Полимерная композиция клея-расплава - RU2753405C1

Описание

Изобретение относится к адгезионным композициям на основе сополимеров этилена, которые могут быть использованы в качестве покрытий для защиты стальных труб от коррозии.

Известен клей-расплав, включающий полиэтилен низкой плотности, сополимер этилена с винилацетатом, битум нефтяной и канифоль, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

см. SU, Авторское свидетельство 907048, МКИ C09J 3/14, C08L 23/04, 1982.

Недостатком известного клея-расплава является отсутствие адгезии к металлу.

Известна адгезионная композиция, включающая сополимер этилена с винилацетатом, силикатный наполнитель и полиизоцианат, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

см. SU, Авторское свидетельство 1568507, МПК C08L 23/06 (2006.01), C08L 75/04 (2006.01), C08K 3/34 (2006.01), C09D 5/08 (2996.01), 1996.

Недостатком композиции является недостаточный показатель адгезии к стали и эпоксидной грунтовке.

Известна адгезионная композиция, включающая полиэтилен высокого давления, сополимер этилена с винилацетатом или их смесь и обезвоженный кремнезоль, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

см. SU, Авторское свидетельство 1776672, МПК C08L 23/04 (2000.01), C08K 3/36 (2000.01), C09J 123/04 (2000.01), 1992.

Недостатком композиции является недостаточный показатель адгезии к стали и эпоксидной грунтовке.

Известна полимерная композиция клея-расплава, содержащая сополимер этилена с винилацетатом, слюду молотую, низкомолекулярный полиизобутилен и «Ацетонанил Р», при следующем соотношении компонентов, мас. %:

см. RU, Патент 2278886, МПК C09J 123/02, 2006.

Недостатком композиции является недостаточный показатель адгезии к стали и эпоксидной грунтовке.

Известен способ получения адгезионной композиции путем совместного смешения сополимера этилена и винилацетата или комбинации сополимеров этилена и винилацетата, различающихся содержанием винилацетатных групп, с полиизоцианатом, каучуком и наполнителем, предварительно ведут смешение полиизоцианата, содержащего не менее двух изоцианатных групп, с наполнителем, выбранным из талька или слюды, в условиях, когда полиизоцианат находится в жидком состоянии, с последующим совместным смешением всех компонентов, при этом выбирают сополимер этилена и винилацетата с содержанием винилацетатных групп от 10 до 45 мас. % при следующем соотношении компонентов, мас. %: полиизоцианат, содержащий

см. RU, Патент 2311435, МПК C09J 123/04 (2006.01), C08L 23/08, 2007

Адгезионная композиция, полученная указанным способом, обладает недостаточным показателем адгезии к стали и эпоксидной грунтовке.

Известна полимерная композиция клея-расплава, содержащая сополимер этилена с винилацетатом, неорганический наполнитель, парафин и алкилфеноламинную или инден-кумароновую смолу, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

см. RU, Патент 2112004, МПК C09J 123/04 (1995.01), C09D 123/04 (1995.01), 1998.

Недостатком данной полимерной композиции является недостаточный показатель адгезии к стали и эпоксидной грунтовке.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому объекту является полимерная композиция клея-расплава, содержащая два сополимера этилена с винилацетатом (I) и (II), имеющих разницу в содержании винилацетатных групп, равную 5-20%, неорганический наполнитель, в качестве которого она содержит молотую слюду или мел, или тальк и модифицирующую добавку, в качестве модифицирующей добавки она содержит: алкилфеноламинную смолу марки «Октафор-N» или нефтеполимерную смолу «Пиропласт-2» или «Эскорец», или высокомолекулярный ароматический амин марки «Полиамин Т» или «Ацетонанил Р», или - N,N'-μ-фенилендималеимид марки «Малеимид Ф», или полиизоцианат марки «Б», или глицериновый эфир канифоли, или фенолоформальдегидную смолу марки 101, или смесь низкомолекулярного ароматического амина марки «Диамет X» и N,N'-μ-фенилендималеимид марки «Малеимид Ф» в соотношении 1:1, или смесь полиизоцианата марки «Б» и эпоксидной смолы марки ЭД-20 в соотношении 1,5:1, или смесь алкилфеноламинной смолы марки «Октофор-N» и нефтеполимерной смолы марки «Пиропласт-2» в соотношении 1:2, или смесь высокомолекулярного ароматического амина марки «Ацетонанила Р» и дифенилолпропана в соотношении 3:1, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

см. RU, Патент 2227149, МПК C09J 123/08 (2000.01), C09J 131/04 (2000.01), 2004

Недостатком указанной полимерной композиции клея-расплава является недостаточная адгезионная прочность к стали и эпоксидной грунтовке, а также повышенная скорость катодного отслаивания покрытия.

Технической проблемой является недостаточная адгезионная прочность к стали и к эпоксидной грунтовке, а также повышенная скорость катодного отслаивания покрытия.

Техническая проблема повышение адгезионной прочности к стали и эпоксидной грунтовке и снижение скорости катодного отслаивания покрытия решается тем, что полимерная композиция клея-расплава, содержащая два сополимера этилена, неорганический наполнитель и модифицирующую добавку, в качестве одного из сополимеров этилена она содержит сополимер этилена с винилацетатом с содержанием 5-30 мас. % винилацетатных групп, в качестве неорганического наполнителя содержит молотую слюду или мел, или тальк, в качестве модифицирующей добавки содержит полиизоцианат, или высокомолекулярный ароматический амин, или γ-аминопропилтриэтоксисилан, согласно изобретению в качестве второго сополимера этилена композиция содержит тройной статистический сополимер этилена, алкилакрилата и малеинового ангидрида с содержанием 5-15 мас. % алкилакрилатных групп и 2,8-3,6 мас. % групп малеинового ангидрида с показателем текучести расплава от 3 до 40 г/10 мин и температурой плавления не менее 80°С, при этом в качестве алкилакрилата тройной статистический сополимер содержит метилакрилат или этилакрилат, или бутилакрилат, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Решение технической задачи позволяет расширить ассортимент полимерных композиций клеев-расплавов, увеличить адгезионную прочность к стали до 24%, к эпоксидной грунтовке до 30% и снизить скорость катодного отслаивания покрытия до 19%.

Модифицирующие добавки, используемые в составе полимерной композиции клея-расплава:

- полиизоцианат марки «Б», ТУ 113-03-38-106-90;

- высокомолекулярный ароматический амин марки «Ацетонанил Р»;

- γ-аминопропилтриэтоксисилан марки «АГМ-9», ТУ 6-02-724-77.

В качестве наполнителя используют минеральный наполнитель:

- молотая слюда по ГОСТ 855-74;

- мел по ГОСТ 17498-72;

-тальк по ГОСТ 19729-74.

Содержание винилацетатных групп в количестве от 5 до 30 мас. % имеют следующие марки сополимера этилена с винилацетатом: 11104-030, 11306-075, 11507-375, 11708-210, 11808-1750, 12306-020, 12508-150, выпускаемые по ТУ 20.16.10-211 -00203335-2017.

Тройной статистический сополимер этилена, алкилакрилата и малеинового ангидрида с содержанием от 5 до 15 мас. % алкилакрилатных групп, где алкил - это метил-, этил- или бутил-, и от 2,8 до 3,6 мас. % групп малеинового ангидрида с показателем текучести расплава от 3 до 40 г/10 мин и температурой плавления не менее 80°С, выпускают под марками Lotader 3210, Lotader^® 3430, Lotader^® 4210, Lotader^® 6200, Lotader^® LX 4110, Lotader^® TX 8030 (каталог «SK Functional Polymer» на 2020 г фирмы производителя, см. https://www.lotader.com/en/technical-literature/brochures/.

Для лучшего понимания сущности изобретения приводим примеры конкретного выполнения.

Пример 1

Для получения полимерной композиции клея-расплава берут, мас. %:

Указанные компоненты загружают в смеситель, гомогенизируют при 150-170°С, а затем гранулируют.

Пример 2

Для получения полимерной композиции клея-расплава берут, мас. %:

Указанные компоненты загружают в смеситель, гомогенизируют при 150-170°С, а затем гранулируют.

Пример 3

Для получения полимерной композиции клея-расплава берут, мас. %:

Указанные компоненты загружают в смеситель, гомогенизируют при 150-170°С, а затем гранулируют.

Пример 4

Для получения полимерной композиции клея-расплава берут, мас. %:

Указанные компоненты загружают в смеситель, гомогенизируют при 150-170°С, а затем гранулируют.

Пример 5

Для получения полимерной композиции клея-расплава берут, мас. %:

Указанные компоненты загружают в смеситель, гомогенизируют при 150-170°С, а затем гранулируют.

Пример 6

Для получения полимерной композиции клея-расплава берут, мас. %:

Указанные компоненты загружают в смеситель, гомогенизируют при 150-170°С, а затем гранулируют.

Пример 7

Для получения полимерной композиции клея-расплава берут, мас. %:

Указанные компоненты загружают в смеситель, гомогенизируют при 150-170°С, а затем гранулируют.

Пример 8

Для получения полимерной композиции клея-расплава берут, мас. %:

Указанные компоненты загружают в смеситель, гомогенизируют при 150-170°С, а затем гранулируют.

Пример 9

Для получения полимерной композиции клея-расплава берут, мас. %:

Указанные компоненты загружают в смеситель, гомогенизируют при 150-170°С, а затем гранулируют.

Пример 10

Для получения полимерной композиции клея-расплава берут, мас. %:

Указанные компоненты загружают в смеситель, гомогенизируют при 150-170°С, а затем гранулируют.

Пример 11

Для получения полимерной композиции клея-расплава берут, мас. %:

Указанные компоненты загружают в смеситель, гомогенизируют при 150-170°С, а затем гранулируют.

Пример 12

Для получения полимерной композиции клея-расплава берут, мас. %:

Указанные компоненты загружают в смеситель, гомогенизируют при 150-170°С, а затем гранулируют.

Составы полимерной композиций клея-расплава приведены в таблице 1.

В таблице 2 приведены показатели адгезионной прочности при отслаивании к стали Ст3 и эпоксидной грунтовке, показатели адгезионной прочности при отслаивании к стали Ст3 и эпоксидной грунтовке после выдержки в воде в течение 1000 ч при температуре 20°С, показатели катодного отслаивания покрытия от стали для всех составов композиции, приведенных в примерах конкретного выполнения.

Формирование адгезионного соединения проводят при температуре 190-220°С в течение 15 минут путем нанесения полимерной композиции клея-расплава на стальные пластины. Для определения показателя адгезионной прочности при отслаивании к эпоксидной грунтовке на стальные пластины предварительно наносят жидкую эпоксидную грунтовку, которую отверждают при комнатной температуре в течение суток, затем наносят полимерную композицию клея-расплава, как указано выше.

Адгезионную прочность при отслаивании к стали Ст3 и эпоксидной грунтовке определяют методом отслаивания образца от стали или эпоксидной грунтовки под углом 90° со скоростью 50 мм/мин.

О водостойкости адгезионных связей судят по адгезионной прочности при отслаивании после выдержки в воде в течение 1000 ч при температуре 20°С.

Стойкость образцов к катодному отслаиванию определяют в 3%-ном растворе хлористого натрия при температуре 20°С при напряжении 1,5 В в течение 30 суток.

Как видно из примеров конкретного выполнения, заявленный объект по сравнению с прототипом позволяет расширить ассортимент полимерных композиций клеев-расплавов, увеличить адгезионную прочность к стали до 24%, к эпоксидной грунтовке до 30% и снизить скорость катодного отслаивания покрытия до 19%.

Реферат

Изобретение относится к адгезионным композициям, которые могут быть использованы в качестве покрытий для защиты стальных труб от коррозии. Полимерная композиция клея-расплава содержит два сополимера этилена, неорганический наполнитель и модифицирующую добавку. В качестве одного из сополимеров этилена композиция содержит сополимер этилена с винилацетатом с содержанием 5-30 мас. % винилацетатных групп, в качестве неорганического наполнителя она содержит молотую слюду или мел, или тальк, в качестве модифицирующей добавки - полиизоцианат или высокомолекулярный ароматический амин, или γ-аминопропилтриэтоксисилан. В качестве второго сополимера этилена композиция содержит тройной статистический сополимер этилена, алкилакрилата и малеинового ангидрида с содержанием 5-15 мас. % алкилакрилатных групп и 2,8-3,6 мас. % групп малеинового ангидрида с показателем текучести расплава от 3 до 40 г/10 мин и температурой плавления не менее 80°С. В качестве алкилакрилата тройной статистический сополимер содержит метилакрилат или этилакрилат, или бутилакрилат. Композиция содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас. %: первый сополимер этилена с винилацетатом 15-61, указанный неорганический наполнитель 5-18, указанная модифицирующая добавка 1-7, второй сополимер - тройной статистический сополимер этилена, алкилакрилата и малеинового ангидрида - 26-63. Изобретение позволяет расширить ассортимент полимерных композиций клеев-расплавов, увеличить адгезионную прочность к металлу до 24%, к эпоксидной грунтовке до 30%, снизить скорость катодного отслаивания покрытия до 19%. 2 табл., 12 пр.

Формула