ТЕРМОЛЕНТА
THERMAL TAPE

Область техники
Изобретение относится к области получения средств изоляции различных поверхностей, в том числе металлических, полимерных и т.п., в частности термоусаживающейся адгезионной ленты, и может быть использовано, например, для защиты магистральных трубопроводов и электрических кабелей от механических повреждений, от почвенной и атмосферной коррозии, для ремонта стальных и других трубопроводов, а также для защиты различных деталей и материалов от внешних воздействий.
Уровень техники
Из источника информации RU 2278131 С1, 20.06.2006 известна термоусаживающаяся многослойная адгезионная лента, кторая состоит из радиационно модернизированной полимерной основы из полиолефина и адгезионного слоя, содержащего сополимер этилена и винилацетата (сэвилен), слюду молотую, низкомолекулярный полиизобутилен и ацетонанил-Р. Получаемая термоусаживающаяся многослойная адгезионная лента обеспечивает повышение адгезии к стали, полиэтилену и облученному полиэтилену.
Из источника информации RU 47072 U1, 10.08.2005 известна защитная лента. Лента изготовлена из полипропилена с добавкой сэвилена в пределах 1-11 мас.%, толщина ленты составляет 36-160 мкм. Лента может быть снабжена ламинирующим покрытием. Ламинирующее покрытие может содержать сэвилен. Ламинирующее покрытие может содержать полиэтилен. Благодаря достижению высокой прочности ленты из пропилена с сэвиленом она одновременно является армирующей и паро- и гидроизолирующей, а дополнительное ламинирующее покрытие повышает толщину ленты и предохраняет ее от воздействия внешних факторов.
Из источника информации RU 2292513 С1, 27.01.2007 известны защитные покрытия для изоляции наружной поверхности стальных труб в целях защиты от коррозии при строительстве и капитальном ремонте транспортирующих газ или жидкость магистральных, промысловых и технологических нефтегазопродуктопроводов диаметром 114-1420 мм и более. На поверхность трубы последовательно наносят двухслойный жидкий праймер на основе антикоррозионной эпоксиуретановой полимерной композиции, например, типа "АП", "мягкий" адгезив на основе нефтеполимера типа «АСМОЛ" и наружный защитный слой на основе экструдированного термосветостабилизированного полиэтилена или полипропилена. Покрытие наносится при температуре, щадящей исходные материалы, чем обеспечивается возможность применения полиэтилена отечественного производства. Используется основное оборудование, применяемое для изготовления трехслойного покрытия. Конструкция обеспечивает нормативную прочность и жесткость покрытия заводского нанесения усиленного типа.
Из источника информации US 2005043468 А1, 24.02.2005 известны клеевые композиции для кровельных водонепроницаемых мембран. Композиция может содержать каучуковый полимер, смолу Hikotack, этилен/виниловые сополимеры и гидрофобный наполнитель, например диоксид кремния. Композиция наносится в виде смеси (клея) в разогретом виде, что сопровождается неудобствами.
Недостатками описанных решений является сложность конструкции термолент (большинство описанных термолент являются многослойными), сложность в изготовлении, многокомпонентность составов, недостаточные физико-механические показатели, такие как прочность, адгезия.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению (прототипом) является патент RU 2325584 С1, 27.05.2008, из которого известен изоляционный антикоррозионный материал, содержащий слой битумно-полимерной мастики, в который погружена армирующая стеклянная сетка, и антиадгезивный слой, при этом армирующая стеклянная сетка выполнена из стеклянных нитей диаметром от 0,2 до 0,25 мм методом перешивочного переплетения с размером ячеек 2,5×2,5 мм и расположена на расстоянии, равном 20-40% от толщины слоя битумно-полимерной мастики, от антиадгезивного слоя. В состав битумно-полимерной мастики входят нефтеполимерная смола и термоэластопласт.
Недостатком указанного решения является сложность в изготовлении, многокомпонентность составов, недостаточные физико-механические показатели, такие как адгезия.
Раскрытие изобретения
Задачей, на которую направлено настоящее изобретения, является получения термоленты, обладающей высокими физико-механическими свойствами, простой в изготовлении и использовании.
Поставленная задача решается посредством термоленты, состоящей из композиции, содержащей нефтеполимерную смолу марки Hikotak-P90S, термопласт Сэвилен 11808-340 и наполнитель - мел гидрофобный МК-90Т при следующем соотношении компонентов, в г/кг изделия:
смола Hikotak-P90S - 170-270
термопласт Сэвилен 11808-340(EVA) - 580-720
мел гидрофобный МК-90Т - 70-200,
при этом указанная композиция армирована сеткой серпянкой толщиной 0,5-1,0 мм.
Предложенная термолента не теряет своих адгезионных качеств, даже после погружения в воду на длительный срок, не говоря о хранении во влажном помещении. Обладает повышенной по сравнению с прототипом влагостойкостью, переходит в рабочее состояние при более низких температурах, обладает отличным качеством адгезии как к стали, так и к полиэтилену.
Методика изготовления термоленты состоит в следующем.
Сначала тщательно смешивают компоненты в указанных соотношениях, затем засыпают в бункер экструдера, откуда происходит подача смеси в шнековую пару, которая нагревается электрическими тэнами, перемешивая разогретую массу поступательным движением вперед, выдавливает ее через щель, размер которой определяет толщину готового продукта, параллельно этой операции выполняется еще и подача сетки на массу для сдерживания формы при прохождении следующих этапов изготовления.
Следующий этап - это охлаждение. Охлаждение осуществляется тогда, когда горячая смесь попадает на металлические валы с водяным охлаждением. Валы формируют толщину материала, способствуют застыванию установленной ширины и толщины продукта.
Далее осуществляют резку и намотку продукта. Ширина термоленты зависит от параметров установки ножей, предусмотренных после вышеперечисленных операций. Порезанная по установленной ширине термолента крепится на ролики автоматической намотки материала в рулоны по 50 м.
При изготовлении термоленты использовали следующие вещества:
Смола Hikotak-P90S, производимая компанией KOLON CHEMICAL, представляет собой нефтеполимерную смолу.
Физические и химические свойства смолы:
Форма: твердые желтые гранулы
Запах: нефтяной
Точка вспышки: >240°С
Температура размягчения: 90-100°С
Удельный вес: 1,05-1,10
Растворимость в воде: нерастворимо
Растворимость в органических растворителях: растворимо.
Смола указанной марки является основным ингредиентом. Используется смола именно этой марки. Смола придает термоклею сцепление с металлом, полимерами, например полиэтиленом. Улучшает адгезионные свойства (свойства прилипания к материалу).
Сэвилен 11808-340 (EVA) - синтетический материал, сополимер этилена и винилацетата, отличающийся неполярностью и термической пластичностью. Полимер относится к группе полиолефинов, производящихся в гранулах. Основные достоинства полимера: высокий уровень непроницаемости; неплохие показатели свариваемости; пониженный уровень влагопоглощения; эластичность, прочность; улучшенная вязкость полимера; наличие большого списка совместимых модификаций; невосприимчивость раствора, кислоты, щелочи.
Технологические свойства:
3
Плотность: 0,950±0,005 г/см.
Показатель текучести расплава при t=125°C: 28,0-40,0 г/10 мин
Разброс показателя текучести расплава в пределах партии: не более ±10%
Массовая доля винилацетата: в пределах 26-30 мас.%
Количество включений: не более 15 шт.
Прочность при разрыве: не нормируется
Относительное удлинение при разрыве: не нормируется
Твердость по Шору: 85-95 МПа
Диапазон рабочих температур: от -75 до +100°С
Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц: 2,3-2,7
Метод переработки: компаундирование.
Для заявленной рецептуры использование этой марки Сэвилена обязательно, поскольку в связи с другими компонентами дает наилучшие показатели по физико-механическим свойствам термоленты, в частности адгезионным.
Мел гидрофобный МК-90Т улучшает адгезионные свойства в связке со смолой, одновременно не позволяет прилипать к деталям экструдера в момент производства. Гидрофобизированный мел обладает определенными свойствами, которые улучшают его совместимость с полимерной композицией и улучшает диспергируемость в системе. Описание продукта приведено в таблице.
Сетка серпянка - это сетка, полотно которой составляют переплетенные стеклонити или лавсан. Данный материал уже давно используют в качестве обязательного элемента укрепления конструкции в строительных работах. Используется как база, на которую наносится разогретая рецептура, одновременно армируя изделие, делая его прочнее. Используется сетка толщиной 0,5-1 мм.
Количественные соотношения ингредиентов являются оптимальными с точки зрения перерабатываемости рецептуры, а также для достижения оптимальных физико-механических свойств композиции. Использование компонентов в количествах, выходящих из заявленных диапазонов, снижает физико-механические свойства термоленты, усложняет технологический процесс изготовления термоленты.
Осуществление изобретения
Проведены испытания рецептур при указанных количественных соотношениях компонентов. Получены образцы термолент по указанный выше методике производства. Проведенные испытания рецептур и термолент, полученных на основе этих рецептур, показали, что по сравнению с прототипом, а также с известными аналогами, полученные образцы обладают отличным качеством адгезии даже после погружения в воду на длительный срок, не говоря о хранении во влажном помещении, обладают повышенной по сравнению с прототипом влагостойкостью, переходят в рабочее состояние при температуре 70°С (тогда как в известных решениях при температуре 90-100°С), обладают отличным качеством адгезии как к стали, так и к полиэтилену, обладают долговечностью.
Рецептура является простой, содержит небольшое количество ингредиентов, способ изготовления также относительно простой и быстрый. Для изготовления не требуется каких-либо специальных устройств, все компоненты рецептуры являются известными и легкодоступными.
Вывод: предложенная термолента обладает повышенными физико-механическими свойствами, что позволяет эффективно использовать ее по своему назначению, а именно для изоляции различных поверхностей, в том числе металлических, полимерных и т.п., для защиты магистральных трубопроводов и электрических кабелей от механических повреждений, от почвенной и атмосферной коррозии, для ремонта стальных и других трубопроводов, а также для защиты различных деталей и материалов от внешних воздействий.