EA032342B1 - Bitumen-polymer mastic - Google Patents

Bitumen-polymer mastic Download PDF

Info

Publication number
EA032342B1
EA032342B1 EA201800136A EA201800136A EA032342B1 EA 032342 B1 EA032342 B1 EA 032342B1 EA 201800136 A EA201800136 A EA 201800136A EA 201800136 A EA201800136 A EA 201800136A EA 032342 B1 EA032342 B1 EA 032342B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
composition
bitumen
gossypol
mastic
gossypol resin
Prior art date
Application number
EA201800136A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201800136A1 (en
Inventor
Казим Садыкович Надиров
Берик Абдразакович Сакыбаев
Манап Курманбекович Жантасов
Жанна Казимовна Надирова
Гульмира Жанкабыловна Бимбетова
Анар Маденовна Есимова
Рашид Казимович Надиров
Арсланбек Калдыкулович Орынбасаров
Абдилла Абибуллаевич Саипов
Марат Умирзакович Калменов
Асель Рахматуллаевна Бегимова
Original Assignee
Республиканское Государственное Предприятие На Праве Хозяйственного Ведения "Южно-Казахстанский Государственный Университет Им. М. Ауэзова" Мон Рк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Республиканское Государственное Предприятие На Праве Хозяйственного Ведения "Южно-Казахстанский Государственный Университет Им. М. Ауэзова" Мон Рк filed Critical Республиканское Государственное Предприятие На Праве Хозяйственного Ведения "Южно-Казахстанский Государственный Университет Им. М. Ауэзова" Мон Рк
Priority to EA201800136A priority Critical patent/EA032342B1/en
Publication of EA201800136A1 publication Critical patent/EA201800136A1/en
Publication of EA032342B1 publication Critical patent/EA032342B1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D195/00—Coating compositions based on bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L58/00—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
    • F16L58/02—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation by means of internal or external coatings
    • F16L58/04—Coatings characterised by the materials used
    • F16L58/12—Coatings characterised by the materials used by tar or bitumen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

The invention is related to anticorrosion protection of metals by application of protective fungicide compositions to surfaces of a corrodible metal, and can be used for protection of gas lines, water lines, oil lines, vehicles, equipment, machines and mechanisms operated under conditions of high humidity, in acid or alkali solutions. The objective of the invention is production of bitumen-polymer mastic as an anticorrosion composition using cheap local raw materials (including technogenic wastes) and providing higher impact strength, indentation resistance, adhesive quality; the composition is also imparted fungicide properties. Said objective is attained by provision of bitumen-polymer mastic having a composition with the following relationship of components, wt.%: bitumen BND 60/90 - 50-60; low-molecular polyethylene (LMPE) - 10-20; gossypol resin (GS) - 15-20; oxyethylated fatty acids of gossypol resin (OEFAGR) - 10-15; wollastonite - 5-10. The proposed technical solution makes it possible to produce bitumen-polymer mastic as an anticorrosion composition for efficient protection of gas, water and oil pipelines operated under conditions of high humidity, in acid or alkali solutions, wherein the composition according to the invention allows utilization of cheap local raw materials (including technogenic wastes), while providing higher impact strength, indentation resistance, adhesive quality and fungicide properties.

Description

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии путем нанесения защитных антикоррозионных фунгицидных составов на поверхности коррозирующего металла и может быть использовано для защиты газо-, водо-, нефтепроводов, транспортных средств, оборудования, машин, механизмов, которые эксплуатируются в присутствии большой влажности, в кислотных и щелочных растворах. Задачей изобретения является получение битумно-полимерной мастики антикоррозионной композиции, обеспечивающей использование дешевого местного сырья (в том числе техногенных отходов) с одновременным повышением прочности при ударе, сопротивления вдавливанию, адгезионной способности и приданием ей фунгицидных свойств. Поставленная задача решается тем, что битумно-полимерная мастика имеет состав при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум БНД 60/90 - 50-60; низкомолекулярный полиэтилен (НМПЭ) - 10-20; госсиполовая смола (ГС) - 15-20; оксиэтилированные жирные кислоты госсиполовой смолы (ОЭЖКГС) - 10-15; волластонит - 5-10. Предлагаемое техническое решение позволяет получить битумно-полимерную мастику - антикоррозионную композицию для эффективной защиты газо-, водо-, нефтепроводов, которые эксплуатируются в условиях большой влажности, в кислотных и щелочных растворах, при этом разработанная композиция обеспечивает использование дешевого местного сырья (в том числе техногенных отходов) с одновременным повышением прочности при ударе, сопротивления вдавливанию, адгезионной способности и приданием ей фунгицидных свойств.The invention relates to the field of protection of metals from corrosion by applying protective anticorrosive fungicidal compositions on the surface of a corrosive metal and can be used to protect gas, water, oil pipelines, vehicles, equipment, machines, mechanisms that are operated in the presence of high humidity in acid and alkaline solutions. The objective of the invention is to obtain a bitumen-polymer mastic anticorrosive composition, ensuring the use of cheap local raw materials (including industrial waste) with a simultaneous increase in impact strength, indentation resistance, adhesion and giving it fungicidal properties. The problem is solved in that the bitumen-polymer mastic has a composition in the following ratio of components, wt.%: Bitumen BND 60/90 - 50-60; low molecular weight polyethylene (NMPE) - 10-20; gossypol resin (HS) - 15-20; oxyethylated fatty acids of gossypol resin (OEHKGS) - 10-15; wollastonite - 5-10. The proposed technical solution allows to obtain bitumen-polymer mastic - an anticorrosive composition for the effective protection of gas, water, oil pipelines, which are operated in high humidity, in acid and alkaline solutions, while the developed composition provides the use of cheap local raw materials (including technogenic waste) with a simultaneous increase in impact strength, indentation resistance, adhesion and giving it fungicidal properties.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии путем нанесения защитных антикоррозионных фунгицидных составов на поверхности коррозирующего металла и может быть использовано для защиты газо-, водо-, нефтепроводов, транспортных средств, оборудования, машин, механизмов, которые эксплуатируются в условиях большой влажности, в кислотных и щелочных растворах.The invention relates to the field of protection of metals from corrosion by applying protective anticorrosive fungicidal compositions on the surface of a corrosive metal and can be used to protect gas, water, oil pipelines, vehicles, equipment, machines, mechanisms that are operated in conditions of high humidity, in acidic and alkaline solutions.

Известен невысыхающий пластичный герметизирующий состав (патент РФ № 2101315, С09К 3/10, С03С 8/24, С09И 5/34, опубл. 10.01.1998), который состоит из низкомолекулярного полиэтилена 60-80 мас.%, фенольной смолы 10-20 мас.% и штапельного стекловолокна 10-20 мас.%, смешиваемых в требуемых пропорциях при повышенной температуре, и который дополнительно может содержать госсиполовую смолу в количестве 25-100 мас.% от фенольной смолы.Known non-drying plastic sealing composition (RF patent No. 2101315, C09K 3/10, C03C 8/24, C09I 5/34, publ. 10.01.1998), which consists of low molecular weight polyethylene 60-80 wt.%, Phenolic resin 10-20 wt.% and staple fiberglass 10-20 wt.%, mixed in the required proportions at elevated temperatures, and which may additionally contain gossypol resin in an amount of 25-100 wt.% of phenolic resin.

Недостатком способа являются недостаточно широкие области его применения, конкретно его используют только в качестве уплотнительных невысыхающих материалов, т.е. недостатком является невозможность применения состава для решения поставленной задачи.The disadvantage of this method is not wide enough for its application, specifically it is used only as sealing non-drying materials, i.e. the disadvantage is the inability to use the composition to solve the problem.

Известен состав, описанный в способе получения гидроизоляционной композиции (υζ ΙΑΡ 02986, С08Ь 95/00, опубл. 12.02.2003), включающий битум, резиновую крошку и кубовые остатки процесса дистилляции жирных кислот хлопковых соапстоков.A known composition described in the method of producing a waterproofing composition (υζ ΙΑΡ 02986, С08Ь 95/00, publ. 12.02.2003), including bitumen, rubber crumb and distillation residues of the process of fatty acids of cotton co-stocks.

Недостатком способа является снижение температурной устойчивости, коррозионной стойкости и адгезионной способности к металлу при изменении погодных условий, в частности, при влажности 90100% и зимних температурах ниже -30°С.The disadvantage of this method is the reduction of temperature stability, corrosion resistance and adhesion to metal under changing weather conditions, in particular, at a humidity of 90-100% and winter temperatures below -30 ° C.

Близкой к изобретению по технической сущности является мастика битумно-полимерная для изоляционного антикоррозийного покрытия трубопровода, включающая битум, термоэластопласт, пластификатор и наполнитель (патент ОБ 1538267, МПК Б16Ь 58/12, опубл. 17.01.1979).Close to the invention in technical essence is a bitumen-polymer mastic for insulating anti-corrosion coating of the pipeline, including bitumen, thermoplastic elastomer, plasticizer and filler (patent OB 1538267, IPC B16 58/12, publ. 01/17/1979).

Однако у данной мастики невысокая адгезия к стали. Особенно существенно это в условиях эксплуатации при значительных перепадах температуры и при эксплуатации в зимних условиях при отрицательных температурах.However, this mastic has a low adhesion to steel. This is especially significant under operating conditions at significant temperature differences and during operation in winter conditions at freezing temperatures.

В качестве прототипа, как наиболее близкая к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является мастика битумно-полимерная для изоляционного антикоррозийного покрытия трубопровода по патенту РФ № 2192578, Мастика битумно-полимерная Транскор для труб, Р16Ь 58/12, опубл. 10.11.2002. Мастика битумно-полимерная для изоляционного антикоррозийного покрытия трубопровода работает при следующем составе компонентов, мас.%: битум БНД 60/90 - 10-50; битум БНИ 4 40-80 или битум БН 30/70 - 40-80; дивинилстирольный термоэластопласт - 1-10, пластификатор - 1-6; модификатор - 1-7.As a prototype, the closest to the invention in terms of technical nature and the achieved result is a bitumen-polymer mastic for insulating anti-corrosion coating of the pipeline according to the patent of the Russian Federation No. 2192578, Mastic-bitumen-polymer Mastic for pipes, Р16Ь 58/12, publ. 11/10/2002. Mastic bitumen-polymer for insulating corrosion-resistant coating of the pipeline works with the following composition of components, wt.%: Bitumen BND 60/90 - 10-50; bitumen BNI 4 40-80 or bitumen BN 30/70 - 40-80; divinyl styrene thermoplastic elastomer - 1-10, plasticizer - 1-6; modifier - 1-7.

Данная мастика имеет хорошие технические характеристики и может быть использована при прокладке подземных трубопроводов как в летний, так и в зимний период, а также может найти применение при проведении ремонта трубопроводов различного назначения. Однако наши исследования показали возможности повышения некоторых показателей защитного состава и придания ему фунгицидных свойств.This mastic has good technical characteristics and can be used when laying underground pipelines both in summer and in winter, and can also be used in the repair of pipelines for various purposes. However, our studies have shown the possibility of increasing some indicators of the protective composition and giving it fungicidal properties.

Задачей изобретения является получение битумно-полимерной мастики - антикоррозионной композиции, обеспечивающей использование дешевого местного сырья (в том числе техногенных отходов) с одновременным повышением прочности при ударе, сопротивления вдавливанию, адгезионной способности и приданием ей фунгицидных свойств.The objective of the invention is to obtain a bitumen-polymer mastic - an anti-corrosion composition that provides the use of cheap local raw materials (including industrial waste) with a simultaneous increase in impact strength, indentation resistance, adhesion and giving it fungicidal properties.

Поставленная задача решается тем, что битумно-полимерная мастика имеет состав при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум БНД 60/90 - 50-60; низкомолекулярный полиэтилен (НМПЭ) 10-20; госсиполовая смола (ГС) - 15-20; оксиэтилированные жирные кислоты госсиполовой смолы (ОЭЖКГС) - 10-15; волластонит - 5-10.The problem is solved in that the bitumen-polymer mastic has a composition in the following ratio of components, wt.%: Bitumen BND 60/90 - 50-60; low molecular weight polyethylene (NMPE) 10-20; gossypol resin (HS) - 15-20; oxyethylated fatty acids of gossypol resin (OEHKGS) - 10-15; wollastonite - 5-10.

Анализ данных в процессе поиска известных технических решений показал, что в науке и технике нет объекта, аналогичного заявляемому по совокупности признаков и преимуществ, не обнаружены сведения о способе получения защитного антикоррозионного фунгицидного покрытия на основе мастики предлагаемого состава, о применении оксиэтилированных жирных кислот госсиполовой смолы в качестве пластификатора битумно-полимерной композиции, о синергетическом эффекте при совместном присутствии в композиции госсиполовой смолы и оксиэтилированных жирных кислот госсиполовой смолы и фунгицидном действии госсиполовой смолы в составе покрытия, что в целом позволяет сделать вывод о соответствии критериям новизна и изобретательский уровень.An analysis of the data in the search for known technical solutions showed that in science and technology there is no object similar to that claimed by the combination of features and advantages, no information was found on a method for producing a protective anticorrosive fungicide coating based on mastic of the proposed composition, on the use of hydroxyethylated fatty acids of gossypol resin in as a plasticizer of a bitumen-polymer composition, on a synergistic effect with the combined presence of gossypol resin and ethoxylated oils in the composition acids of gossypol resin and the fungicidal effect of gossypol resin in the coating composition, which generally allows us to conclude that the criteria of novelty and inventive step are met.

Ниже описаны компоненты предлагаемой композиции, их характеристики, области применения, механизм действия и назначение в составе мастики.The following describes the components of the proposed composition, their characteristics, applications, mechanism of action and purpose in the composition of the mastic.

Вязкие нефтяные дорожные битумы применяют для приготовления горячих, теплых и холодных асфальтобетонных смесей, для поверхностной обработки, пропитки, а также для разжижения с целью получения жидких битумов, применяемых для приготовления холодного асфальтобетона, поверхностной обработки и для смешения на дороге и т.п. В предлагаемом составе предлагается использовать вязкий дорожный битум БНД 60/90, соответствующий СТ РК 1373-2005, производства ТОО ГазпромнефтьБитум Казахстан, как наиболее удовлетворяющий принципу совместимости с остальными компонентами композиции.Viscous petroleum road bitumen is used for the preparation of hot, warm and cold asphalt mixtures, for surface treatment, impregnation, as well as for liquefaction in order to obtain liquid bitumen used for the preparation of cold asphalt concrete, surface treatment and for mixing on the road, etc. In the proposed composition, it is proposed to use viscous road bitumen BND 60/90, corresponding to ST RK 1373-2005, produced by GazpromneftBitum Kazakhstan LLP, as the most satisfying principle of compatibility with other components of the composition.

В качестве полимерной добавки (термоэластопласта) использовали низкомолекулярный полиэтиленAs a polymer additive (thermoplastic elastomer) used low molecular weight polyethylene

- 1 032342 (НМПЭ) (ТУ 6-05-1837-82), который представляет собой нетоксичный побочный продукт производства полиэтилена высокого давления (низкой плотности), это гидрофобное вещество от белого до серого цвета, обладающее высокой адгезией к различным материалам - бумаге, дереву, металлу, керамике. НМПЭ относится к наиболее реакционно-способному классу полиолефинов, менее подверженному действию различных факторов, включая атмосферные. Состоит в основном из олефинов с прямой цепью из 10-20 атомов углерода. Стоек к действию коррозионно- и химически агрессивных сред, имеет высокую (для углеводородных продуктов) температуру вспышки (выше 250°С) и низкую зольность (менее 0,1% мас.), состоит из линейных и разветвленных молекул, содержащих ненасыщенные связи, с бимодальным молекулярно-массовым распределением в интервале от 50 до 5250. Молекулы НМПЭ, кроме скелетных СН2групп, содержат ненасыщенные связи (карбонильные, виниленовые и др.) и концевые СН3-группы. Установлена практически абсолютная водостойкость и водонепроницаемость НМПЭ - 2, стойкость к слабым (10%-ным) растворам кислот и щелочей. Показано, что высокое электрическое сопротивление НМПЭ-2 (1,4·1014 Ом-см) сохраняется при выдержке покрытий в 25%-ном растворе ЫаС1 при 60°С в течение 30 суток. Эти свойства НМПЭ - 2 в сочетании с низкой температурой хрупкости (-49°С) и хорошим смачиванием его расплавом любых сухих поверхностей (угол смачивания стали равен 30°) обеспечивают покрытиям на его основе высокую защитную способность и позволяют отнести их к покрытиям усиленного типа.- 1 032342 (NMPE) (TU 6-05-1837-82), which is a non-toxic by-product of the production of high-pressure polyethylene (low density), it is a white to gray hydrophobic substance with high adhesion to various materials - paper, wood, metal, ceramics. NMPE belongs to the most reactive class of polyolefins, less susceptible to various factors, including atmospheric. It consists mainly of straight chain olefins of 10-20 carbon atoms. It is resistant to corrosive and chemically aggressive environments, has a high (for hydrocarbon products) flash point (above 250 ° C) and low ash content (less than 0.1% wt.), Consists of linear and branched molecules containing unsaturated bonds, with bimodal molecular weight distribution in the range from 50 to 5250. NMPE molecules, in addition to skeletal CH 2 groups, contain unsaturated bonds (carbonyl, vinylene, etc.) and terminal CH 3 groups. Almost absolute water resistance and water resistance of NMPE - 2, resistance to weak (10%) solutions of acids and alkalis have been established. It was shown that the high electrical resistance of NMPE-2 (1.4 · 10 14 Ohm-cm) is maintained when the coatings are aged in a 25% NaCl solution at 60 ° C for 30 days. These properties of NMPE - 2 in combination with a low brittle temperature (-49 ° С) and good wetting of it with any melt of dry surfaces (the wetting angle of steel is 30 °) provide coatings based on it with a high protective ability and allow them to be attributed to reinforced coatings.

Госсиполовая смола (ГС) (ОСТ 18-114-73) - продукт, получаемый в виде кубового остатка (гудрон) при дистилляции жирных кислот, выделенных из хлопкового соапстока. Однородная вязко-текучая масса от темно-коричневого до черного цвета. В предлагаемом изобретении её предлагается использовать в качестве пластификатора и органического вяжущего, что позволяет повысить температурную устойчивость и коррозионную стойкость композиции за счет повышения гидрофобилирующих свойств. Кроме того, переработка госсиполовой смолы, которая является отходом переработки семян и масла хлопчатника позволяет также уменьшить техногенную нагрузку, вызываемую токсичными соединениями, содержащимися в составе госсиполовой смолы, на окружающую среду. Авторами изобретения в процессе работы использована ГС состава: 98,29% органических веществ; 1,71% неорганических веществ; 100% эфирорастворимых веществ; кислотное число равно 68,5 мг КОН; йодное число - 97; число омыления -200 мг КОН/г; эфирное число - 135 мг КОН; гидроксильное число - 91%; ЖК, высвобождаемые при омылении - 64%; 38% нежирных веществ; 0,2165% фосфора (в пересчете на Р2О5); 8,78% кальция в кальциевых солях госсиполовой смолы. На предприятиях Южно-Казахстанской области при переработке семян и масла хлопчатника ежегодно накапливается около 800 т госсиполовой смолы.Gossypol resin (HS) (OST 18-114-73) is a product obtained in the form of bottoms (tar) from the distillation of fatty acids isolated from cotton soap stock. Homogeneous viscous-flowing mass from dark brown to black. In the present invention, it is proposed to use it as a plasticizer and an organic binder, which allows to increase the temperature stability and corrosion resistance of the composition by increasing the hydrophobic properties. In addition, the processing of gossypol resin, which is a waste product from the processing of seeds and cottonseed oil, can also reduce the technogenic load caused by toxic compounds contained in the gossypol resin on the environment. The inventors used in the process of work the composition of the composition: 98.29% of organic substances; 1.71% inorganic substances; 100% ether soluble substances; the acid number is 68.5 mg KOH; iodine number - 97; saponification number -200 mg KOH / g; ether number 135 mg KOH; hydroxyl number - 91%; FAs released upon saponification - 64%; 38% low-fat substances; 0.2165% phosphorus (in terms of P 2 O 5 ); 8.78% calcium in calcium salts of gossypol resin. At the enterprises of the South Kazakhstan region, during the processing of seeds and cottonseed oil, about 800 tons of gossypol resin are accumulated annually.

Госсиполовую смолу применяют в основном в дорожном строительстве. Известно также применение госсиполовой смолы в качестве реагента для удаления твердых парафиновых отложений в нефтяных скважинах (см. авт. свид. СССР 1157044, опубл. в 1985 г.). Выполненные лабораторные и промысловые исследования смазочного действия госсиполовой смолы показали, что она считается перспективной смазочной добавкой к буровым растворам (Конесев Г.В., Мавлютов М.Р., Спивак А.И., Мулюков Р.А. Смазочное действие сред в буровой технологии. - М.: Недра, 1993. - 272 с).Gossypol resin is used mainly in road construction. It is also known the use of gossypol resin as a reagent for removing hard paraffin deposits in oil wells (see ed. Certificate of the USSR 1157044, publ. In 1985). Laboratory and field studies of the lubricating effect of gossypol resin showed that it is considered a promising lubricant additive for drilling fluids (Konesev G.V., Mavlyutov M.R., Spivak A.I., Mulyukov R.A. Lubricating effect of media in drilling technology - M .: Nedra, 1993 .-- 272 s).

Применение её в качестве фунгицида в составе мастик не описано. Её фунгицидные свойства связаны с наличием в её составе госсипола. Химическая формула госсипола С30Н30О8 (2,2'-ди-3-метил--5изопропил-1,6,7-триокси-8-нафтальдегид). Госсипол - коричневое, твердое при комнатной температуре вещество, нерастворим в воде, растворим в большинстве органических растворителей: метанол, этанол, ацетон, этил ацетат, хлороформ, фенол и др. Наличие альдегидных групп и фенольных гидроксилов в молекуле госсипола обуславливает его весьма высокую реакционную способность, что делает возможным получение многочисленных производных на его основе и предполагает значительное расширение возможностей его использования, так как из-за химической природы госсипола он не способен мигрировать, улетучиваться и экстрагироваться растворителем из композиционных материалов. Госсипол и некоторые его производные весьма активные бактерициды и ингибиторы радикальных реакций (окисление, полимеризация и пр.), при этом важно отметить, что эффективные концентрации госсипола значительно ниже его токсического уровня. Ингибирующее действие госсипола обусловлено присутствием четырех гидроксильных групп в положении 6,6' и 7,7'. Гидроксильные группы в положении 1 и 1' относительно инертны. Альдегидные группы в молекуле госсипола усиливают эффект ингибирования (Глушенкова А.И., Назарова И.П. Госсипол, его производные и их использование. - Ташкент: Фам. - 1993. - 178 с.)Its use as a fungicide in mastics is not described. Its fungicidal properties are associated with the presence of gossypol in its composition. The chemical formula of gossypol is C 30 H 30 O 8 (2,2'-di-3-methyl-5isopropyl-1,6,7-trioxy-8-naphthaldehyde). Gossypol is a brown, solid at room temperature, insoluble in water, soluble in most organic solvents: methanol, ethanol, acetone, ethyl acetate, chloroform, phenol, etc. The presence of aldehyde groups and phenolic hydroxyls in the gossypol molecule determines its very high reactivity , which makes it possible to obtain numerous derivatives based on it and involves a significant expansion of the possibilities for its use, since due to the chemical nature of gossypol it is not able to migrate s, evaporate the solvent and extracted from composite materials. Gossypol and some of its derivatives are very active bactericides and radical reaction inhibitors (oxidation, polymerization, etc.), while it is important to note that the effective concentration of gossypol is much lower than its toxic level. The inhibitory effect of gossypol is due to the presence of four hydroxyl groups at the 6.6 'and 7.7' positions. Hydroxyl groups at position 1 and 1 'are relatively inert. Aldehyde groups in the gossypol molecule enhance the inhibition effect (Glushenkova A.I., Nazarova I.P. Gossypol, its derivatives and their use. - Tashkent: Fam. - 1993. - 178 p.)

Волластонит является природным соединением силиката кальция (Са81О3). Химический состав волластанита - СаО-48,41%, 81О - 36,51%. Иногда обнаруживается Ее2О3 (3,62%), в незначительных количествах примеси - №ьО. МдО и А12О3. Встречается, главным образом, в мраморированных известняках, подвергшихся воздействию кислой магмы, или в ксенолитах перекристаллизованных известняков в изверженных горных породах.Wollastonite is a natural compound of calcium silicate (Ca81O 3 ). The chemical composition of wollastanite is CaO-48.41%, 81O - 36.51%. Sometimes Her 2 O 3 (3.62%) is found, in insignificant amounts of impurity - HbO. MdO and A1 2 O 3 . It is found mainly in marbled limestones exposed to acidic magma, or in xenoliths of recrystallized limestones in igneous rocks.

Использование минерального наполнителя - волластонита позволяет усилить взаимодействия матрицы с металлами и компонентами композиции с низкой поверхностной энергией за счет образования дополнительных водородных связей.The use of mineral filler - wollastonite allows you to enhance the interaction of the matrix with metals and components of the composition with low surface energy due to the formation of additional hydrogen bonds.

Оксиэтилированные жирные кислоты госсиполовой смолы (ОЭЖКГС) получены авторами по разработанному ими же способу (Надиров К.С. и др. Деэмульгатор для обезвоживания и обессоливания сыOxyethylated fatty acids of gossypol resin (OEHKGS) were obtained by the authors according to the method they developed (Nadirov KS et al. Demulsifier for dehydration and desalting of cheese

- 2 032342 рой нефти. Инновационный патент (19) ΚΖ(13)Α4(11)26788. Бюл. № 4. опубл. 15.04. 2013), предназначенному для получения ПАВ - деэмульгатора из отходов масложировой промышленности.- 2 032342 swarm of oil. Innovative patent (19) ΚΖ (13) Α4 (11) 26788. Bull. No. 4. publ. 04/15. 2013), intended for the production of surfactants - demulsifiers from waste oil and fat industry.

Антикоррозионную композицию готовили следующим образом: в реакторе с механической мешалкой госсиполовую смолу нагревали до 140°С, добавляли нагретый до 150°С битум. Эти компоненты перемешивали в течение 10-15 мин до создания однородной смеси. Затем к смеси при перемешивании добавляли ОЭЖКГС, НМПЭ и волластонит и перемешивали еще 15-20 мин. Смесь готова к использованию после охлаждения до 100°С.The anticorrosion composition was prepared as follows: in a reactor with a mechanical stirrer, the gossypol resin was heated to 140 ° C, bitumen heated to 150 ° C was added. These components were mixed for 10-15 minutes to create a homogeneous mixture. Then, with the stirring, ОЭЖКГС, НМПЭ and wollastonite were added to the mixture and stirred for another 15-20 minutes. The mixture is ready for use after cooling to 100 ° C.

Для доказательства соответствия заявленного состава критерию промышленная применимость в табл. 1 приведены конкретные количественные примеры приготовления антикоррозионной композиции. Примеры 5 и 6 соответствуют заявляемым условиям, а примеры 1-4 и 7-10 отвечают запредельным условиям и показывают (табл. 2), как влияет изменение состава на свойства покрытия, и подтверждают возникновение синергетического эффекта между компонентами состава, особенно, между ОЭЖКГС и ГС. Известно, что один из способов повышения эффективности действия компонентов связан с явлением синергизма, при котором смесь двух или более соединений при заданной суммарной концентрации влияет на процесс дольше или изменяет его скорость сильнее, чем каждый из компонентов смеси, взятый в отдельности, в концентрации, равной сумме концентраций смеси.To prove compliance of the claimed composition with the criterion of industrial applicability in table. 1 shows specific quantitative examples of the preparation of an anti-corrosion composition. Examples 5 and 6 correspond to the claimed conditions, and examples 1-4 and 7-10 correspond to transcendental conditions and show (Table 2) how the change in composition affects the properties of the coating and confirm the occurrence of a synergistic effect between the components of the composition, especially between HS. It is known that one of the ways to increase the effectiveness of the components is associated with the phenomenon of synergism, in which a mixture of two or more compounds at a given total concentration affects the process longer or changes its speed more than each of the components of the mixture taken separately, in a concentration equal the sum of the concentrations of the mixture.

Таблица 1Table 1

Рецептура композицииComposition Recipe

Компоненты композиции Composition components Номер примера и состав, масс % Example number and composition, mass% 1 one 2 2 3 3 4 four 5 five 6 6 7 7 8 eight 9 9 10 ten Битум БНД 60/90 Bitumen 60/90 BND 45 45 50 50 50 50 55 55 50 50 50 50 60 60 60 60 70 70 70 70 НМПЭ NMPE 5 five 10 ten 15 15 - - 10 ten 20 20 15 15 20 20 10 ten 30 thirty Госсиполовая смола Gossypol resin 30 thirty - - 20 20 20 20 20 20 15 15 15 15 10 ten 5 five - - Волластонит Wollastonite 20 20 20 20 - - 10 ten 10 ten 5 five 5 five 5 five 10 ten - - ОЭЖКГС OEHKGS - - 20 20 15 15 15 15 10 ten 10 ten 5 five 5 five 5 five - -

В табл. 2 приведены свойства покрытий, полученных с использованием испытуемых композиций, нанесенных на стальные трубы, проверенные в условиях большой влажности (90-100%) в сильнокислых средах (рН 3-4) и щелочных средах (рН 9). Все свойства проверяли в соответствии с методиками ГОСТ Р 51164-98, приложение Б.In the table. 2 shows the properties of coatings obtained using the tested compositions deposited on steel pipes, tested under conditions of high humidity (90-100%) in strongly acidic media (pH 3-4) and alkaline media (pH 9). All properties were checked in accordance with the methods of GOST R 51164-98, Appendix B.

Таблица 2table 2

Свойства покрытийCoating Properties

Вариант композиции Composition option Наименование показателей The name of indicators Адгезия к загрунтованной стальной поверхности, МПа Adhesion to primed steel surface, MPa Прочность при ударе, Дж Impact Strength, J Сопротивление вдавливанию, мм Indentation Resistance, mm Прототип Prototype 0,2/0,6/0,5* 0.2 / 0.6 / 0.5 * 4,0/2,0** 4.0 / 2.0 ** 0,25/0,12*** 0.25 / 0.12 *** Пример 1 Example 1 0,15/0,4/0,1 0.15 / 0.4 / 0.1 2,0/1,0 2.0 / 1.0 0,5/0,4 0.5 / 0.4 Пример 2 Example 2 0,15/0,4/0,4 0.15 / 0.4 / 0.4 2,0/1,0 2.0 / 1.0 0,5/0,9 0.5 / 0.9 Пример 3 Example 3 0,17/0,45/0,47 0.17 / 0.45 / 0.47 1,5/0,80 1,5 / 0,80 0,5/0,5 0.5 / 0.5 Пример 4 Example 4 0,1/0,5/0,4 0.1 / 0.5 / 0.4 4,0/2,0 4.0 / 2.0 0,2/0,1 0.2 / 0.1 Заявляемая, Пример 5 Declare Example 5 0,24/0,72/0,66 0.24 / 0.72 / 0.66 4,7/2,3 4.7 / 2.3 0,13/0,07 0.13 / 0.07 Заявляемая, Пример 6 The inventive, Example 6 0,25/0,75/0,65 0.25 / 0.75 / 0.65 4,6/2,4 4.6 / 2.4 0,12/0,05 0.12 / 0.05 Пример 7 Example 7 0,2/0,5/0,4 0.2 / 0.5 / 0.4 4,2/2,1 4.2 / 2.1 0,2/0,1 0.2 / 0.1 Пример 8 Example 8 0,2/0,7/0,5 0.2 / 0.7 / 0.5 4,1/1,5 4.1 / 1.5 0, 5/0,2 0.5 / 0.2 Пример 9 Example 9 0,18/0,55/0,45 0.18 / 0.55 / 0.45 3,0/2,2 3.0 / 2.2 0,35/0,3 0.35 / 0.3 Пример 10 Example 10 - - - - - - * - при 40/ 20/-15°С; **- при 40/-20 °С; *** - при 40/-20 °С. * - at 40/20 / -15 ° C; ** - at 40 / -20 ° С; *** - at 40 / -20 ° С.

При отклонении от оптимального состава и отсутствии ОЭЖКГС снижаются все показатели и особенно адгезия к загрунтованной стальной поверхности при низких температурах (пример 1). При отклонении от оптимального состава и отсутствии ГС также снижаются все показатели и особенно сопротивление вдавливанию при низких температурах (пример 2). Отсутствие волластонита приводит к снижению прочности при ударе, как при низких, так и при высоких температурах (пример 3). При отсутствии в составе НМПЭ композиция долго не затвердевает и в готовом виде снижается адгезия к загрунтованной стальной поверхности при всех температурах (пример 4). При оптимальных составах (примеры 5 и 6) адгезия к загрунтованной стальной поверхности возрастает по отношению к прототипу в среднем на 2025%, прочность при ударе - на 15-20%, сопротивление вдавливанию - на 40-50%. При незначительном отклонении от оптимального состава, но при наличии всех компонентов (примеры 7-9) покрытие получается удовлетворительного качества, приблизительно соответствуя прототипу. При отсутствии всех модифицирующих и синергетических добавок (пример 10) композиция полностью не затвердевает и определить её свойства невозможно.When deviating from the optimal composition and the absence of OEHKGS all indicators are reduced and especially the adhesion to the primed steel surface at low temperatures (example 1). When deviating from the optimal composition and the absence of HS, all indicators and especially the indentation resistance at low temperatures also decrease (example 2). The absence of wollastonite leads to a decrease in impact strength, both at low and at high temperatures (example 3). In the absence of NMPE in the composition, the composition does not harden for a long time and, when finished, the adhesion to the primed steel surface decreases at all temperatures (Example 4). With optimal compositions (examples 5 and 6), adhesion to a primed steel surface increases by an average of 2025% relative to the prototype, impact strength - by 15-20%, indentation resistance - by 40-50%. With a slight deviation from the optimal composition, but in the presence of all components (examples 7-9), the coating is obtained in satisfactory quality, approximately corresponding to the prototype. In the absence of all modifying and synergistic additives (example 10), the composition does not completely harden and it is impossible to determine its properties.

Известно, что покрытие обладает фунгицидными свойствами, если вокруг образца на питательной среде наблюдается ингибиторная зона (зона отсутствия развития грибов) или на поверхности или краяхIt is known that a coating has fungicidal properties if an inhibitor zone (a zone of the absence of fungal development) is observed around the sample on a nutrient medium or on the surface or edges

- 3 032342 образца наблюдается развитие грибов, оцениваемое баллами 0 и 1 по шестибалльной шкале ГОСТ 9.04889. В табл. 3 приведены данные по испытанию фунгицидной активности полученных покрытий и покрытия прототипа при инфицировании следующими видами грибов: АзрегдШиз шдег уаи Т1едйеш. Азрегдй1из 1еггеиз Тйош. АигеоЬаЛФиш ри11и1аиз (бе Вагу) Атаиб. Раесйошусез уапоШ Ва1шег. РешсШшшЛшси1озиш ТЬош. РешсШшш осйго-сЫогоп Вюигде. 8сори1апор§1§ ЬгеуюаиНз ВаЫег. ТпсЬобегша У1п4е Регз. ех 8.Е. Сгау.- 3 032342 samples, the development of mushrooms is observed, estimated at points 0 and 1 on a six-point scale GOST 9.04889. In the table. 3 shows the data on the fungicidal activity of the obtained coatings and the coating of the prototype when infected with the following types of fungi: Azregdy1iz 1eggeiz Tyosh. AigeoLaFish ri11i1aiz (Be Wagu) Ataib. Rajyoshuzez Washo Walsheg. ReshShhShlshsi1ozish Thosh. Reshshshsh osygo-syogop Vyuigde. 8 quarrel Tpcobegsha Ulp4e Reg. ex 8.E. Sgau.

Таблица 3Table 3

Фунгицидные свойства покрытийFungicidal properties of coatings

Вариант композиции Composition option Показатели Indicators Грибостойкость по интенсивности развития грибов Mushroom resistance by the intensity of the development of mushrooms Баллы Points Прототип Prototype Под микроскопом виден развитый мицелий и спороношение Under the microscope, developed mycelium and sporulation are visible. 2 2 Пример 2 Example 2 Под микроскопом виден развитый мицелий A developed mycelium is visible under a microscope. 2 2 Заявляемая, Пример 5 Declare Example 5 Под микроскопом прорастания спор и конидий не обнаружено Under the microscope, germination of spores and conidia was not detected 0 0 Заявляемая, Пример 6 The inventive, Example 6 Под микроскопом прорастания спор и конидий не обнаружено Under the microscope, germination of spores and conidia was not detected 0 0 Пример 10 Example 10 Под микроскопом виден развитый мицелий и спороношение Under the microscope, developed mycelium and sporulation are visible. 2 2

Из приведенных данных следует, что наличие фунгицидных средств у покрытия обусловлено присутствием в составе госсиполовой смолы (примеры 5,6). В случае её отсутствия фунгицидные свойства покрытия отсутствуют (примеры 2 и 10), так же, как и у прототипа.From the above data it follows that the presence of fungicidal agents in the coating is due to the presence of gossypol resin in the composition (examples 5.6). If it is absent, the fungicidal properties of the coating are absent (examples 2 and 10), as well as the prototype.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет получить битумно-полимерную мастику - антикоррозионную композицию для эффективной защиты газо-, водо-, нефтепроводов, которые эксплуатируются в условиях большой влажности, в кислотных и щелочных растворах, при этом разработанная композиция обеспечивает использование дешевого местного сырья (в том числе техногенных отходов) с одновременным повышением прочности при ударе, сопротивления вдавливанию, адгезионной способности и приданием ей фунгицидных свойств.Thus, the proposed technical solution allows to obtain a bitumen-polymer mastic - an anticorrosive composition for the effective protection of gas, water, oil pipelines, which are operated in high humidity, in acid and alkaline solutions, while the developed composition ensures the use of cheap local raw materials (in including man-made waste) with a simultaneous increase in impact strength, indentation resistance, adhesion and giving it fungicidal properties.

Claims (1)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM Мастика битумно-полимерная для изоляционного антикоррозийного покрытия трубопровода, включающая битум, термоэластопласт и пластификатор, отличающаяся тем, что в качестве битума содержит битум БНД 60/90, в качестве термоэластопласта - низкомолекулярный полиэтилен, в качестве пластификатора - оксиэтилированные жирные кислоты госсиполовой смолы, при этом в состав мастики дополнительно введены госсиполовая смола и волластонит при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум БНД 60/90 - 50-60; низкомолекулярный полиэтилен - 10-20; госсиполовая смола - 15-20; оксиэтилированные жирные кислоты госсиполовой смолы - 10-15; волластонит - 5-10.Bitumen-polymer mastic for insulating anti-corrosion coating of the pipeline, including bitumen, thermoplastic elastomer and plasticizer, characterized in that it contains bitumen 60/90 as bitumen, low molecular weight polyethylene as thermoplastic elastomer, and gossypol resin, ethoxylated fatty acids, while plasticizer gossypol resin and wollastonite are additionally introduced into the composition of the mastic in the following ratio of components, wt.%: bitumen BND 60/90 - 50-60; low molecular weight polyethylene - 10-20; gossypol resin - 15-20; hydroxyethylated fatty acids of gossypol resin - 10-15; wollastonite - 5-10.
EA201800136A 2017-10-23 2017-10-23 Bitumen-polymer mastic EA032342B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201800136A EA032342B1 (en) 2017-10-23 2017-10-23 Bitumen-polymer mastic

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201800136A EA032342B1 (en) 2017-10-23 2017-10-23 Bitumen-polymer mastic

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201800136A1 EA201800136A1 (en) 2019-04-30
EA032342B1 true EA032342B1 (en) 2019-05-31

Family

ID=66436967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201800136A EA032342B1 (en) 2017-10-23 2017-10-23 Bitumen-polymer mastic

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA032342B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2439422C1 (en) * 2010-09-29 2012-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "ГЕОТЕКС" Mastic bitumen-polymer composition for anticorrosion coatings and method of its production

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2439422C1 (en) * 2010-09-29 2012-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "ГЕОТЕКС" Mastic bitumen-polymer composition for anticorrosion coatings and method of its production

Also Published As

Publication number Publication date
EA201800136A1 (en) 2019-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10941314B2 (en) Asphalt release agent
CN102965015A (en) Anticorrosion type spraying quick-setting rubber asphalt waterproof coating
US3354169A (en) Latex modified cement mortar coating compositions and method of coating
CN102719195A (en) Pipeline coating, application thereof and pipeline coated with same
EA032342B1 (en) Bitumen-polymer mastic
CN106280893A (en) A kind of coal tar epoxide Colophonium finish paint and production method thereof
Boev et al. Development of technology for obtaining anticorrosive nanostructured polyalkenylamide-succinimide coatings in construction
ELsawy et al. Improvement performance of soft asphalt for coating applications
RU2818565C1 (en) Bitumen anticorrosion composition
RU2648895C1 (en) Road concrete mixture (options)
BR102015028216B1 (en) FORMULATION OF COMPOSITE WASTE WOOD AND THERMOPLASTICS RECYCLED WITH NANOMETRIC ADDITIVES AND RESULTING PRODUCT
US2225570A (en) Asphaltic bitumen
RU2300546C1 (en) Polymer composition for anticorrosion oil-resistant coating
JP2000160064A (en) Emulsion baking rust preventive
RU2140952C1 (en) Composition for anticorrosion coatings
RU2663134C1 (en) Bitumen-polymer primer
US3070524A (en) Bituminous compositions
CN107386337A (en) Concrete foundation anticorrosion structure and its application
JPS6233262B2 (en)
CN106519813A (en) Complex fiber anti-corrosion method for automotive chassis
RU2192578C1 (en) Bituminous polymer mastic transcor for pipes
RU2305693C1 (en) Anti-corrosion water-dispersion primer-enamel paint
Emira et al. Evaluation of corrosion protection of carbon steel by anticorrosive paints
RU2181348C1 (en) Additive for concrete and method of its production
Carlozzo Bituminous Coatings

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU