NO310726B1 - Oppdriftsmateriale - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører anvendelsen, som angitt i krav 1, av en blanding som flytmateriale, spesielt for anvendelse i undersjøisk transport og ved utvinning av hydrokarboner.

Det er kjent å tilveiebringe oppdriftsmateriale av skumma-teriale. I grunt vann anvendes lavdensitetsmaterialer, f.eks. polyuretanskum. Dette materialet er generelt ikke i stand til å motstå de høye trykk som er involvert på dypt vann. Vanlig oppdriftsmateriale for bruk under havflaten omfatter et epoksyharpiksmatriksmateriale forsynt med hule glassmikrosfærer. Kvaliteten av mikrosfærer velges for å passe til de servicebetingelser som spesielt skyldes trykk på grunn av dybde. Under noen omstendigheter kan det være mulig å inkludere polymermakrosfærer med ytre diameter 10 mm eller mer. De primære fordeler ved å anvende makrosfærer er at de er billigere enn mikrosfærer og har lavere densitet (09 derfor høyere oppdrift) enn mikrosfærer.

I overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse anvendes et oppdriftsmateriale hvor matriksmaterialet omfatter en van-nekstendet polyesterharpiks og forsynt med en hud av elastomer polyetylen (PE), polyuretan (PU) eller glassfiber-forsterket polymer (GRP) som vannbarriere og til å gi mekanisk beskyttelse.

Fagmannen kan lett velge egnede polyesterforløpere. Egnede materialer inkluderer reaksjonsproduktet av polyoler, spesielt dioler, og polyolforløpere, f.eks. epoksyder, med or-ganiske syrer eller anhydrider, sammen med umettede syrer eller anhydrider og en umettet monomer. Disse materialer omsettes med en katalysator, f.eks. paratoluensulfonsyre, tetrabutyltitanitt og hydratisert monobutyltinnoksyd, slik at man får en forløper. Forløperen blir tverrbundet på kjent måte med en katalysator, spesielt en fri radikalkata-lysator.

Eksempelvis kan polyol eller polyolforløperen være én eller flere av propylenglykol, dietylenglykol, etylenglykol, neo-pentylglykol, dipropylenglykol, dibromneopentylglykol, bisfenol A, diglycidyleter, bisfenol A, dipropoksyeter, tetrabrombisfenol A, dietoksyeterpropylenoksyd og 1,4 bu-tandiol.

Representative syrer og anhydrider som kan anvendes alene eller i blanding, inkluderer ftalsyreanhydrid, reaksjonsproduktet av dicyklopentadien og maleinsyreanhydrid, isof-talsyreanhydrid, adipinsyreanhydrid, klorendiksyreanhydrid (CAS nr. 115-27-5), tetrabromftalsyreanhydrid, tetrahydrof-talsyreanhydrid, tereftalsyre og tetraklorftalsyreanhydrid.

Eksempler på umettede syrer og anhydrider inkluderer maleinsyreanhydrid, fumarsyre, metakrylsyre, akrylsyre og itakonsyre. Disse kan også anvendes alene eller i blanding .

Typiske umettede monomerer inkluderer styren, vinyltoluen, metylmetakrylat, diallylftalat, a-metylstyren, triallyl-cyanurat, divinylbenzen og blandinger derav.

Tverrbindingsreaksjonen som skal gi polymeren er typisk en friradikalkatalysator, f.eks. benzoylperoksyd, metyletylke-tonperoksyd, cumenhydroperoksyd, lauroylperoksyd, t-butylperoktoat og t-butylperbenzoat.

Polyesteren kan omfatte konvensjonell polyesterstøpingshar-piks .

F.eks. tilsettes vann og harpiksmonomer til et blandekar som inneholder en lavhastighetsagitator, og agiteres inntil blandingen blir homogen. Om ønsket, kan opptil ca. 5% av hele mengden av mikrosfærer som skal tilsettes, bli tilsatt ved dette tidspunkt, og dette kan forenkle emulsjonens ut-vikling. Andre materialer kan tilsettes for å hjelpe på dannelsen og stabiliseringen av vann- og polyesterharpiks-emulsj onen.

Resten av mikrosfærene blir så tilsatt porsjonsvis til den omrørte emulsjon.

Om ønsket kan blandingen bli oppvarmet, f.eks. til ca. 25°C, for å forenkle blandingen og den påfølgende polymeri-sasj on.

Blandingen kan deretter overføres, f.eks. ved kontinuerlig pumping til en støpeform som eventuelt inneholder makrosfærer, og via et mikseelement hvor herdekatalysatoren blir tilsatt og fordelt.

Den nøyaktige vannmengde som tilsettes er ikke avgjørende for utførelsen av oppfinnelsen, men vil typisk variere fra 10 til 80 vekt% av den endelige blanding. Større mengder vann fører til billigere produkter med mindre mekanisk ytelse enn mindre mengder vann.

Typisk vil glassmikrosfærer bli anvendt. Fagmannen kan lett velge egnede mikrosfærer som kan ha en partikkelstørrelse på 5-500 u.m, spesielt ca. 200 urn. Typisk utgjør mikrosfærene 10-65% av volumet av den endelig blanding.

For å redusere romdensiteten enda mer, kan makrosfærer anvendes, f.eks. hule plastkuler med diameter større enn 5 eller 10 mm. Opptil 80% i volum av blandingen kan bekvemt anvendes.

Luft i form av små bobler, typisk opp til 10% i volum av blandingen, kan inkorporeres for ytterligere å redusere densiteten og prisen på oppdriftsmaterialet.

Et typisk materiale som er beregnet på langtidsbruk på 150 meters dyp, kan omfatte:

Anvendelse av mikrosfærer med sann densitet 200 kg/m<3> fo-ranlediger et syntaktisk materiale med densitet 600 kg/m<3 >som kan bli ytterligere redusert ved tilsetning av makrosfærer.

Materialet i henhold til oppfinnelsen har flere fordeler: Systemet er relativt billig.

Polyesterharpiks koster omtrent det samme som epoksyhar-piks, men de totale omkostninger kan bli vesentlig redusert på bakgrunn av vannfortynningen.

Vannet i systemet med sin høye varmekapasitet virker som varmeavledende materiale og modererer polymerisasjonsekso-termen og således polymerisasjonshastigheten. Dette fører til mange fordeler, inklusive langsommere reaksjonskinetikk og derfor mindre tidskritisk prosessering av den katalyser-te blanding, evnen til å rengjøre blande- og håndteringsut-styr før polymerisasjon har fått betydelige fremskritt, redusert varmeekspansjon og -kontraksjon gjør det mulig å ha støpeformer med lettere konstruksjon, og reduserer også po-tensialet for varmesirkuleringsoppsprekking av støpeformen og reduserer faren for varmeskader på polymermakrosfærene. Dessuten vil støpingen være i alt vesentlig ikke-brennbar hvis vanninnholdet er høyt nok.

Claims (6)

1. Anvendelse av en blanding, som er forsynt med en vann-ugjennomtrengelig polymerhud, omfattende: i) en matriks erholdt ved å omsette en dispersjon av po-lyesterforløper i vann med en katalysator, og ii) 10-65 volum% av matriksen utgjøres av densitetsnedset-tende mikrosfærer, som flytemateriale for undersjøisk transport og utvinning av hydrokarboner.

2. Anvendelse ifølge krav 1, hvor blandingen ytterligere omfatter gassbobler dispergert i matriksen.

3. Anvendelse ifølge krav 1 eller 2, hvor blandingen ytterligere omfatter makrosfærer dispergert i matriksen.

4. Anvendelse ifølge hvilke som helst av de foregående krav, hvor polyesterforløperen omfatter reaksjonsproduktet av en polyol, en umettet syre eller et umettet syreanhydrid og en umettet monomer.

5. Anvendelse ifølge hvilke som helst av de foregående krav, hvor 10 - 80 vekt% av blandingen er vann.

6. Anvendelse ifølge krav 1, hvor polymerhuden er valgt fra polyetylen, polyuretan og glassfiber-forsterket polymer.