии диспергатора – стеариновой кислоты Т-18 при температуре 180 +/-5°С в течение трех часов. Затем в аппарат при работающей мешалке и температуре 140…160°С вводился строительный битум БН-70/30, эмульсирующее поверхностно-активное вещество ОП-10 и пластификатор – нефтяное масло ПН-6Ш в соотвествии с рецептурой, мас.%:
Варка мастики осуществлялась в течение 3 часов при температуре 140…160°С с одновременной отгонкой толуола из мастики через конденсатор-холодильник. Контроль по стадиям процесса и анализ качества готового продукта осуществлялся заводской лабораторией, которая оснащена всеми необходимыми приборами для проведения испытаний. В процессе проведения исследований были получены следующие результаты:
Слив готовой мастики производился в картонные коробки с антиадгезионным покрытием. Для остывания мастики были отведены специальные площадки. Предлагаемое изобретение позволяет: 1. Повысить качество антикоррозионной защиты трубопроводов, в том числе нефте- и газопроводов, а также нефтепродуктопроводов и существенно увеличить их безаварийный срок службы путем значительного увеличения пластичности изоляционного материала. 2. Повысить пластичность мастики с обеспечением показателя температуры хрупкости до -28°С при сохранении высокой степени адгезии мастики как к стали и грунтовке, так и к полимерной ленте. 3. Обеспечить применение мастики как для производства изоляционных ленточных материалов, так и для формирования изоляционных покрытий непосредственно на трубопроводах.
Формула изобретения
1. Битумно-полимерная мастика, содержащая изоляционный битум БНИ-4, строительный битум БН-70/30, дивинилстирольный термоэластопласт и пластификатор, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора используется нефтяное масло ПН-6Ш и в нее дополнительно введены целевые добавки: стеариновая кислота Т-18 и эмульсирующее поверхностно-активное вспомогательное вещество ОП-10, при этом мастика имеет следующий состав компонентов, мас.%:
2. Способ изготовления битумно-полимерной мастики, заключающийся в том, что сначала для изменения структуры строения битума (сшивки) приготовляют битумно-полимерный концентрат, в процессе приготовления которого изоляционный битум БНИ-4 модифицируют 25%-ным раствором дивинилстирольного термоэластопласта ДСТ-30Р-01 в толуоле в присутствии диспергатора – стеариновой кислоты Т-18 при температуре 180 +/-5°С в течение трех часов, после чего путем механического смешивания при температуре 140…160°С в течение трех часов производят соединение битумно-полимерного концентрата со строительным битумом БН-70/30 и с эмульсирующим поверхностно-активным вспомогательным веществом ОП-10 и пластификатором нефтяным маслом ПН-6Ш с одновременной отгонкой толуола из мастики через конденсатор-холодильник.
PC4A – Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
Прежний патентообладатель:
(73) Патентообладатель:
Договор № РД0050294 зарегистрирован 20.05.2009
Извещение опубликовано: 27.06.2009 БИ: 18/2009
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
