СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДЛИНЕННОГО ТРУБЧАТОГО ИЗДЕЛИЯ С СИСТЕМОЙ АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ, ОБЛАДАЮЩЕЙ САМОВОССТАНОВЛЕНИЕМ
METHOD FOR PRODUCING LONG PIPES WITH SELF-REPAIRING ANTICORROSION COATING

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу изготовления трубы, трубопровода или его части с системой покрытия, обладающей самовосстановлением, для защиты трубы, трубопровода или его части от коррозии и других опасных и деструктивных эффектов и действия сил, обусловленных окружающей средой, с приданием трубе, трубопроводу или его части длительного срока службы и рабочего состояния.
Предпосылки создания изобретения
В предшествующем уровне раскрыты многочисленные антикоррозионные системы покрытий, и многие из данных антикоррозионных систем покрытий внедрены в промышленность. Хотя различные системы могут иметь некоторые преимущества над другими, большинство из них обладают существенными недостатками. Обычные антикоррозионные системы включают системы покрытий, необязательно содержащие слои различных материалов, усаживающиеся рукава и ленты, необязательно снабженные адгезионными слоями, и комбинации данных систем.
3
5
6
5-
6
2
4
Патент США 5817413 и его частичное продолжение патент США 6033778, оба на имя Scapa Tapes North America, например, раскрывают ленту для трубопровода высокого сдвига, включающую материал подложки, имеющей на одной ее стороне адгезионный слой на основе каучука. Адгезионный слой на основе каучука включает резиновую смесь и смолу, увеличивающую липкость. Резиновая смесь содержит поперечносшитый галогенированный каучук, несшитый каучук и стирольный блок-сополимер или тройной сополимер, например, полимер Kraton. Несшитым каучуком предпочтительно является бутилкаучук, предпочтительно смесь свежего бутилкаучука и регенерата бутилкаучука (бутилкаучук представляет собой сополимер приблизительно 98 мас.% изобутена и 2 мас.% изопрена). Смола, повышающая липкость, использована для придания желательной клейкости резиновой смеси и может быть выбрана из весьма обширной группы материалов, например канифолей, модифицированных канифолей, сложных эфиров канифоли, полимеризованных нефтяных углеводородов, полимеризованных терпенов и различных смол. Примеры 1 и 2 раскрывают составы, включающие различные повысители липкости, например, Endex 155 (ароматическая углеводородная смола, доступная от Eastman Chemical Company, Indopol H-100 (сополимер изобутен/1-бутен, имеющий среднечисловую молекулярную массу приблизительно 910, формально доступный от British Petroleum Chemicals, но в настоящее время доступный от, например, Amoco Chemical Company и Innovene), Escorez 1102 (алифатическая углеводородная смола, имеющая среднюю молекулярную массу приблизительно 1300, доступная от ExxonMobile), и Piccopale 100 (политерпеновая смола). Escorez 1102 получают полимеризацией нефтяных фракций, имеющих точки кипения от приблизительно 15°С до приблизительно 410°С при атмосферном давлении, которые получены в результате термического крекинга нефтяного сырья. Фракции могут быть полимеризованы термически или в присутствии катализатора, например катализатора Фриделя-Крафтса, такого как AlCl. Обычно нефтяное сырье, например легкая нафта, тяжелая нафта, керосин, газойль, вакуумный газойль и включающий С-олефины и диолефины, С-олефины и диолефины или смесь С и С-олефинов и диолефинов, крекируют в присутствии пара. Продукты данного процесса крекинга обычно имеют точку кипения от -15°С до 280°С и могут включать приблизительно от 30 до 60% олефинов, от 10 до 30% диолефинов, от 20 до 50% ароматических соединений и от 5 до 20% парафинов и нафталинов. Предпочтительно продукт подвергают фракционированию с удалением С-Слегких концов, тепловой выдержке и перегонке с удалением таких углеводородов, как циклические диолефины, включая циклопентадиен и метилциклопентадиен, в качестве димеров (см. патент США 4690958). Следовательно, Escorez 1102 и 1315 (см. ниже) не являются полимерами на основе изобутена. Лента высокого сдвига согласно патенту США 5817413 и патенту США 6033776 пригодна как система для обертывания трубы, при условии, что труба покрыта грунтовкой. Пример 3 раскрывает использование Escorez 1315, углеводородной смолы, имеющей среднечисловую молекулярную массу приблизительно 950. Однако данная лента высокого сдвига для трубопровода имеет ряд недостатков. Во-первых, требуется, чтобы чистую металлическую трубу сначала покрыли жидкой грунтовкой, предпочтительно содержащей каучук и повышающую липкость смолу. Во-вторых, клеевой слой на основе каучука ленты включает значительное количество поперечносшитого материала, который, как известно, отрицателен для самовосстановления клеевого слоя на основе каучука.
Заявка WO 00/522381 Raychem Ltd. раскрывает дополнительный усаживающийся рукав для уплотнения сварного соединения изолированных труб, где между концевыми частями рукава и кромок изоляции нанесен герметик или клей. Клей может представлять собой состав клея горячего расплава на основе полиамида. Герметик предпочтительно представляет собой смесь атактического полипропилена и полиизобутена, необязательно с повысителем липкости, хотя, как указано, также приемлемы другие продукты (см. страницу 5, строки 15-17). Природа атактического полипропилена и полиизобутена и их соотношение не раскрыты.
Патент СА А 2308802 на имя Shaw Industries, Ltd. раскрывает термоусаживающийся полиолефиновый сжимающий рукав, который может быть нанесен на непокрытые сварные соединения трубопроводов с полипропиленовым покрытием. Полипропиленовые покрытия, которые обычно состоят из комбинации эпоксидного/клеевого/полипропиленового слоев, используются для высокотемпературных трубопроводов. Для нанесения данного термоусаживающегося полиолефинового сжимающего рукава на сварные соединения труб с полипропиленовым покрытием необходим клей для соединения концевых кромок сжимающего рукава с концевыми кромками пропиленовых покрытий для обеспечения соответствующей герметизации. Однако обычные клеи высокой прочности, используемые для данной цели, обладают тем недостатком, что они обычно хорошо крепятся к полиолефиновому сжимающему рукаву, но не к пропиленовому покрытию. С другой стороны, другие клеи, которые хорошо крепятся к полиолефиновому сжимающему рукаву, а также к полипропиленовому покрытию, т.е. композиции герметиков с низкой прочностью, обладают тем недостатком, что они обладают недостаточным сопротивлением сдвигу, в частности, при повышенных температурах. Поэтому СА А 2308802 предлагает использовать двухкомпонентную систему для нанесения термоусаживающегося полиолефинового сжимающего рукава на трубопроводы с полипропиленовым покрытием. Данная двухкомпонентная система включает функциональное покрытие (обозначенное ссылкой под номером 21) и связующий агент (обозначенный ссылками под номерами 22 и 23). Функциональное покрытие очень хорошо соединяется с голой поверхностью соединения стального трубопровода, но не прилипает к полипропиленовому покрытию. С другой стороны, связующий агент, который нанесен между кромками функционального покрытия и пропиленового покрытия, как можно видеть, например, на фигуре 2, хорошо крепится к обоим покрытиям и обеспечивает, хотя и слабую, водостойкую связь между сжимающим рукавом и полипропиленовым покрытием. Функциональное покрытие может представлять собой композицию герметика, клей горячего расплава или их гибрид, тогда как связующий агент предпочтительно представляет собой композицию герметика. Композиция герметика может включать аморфный материал или синтетические полимеры или их смеси. Примеры типичных композиций герметиков, которые предложены в СА А 2308802, представляют собой смеси по существу аморфных материалов, например бутилкаучука, натурального каучука и латекса бутадиен-стирольного каучука, и повышающих клейкость смол, например синтетических углеводородных повышающих клейкость смол, повышающих клейкость смол на основе сложных эфиров канифоли, и инертных наполнителей, таких как карбонат кальция, тальк и технический углерод. Данные композиции герметиков могут дополнительно включать другие аморфные материалы или синтетические полимеры, например асфальт, полибутен и аморфные полиолефины, например аморфный полипропилен, сополимеры стирол-изопрен и жидкие бутилкаучуки. Очевидно, что защитная система, предложенная в СА А 2308802, является чрезвычайно сложной и требует многих материалов различных типов. Кроме того, недостатком сжимающихся рукавов в целом является то, что они не обладают самовосстановлением.
Патент США 6355318 (Shawcor Ltd.) также раскрывает систему на основе усаживающегося рукава для защиты сварных соединений предварительно изолированных труб. В полевых условиях предварительно изолированные трубы соединяют сваркой ответвление магистрального трубопровода, которое проходит над изолирующим материалом, после чего сварное соединение изолируют, помещая его в усаживающийся рукав. Важным требованием к данному усаживающемуся рукаву, как уже рассмотрено выше, является то, что он обеспечивает водонепроницаемое соединение и механическую защиту изоляции и поэтому должен очень хорошо крепиться как к изоляции, так и к трубе. На данном конце клеевая композиция наносится между кромками изолирующего материала и усаживающегося рукава. Природа клеевой композиции не относится к делу, поскольку она может быть выбрана из широкого ряда материалов, например герметиков, мастики или клея горячего расплав. Очевидно, что данная система имеет те же недостатки, что и система, предложенная в СА А 2308802.
Патент США 6589346 (Bredero-Shaw Company) рассматривает техническую проблему, встречающуюся при защите от коррозии стальных труб и трубопроводов для подземной установки. Обычный способ включает пескоструйную обработку поверхности стальной трубы, покрытие данной поверхности эпоксидным материалом и нанесение на него полиолефиновой оболочки из такого материала, как HDPE или PP. В частности, для труб небольшого диаметра трудно обеспечить нанесение равномерного покрытия эпоксидным составом. Во-вторых, использование ленты в качестве материала оболочки, где лента спирально наматывается вокруг труб, обеспечивает слабые соединения в области перехлеста и плохое покрытие радиальных или продольных сварных соединений. Кроме того, спирально намотанный материал оболочки дает плохую низкотемпературную адгезию эпоксидного покрытия к трубе.
Патент США 6465547, патент США 6569915 и патент США 6794453, все на имя Shawcor Ltd., раскрывают композиции для покрытия или изоляции на основе поперечносшитого полипропилена. В патенте США 6465547 ясно указано в столбце 1, строки 50-54, что полимеры, в которых превалирующие звенья полимерной цепи состоят из пропилена или более высокого олефина, такого как бутен, имеют тенденцию к деполимеризации под действием свободных радикалов и как следствие этого к сшиванию. Данные патенты обычно относятся к поперечносшитым материалам и термоусаживающимся изделиям, сделанным из них.
Другая система усаживающегося рукава предложена в патентной заявке США 2204/0028862 на имя Barwell et al. В частности, данная патентная заявка относится к соединению и герметизации краев нахлеста термоусаживающихся полимерных рукавов для намотки. Данные рукава включают наружный слой из термоусаживающегося полиолефинового материала и внутренний слой из клея, который крепит рукав к субстрату. Рукав наматывают вокруг сварного соединения трубопровода, затем нагревают с индуцированием усадки рукава. Перед стадией тепловой усадки края нахлеста рукава покрывают накладкой для предупреждения проскальзывания краев нахлеста в процессе тепловой усадки и последующей ползучести соединения внахлестку. Изобретение, раскрытое в патентной заявке США 2004/0028862, представляет собой накладку, включающую стабильный по размерам, теплостойкий волокнистый защитный слой и слой клея, чувствительного к надавливанию, с высоким сопротивлением сдвигу, которая включает слой, выбранный из группы, включающей изобутеновые полимеры, такие как полиизобутен, полибутен и бутилкаучук (бутилкаучук представляет собой эластичный полимер на основе приблизительно 98% изобутена и 2% изопрена и может быть легко вулканизован, что хорошо известно в данной области). Ясно указано на то, что предпочтительно, чтобы данные материалы были, по меньшей мере, частично сшиты для увеличения сопротивления сдвигу. Другими предпочтительными клеевыми материалами являются силиконы. Кроме того, природа или свойства полиизобутена не раскрыты.
Патентная заявка США 2004/0191514 на имя Mullen раскрывает усовершенствованное покрытие для труб, в частности, для морских подводных трубопроводов для транспортировки сырой нефти. Обычно данные покрытия состоят из защитного покрытия на основе эпоксидного материала, которое наносится на стальную трубу, которую затем покрывают слоем гидротехнического бетона для морских сооружений. Усовершенствованное покрытие включает слой полипропилена или полиэтиленового сополимера, смешанного с полипропиленом или полиэтиленовым плавленным материалом, который наносится между защитным эпоксидным покрытием и слоем гидротехнического бетона для морских сооружений для увеличения сопротивления сдвигу системы покрытия.
Коммерческие способы производства предварительно покрытых стальных труб являются очень сложными и опасными для окружающей среды. Во-первых, поверхность стальных труб должна быть тщательно очищена дробеструйной обработкой и обработкой кислотами, такими как фосфорная кислота, и хроматом. Затем стальную трубу нагревают для конкретного материала. После этого наносят грунтовку, обычно представляющую собой эпоксидное покрытие. Могут быть нанесены дополнительные слои для улучшения защиты, например, полиолефиновые покрытия или слои, имеющие, по меньшей мере, одну поверхность, покрытую клеевой композицией.
Другие антикоррозионные защитные системы основаны на композициях, включающих невулканизованные материалы. Например, патент США 5898044 и патентная заявка США 2006175578 на имя Frans Nooren Afdichtingssystemen B.V., раскрывают композицию, включающую неполярный, неусаживающийся жидкий полимер, имеющий температуру стеклования ниже чем -60°С, где полимер имеет поверхностное натяжение меньше чем 40 мН/м при температуре выше температуры стеклования и один или несколько наполнителей.
Системам антикоррозионных защитных покрытий, раскрытым в предшествующем уровне, особенно препятствует тот факт, что используются или должны быть использованы многие материалы, которые не обладают хорошей совместимостью. Часто должны быть использованы клеевые системы, которые очень хорошо крепятся к некоторым материалам, но не крепятся к другим, следствием чего является необходимость применения различных клеевых систем в пределах одной системы антикоррозионного защитного покрытия. Поэтому в данной области существует потребность в клеевой композиции, которая бы могла быть широко использована и имела отличную совместимость с обычными материалами, используемыми в системах антикоррозионных защитных покрытий, и материалами, используемыми при строительстве труб, трубопроводов и т.п, например, сталью, металлом и бетоном.
Краткое изложение сущности изобретения
Настоящее изобретение относится к клеевой композиции на основе одного или нескольких конкретных полиизобутенов. Данная клеевая композиция обладает отличной совместимостью с материалами, используемыми в антикоррозионной защите, например, усаживающимися рукавами и усаживающимися прокладками, изготовленными из полиолефинов и полимерных композиций, включающих невулканизованные полимеры и наполнители. Настоящее изобретение относится к способу изготовления удлиненного трубчатого изделия или одной, или нескольких секций удлиненного трубчатого изделия с антикоррозионной защитной системой, где (а) слой клеевой композиции наносят на поверхность удлиненного трубчатого изделия или одной или нескольких секций удлиненного трубчатого изделия, и (b) антикоррозионный защитный слой наносят на слой клеевой композиции, клеевая композиция включает смесь на основе полиолефина, где смесь на основе полиолефина включает от 30% до 100% по массе полиизобутена и от 0% до 70% по массе олефинового полимера, в расчете на общую массу смеси на основе полиолефина, где названный полиизобутен характеризуется
(А) температурой стеклования ниже чем -40°С; и
n
(В) среднечисловой молекулярной массой M от 1300 до 1000000.
Подробное описание изобретения
В настоящем описании и формуле изобретения глагол «включать» и его спряжения использованы в не ограничивающем смысле и означают, что предметы, следующие за словом, включены, но предметы, специально не упомянутые, не исключены. Кроме того, ссылка на элемент с неопределенным артиклем «а» или «an», не исключает возможности того, что содержится более чем один элемент, если контекст четко не требует одного и только одного элемента. Неопределенный артикль «а» или «an», таким образом, обычно означает «по меньшей мере, один».
Полиизобутен
Клеевая композиция включает один полиизобутен или смесь различных полиизобутенов. Температура стеклования или температуры стеклования полиизобутенов составляют предпочтительно ниже чем -50°С и более предпочтительно меньше чем -60°С. Температуру стеклования или температуры стеклования можно определить методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), что хорошо известно специалистам в данной области.
n
w
n
Среднечисловая молекулярная масса M предпочтительно находится в интервале значений от 5000 до 1000000, более предпочтительно в интервале от 10000 до 1000000 и, в частности, в интервале от 10000 до 900000. Молекулярно-массовое распределение M/M полиизобутенов предпочтительно составляет величину от 1 до 10, более предпочтительно от 1 до 5, еще более предпочтительно от 1 до 4 и наиболее предпочтительно от 1,5 до 3,5.
n
o
Среднечисловая молекулярная масса M полиизобутенов определяется методом ГПХ для более низких молекулярных масс, например, приблизительно до 100000. Для более высоких среднечисловых молекулярных масс используют измерения вязкости (индекса Штаудингера (Staudinger) J, ранее известного как характеристическая вязкость), где индекс Штаудингера рассчитывают по времени протекания при 20°С через капилляр 1 вискозиметра Убеллоде (Ubbelohde) по следующей формуле
o
sp
sp
3
J=η/c(1+0,31×η)[см/г]
sp
0
η=(t/t-1)
o
n
3
где t обозначает время течения раствора, с поправкой Гагенбаха-Кютта (Hagenbach-Couette), t обозначает время течения растворителя (например, изооктана), с поправкой Гагенбаха-Кютта, и с обозначает концентрацию раствора в г/см. Среднечисловую молекулярную массу Mрассчитывают затем следующим образом:
o
3
3
Полиизобутены, предназначенные для использования в клеевой композиции согласно настоящему изобретению, предпочтительно имеют индекс Штаудингера J от 10 до 1500 см/г, предпочтительно от 20 до 1000 см/г, определенный при 20°С.
3
Полиизобутены далее предпочтительно имеют поверхностное натяжение меньше чем 40 мН/м при 20°С. Плотность полиизобутенов предпочтительно составляет от 0,90 до 0,95 г/см.
Полиизобутены могут быть получены различными путями. Полимеризация может быть проведена в виде одностадийного процесса или многостадийного процесса. Предпочтительно, чтобы полимеризация была проведена в жидкой фазе с использованием кислоты Льюиса в качестве катализатора, предпочтительно комплексного катализатора на основе трифторида бора, необязательно в присутствии сокатализатора. Данные процессы хорошо известны в данной области.
Предпочтительные полиизобутены находятся в ряду материалов марки Oppanol, в частности, Oppanol B типа.
Олефиновый полимер
2
12
2
12
2
12
2
12
2
12
4
6
Согласно настоящему изобретению олефиновый полимер предпочтительно выбран из группы, включающей (а) полимер, содержащий от 50,0% до 99,9% по массе изобутена и от 0,1% до 50,0% необязательно замещенного, линейного или разветвленного С-Салкена или необязательно замещенного, линейного или разветвленного С-Салкадиена, в расчете на общую массу полимера, (b) полимер, включающий от 50,0% до 99,9% по массе пропена и от 0,1% до 50,0% необязательно замещенного, линейного или разветвленного С-Салкена, в расчете на общую массу полимера, (с) полимер, содержащий от 0,1% до 50,0% по массе этена и от 50,0% до 99,9% необязательно замещенного, линейного или разветвленного С-Салкена, в расчете на общую массу полимера, (d) полимер, содержащий от 0,1% до 50,0% по массе 2-метил-1-пентена и от 50,0% до 99,9% необязательно замещенного, линейного или разветвленного С-Салкена, в расчете на общую массу полимера, и их смеси. Предпочтительно олефиновый полимер является несшитым. Примеры олефиновых полимеров согласно классу (а) включают полибутены, полученные из бутенового сырья (данное сырье включает 1-бутен и изобутен или 1-бутен и небольшие количества этена, пропена или других С-С α-олефинов), бутилкаучуки (сополимеры приблизительно 98% изобутена и 2 мас.% изопрена), галогенированные бутилкаучуки, сополимеры изобутена и бутадиена и т.п. Примеры олефиновых полимеров согласно классу (b) включают атактические полипропены, сополимеры этен/пропен, особенно те, которые имеют высокое содержание пропена, и сополимеры этен/пропен/диен. Примеры олефиновых полимеров согласно классу (с) включают сополимеры этена, содержащие в качестве сомономера, например, пропен, 1-гексен, 1-октен и 1-децен. Пример олефинового полимера класса (d) включает поли(2-метил-1-пентен).
Наиболее предпочтительно олефиновый полимер выбран из группы, включающей полибутен, бутилкаучук, атактический полипропилен, поли(2-метил-1-пентен) и их смеси.
3
Полибутен предпочтительно имеет индекс расплава 0,2-300 г/мин (ИСО 1133; 190°С, 2,16 кг), плотность 0,90-0,95 г/см (ИСО 1183) и точку плавления 80°-130°С согласно измерениям методом ДСК.
Бутилкаучук предпочтительно имеет вязкость по Муни ML 1+8 (ASTM D 1646; 125°С) от 25 до 75 и степень ненасыщенности от 1,0 до 3,0 моль. %.
3
Поли(2-метил-1-пентен) предпочтительно имеет индекс расплава 1-250 г/мин (ASTM D 1236, 260°C, 5 кг), точку размягчения 160°С-200°С (Vicat, ASTM D 1525) и плотность 0,82-0,85 г/см при 25°С.
2
10
Атактический полипропилен имеет предпочтительно среднечисловую молекулярную массу 1000-3000 и среднемассовую молекулярную массу 100000-200000. В атактическом полипропилене количество С-С α-олефина составляет приблизительно до 20 процентов по массе и предпочтительно составляет приблизительно от 2 до приблизительно 10 процентов по массе.
Согласно изобретению, предпочтительно, чтобы олефиновый полимер имел температуру стеклования меньше чем -20°, более предпочтительно меньше чем -40°С и наиболее предпочтительно меньше чем -60°С. Кроме того, предпочтительно, чтобы олефиновый полимер имел поверхностное натяжение меньше чем 40 мН/м при 20°С.
Клеевая композиция
Клеевая композиция предпочтительно включает от 50% до 100% по массе полиизобутена и от 0% до 50% по массе олефинового полимера, в расчете на общую массу полиолефиновой смеси. Более предпочтительно клеевая композиция включает от 75% до 100% по массе полиизобутена и от 0% до 25% по массе олефинового полимера, в расчете на общую массу полиолефиновой смеси. Даже более предпочтительно клеевая композиция предпочтительно включает от 90% до 100% по массе полиизобутена и от 0% до 10% олефинового полимера, в расчете на общую массу полиолефиновой смеси. Наиболее предпочтительно клеевая композиция включает 100% по массе полиизобутена и никакого олефинового полимера.
Согласно изобретению, слой клеевой композиции согласно настоящему изобретению нанесен на поверхность удлиненного трубчатого изделия или на одну или несколько секций удлиненного трубчатого изделия толщиной от 0,01 мм до 50 мм, предпочтительно от 0,1 мм до 25 мм.
Области использования
Трубы с предварительным покрытием
Важное преимущество клеевой композиции согласно настоящему изобретению заключается в том, что поверхность удлиненных трубчатых изделий не требует никакой предварительной обработки, например пескоструйной обработки или обработки опасными и вредными для окружающей среды химикатами, такими как фосфорная кислота и хромат. Однако некоторые виды предварительной обработки могут усилить адгезионные свойства клеевой композиции. Например, удлиненное трубчатое изделие может включать основной слой предварительного покрытия, например предварительного покрытия на основе эпоксидной смолы. В другом варианте осуществления настоящего изобретения удлиненное трубчатое изделие может иметь в качестве базового слоя полиолефиновый слой. Соответственно, одной областью использования клеевой композиции является использование ее в процессе производства предварительно покрытых труб, где трубы снабжены предварительным покрытием, предпочтительно полиолефиновым покрытием, предпочтительно полиэтиленовым или полипропиленовым покрытием.
Антикоррозионная защита
Использование клеевой композиции, в частности, находится в области антикоррозионной защиты. Соответственно, согласно изобретению удлиненным трубчатым изделием является поэтому труба или трубопровод или его часть, в частности, соединения. Кроме того, предпочтительно, чтобы труба или трубопровод был изготовлен по существу из стали или бетона, наиболее предпочтительно из стали.
Клеевая композиция согласно настоящему изобретению совместима с материалами, обычно используемыми в системах антикоррозионной защиты, и крепится к ним чрезвычайно хорошо. Даже композиции, как те, что предложены в патенте США 5898044 и патентной заявке США 2006175578 на имя Fran Nooren Afdichtingssystemen B.V., оказывается, имеют улучшенную адгезию к объекту защиты. Следовательно, другой областью использования клеевой композиции согласно настоящему изобретению является ее использование в способе защиты профилированных изделий, предпочтительно нефте- или газопроводов или труб, от коррозии, где на первой стадии на поверхность профилированного изделия наносят первый слой клеевой композиции согласно настоящему изобретению и где на второй стадии на слой клеевой композиции согласно настоящему изобретению наносят второй слой антикоррозионной защитной композиции, где композиция включает
(а) полиизобутен, имеющий температуру стеклования меньше чем -20°С и поверхностное натяжение меньше чем 40 мМ/м при температуре выше температуры стеклования названного полиизобутена,
(b) материал наполнителя и
(с) антиоксидант, где названный антиоксидант выбран из группы, включающей первичный и вторичный антиоксидант.
3
3
В настоящем варианте осуществления изобретения предпочтительно, чтобы материал наполнителя включал такой неорганический материал, как неорганические минералы, соли и оксиды, например, мел, сульфат бора, оксид алюминия, диоксид кремния, известняк, дробленный кварц, стекло, тальк, сланец, бентонит и т.п. Также предпочтительно, чтобы материал наполнителя имел плотность от приблизительно 2,0 до приблизительно 4,0 кг/дм, предпочтительно от приблизительно 1,5 до приблизительно 3,5 кг/дм при 20°С согласно DIN ISO 787/10. Еще более предпочтительно, чтобы материал наполнителя состоял по существу из неорганического материала, предпочтительно, по меньшей мере, 75 мас.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 90 мас.% и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 95 мас.%, в расчете на общую массу материала наполнителя. Также предпочтительно, чтобы материал наполнителя имел очень низкую растворимость в воде, предпочтительно меньше чем 0,1 г/л (20°С, согласно DIN ISO 787/8), более предпочтительно меньше чем 0,05 г/л. Согласно конкретному варианту осуществления настоящего изобретения материал наполнителя состоит по существу из карбоната кальция, и очень подходящим коммерчески доступным материалом является Omyalite 95T (Omya GmbH, Koln, Germany). Композиция, использованная для второго слоя, предпочтительно содержит от приблизительно 40 мас.% до приблизительно 80 мас.% материала наполнителя, предпочтительно от приблизительно 50 мас.% до приблизительно 70 мас.%, в расчете на общую массу антикоррозионной защитной системы.
Кроме того, согласно данному варианту осуществления изобретения также предпочтительно, чтобы первичный антиоксидант был выбран из группы, включающей стерически затрудненные фенольные соединения. Более предпочтительно антиоксидантом является композиция антиоксидантов, включающая, по меньшей мере, два антиоксиданта, где предпочтительно, чтобы композиция антиоксидантов включала первичный антиоксидант и вторичный антиоксидант. Кроме того, стерически затрудненное фенольное соединение предпочтительно включает, по меньшей мере, две стерически затрудненные фенольные группы. Кроме того, вторичный антиоксидант выбран из группы, включающей фосфиты и сложные тиоэфиры. Композиция антиоксидантов дополнительно включает лактон. Данные антиоксиданты широко раскрыты в WO 2005/005528, которая включена в данное описание в качестве ссылки.
Предпочтительно второй слой антикоррозионной защитной композиции включает, по меньшей мере, один полиизобутен, наполнитель и антиоксидант обеспечиваются третьим слоем, указанный третий слой представляет собой пленку, включающую олефиновый полимер или сополимер. В альтернативном случае первый слой может быть снабжен верхним слоем, образованным лентой для обертывания, указанная лента для обертывания включает первый слой, включающий пленку, содержащую олефиновый полимер или сополимер, и второй слой, содержащий композицию, включающую, по меньшей мере, один полиизобутен, наполнитель и антиоксидант и имеющую общую толщину от приблизительно 1,0 до приблизительно 3,0 см, более предпочтительно от приблизительно 1,2 до приблизительно 2,8 см. Однако в объем притязаний настоящего изобретения также входит второй слой из композиции, содержащей, по меньшей мере, один полиизобутен; наполнитель и антиоксидант введены в усаживающийся рукав или рукав для обертывания или лист, что хорошо известно в данной области.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, удлиненное трубчатое изделие или его части, например труба или трубопроводы или его секции, которые соединены друг с другом соединяющими средствами или конструкциями, такими как стыки и фланцы, где данные соединяющие средства или конструкции и удлиненные трубчатые изделия не имеют постепенного перехода, для создания постепенного перехода предпочтительно используют незатвердевающую композицию, состоящую по существу из полиизобутена и материала наполнителя, описанную выше. Преимущество нанесения данной незатвердевающей композиции состоит в том, что комбинация антикоррозионной защитной композиции, рассмотренной выше, и третьего слоя, например, пленки или ленты для обертывания, может быть более легко обернута вокруг перехода удлиненного трубчатого изделия и соединяющих средств или конструкций. Данная незатвердевающая композиция содержит по существу приблизительно 90-99% по массе полиизобутена и 1-10% по массе материала наполнителя. Данная незатвердевающая композиция может быть нанесена ниже первого слоя клеевой композиции, между названным первым слоем клеевой композиции и вторым слоем антикоррозионной защитной композиции или между названным вторым слоем антикоррозионной защитной композиции и третьим слоем антикоррозионной защитной композиции, раскрытой ниже.
Антикоррозионный защитный слой
2
12
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения антикоррозионный защитный слой, который нанесен на поверхность клеевой композиции, включает полиолефиновый материал, предпочтительно гомополимер или сополимер необязательно замещенного, линейного или разветвленного С-Салкена. Кроме того, предпочтительно, чтобы антикоррозионный защитный слой согласно настоящему изобретению был термоусаживающимся. Более предпочтительно данный антикоррозионный защитный слой включает усаживающийся рукав или рукав для обертывания или лист, как рассмотрено выше.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения антикоррозионный защитный слой включает композицию, раскрытую выше, которая включает полиизобутен, имеющий температуру стеклования меньше чем -20°С и поверхностное натяжение меньше чем 40 мМ/м при температуре, превышающей температуру стеклования названного полиизобутена, материал наполнителя и антиоксидант, причем названный антиоксидант выбран из группы, включающей первичный и вторичный антиоксидант.
Соответственно, клеевая композиция согласно настоящему изобретению особенно пригодна для использования в следующих методах обеспечения антикоррозионной защиты.
Клеевая лента высокого сдвига, включающая материал подложки, может иметь на своей поверхности слой клеевой композиции согласно настоящему изобретению, где материал подложки включает ударопрочный полимерный материал, который предпочтительно изготовлен из полиолефина. Клеевая лента высокого сдвига может быть намотана вокруг удлиненного трубчатого изделия или части его, например, в области сварного шва. Материал подложки клеевой ленты высокого сдвига предпочтительно включает ударопрочный полимерный материал. Клеевая лента высокого сдвига предпочтительно имеет общую толщину 5-30 мил.
Другая область использования касается труб или трубопроводов, снабженных пропиленовым покрытием. Например, слой клеевой композиции согласно настоящему изобретению может быть нанесен на (часть) пропиленовое покрытие для крепления со вторым покрытием, особенно когда на данные пропиленовые покрытия необходимо установить термоусаживающиеся рукава, как раскрыто, например, в СА А 2308802.
Аналогичным образом клеевая композиция согласно настоящему изобретению может быть использована в способе формования композиционного рукава, имеющего термоусаживаемые концевые секции, где внутренний покрывающий элемент расположен на сердечнике, а рукав расположен вокруг внутреннего элемента и сердечника, причем рукав проходит над обоими концами внутреннего элемента. Рукав изготавливают из термоусаживаемого листа, имеющего концевые секции, которые должны быть скреплены вместе в зоне нахлеста. Затем рукав подвергают тепловой усадке, так что рукав крепится к внутреннему элементу с образованием композиционного рукава. Кроме того, когда рукав используют для соединения двух предварительно изолированных трубчатых секций, клеевая композиция согласно настоящему изобретению может быть нанесена на кромки изоляции и/или на края рукава с обеспечением не только хорошего крепления между данными двумя элементами конструкции, но также обеспечивает водонепроницаемое уплотнение.
Кроме того, клеевая композиция согласно настоящему изобретению может быть использована для проведения герметизации, включающей термоусаживаемый материал подложки, где на поверхность защитного слоя наносят слой клеевой композиции, на термоусаживаемую намотку вокруг рукава. Герметизацию осуществляют на участках нахлеста обмотки вокруг рукава перед тепловой усадкой для предотвращения проскальзывания участков внахлест в процессе тепловой усадки и для предотвращения последующей ползучести соединения внахлест.
Клеевая композиция согласно настоящему изобретению также может быть использована для усовершенствования крепления между слоями на основе эпоксидных материалов, которыми снабжены трубы и трубопроводы, и наружными покрытиями, например, гидротехнического бетона для морских сооружений.
Клеевая композиция, содержащая материал наполнителя
Клеевая композиция согласно настоящему изобретению также может содержать материал наполнителя, который предпочтительно представляет собой активный усиливающий наполнитель, предпочтительно дымящий диоксид кремния, например, AEROSIL, доступный от Degussa. Согласно настоящему варианту осуществления изобретения клеевая композиция включает от приблизительно 1 до приблизительно 10 процентов по массе материала наполнителя, в расчете на общую массу клеевой композиции. Преимущество использования дымящего диоксида кремния заключается в том, что клеевая композиция сохраняет свою полупрозрачность, обеспечивая тем самым визуальное обследование поверхности удлиненного трубчатого изделия после нанесения клеевой композиции.