UA74534C2 - Extruded pipe, fitting or shaped part from the plastic for construction of conduits for liquid, paste-like and gaseous media - Google Patents

Description

Опис винаходу

Винахід стосується екструдованої, виготовленої литтям під тиском чи формованої дуттям труби, фітингу чи 2 фасонної деталі з пластику для спорудження трубопроводів для рідких, пасто- і газоподібних середовищ, що містить виконане щонайменше, із трьох шарів трубчасте тіло з внутрішнім і зовнішнім шарами з основного матеріалу, а також із середнім шаром з основного матеріалу і, щонайменше, одного додаткового матеріалу.

Області застосування труб з металу, зокрема міді, оцинкованої сталі, спеціальної сталі й у невеликій кількості зі свинцю, обмежені визначеними параметрами середовища, такими як значення рН, швидкість плину і 70 робоча темпера-тура. Корозійна характеристика металевих труб і вимивання важких металів із свинцевих і мідних труб додатково обмежують можливості застосування металевих труб, призначених для трубопроводів питної води і необхідних у харчовій промисловості ліній. До того ж одержання металів, видобуток, перевезення і переробляння руд, а також виготовлення металевих труб через необхідні затрати знергії у багатьох випадках більше неекономічні, а у відношенні забруднення навколишнього середовища неприйнятні. 19 По вищезгаданих причинах пластикові труби для спорудження трубопроводів для різних галузей застосування, таких як постачання питної води, опалювальна техніка, харчова промисловість, апаратобудування, а також хімічна промисловість, здобувають усе більше значення.

Переваги пластикових труб у порівнянні з металевими трубами полягають в їхній більшій стійкості до агресивних середовищ і відкладень, більш високої корозійній стійкості, більш високій ізолюючій дії, гпігієнічній придатності, меншій вазі, більш простій техніці з'єднання і монтажу, а також більшій екологічності.

Застосовувані для виготовлення труб пластики, такі як полівінилхлорид, сітчатий і несітчатий поліетилени, полібутен і поліпропілен, що можуть бути посилені внутрішніми чи зовнішніми шарами з металу, зокрема алюмінію, відрізняються застосовуваними полімерами і витікаючими звідси різними механічними властивостями, а також технікою з'єднання. Для з'єднання труб і фасонних деталей із пластику застосовуються затискні, с різьбові, обпресувальні, сплющувальні і пересувні гільзові системи, клейові системи, а також муфтове (3 зварювання нагрівальними елементами.

Тривалий контакт з окисними і відновлювальними середовищами в трубопроводах із пластику погіршують хімічні і механічні властивості пластику, застосовуваного як матеріал труб. Макромолекули матеріалу труб мають визначену довжину і визначене число переплетення ланцюгів. Довжина ланцюгів і вид переплетення, в М першу чергу, визначають характер властивостей матеріалу труб. Між кристалічними компонентами переважно «су застосовуваних для труб полімерних матеріалів знаходяться некристалічні, аморфні зони, що забезпечують зсув кристалічних складових у полімері і створюють визначені пружність і в'язкість матеріалу труб. о

Для захисту від ушкодження застосовуваного для труб полімерного матеріалу в його аморфні зони можуть «І бути введені присадки, такі як дезактиваторьі! металу, акцептори хлору, акцептори кислоти, акцептори вільних 3о радикалів, УФ-стабілізатори, стабілізатори обробки і довгострокові термо-стабілізатори. Ці присадки повинні в бути введені в полімерну матрицю зкстракційностабільно, однак з можливістю міграції.

Присадки в аморфних зонах полімерного матеріалу рухливі. Цей ефект бажаний для того, щоб необхідна присадка могла мігрувати до дотичного із середовищем місця, у якому вона виявляє свою захисну дію проти « агресивних середовищ і захищає полімерні ланцюги від ушкодження. З 50 Вирішальний недолік труб з полімерного матеріалу з присадками, відомими, наприклад, з (патенту ЕР с 04706005А1), полягає в тому, що значна частка присадок через аморфні зони мігрує з внутрішнього шару через

Із» середній шар у зовнішній шар труб, у якому присадки не потрібні. Якщо ефективність присадок за рахунок їхнього захисного механізму вичерпана чи перетворена, у внутрішньому шарі труб, що знаходиться в контакті з протікаючим по трубах середовищем, починається ушкодження молекул, так зване руйнування ланцюга.

Матеріал труби схрупчується, стає твердим і схильним до руйнування. Товщина стінки труби зменшується і внаслідок абразії і руйнування ланцюга. Нарешті, внутрішній тиск у трубі приводить до її руйнування. Ці явища «» руйнування матеріалу труби значною мірою залежать від середовища і температури. В міру зростання температури середовища надпропорційно збільшується швидкість руйнування. і-й В основі винаходу лежить задача розробки таких труб, фітингів і фасонних деталей із пластику для

Ге) 20 спорудження трубопроводів для рідких, пасто- і газоподібних середовищ, що характеризувалися б високою механічною міцністю, хімічною і термостійкістю. т» Ця задача вирішена, відповідно до винаходу, за допомогою багатошарових труб, фітингів і фасонних деталей із пластику, що відрізняються тим, що внутрішній і середній шари складаються з полімерного матеріалу, в аморфні зони частково кристалічного полімерного матеріалу внутрішнього шару, що знаходиться в контакті із 25 середовищем, що транспортується, чи середнього шару введені присадки проти агресивних середовищ,

ГФ) зокрема окисних і відновлювальних середовищ, і що в аморфні зони полімерного матеріалу середнього шару введені наповнювачі і/чи присадки як бар'єрні матеріали для зменшення міграції присадок із внутрішнього шару о в зовнішній шар труби, фітинга чи фасонної деталі.

За рахунок блокуючої дії, що зменшує міграцію середнього шару труб, фітингів і фасонних деталей ефективні 60 компоненти присадок залишаються у внутрішньому шарі, що вступає в контакт із середовищем, що протікає по трубопроводу. Запобігається міграція присадок у шари чи зони труб, фітингів і фасонних деталей, що не вступають у контакт із середовищем, що протікає по трубопроводу. Дифузія газів і рідин зовні через стінку труби в середовище, що протікає по трубопроводу, також зменшується. На основі бар'єрної дії середнього шару підвищуються хімічна і термостійкість внутрішнього шару. Завдяки тривалій і стійкій концентрації присадок у бо середньому шарі труб, фітингів і фасонних деталей, що знаходяться у контакті із середовищем, що протікає,

матеріал середнього шару успішно протистоїть руйнівному впливу каталітичних іонів металів і окисному руйнівному впливу кисню, кислот і лугів, а також вільного хлору і інших галогенів, зокрема при більш високих робочих температурах, а також підвищується стійкість до цих середовищ. Пластикова труба, що відрізняється Шаруватою структурою, характеризується також високою міцністю на вигин і розтягання, простотою в обслуговуванні і при переробці, гарними гігієнічними властивостями, а також гарною звукоізоляцією від шумів плину, створюваних при протіканні по трубі рідкого середовища.

Винахід пояснюється нижче за допомогою схематичних креслень, на яких зображені: на фіг.1: трубу для будівництва трубопроводів у перспективному зображенні; 70 - на фіг.2: перетин труби відповідно до фрагменту 1 на фіг.1 у збільшеному вигляді;

Пластикова труба згідно фіг. 1 і 2 для спорудження трубопроводів для рідких, пасто- і газоподібних середовищ, що застосовується переважно як водопровідна труба і може бути виготовлена шляхом екструзії, лиття під тиском чи формуванням дуттям, містить виконане шарами трубчасте тіло 1 із внутрішнім 2 і зовнішнім

З шарами з основного матеріалу, а також середнім шаром 4 з композиційного матеріалу, що складається з /5 основного і, щонайменше, одного додаткового матеріалів.

Основний матеріал внутрішнього 2 і зовнішнього З шарів пластикової труби складається зі статистичного сополімеру пропілену.

Композиційний матеріал середнього шару 4 пластикової труби складається зі статистичного сополімеру 5 поліпропілену з масовою часткою 50-90, переважно 60-80 мас.-9о, скловолокна 6, скляних кульок 7 або скляного борошна 8 чи сумішей цих матеріалів з масовою часткою 10-50, переважно 20-40 мас.-9о, а також сполучної присадки для з'єднання матриці 5 із статистичного сополімера пропілена з скловолокном 6, і/або скляними кульками 7 і/або скляним борошном 8.

Статистичний сополімер поліпропілену композиційного матеріалу середнього шару 4 відрізняється вмістом етілену у межах від 2 до 6 мас.-95, і значенням МЕК (показник плинності розплаву) у межах від 0,3 до 10 г/10 сч ов ХВ при 1902С и навантаженні 5 кг.

Сполучна присадка для з'єднання матриці із статистичного сополімеру поліпропілену, а також скловолокна, о скляних кульок чи скляного борошна чи сумішей цих матеріалів середнього шару 4 складається із сипанової сполуки.

Етилен додають до композиційного матеріалу для того, щоб зменшити викликану волокнистим матеріалом «І Крихкість і додати матеріалу достатню пружність.

До композиційного матеріалу середнього шару 4 і/або до основного матеріалу внутрішнього шару 2 і. пластикової труби домішані полегшуючі переробку допоміжні речовини, такі як антиадгезив, і присадки, такі як ю світло- і теплостабілізатори.

Для виготовлення вихідного композиційного матеріалу середнього шару 4 пластикової труби в

Зз5 пластифікований чи в'язкотекучий статистичний сополімер пропропілену переробляють у комбінованому блоці з ї- короткорізаним скловолокном вихідною довжиною 0,1-6 мм чи нескінченним скловолокном, що подрібнюється в процесі змішування і/або зі скляними кульками і/або з скляним борошном, а також, при необхідності, стабілізаторами і присадками в однорідний композиційний матеріал, причому скловолокно має 500-5000 текс.

Пластикова труба може бути виготовлена на машині, обладнаній трьома екструдерами для зкструдування « 70 Внутрішнього 2, середнього 4 і зовнішнього З шарів. шщ с Для зварювання пластикової труби з фітингами чи фасонними деталямт кінець труби, що з'єднується, і й внутрішню стінку отвору фітинга чи фасонної деталі нагрівають за допомогою інструмента до плинності "» пластику, причому інструмент складається з електронагріваємої втулки для нагрівання кінця труби й електронагріваємого оправлення для нагрівання стінки отвору фітинга чи фасонної деталі. Потім трубу і фітинг відокремлюють від інструменту і кінець труби вставляють в отвір фітинга, в результаті чого обидві деталі -І зварюються між собою.

Нова багатошарова пластикова труба може застосовуватися для спорудження трубопроводів для рідин, те зокрема господарсько-питних водопроводів, а також газопроводів і в хімічній промисловості, апаратобудуванні, «сл а також у харчовій промисловості. о 50

Claims (10)

Формула винаходу с»

1. Екструдована, виготовлена литтям під тиском чи формуванням дуттям труба, фітинг чи фасонна деталь із пластику для спорудження трубопроводів для рідких, пасто- і газоподібних середовищ, що містить виконане принаймні з трьох шарів трубчасте тіло з внутрішнім (2) і зовнішнім (3) шарами з основного матеріалу, а також (Ф) середнім шаром (4) з основного матеріалу і принаймні одного додаткового матеріалу, яка відрізняється тим, що ка внутрішній (2), середній (4) та зовнішній (3) шари труби, фітинга чи фасонної деталі складаються з полімерного матеріалу зі статистичним співполімером поліпропілену як основним матеріалом, де середній шар 60 містить: (а) статистичний співполімер поліпропілену з масовою часткою 50-90 мас. 9о, що містить етилен у кількості 2-6 мас. 96 та має показник плинності розплаву 0,3-10 г/10 хвилин при температурі 190 9С і навантажувальній масі 5 кг, (б) скловолокно, скляні кульки чи скляне борошно, чи суміші цих матеріалів з масовою часткою 10-50 мас. 95, 65 (в) сполучну присадку для з'єднання матриці зі статистичного співполімеру поліпропілену зі скловолокном і/або скляними кульками, і/або скляним борошном,

де присадки проти агресивних середовищ, зокрема окисних і відновлювальних середовищ, введені в аморфні зони частково кристалічного полімерного матеріалу внутрішнього шару (2), що знаходиться в контакті з середовищем, що транспортується, та де наповнювачі й присадки введені в аморфні зони полімерного матеріалу середнього шару (4) як бар'єрний матеріал для зменшення міграції присадок із внутрішнього (2) у зовнішній шар (3) труби, фітинга чи фасонної деталі.

2. Пластикова труба за п. 1, яка відрізняється тим, що її внутрішній (2), середній (4) і зовнішній (3) шари складаються з одного і того ж полімерного матеріалу як основного матеріалу.

З. Пластикова труба за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що до композиційного матеріалу середнього шару то і/або до основного матеріалу внутрішнього шару (2) домішані полегшуючі переробку допоміжні речовини, такі як антиадгезиви.

4. Пластикова труба за одним із пп. 1-3, яка відрізняється тим, що основний матеріал зовнішнього шару (3) містить антиадгезив.

5. Пластикова труба за одним із пп. 1-4, яка відрізняється тим, що композиційний матеріал середнього шару

75.4) іМабо основний матеріал внутрішнього шару (2) містять чи містить присадки, такі як світло- і теплостабілізатори.

6. Пластикова труба за одним із пп. 1-5, яка відрізняється тим, що в основний матеріал зовнішнього шару (3) введені присадки, такі як світло- і теплостабілізатори.

7. Пластикова труба за п. 1, яка відрізняється тим, що сполучна присадка композиційного матеріалу середнього шару (4) пластикової труби складається із силанової сполуки.

8. Пластикова труба за п. 1, яка відрізняється тим, що масова частка статистичного співполімеру поліпропілену складає 60-80 мас. 905.

9. Пластикова труба за п. 1, яка відрізняється тим, що масова частка скловолокна, скляних кульок чи скляного борошна складає 20-40 мас. 905. с

10. Спосіб виготовлення вихідного композиційного матеріалу середнього шару пластикової труби за одним із пп. 1-9, який відрізняється тим, що пластифікований статистичний співполімер поліпропілену з короткорізаним і) скловолокном з вихідною довжиною 0,3-6 мм чи нескінченним скловолокном, що подрібнюється в процесі змішування, і/або зі скляними кульками, і/або зі скляним борошном та, за необхідністю, стабілізаторами й присадками переробляють у комбінованому блоці в однорідний композиційний матеріал, причому скловолокно «Е зо має 500-5000 текс. (зе) ІФ) « і -

- . и? -і щ» 1 (95) с» іме) 60 б5