Патент на изобретение №2225420

(54) Электропроводная эластомерная композиция для заземляющих электродов (и ее варианты), заземляющий протяженный эластомерный электрод, анодное заземление и глубинный анодный заземлитель

(57) Реферат:

Изобретение относится к резиновой промышленности и одновременно к электротехнической защите металлических объектов от коррозии, в частности для катодной защиты подземных сооружений с переменными электрическими характеристиками, например трубопроводов и кабелей в резкогетерогенных или высокоомных электролитических средах. Изобретение касается эластомерных электропроводных композиций для изготовления электродов на основе бутадиен-нитрильного каучука, хлоропренового каучука или их смеси, а также смеси бутадиен-нитрильного каучука и бутадиен-стирольного термоэластопласта, наполненных углеродсодержащими наполнителями, в сочетании с различными целевыми добавками (пластификатор, вулканизующие агенты, противостарители и др.), обеспечивающие им удельное объемное сопротивление 0,05-0,5 Омм и 0,5–2500 Омм. Другой группой изобретения являются заземляющий эластомерный электрод, полученный с использованием в качестве гибкой оболочки вышеуказанных эластомерных композиций, а также устройств анодного заземления и глубинного анодного заземлителя, полученных с использованием этих эластомерных электродов. Изобретение позволяет повысить долговечность эластомерных электродов и, следовательно, устройств с использованием их, повысить эффективность защиты изделий от коррозии. 7 с. и 4 з.п. ф-лы, 7 табл., 5 ил.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть)

Формула изобретения

1. Электропроводная эластомерная композиция для заземляющих электродов, включающая каучук, технический углерод, тиурам, пластификатор, отличающаяся тем, что она содержит в качестве каучука смесь бутадиен-нитрильного каучука и хлоропренового каучука, в качестве пластификатора дибутилфталат, в качестве технического углерода электропроводный высокодисперсный технический углерод и дополнительно содержит белила цинковые, магнезию жженую, пасту на основе нафтената кальция, а также возможно содержит церезин, стеариновую кислоту, серу, электротехнический графит, противостаритель (продукт 4010) N-фенил-N¹-циклогексилфенилендиамин-1,4 и эбонитовую пыль на основе бутадиен-нитрильного каучука, вулканизованного серой при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бутадиеннитрильный каучук 22,96-37,31

Хлоропреновый каучук (неопрен) 10,43-18,70

Дибутилфталат 8,76-24,9

Тиурам 0,17-0,69

Магнезия жженая 0,09-0,29

Белила цинковые 0,98-1,63

Паста на основе нафтената кальция 2,48-5,99

Высокодисперсный технический углерод 21,25-30,86

Вышеуказанная эбонитовая пыль 0,0-3,94

Церезин 0,0-0,8

Сера 0,0-0,59

Электротехнический графит 0,0-17,34

Стеариновая кислота 0,0-0,95

Противостаритель –

N-фенил-N¹-циклогексилфенилендиамин-1,4 0,0-0,48

2. Электропроводная эластомерная композиция для заземляющих электродов, включающая каучук, тиурам, серу, технический углерод, пластификатор, отличающаяся тем, что она содержит в качестве каучука бутадиеннитрильный каучук, в качестве пластификатора – дибутилфталат, в качестве технического углерода смесь высокодисперсного электропроводного технического углерода и низкодисперсного неэлектропроводного технического углерода при отношении их 0,05:19,95-19,95:0,05 и дополнительно содержит стеариновую кислоту, цинковые белила, пасту на основе нафтената кальция и противостаритель – N-фенил-N¹-циклогексилфенилендиамин-1,4 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бутадиеннитрильный каучук 36,4-36,6

Тиурам 0,42-0,62

Сера 0,35-0,55

Дибутилфталат 8,32-8,52

Стеариновая кислота 0,6-0,8

Цинковые белила 0,98-1,18

Паста на основе нафтената кальция 5,8-6,0

Высокодисперсный электропроводный

технический углерод 2,2-43,89

Низкодисперсный неэлектропроводный

технический углерод 2,2-43,89

Противостаритель –

N-фенил-N¹-циклогексилфенилендиамин-1,4 0,24-0,44

3. Электропроводная эластомерная композиция для заземляющих электродов, включающая каучук, тиурам, серу, технический углерод, пластификатор, отличающаяся тем, что она содержит в качестве каучука смесь бутадиеннитрильного каучука и бутадиенстирольного термоэластопласта, в качестве пластификатора – дибутилфталат, в качестве технического углерода – смесь высокодисперсного электропроводного технического углерода и низкодисперсного неэлектропроводного технического углерода при соотношении их около 0,05 : 19,95 – 19,95 : 0,05 соответственно и дополнительно содержит стеариновую кислоту, цинковые белила, пасту на основе нафтената кальция и противостаритель – N-фенил-N¹-циклогексилфенилендиамин-1,4 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бутадиеннитрильный каучук 32,02-32,22

Бутадиенстирольный термоэластопласт 4,28-4,38

Тиурам 0,35-0,55

Сера 0,3-0,5

Дибутилфталат 8,4-8,6

Стеариновая кислота 0,6-0,8

Цинковые белила 0,9-1,1

Паста на основе нафтената кальция 5,8-6,0

Высокодисперсный электропроводный

технический углерод 2,21-44,0

Низкодисперсный неэлектропроводный

технический углерод 2,21-44,0

Противостаритель –

N-фенил-N¹-циклогексилфенилендиамин-1,4 0,24-0,44

4. Электропроводная эластомерная композиция для заземляющих электродов, включающая каучук, вулканизующий агент, углеродсодержащий наполнитель, отличающийся тем, что в качестве каучука содержит хлоропреновый каучук, в качестве вулканизующего агента – дифенилгуанидин, в качестве углеродсодержащего наполнителя – углеродные короткомерные волокна и дополнительно содержит стеариновую кислоту, белила цинковые, магнезию жженую при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хлоропреновый каучук 34,21-34,23

Дифенилгуанидин 0,15-0,17

Стеариновая кислота 0,31-0,33

Магнезия жженая 2,57-2,59

Белила цинковые 3,21-3,23

Углеродные короткомерные волокна 59,49-59,51

5. Электропроводная эластомерная композиция для заземляющих электродов на основе каучука, тиурама, пластификатора, технического углерода, отличающаяся тем, что она представляет собой продукт смешения на вальцах электропроводной эластомерной маточной композиции состава, мас.%:

Бутадиен-нитрильный каучук 23,05-23,07

Эбонитовая пыль на основе бутадиен-нитрильного каучука, вулканизованного серой 3,83-3,85

Противостаритель –

N-фенил-N¹-циклогексилфенилендиамин-1,4 0,37-0,39

Церезин 0,75-0,77

Дибутилфталат 8,85-8,87

Электротехнический графит 17,23-17,25

Высокодисперсный электропроводный

технический углерод 30,75-30,77

Тиурам 0,26-0,28

Магнезия жженая 0,18-0, 20

Белила цинковые 1,52 -1,54

Паста на основе нафтената кальция 2,57-2,59

и неэлектропроводной эластомерной композиции состава, мас.%:

Бутадиен-нитрильный каучук 36,4-36,6

Противостаритель –

N-фенил-N¹-циклогексилфенилендиамин-1,4 0,24-0,44

Дибутилфталат 8,8-9,0

Сера 0,35-0,55

Низкодисперсный неэлектропроводный

технический углерод 45,53-45,73

Тиурам 0,4-0,6

Стеариновая кислота 0,6-0,8

Белила цинковые 0,98-1,18

Паста на основе нафтената кальция 5,8-6,0

6. Заземляющий протяженный эластомерный электрод, содержащий магистральный металлический токопровод и рабочую оболочку, содержащую эластомерный материал, электрически контактирующий с ним, отличающийся тем, что токопровод выполнен из многожильного провода и размещен внутри рабочей оболочки коаксиально вдоль центральной оси электрода, причем рабочая оболочка состоит из слоев углеродного материала в виде углеродных нитей, свитых в ровинг, или ленты из углеродной ткани, нанесенных по всей длине токопровода и гибкой оболочки из электропроводной эластомерной композиции с удельным объемным сопротивлением 0,05-0,5 Омм по п.1, заполняющей промежутки между слоями из указанных углеродных материалов.

7. Заземляющий протяженный эластомерный электрод по п.6, отличающийся тем, что дополнительно содержит вторую гибкую оболочку из электропроводной эластомерной композиции с изменяющимся по радиусу и длине электрода удельным объемным сопротивлением 0,5-2500 Омм по пп.2 и 3, размещенную между токопроводом и первой гибкой оболочкой из эластомерной электропроводной композиции с удельным объемным сопротивлением 0,05-0,5 Омм.

8. Заземляющий протяженный эластомерный электрод по п.6, отличающийся тем, что дополнительно содержит вторую гибкую оболочку из электропроводной эластомерной композиции с изменяющимся по радиусу и длине электрода удельным объемным сопротивлением 0,5-2500 Омм по п.5, размещенную между токопроводом и первой оболочкой из эластомерной электропроводной композиции с удельным объемным сопротивлением 0,05-0,5 Омм.

9. Заземляющий протяженный эластомерный электрод по пп.7 и 8, отличающийся тем, что он дополнительно содержит третью гибкую оболочку из электропроводной эластомерной композиции по п.4.

10. Заземляющий протяженный эластомерный электрод по пп.6-9, отличающийся тем, что концы электрода содержат элементы изоляции, обеспечивающие исключение “концевого эффекта” при контакте тела электрода с электролитом, включающие поливинилхлоридный шланг, закрепленный на теле электрода с помощью хомутов, полиэтиленовую тупиковую защитную муфту и герметик, уплотнительные кольца из диэлектрической резины и термоусаживаемые трубки.

11. Глубинный анодный заземлитель, состоящий из электрода – анодного тела заземлителя, размещенного в скважине, и кабеля подключения к электроду, при этом пространство между электродом и стенками скважины заполнено коксовой мелочью (крошкой), отличающийся тем, что электрод представляет собой заземляющий эластомерный электрод по одному из пп.6-9, токопровод кабеля подключения является единым целым токопровода электрода, что обеспечивает отсутствие контактных узлов и электрических соединений в теле электрода, торцевые поверхности электрода содержат элементы изоляции, включающие узел изоляции из диэлектрической резины или герметика, полиэтиленовую защитную муфту, термоусаживаемую муфту и уплотнительные кольца из диэлектрической резины, а нижний конец электрода снабжен металлическим оголовком, изолированным от тела электрода вышеуказанным узлом изоляции, сам электрод размещен в вертикальной скважине коаксиально с помощью центрирующих колец, закрепленных на электроде с помощью хомутов.

РИСУНКИ