Способ получения термоусаживающегося изоляционного материала

(19) ИСА Е ИЗОБР АВТОРСК ВИДЕТЕЛЬСТВ чий я лносится к области Изобретение переработки по направлено на нологии и обор ства многосло щихся пленок ( чение которыхта магистральн шен ктерисойной т ова поен адге ив ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Украинский научно-исследователский и конструкторский институт поразработке машин и оборудования длпереработки пластмасс, резины и искусственной кожи(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОУСАЖИВАЮ ЩЕГОСЯ ИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к способу получения термоусаживающегося изоляционного материала для антикоррозионной защиты магистральных трубопроводов. Цель изобретения - улучшение экс плуатационных свойств материала, преимущественно термоусадочных и физико- механических характеристик, за счет получения многослойной пленки с чередованием слоев основа-адгезив. Для этого формуют заготовку в форме рукалимерных материалов и совершенствование тех удования для производ иных термоусаживаюлент), основноеназна антикоррозионная защи 1 х трубопроводов(51)5 В 29 С 47/06 ОВ 29 1 9:0 ва из основы и адгезива . Основу и адгезив формуют двухслойными полукольцевыми потоками, при этом в одном изпотоков материал основы подают наружным, а в другом - внутренним слоем,Соответственно основе формуют адгезионный слой, После двухосндй ориентации рукав складывают по торцовойгранице раздела потоков и свариваютпо всей ширине, Затем производят сшивку со стороны и на всю глубину наружного слоя основы и плоский рукав повторно ориентируют в продольном на-.правлении. Полученный данным способомматериал обладает повышенной газо- иводонепроницаемостью за счет многослойной структуры и отсутствия непрореагировавшего фотосенсибилизато. -ра. Последний предварительно вводитсятолько в слой основы, подаваемый нанаружную поверхность рукава. Толщинаэтого слоя выбирается таким образом,чтобы сшивка происходила по всей его.глубине. Механическая прочность иударная стойкость изделия также повышаются за счет многослойности и тощины полотна, которая при данном способе получения может достигать 2 мм. лью изобретения является ул эксплуатационных свойств м преимущественно термоусад физико-механических хара за счет получения многосл и с чередованием слоев осн10 На фиг.1 изображена схема способа получения термоусаживающегося изоляционного материала; на фиг.2 - схематичный разрез пленочного рукава по кольцу; на фиг.З - схема процесса складывания рукава по торцовой границе раздела потоков и его сварки.Способ включает совместную экструзию адгезива А и основы В с помощью кольцевой многоканальной экструзионной головки 1 и формование заготовки в виде пленочного рукава с чередованием слоев А и В двухслойными полукольцевыми потоками 2 за 15 счет конструкции головки, где в еД- ном из потоков материал основы В подают наружным, а в другом - внутренним слоем и соответственно основе формуют адгезионный слой А, В резуль тате получают многослойный пленочный рукав с чередованием слоев В-А-В-А (фиг.2,3). Далее рукав подвергают двухосной ориентации известным пневмомеханическим способом, после чего 25 складывают по торцовой границе раздела слоев в плоский рукав-полотно 3 и сваривают по всей ширине за счет аккумулированного (Фиг.З) расплавом тепла и усилия прижатия валков 4. Затем 30 сваренное многослойное плоское полотно 3 сшивают со стороны основы В на глубину наружного слоя основы В. Сшивка основы В может осуществляться . с помощью различных источников ионирующего излучения, В.случае предпочтения фотохимического способа облучают интенсивным Уф-источником 5, а при программированной (т,е. на заданную глубину ) радиационной сшивке, на пример, с помощью ускорителя "Электрон". При фотохимической сшивке толщину наружного слоя основы подбирают так, чтобы сшивание происходило на всю .его глубину, Это зависит от вре мени и интенсивности облучения УФ-источником, однако известно, что эффективная глубина действия излучения около 0,2 мм, поэтому толщину слоя подбирают, исходя из этого значения. При использовании фогохимического метода сшивки предварительно на стадии формования в композиционный термопласт основы В вводят сенсибилизирующие добавки (например, -хлорантрахинон), причем они могут вводиться только в материаг. наружного слоя основы (каждый слой основы подготавливается и,подается в экструзионную головку независимо друг от друга) либо в наружныи и внутреннии слои оснрвы (оба слоя подготавливаются из одного композиционного термопласта и разделяются уже в каналах головки). В первом случае фотосенсибилизатор наружного слоя полностью реагирует при свивке, а во втором случае частично непрореагировавший фотосенсибилизатор внутреннего слоя основы не будет мигрировать на поверхность иэделия, так как он "защемлен" с двух сторон барьерными слоями адгезива и не подвержен действию света, который инициирует процесс миграции, Полезным эффектом, достигаемым при сшивке, является сшивание макромолекул полимера в единую пространственную сетку, которая "запоминается" полимером. Это означает, что если сшитую структуру полимера подвергнуть деформации при повышенной температуре и охладить,. то при повторном нагревании структура полимера примет ту форму, которую она имела в процессе сшивки. На следующем этапе пленочное полотно 3 доводят до температуры ориентации за счет теплообмена пленки при контакте со стороны основы с термостатированными до температуры ориентации валками 6 и 7 и ориентируют в продольном направлении за счет разности окружных скоростей валков 7 и 8. После этого производят фиксацию структуры плоского полотна 3, охлаждая его на валке 8, и намотку в рулон 9.Дпя получения материала и изделия с заданными свойствами (особенно заданной степени продольной и поперечной усадки) необходим учет температур. но-деформационных условий воздействия на пленку при ее нанесении на трубу. Это означает, что исходя иэ требований к изделию, которые зависят от условий нанесения пленки на трубу и условий их эксплуатации, подбирают виды полимерных материалов, которые в изделии могут соответствовать этим требованиям, а затем определяют технологические параметры процесса, которые бы обеспечили в изделии комплекс заданных свойств, Опыт разработки технологии, оборудования, а также результаты эксплуатации изделий пс казывают, что необходимо строгое соблюдение в изделии соотношения между степенями йродольной и поперечной ориентации, поскольку их вклад в усад 5 15815 ку пленки на трубе различен. В основном процесс усадки реализуется за счет заложенной в иэделии продольной ориентации, а существующий запас упругих свойств в поперечном направлении призван компенсировать изменение ширины пленки при усадке. Дпя различных полимерных материалов это соотношение может отличаться, По способу величина поперечной ориентации закладывается на участке формования пленочного рукава за счет степени раздува, степень продольной вытяжки с помощью валков 4 определяется фи 5 зическими условиями процесса, Продольную ориентацию материала, которая определяет процесс усадки, необходимо производить с учетом условий нанесения пленки на поверхность трубы. На пример, для ПЭ/СЭВА-пленок (базовые материалы) газопламенная обработка .: наружной поверхнос.ти пленки произво.одится в среднем до 80-95 С, соответственно в этих пределах долкно быть 25 значение температуры, при которой производят продольную ориентацию сшитой структуры полимера. В целом же это еще зависит и от стойкости материалов слоев к термодеструкции, кроме .30 того, при разработке рецептур слоев стремятся,к снижению энергозатрат при нанесении материапа на трубу за счет введения низкоплавких добавок.По данному способу в лабораторных условиях отработана принципиальная технологическая схема получения многослойной термоусаживающейся пленки на базе опытно-промьппленных образцов технологических линий для производст 4 ва двухслойных рукавных пленок и плоских комбинированных пленок.Для реализации данного способа могут быть использованы различные варианты экструзионных головок, позво ляющие подавать расплавы чередующимися полукольцевыми потоками.П р и м е р. Экспериментально отработанный технологический режим получения термоусаживающегося иэоля ционного материала включает экструзию двухслойной термопластичной рукавной пленки; температура экструзии основы - 180 С, температура экструзииоадгезионного слоя - 140 С, степень раздува рукавной пленки= 1,1-1,3, степень вытяжки= 1,5-2,0; сшивку пленочного рукава ртутно-кварцевыми лампами типа ДРТ, в количестве 89 в 612-20 шт., время сшивки 0,5-2 мин; ориентацию сложенного и сваренного пленочного рукава в продольном направлении, степень вытяжки ь =1,2-,/ 1,5.В качестве базового материала основы использовался йолиэтилен низкой плотности марки 10204-003 с введением 0,2 Х р -хпорантрахинона в ка честве фотосенсибилизатора.Базовым материалом композиции адгезионного слоя являлся сополимер этилена с винилацетатом с 12 Х содержанием ВА групп.Полученный предлагаемым способом материал обладает повышенной газо- и водонепроницаемостью за счет многослойной структуры и отсутствия непрореагировавшего фотосенсибилизатора, так как он предварительно вводится только в слой основы, подаваемый на наружную поверхность рукава,и толщина этого слоя выбирается таким образом, чтобы сшивка происходила по всей его глубине.Требуемые термоусадочные свойства материала обеспечиваются за счет проведения процесса ориентации полотна после его сшивки при строгом соблюдении температуры и степени вытяжки полотна.Механическая прочность и ударная стойкость иэделия повышаются соответственно за счет многослойности и тол" щины полотна, которая при данном способе получения может достигать 2 мм.При нанесении покрытия на изолируемую поверхность обработке открытым пламенем подвергается наружный термо. стойкий (за счет сшивки) слой основы а внутренний слой основы, также ответственный за термоусадочные и физико-механические свойства изделия, не подвергаясь деструктирующему воздействию пламени, полностью сохраняет свои эксплуатационные характеристики Формула изобретенияСпособ получения термоусаживающегося изоляционного материала, заключающийся в формовании в кольцевой экструзионной головке рукавной двухслойной заготовки, содержащей основу и адгезив, с последующей двухосной ориентапией и сшивкой со стороны основы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения эксплу58158910 Чатационных свойств материала, преимущественно его термоусадочных и физико-механических характеристик, за счет получения многослойной пленки с чередованием слоев основа - адгезивЭ заготовку Аормуют полукольцевыми потоками, при этом в одном из потоков материал основы подают наружным, а в другом - внутренним слоем и соответственно основе формуют адгезионный слой, после двухосной ориентациизаготовку складывают по торцовой границе раздела потоков в плоский рукави сваривают по всей ширине, затемосуществляют сшивку со стороны .и навсю глубину наружного слоя основы иплоский рукав повторно ориентируютв продольном направлении.