RU2368637C1

RU2368637C1 - Mastic

Info

Publication number: RU2368637C1
Application number: RU2008110026/04A
Authority: RU
Inventors: Николай Михайлович Черкасов (RU); Николай Михайлович Черкасов; Ирина Фаатовна Гладких (RU); Ирина Фаатовна Гладких; Ирек Уралович Субаев (RU); Ирек Уралович Субаев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский центр "Поиск" (ООО НИЦ "Поиск")
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2009-09-27

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention is related to materials for protection against corrosion of pipeline metal surfaces and electric cables in metal casing, and also to materials for sealing of accumulators. Mastic based on asmol contains oil dissolvent, ASM glue, plasticiser, bivinyl styrene thermoplastic elastomer DST and syndiotactic 1.2 polybutadiene. Mastic may additionally contain chalk.

EFFECT: mastic has high resistance to loads due to increase of its strength characteristics, when mastic is applied onto polymer base, possibility is provided to use tape at low temperatures (up to -20°C).

2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации магистральных нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и газопроводов, в частности к материалам для защиты от коррозии металлических поверхностей трубопроводов.The invention relates to the field of construction and operation of trunk pipelines, oil pipelines and gas pipelines, in particular to materials for corrosion protection of metal surfaces of pipelines.

Известна битумно-полимерная мастика, включающая битум, дивинилстирольный термоэластопласт, индустриальное масло в качестве пластификатора и каучук в качестве модификатора при следующем соотношении компонентов, мас.%:Known bitumen-polymer mastic, including bitumen, divinyl styrene thermoplastic elastomer, industrial oil as a plasticizer and rubber as a modifier in the following ratio of components, wt.%:

БитумBitumen 40-8040-80 Дивинилстирольный термоэластопластDivinyl styrene thermoplastic elastomer 1-101-10 ПластификаторPlasticizer 1-61-6 МодификаторModifier 1-71-7

[Пат №2192578, кл. F16L 58/12, опубл. 2002 г.].[Pat No. 2192578, cl. F16L 58/12, publ. 2002].

Однако данная мастика не обеспечивает надежной защиты трубопровода из-за недостаточно высокой адгезии к металлической поверхности (0,5-0,6 МПа), что объясняется низкой адгезивной способностью к металлу основного компонента - битума.However, this mastic does not provide reliable protection of the pipeline due to insufficiently high adhesion to the metal surface (0.5-0.6 MPa), which is explained by the low adhesive ability to the metal of the main component - bitumen.

Авторами разработана мастика, включающая в качестве основного компонента - нефтеполимер «асмол», имеющий физико-химические характеристики, близкие к битумам, но со значительно более высокой адгезией к металлу (1,0-1,5 МПа). Впервые асмол (асфальтосмолистое соединение в виде асфальтосмолистого олигомера) был получен путем взаимодействия асфальта деасфальтизации гудрона с кубовым остатком производства изопрена стадии регенерации диметилформальдегида в присутствии серной кислоты [Пат. РФ №2074224, кл. С10С, опубл. 1997 г.]. В дальнейшем для получения асмола с аналогичными качествами второй компонент был заменен на тяжелую смолу - кубовый остаток регенерации диметилформамида (КОРД) [Н.М.Черкасов, И.Ф.Гладких, К.М.Гумеров, И.У.Субаев. Асмол и новые изоляционные материалы для подземных трубопроводов. - М.: ООО «Недра-Бизнес-центр», 2005 г., стр.108].The authors have developed mastic, including asmol, the main polymer component, which has physico-chemical characteristics similar to bitumen, but with much higher adhesion to metal (1.0-1.5 MPa). For the first time, asmol (an asphalt-resin compound in the form of an asphalt-resin oligomer) was obtained by reacting asphalt deasphalting tar with bottoms from the production of isoprene from the stage of regeneration of dimethyl formaldehyde in the presence of sulfuric acid [Pat. RF №2074224, cl. C10C, publ. 1997]. Subsequently, to obtain asmole with similar qualities, the second component was replaced with a heavy resin - bottom residue of dimethylformamide regeneration (CORD) [N.M. Cherkasov, I.F. Gladkikh, K.M. Gumerov, I.U.Subaev. Asmol and new insulation materials for underground pipelines. - M .: Nedra-Business Center LLC, 2005, p. 108].

Наиболее близкой к заявляемому объекту является мастика, содержащая асфальтосмолистое соединение «асмол», минеральное масло С-9 в качестве пластификатора, дивинилстирольный термоэластостопласт, антиоксидант и мел при следующем соотношении компонентов, мас.%:Closest to the claimed object is a mastic containing asphalt resin compound “asmol”, mineral oil C-9 as a plasticizer, divinyl styrene thermoelastostoplast, antioxidant and chalk in the following ratio of components, wt.%:

АсмолAsmol 73,0-77,073.0-77.0 Минеральное масло С-9Mineral oil S-9 15,5-17,015,5-17,0 Дивинилстирольный термоэластопластDivinyl styrene thermoplastic elastomer 3,5-4,03.5-4.0 АнтиоксидантAntioxidant 0,5-1,90.5-1.9 Мелa piece of chalk 1,0-4,01.0-4.0

[Патент РФ №2138884, кл. Н01М 2/08, С09К 3/10, опубл. 1999].[RF patent No. 2138884, cl. H01M 2/08, S09K 3/10, publ. 1999].

Данная мастика предназначена для герметизации аккумуляторов и непригодна для применения в качестве клеевого слоя полимерных липких лент. Мастика имеет хорошую адгезию к металлу и полипропилену, однако температура размягчения по КиШ выше 100°С делает невозможным осуществление технологического процесса изготовления ленты, так как имеет низкую текучесть расплава мастики. Кроме того, повышенное содержание мела в мастике (до 4%) приводит к повышению водопоглощения мастики.This mastic is intended for sealing batteries and is unsuitable for use as an adhesive layer of polymer adhesive tapes. The mastic has good adhesion to metal and polypropylene, however, the softening temperature according to KiSh above 100 ° C makes it impossible to carry out the manufacturing process of the tape, as it has a low fluidity of the melt of the mastic. In addition, the increased chalk content in mastic (up to 4%) leads to increased water absorption of mastic.

Изобретение направлено на улучшение качества мастики для придания ей высоких защитных свойств и применения ее в качестве клеевого слоя для полимерных липких лент: снижение температуры размягчения мастики, увеличение адгезии к полиэтилену и поливинилхлориду при отрицательных температурах применения, уменьшение водопоглощения, увеличение стойкости покрытия к отслаиванию при катодной поляризации и деформационным нагрузкам.The invention is aimed at improving the quality of mastics to give it high protective properties and applying it as an adhesive layer for polymer adhesive tapes: lowering the softening temperature of mastics, increasing adhesion to polyethylene and polyvinyl chloride at low temperatures, reducing water absorption, increasing the resistance of the coating to peeling at cathodic polarization and deformation loads.

Это достигается тем, что мастика на основе асмола, содержащая дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ, масло в качестве пластификатора, согласно изобретению дополнительно содержит клей АСМ, растворитель «нефрас» и синдиотактический 1,2 полибутадиен, при этом в качестве масла мастика содержит рапсовое масло при следующем соотношении компонентов, мас.%:This is achieved by the fact that mastic based on asmol containing DST divinylstyrene thermoelastoplast, oil as a plasticizer, according to the invention additionally contains AFM glue, Nefras solvent and syndiotactic 1,2 polybutadiene, while mastic contains rapeseed oil in the following ratio components, wt.%:

АсмолAsmol 61,0-94,061.0-94.0 Растворитель «нефрас»Nefras solvent 1,0-6,01.0-6.0 ДивинилстирольныйDivinyl styrene термоэластопласт ДСТthermoelastoplast DST 0,9-3,00.9-3.0 СиндиотактическийSyndiotactic 1,2-полибутадиен1,2-polybutadiene 0,1-2,00.1-2.0 Рапсовое маслоRapeseed oil 1,0-17,01,0-17,0 Клей АСМAdhesive AFM 6,0-11,06.0-11.0

Мастика может дополнительно содержать мел при следующем соотношении компонентов, мас.%:Mastic may additionally contain chalk in the following ratio of components, wt.%:

АсмолAsmol 61,0-94,061.0-94.0 Растворитель «нефрас»Nefras solvent 1,0-6,01.0-6.0 ДивинилстирольныйDivinyl styrene термоэластопласт ДСТthermoelastoplast DST 0,9-3,00.9-3.0 СиндиотактическийSyndiotactic 1,2-полибутадиен1,2-polybutadiene 0,1-2,00.1-2.0 Рапсовое маслоRapeseed oil 1,0-17,01,0-17,0 Клей АСМAdhesive AFM 6,0-11,06.0-11.0 Мелa piece of chalk 0,3-0,5.0.3-0.5.

Асмол представляет собой твердый эластичный материал черного цвета плотностью 0,99-1,06 кг/см и выпускается на ОАО УЗЭМИК (г.Уфа) по ТУ 5623-002-05111644-96 «Мастичная композиция для противокоррозионных покрытий «Асмол»».Asmol is a black solid elastic material with a density of 0.99-1.06 kg / cm and is produced at UZEMIK (Ufa) according to TU 5623-002-05111644-96 “Asmol Mastic Composition for Anticorrosion Coatings”.

Растворитель «нефрас» производится в отечественной промышленности в крупнотоннажном масштабе по ГОСТ 10214-78 «Сольвент нефтяной. Технические условия». Например, он выпускается на ОАО «Салаваторгсинтез», ОАО «Уфаоргсинтез», ОАО «Лукойл-Пермнефтеоргсинтез» и др.The Nefras solvent is produced in the domestic industry on a large-capacity scale in accordance with GOST 10214-78 Oil Solvent. Technical conditions. " For example, it is produced by Salavatorgsintez OJSC, Ufaorgsintez OJSC, Lukoil-Permnefteorgsintez OJSC, etc.

Дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ является блок-сопилимером на основе стирола и бутадиена и выпускается в ОАО «Воронежсинтезкаучук» по ТУ 38.40327-98.DST divinylstyrene thermoelastoplast is a block copolymer based on styrene and butadiene and is manufactured by Voronezhsintezkauchuk OJSC according to TU 38.40327-98.

Синдиотактический 1,2 полибутадиен является товарным продуктом и выпускается, в частности, под торговой маркой «Ефродиен» СН-8000 на ОАО «Ефремовский завод синтетического каучука».Syndiotactic 1,2 polybutadiene is a commercial product and is produced, in particular, under the trademark Efrodien SN-8000 at OJSC Efremov Synthetic Rubber Plant.

Рапсовое масло выпускается на предприятии ОАО «Татрапс» по ГОСТ 8988-77 «Масло рапсовое. Технические условия».Rapeseed oil is produced at Tatraps OJSC according to GOST 8988-77 “Rapeseed oil. Technical conditions. "

Клей АСМ представляет собой раствор резиновой смеси на основе бутилкаучука и асмола в бензине-растворителе для резиновой промышленности. Клей АСМ является доступным товарным продуктом и выпускается на ОАО «УЗЭМИК» (г.Уфа) по ТУ 2513-032-16802026-2007 «Антикоррозионная клеевая композиция (Клей АСМ)».AFM glue is a solution of a rubber compound based on butyl rubber and asmole in a gasoline solvent for the rubber industry. ASM glue is an affordable commercial product and is produced at UZEMIK OJSC (Ufa) in accordance with TU 2513-032-16802026-2007 Anticorrosive Adhesive Composition (AFM Glue).

Приготовление предлагаемой мастики осуществляют следующим образом.The preparation of the proposed mastic is as follows.

Загружают расчетное количество рапсового масла, клея АСМ, растворителя «нефрас», дивинилстирольного термоэластопласта ДСТ, синдиотактического 1,2-полибутадиена с повышением температуры до 100-110°С, перемешивают до полного растворения полимеров, затем повышают температуру до 125-130°С и добавляют асмол с последующим перемешиванием до полного растворения при температуре 130-150°С (в течение 8-13 часов), затем мел, при необходимости.The calculated amount of rapeseed oil, AFM glue, Nefras solvent, divinylstyrene thermoplastic elastomer DST, syndiotactic 1,2-polybutadiene with increasing temperature to 100-110 ° C is loaded, mixed until the polymers are completely dissolved, then the temperature is increased to 125-130 ° C and add asmol, followed by stirring until completely dissolved at a temperature of 130-150 ° C (within 8-13 hours), then chalk, if necessary.

Согласно заявляемому способу были получены мастики, составы которых, а также физико-химические характеристики представлены в таблице. Там же для сравнения приведены состав и свойства мастики, полученной согласно прототипу.According to the claimed method were obtained mastics, the compositions of which, as well as physico-chemical characteristics are presented in the table. There, for comparison, the composition and properties of the mastic obtained according to the prototype are given.

Как видно из таблицы, предлагаемая мастика по своим физико-механическим свойствам превосходит прототип: имеет более низкую температуру размягчения по КиШ, более высокие адгезионные свойства к металлу и полимерной основе, высокую стойкость к катодному отслаиванию, низкое водопоглощение мастики.As can be seen from the table, the proposed mastic surpasses the prototype in its physicomechanical properties: it has a lower softening temperature according to KiS, higher adhesive properties to metal and polymer base, high resistance to cathodic peeling, low water absorption of the mastic.

Таким образом, использование предлагаемой мастики позволит по сравнению с мастикой по прототипу применять ее в качестве клеевого слоя полимерных липких лент, обеспечивающего их высокие защитные свойства: высокую адгезию к металлу и полимерной основе, стойкость к отслаиванию при катодной поляризации и деформационным нагрузкам, низкое водопоглощение, возможность использования ленты при низких температурах (до минус 20°С).Thus, the use of the proposed mastic will allow, in comparison with the mastic of the prototype, to use it as an adhesive layer of polymer adhesive tapes, providing their high protective properties: high adhesion to metal and polymer base, resistance to peeling during cathodic polarization and deformation loads, low water absorption, the possibility of using the tape at low temperatures (up to minus 20 ° C).

Состав и сравнительные характеристики предлагаемой мастики и мастики по прототипуThe composition and comparative characteristics of the proposed mastic and mastic prototype ПоказателиIndicators ПримерыExamples по предлагаемой мастикеon the proposed mastic по прототипуprototype 1one 22 33 4four Содержание компонентов, мас.%:The content of components, wt.%: - Асмол- Asmol 61,061.0 79,079.0 78,778.7 94,094.0 77,077.0 - Дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ- Divinylstyrene thermoelastoplast DST 3,03.0 2,02.0 2,02.0 0,90.9 4,04.0 - 1,2-полибутадиен- 1,2-polybutadiene 2,02.0 2,02.0 2,02.0 0,10.1 -- - Растворитель «нефрас»- Solvent "nefras" 6,06.0 1,01,0 1,01,0 3,53,5 -- - Рапсовое масло- rapeseed oil 17,017.0 10,010.0 10,010.0 1,01,0 -- - Клей АСМ- Adhesive AFM 11,011.0 6,06.0 6,06.0 -- -- - Мел- A piece of chalk -- -- 0,30.3 0,50.5 3,03.0 - Минеральное масло С-9- Mineral oil S-9 -- -- -- -- 15,015.0 - Антиоксидант- antioxidant -- -- -- -- 1,01,0 Физико-химические свойства мастики:Physico-chemical properties of mastic: - Температура размягчения по КиШ, °С- Softening temperature according to KiSh, ° С 7575 8383 8585 9494 102102 - Пенетрация мастики при 25°С, 0,1 мм- Penetration of mastic at 25 ° C, 0.1 mm 9090 7272 6060 6464 6060 - Адгезия к стали при (20±3)°С, кгс/см- Adhesion to steel at (20 ± 3) ° С, kgf / cm 2,52.5 3,13,1 3,23.2 3,73,7 2,02.0 - Адгезия к полиэтилену и поливинилхлориду (в нахлесте) при (20±3)°С, кгс/см- Adhesion to polyethylene and polyvinyl chloride (overlapping) at (20 ± 3) ° C, kgf / cm 2,12.1 2,52.5 2,62.6 2,62.6 1,51,5 - Гибкость ленты- Ribbon flexibility Отсутствие трещин на изгиб при температуреNo bending cracks at temperature -20°С-20 ° C -10°С-10 ° C -10°С-10 ° C 0°C0 ° C 0°C0 ° C - Водопоглощение за 24 ч три (20±3)°С, %- Water absorption in 24 hours three (20 ± 3) ° С,% 0,100.10 0,100.10 0,150.15 0,170.17 3,03.0 Площадь отслаивания* при катодной поляризации после выдержки в электролите при (20±3)°С в течение 30 суток, см²,Peeling area * at cathodic polarization after exposure to an electrolyte at (20 ± 3) ° С for 30 days, cm ² , 2,72.7 3,23.2 3,43.4 3,03.0 15,215,2 *Чем больше площадь отслаивания, тем ниже защитные свойства покрытия* The larger the peeling area, the lower the protective properties of the coating

Claims

1. Asmol-based mastic containing DST divinylstyrene thermoelastoplast, oil as a plasticizer, characterized in that it additionally contains AFM glue, Nefras solvent and syndiotactic 1,2-polybutadiene, while mastic contains rapeseed oil as follows the ratio of components, wt.%:
Asmol 61.0-94.0 Nefras solvent 1.0-6.0 Divinyl styrene thermoelastoplast DST 0.9-3.0 Syndiotactic 1,2-polybutadiene 0.1-2.0 Rapeseed oil 1,0-17,0 Adhesive AFM 6.0-11.0

2. Mastic according to claim 1, characterized in that it further comprises chalk in the following ratio of components, wt.%:
Asmol 61.0-94.0 Nefras solvent 1.0-6.0 Divinylstyrene thermoelastoplast DST 0.9-3.0 Syndiotactic 1,2-polybutadiene 0.1-2.0 Rapeseed oil 1,0-17,0 Adhesive AFM 6.0-11.0 a piece of chalk 0.3-0.5