RU2531191C1 - Polyurea urethane sprayed mastic for obtaining thick-layered anticorrosion coating - Google Patents
Polyurea urethane sprayed mastic for obtaining thick-layered anticorrosion coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2531191C1 RU2531191C1 RU2013120442/05A RU2013120442A RU2531191C1 RU 2531191 C1 RU2531191 C1 RU 2531191C1 RU 2013120442/05 A RU2013120442/05 A RU 2013120442/05A RU 2013120442 A RU2013120442 A RU 2013120442A RU 2531191 C1 RU2531191 C1 RU 2531191C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mastic
- hardener
- hydroxylamine
- thick
- isocyanate
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к рецептурам напыляемых двухкомпонентных полимочевинуретановых мастик, использующихся для получения толстослойных защитных покрытий барьерного типа в условиях их трассового или заводского нанесения и предназначенных, в частности, для наружной антикоррозионной защиты металлических труб, фасонных соединительных трубодеталей, запорной арматуры и монтажных узлов магистральных и промысловых нефтегазопроводов, нелинейных трубопроводных элементов и арматуры компрессорных и насосных станций, резервуаров подземного хранения углеводородного газа и нефтехранилищ с широким температурным диапазоном эксплуатации. Для магистральных газопроводов нижний предел температуры эксплуатации составляет минус 20°C, а характеристики защитных антикоррозионных полимерных покрытий регламентируются соответствующими отраслевыми требованиями ОАО "Газпром", утвержденными в 2005 г. Нефтепроводы могут эксплуатироваться при более низких температурах - вплоть до минус 50°C. Показатели качества их полимерных покрытий регламентируются требованиями ОАО "АК "Транснефть" ОТТ - 25.220.01-КТН-215-10.The invention relates to the formulations of sprayed two-component polyureaurethane mastics, used to obtain thick-layer protective coatings of the barrier type in the conditions of their route or factory application and intended, in particular, for external anti-corrosion protection of metal pipes, shaped pipe fittings, stop valves and mounting units of main and oil and gas pipelines nonlinear pipeline elements and valves of compressor and pumping stations, underground tanks storage of hydrocarbon gas and oil storage facilities with a wide temperature range of operation. For gas pipelines, the lower operating temperature limit is minus 20 ° C, and the characteristics of protective anticorrosion polymer coatings are regulated by the relevant industry requirements of Gazprom, approved in 2005. Oil pipelines can be operated at lower temperatures - up to minus 50 ° C. The quality indicators of their polymer coatings are governed by the requirements of JSC Transneft OTT - 25.220.01-KTN-215-10.
Современные нефтегазопроводы являются сложной технической системой, включающей в себя не только плети труб диаметром до 1420 мм, но также и фасонные нелинейные детали (отводы, фитинги, тройники, колена, переходы и др.), запорную и регулирующую арматуру и монтажные узлы (крановые узлы, задвижки, заглушки, затворы, диафрагмы и др.), трубопроводные элементы и арматуру компрессорных и насосных станций, резервуаров подземного хранения природного газа и хранилищ жидких углеводородных продуктов, которые, также как и трубы, требуют надежной долговременной защиты от коррозии. Согласно требованиям российского стандарта ГОСТ Р 51164-98 изоляционные покрытия монтажных узлов, запорной арматуры и фасонных соединительных деталей по своим характеристикам должны соответствовать характеристикам основного защитного покрытия труб.Modern oil and gas pipelines are a complex technical system, which includes not only tubing with a diameter of up to 1420 mm, but also shaped non-linear parts (bends, fittings, tees, elbows, transitions, etc.), shut-off and control valves and mounting units (crane units , valves, plugs, closures, diaphragms, etc.), pipeline elements and fittings of compressor and pump stations, underground storage tanks for natural gas and liquid hydrocarbon product storages, which, like pipes, require reliable long-term protection against corrosion. According to the requirements of the Russian standard GOST R 51164-98, the insulation coatings of the assembly units, valves and fittings according to their characteristics must comply with the characteristics of the main protective coating of the pipes.
Применение современных толстослойных изолирующих покрытий барьерного типа на трубопроводных объектах магистральных и промысловых нефтегазопроводов подземной и подводной прокладки позволяет обеспечить не только их противокоррозионную защиту на длительный срок эксплуатации, но и защищает от механического воздействия при транспортировке трубопроводных изделий и при их монтаже в полевых условиях.The use of modern thick-layer barrier-type insulating coatings at pipeline facilities of oil and gas pipelines of the underground and underwater gaskets provides not only their anticorrosive protection for a long service life, but also protects them from mechanical stress during transportation of pipeline products and during their installation in the field.
Известно комплексное антикоррозионное полимочевинуретановое покрытие для труб и трубодеталей нефтегазопроводов "БИУРС", включающее два составляющих элемента:A comprehensive anti-corrosion polyurea-urethane coating for pipes and piping details of BIURS oil and gas pipelines is known, including two constituent elements:
- тонкослойную грунтовочную пленку, получаемую на основе двухупаковочной эпоксиуретановой грунтовки "Праймер-МБ", состоящей из компонента А - раствора модифицированной диизоцианатом эпоксидной смолы, и компонента Б - аминного отвердителя;- a thin layer primer film, obtained on the basis of a two-pack epoxyurethane primer "Primer-MB", consisting of component A - a solution of an epoxy resin modified with diisocyanate, and component B - an amine hardener;
- толстослойное наружное покрытие, получаемое путем напыления двухкомпонентной полимочевинуретановой мастики "БИУР", состоящей из компонента А - изоцианатной полимерной основы с содержанием изоцианатных (NCO)-групп 13-14 мас.%, и компонента Б - отвердителя с активными атомами водорода, содержащимися в гидроксильных (ОН-) и аминогруппах (NH2-; -NH-) эпоксиполиолов и ароматических диаминов, растворенных в средней фракции каменноугольной или сланцевой смолы с вязкостью 18-25 сСт и основностью 1,3-1,5 мгэкв/гHCl [1].- a thick outer coating obtained by spraying a two-component biurethane polyurea mastic "BIUR", consisting of component A - isocyanate polymer base containing 13-14 wt.% isocyanate (NCO) groups, and component B - hardener with active hydrogen atoms contained in hydroxyl (OH-) and amino groups (NH 2 -; -NH-) epoxy polyols and aromatic diamines dissolved in the middle fraction of a coal or shale resin with a viscosity of 18-25 cSt and a basicity of 1.3-1.5 mEq / gHCl [1] .
"Праймер-МБ" наносится методами воздушного или безвоздушного распыления. Мастика "БИУР" на защищаемые металлические поверхности наносится методом "горячего " безвоздушного напыления аппаратами высокого давления с раздельной подачей, нагретых до температуры 40-80°C компонентов (изоцианатной форполимерной основы и гидроксиламинного отвердителя) с их смешением непосредственно в распылительном устройстве."Primer-MB" is applied by air or airless spray methods. BIUR mastic is applied to the protected metal surfaces by hot airless spraying with high-pressure apparatuses with separate feeds of components (isocyanate prepolymer base and hydroxylamine hardener) heated to a temperature of 40-80 ° C with their mixing directly in the spraying device.
По совокупности адгезионных, физико-механических, диэлектрических и эксплуатационных характеристик комплексное покрытие "БИУРС" отвечает отраслевым требованиям ОАО "Газпром" и ОАО "АК "Транснефть". Однако известное полимочевинуретановое покрытие многокомпонентно и малотехнологично при нанесении, так как требует обязательного применения грунтовочного подслоя: использование только одной мастики "БИУР" не позволяет достигнуть требуемого уровня адгезионных характеристик и зависящей от них устойчивости толстослойного покрытия к катодному отслаиванию. Объемное соотношение между форполимерной основой и гидроксиламинным отвердителем в составе известной мастики строго регламентировано и должно составлять 1:1,28, что усложняет конструкцию материального насосного агрегата используемых аппаратов высокого давления для безвоздушного нанесения высоковязких материалов.Based on the combination of adhesive, physical, mechanical, dielectric and operational characteristics, the BIURS complex coating meets the industry requirements of Gazprom and AK Transneft. However, the well-known polyurea-urethane coating is multicomponent and low-tech when applied, since it requires the use of a primer undercoat: the use of only one BIUR mastic does not allow reaching the required level of adhesive characteristics and the stability of a thick-layer coating to the cathode depending on them mu peel volume ratio between the prepolymer and hydroxylamine basis hardener composition known in the mastic is strictly regulated and should be 1:. 1.28, which complicates the design of the material of the pump unit used for pressure vessels airless high viscosity materials.
Кроме того, входящие в состав одного из компонентов мастики каменноугольное или сланцевое масла являются канцерогенными веществами и экологически вредны для организма человека и окружающей среды.In addition, coal or shale oils, which are part of one of the components of the mastic, are carcinogenic and environmentally harmful to the human body and the environment.
Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и по рецептурному составу является полимочевинуретановая двухкомпонентная мастика, входящая в состав комплексного антикоррозионного покрытия "Форпол-Ойл", предназначенного для антикоррозионной защиты металлических труб, фасонных соединительных деталей, запорной арматуры и монтажных узлов промысловых и магистральных нефтегазопроводов подземной и подводной прокладки, трубопроводов и арматуры компрессорных и насосных станций, резервуаров подземного хранения сжиженного природного газа и нефтехранилищ с температурным диапазоном эксплуатации от минус 30°C до плюс 60°C в условиях заводского (базового) или трассового (полевого) нанесения покрытий при изготовлении трубодеталей, строительстве, реконструкции и капитальном ремонте трубопроводных объектов. Совместно с однокомпонентной влагоотверждаемой изоцианатной грунтовкой "Форпол-Праймер" состав известной мастики для получения наружного толстослойного изолирующего покрытия содержит изоцианатный форполимер на основе дифенилметандиизоцианата с массовой долей NCO-групп 15-17% и динамической вязкостью при температуре (20±3)°C 3-10 Па·с, и гидроксиламинный отвердитель с активными атомами водорода с гидроксильным числом 95-105 мгКОН/г, массовой долей общего титруемого азота 4,2-4,5%, включающий следующие ингредиенты при их соотношении (мас.%):The closest to the claimed in technical essence and in the recipe is polyurea-urethane two-component mastic, which is part of the Forpol-Oil complex anti-corrosion coating, intended for anti-corrosion protection of metal pipes, shaped fittings, valves and mounting units of oil and gas pipelines of underground and underwater laying, piping and valves of compressor and pumping stations, underground storage tanks, liquefied natural gas and oil storage facilities with a temperature range of operation from minus 30 ° C to plus 60 ° C in the conditions of factory (base) or route (field) coating in the manufacture of pipe parts, construction, reconstruction and overhaul of pipeline facilities. Together with the Forpol-Primer one-component moisture-curing isocyanate primer, the composition of the known mastic for producing an external thick-layer insulating coating contains an isocyanate prepolymer based on diphenylmethanediisocyanate with a mass fraction of NCO groups of 15-17% and a dynamic viscosity at a temperature of (20 ± 3) ° C 3- 10 Pa · s, and a hydroxylamine hardener with active hydrogen atoms with a hydroxyl number of 95-105 mgKOH / g, mass fraction of total titratable nitrogen of 4.2-4.5%, including the following ingredients in their ratio (wt.%):
при объемном соотношении "изоцианатный форполимер:гидроксиламинный отвердитель" 1,3-1,4:1, обеспечивающем отверждение толстослойного покрытия до получения требуемого уровня эксплуатационных характеристик [2 - прототип].when the volume ratio "isocyanate prepolymer: hydroxylamine hardener" of 1.3-1.4: 1, providing curing of the thick coating to obtain the desired level of performance [2 - prototype].
Полимочевинуретановая напыляемая мастика по прототипу, как и предыдущая мастичная композиция, позволяет получать наружные толстослойные покрытия, удовлетворяющие по комплексу характеристик отраслевым требованиям ОАО "Газпром" и ОАО "АК "Транснефть", а также требованиям ГОСТ Р 51164-98. Однако она также не может быть использована без грунтовочного подслоя, так как не обеспечивает адгезионных свойств образующихся покрытий к металлу. Необходимость применения грунтовки увеличивает общую продолжительность технологического процесса нанесения антикоррозионных покрытий и расширяет ассортимент необходимых материалов, что нетехнологично. Разное (неодинаковое) объемное соотношение между основой и отвердителем мастики (1,3-1,4:1) приводит к необходимости использования дозирующих материальных насосов различной производительности, что в целом усложняет конструкцию 2-К установок высокого давления для безвоздушного напыления высоковязких составов.The polyurea urethane sprayed mastic according to the prototype, like the previous mastic composition, allows one to obtain external thick-layer coatings that meet the industry requirements of Gazprom and AK Transneft, as well as the requirements of GOST R 51164-98 according to the set of characteristics. However, it also cannot It can be used without a primer, since it does not provide adhesion properties of the resulting coatings to the metal. anticorrosion coatings and expands the range of necessary materials, which is not technologically advanced.The different (unequal) volume ratio between the base and hardener of the mastic (1.3-1.4: 1) leads to the need for the use of metering material pumps of various capacities, which generally complicates the construction of 2- To high-pressure installations for airless spraying of highly viscous compositions.
Однако основной недостаток мастики-прототипа заключается в том, что получаемое на ее основе толстослойное антикоррозионное покрытие сохраняет свою эластичность только до температуры минус 30°C. При более сильных морозах такое покрытие охрупчивается, теряя устойчивость к ударным нагрузкам, вплоть до образования трещин даже без механического воздействия.However, the main disadvantage of the prototype mastic is that the thick-layer anti-corrosion coating obtained on its basis retains its elasticity only to a temperature of minus 30 ° C. In more severe frosts, such a coating is embrittled, losing resistance to shock loads, up to the formation of cracks even without mechanical stress.
Технической задачей, решаемой в рамках настоящего изобретения, является разработка двухкомпонентной напыляемой мастики, обеспечивающей получение безгрунтовочного полимочевинуретанового толстослойного покрытия, удовлетворяющего комплексу требований, предъявляемых к наружным защитным покрытиям труб и трубодеталей магистральных и промысловых нефтегазопроводов, рецептуры реагирующих компонентов которой обеспечивают их равное объемное соотношение между собой (1,0:1,0) для унификации дозирующих материальных насосов, входящих в состав 2-К установки безвоздушного распыления, и сближения показателей их вязкости и плотности с целью улучшения однородности смешивания. Кроме того, разработанная толщинообразующая мастика должна обеспечивать расширение температурного диапазона эксплуатации металлических трубоизделий с покрытием в область отрицательных температур - до минус 50°C.The technical problem to be solved within the framework of the present invention is the development of a two-component sprayed mastic, providing a primer-free polyurea-urethane thick-layer coating that meets the set of requirements for the external protective coatings of pipes and pipe components of oil and gas pipelines, the formulations of the reacting components of which provide their equal volume ratio between (1,0: 1,0) for the unification of metering material pumps included in part 2 - To the airless spray unit, and convergence of their viscosity and density in order to improve the uniformity of mixing. In addition, the developed thick-forming mastic should ensure the expansion of the temperature range of operation of coated metal pipe products in the region of negative temperatures - up to minus 50 ° C.
Решение указанных выше задач достигается за счет того, что в отличие от известного состава полимочевинуретановой мастики-прототипа, предлагаемая двухкомпонентная мастика позволяет получать напыляемое безгрунтовочное защитное покрытие толщиной 1-5 мм и содержит изоцианатный форполимер на основе полидифенилметанполиизоцианата с массовой долей NCO-групп 17-19% и вязкостью 2-5 Па·с при температуре (20±3)°C, отверждаемый гидроксиламинным отвердителем с гидроксильным числом 85-95 мгКОН/г, массовой долей общего титруемого азота 3,5-4,0%, включающим следующие ингредиенты при их массовом соотношении между собой (мас.%):The solution of the above problems is achieved due to the fact that, in contrast to the known composition of the polyureaurethane mastic prototype, the proposed two-component mastic allows to obtain a sprayable primer-free protective coating 1-5 mm thick and contains an isocyanate prepolymer based on polydiphenylmethane polyisocyanate with a mass fraction of NCO groups 17-19 % and a viscosity of 2-5 Pa · s at a temperature of (20 ± 3) ° C, cured with a hydroxylamine hardener with a hydroxyl number of 85-95 mgKOH / g, mass fraction of total titratable nitrogen 3.5-4.0%, including trace better ingredients with their mass ratio to each other (wt.%):
при объемном соотношении "изоцианатный форполимер:гидроксиламинный отвердитель" - 1,0:1,0.with a volume ratio of "isocyanate prepolymer: hydroxylamine hardener" - 1.0: 1.0.
Предлагаемая мастика на защищаемые металлические поверхности наносится методом "горячего" безвоздушного напыления смеси компонентов (форполимер+отвердитель), нагреваемых до одинаковой температуры (40-60°C), с помощью 2-К установок высокого давления фирм "WIWA" (Германия) или "GRACO" (США), снабженных распылительным устройством системы "FUSION" ("GRACO") и содержащих дозирующие материальные насосы одинаковой производительности для каждого из компонентов.The proposed mastic on the protected metal surfaces is applied by the method of "hot" airless spraying of a mixture of components (prepolymer + hardener), heated to the same temperature (40-60 ° C), using 2-K high-pressure plants from WIWA (Germany) or " GRACO "(USA), equipped with a spray device of the" FUSION "system (" GRACO ") and containing metering material pumps of the same capacity for each component.
Благодаря применению использованного жидкого полидифенилметанполиизоцианата вместо кристаллического дифенилметандиизоцианата при синтезе изоцианатного форполимерного компонента мастики с увеличенным содержанием реакционноспособных NCO-rpynn (17-19% вместо 13-17% в составах форполимеров известных мастичных композиций), его плотность возросла, а вязкость уменьшилась, и данные показатели изоцианатного форполимера практически сравнялись с соответствующими величинами плотности и вязкости гидроксиламинного отвердителя вышеуказанного состава (табл.1).Due to the use of the used liquid polydiphenylmethane polyisocyanate instead of crystalline diphenylmethane diisocyanate in the synthesis of the isocyanate prepolymer component of the mastic with an increased content of reactive NCO-rpynn (17-19% instead of 13-17% in the prepolymers of the known mastic compositions), its density increased, and the viscosity decreased of the isocyanate prepolymer are practically equal to the corresponding values of the density and viscosity of the hydroxylamine hardener of the above composition wa (table 1).
Это позволило не только дозировать компоненты мастики в равных объемах, но и нагревать их до одинаковой температуры (40-60°C), улучшая при этом однородность смешивания компонентов в распылительном устройстве, приводящей к получению толстослойных полимерных покрытий с изотропными свойствами по всей толщине.This allowed not only dosing the mastic components in equal volumes, but also heating them to the same temperature (40-60 ° C), while improving the uniformity of mixing the components in the spray device, resulting in thick polymer coatings with isotropic properties throughout the thickness.
Равное объемное соотношение между компонентами мастики обеспечивает и оптимальное мольное соотношение между реакциониспособными группами форполимера (NCO) и отвердителя (сумма NH2+ОН), равное ~ 1,2/1,0 (моль NCO/моль (NH2+OH).An equal volume ratio between the components of the mastic also ensures an optimal molar ratio between the reactive groups of the prepolymer (NCO) and hardener (the sum of NH 2 + OH), equal to ~ 1.2 / 1.0 (mol of NCO / mol (NH 2 + OH).
Полидиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 800 у.е. для получения отвердителя использовали марки "ПДА-800" по ТУ 38.103287-80. Полиоксипропи-лентриол с молекулярной массой 5000 у.е. для этой же цели использовали марки "Лапрол-5003-2-15" (ТУ 2226-006-10488057-94) или его импортные аналоги типа "Воранол CP 4711", "Воланол CP 4702". В качестве ароматического диамина - 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифемелметана применяли отечественный продукт марки "Диамет-Х" (ТУ 6-14-980-84) или его импортные аналоги - "Куамин-К", "МОСА".Polydiethylene glycol adipate with a molecular weight of 800 cu to obtain the hardener used brand "PDA-800" according to TU 38.103287-80. Polyoxypropylene-phenol with a molecular weight of 5,000 cu for the same purpose, the Laprol-5003-2-15 brands (TU 2226-006-10488057-94) or its imported analogues of the Voranol CP 4711, Volanol CP 4702 type were used. As an aromatic diamine - 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphemelmethane, we used the domestic product of the Dia-X brand (TU 6-14-980-84) or its imported analogues - Kuamine-K, MOSA "
N, N'-Тетраоксипропилендиамин использовали отечественного или импортного производства - "Лапромол-294" (ТУ 6-05-1681-80), "Воранол RA-640" или "Воранол RA-800". Жирорастворимый краситель использовали черного цвета - №9315 "Нигрозин" (импорт).N, N'-Tetraoxypropylenediamine was used either domestically or imported - Lapromol-294 (TU 6-05-1681-80), Voranol RA-640, or Voranol RA-800. Fat-soluble dye used black - No. 9315 "Nigrosine" (import).
При получении изоцианатного форполимерного компонента мастики применяли полидифенилметанполиизоцианат с массовой долей NCO - групп 30-32 мас.% и функциональностью 2,70-2,85 зарубежных производителей: "Воранат М229", "Воракор СД 345", "Десмодур VL", "Ваннате РМ-200" или др., а совместно с ним использовали полиоксипропилентриол с молекулярной массой 5000 у.е. марки "Лапрол-5003-2-15" или "Воранол CP 4711; CP 4702".Upon receipt of the isocyanate prepolymer component of the mastic, polydiphenylmethane polyisocyanate with a mass fraction of NCO groups of 30-32 wt.% And a functionality of 2.70-2.85 from foreign manufacturers was used: Voranat M229, Vorakor SD 345, Desmodur VL, Vannate RM-200 "or others, and together with it used polyoxypropylene triol with a molecular weight of 5000 cu Laprol-5003-2-15 or Voranol CP 4711; CP 4702 brands.
Изоцианатный форполимер и гидроксиламинный отвердитель предложенной мастики изготавливаются на стандартном емкостном химическом оборудовании, снабженном механическим перемешивающим устройством и обогреваемыми рубашкой или змеевиком с теплоносителем, обеспечивающие интенсивное перемешивание содержимого реактора при синтезе форполимера и получении отвердителя и его нагрев до температуры 100-110°C с возможностью последующего охлаждения до температуры производственного помещения.The isocyanate prepolymer and hydroxylamine hardener of the proposed mastic are manufactured using standard capacitive chemical equipment equipped with a mechanical mixing device and heated with a jacket or coil with a coolant, providing intensive mixing of the contents of the reactor during the synthesis of the prepolymer and obtaining the hardener and its heating to a temperature of 100-110 ° C with the possibility of subsequent cooling to the temperature of the production room.
Сравнение предлагаемой толщинообразующей полимочевинуретановой мастики с известными мастичными композициями аналогичного технического назначения позволяет сделать обоснованный вывод о ее соответствии изобретательскому критерию "Новизна", так как в данном случае содержится новая совокупность компонентов мастики: в качестве изоцианатного форполимера используется олигомер с иным содержанием NCO-групп (17-19 мас.% вместо 13-17 мас.%), получаемый к тому же не из мономерного кристаллического дифенилметандиизоцианата, а из жидкого полимерного полидифенилметанполиизоцианата, а в качестве гидроксиламинного отвердителя впервые используется жидкая гомогенная смесь диамина и олигоэфирполиолов с активными атомами водорода с концентрацией гидроксильных групп 85-95 мгКОН/г и содержанием общего титруемого азота 3,5-4,0 мас.%.Comparison of the proposed thick-forming polyureaurethane mastic with known mastic compositions of a similar technical purpose allows us to draw a reasonable conclusion about its compliance with the inventive criterion of "Novelty", since in this case a new combination of mastic components is contained: an oligomer with a different content of NCO groups is used as an isocyanate prepolymer (17 -19 wt.% Instead of 13-17 wt.%), Obtained in addition not from monomeric crystalline diphenylmethanediisocyanate, but from a liquid polymer olidiphenylmethane polyisocyanate, and for the first time a liquid homogeneous mixture of diamine and oligoester polyols with active hydrogen atoms with a concentration of hydroxyl groups of 85-95 mgKOH / g and a total titrated nitrogen content of 3.5-4.0 wt.% is used as the hydroxylamine hardener.
Совокупность указанных выше нововведений привело к новому неочевидному эффекту - возможности получения безгрунтовочного антикоррозионного покрытия изолирующего типа, сохраняющего свою эластичность и устойчивость к ударным нагрузкам в температурном диапазоне эксплуатации от минус 50°C до плюс 60°C, обладающего при этом устойчивостью к катодному отслаиванию и более высокой адгезией к металлической подложке без использования грунтовочного подслоя при долговременном сохранении основных регламентируемых физико-механических и эксплуатационных характеристик. Вышеуказанное свидетельствует о соответствии предлагаемого технического решения критерию "Изобретательский уровень".The combination of the above innovations led to a new non-obvious effect - the possibility of obtaining a primer-free anticorrosive coating of an insulating type that retains its elasticity and resistance to shock loads in the operating temperature range from minus 50 ° C to plus 60 ° C, which is also resistant to cathodic peeling and more high adhesion to a metal substrate without the use of a primer sublayer with long-term preservation of the basic regulated physical and mechanical and operational tion characteristics. The above indicates that the proposed technical solution meets the criterion of "Inventive step".
Предлагаемые рецептуры компонентов мастики ориентированы на использование ингредиентов как отечественного, так и импортного производства, выпускающихся в промышленном масштабе, с применением для их получения стандартного химического реакторного оборудования. Нанесение мастики на защищаемые металлические поверхности как в заводских, так и в трассовых условиях, осуществляется с использованием безвоздушного метода машинного напыления с применением для этого существующих 2-К установок для "горячего" безвоздушного распыления высоковязких материалов. Это позволяет сделать обоснованный вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "Промышленная применимость".The proposed formulations of mastic components are focused on the use of ingredients of both domestic and foreign production, produced on an industrial scale, using standard chemical reactor equipment to produce them. Mastic is applied to the protected metal surfaces in both factory and highway conditions using the airless machine spraying method using the existing 2-K installations for hot airless spraying of highly viscous materials. This allows you to make a reasonable conclusion about the conformity of the proposed technical solution to the criterion of "Industrial applicability".
Образцы покрытий для испытаний готовили на металлических пластинах из стали марки Ст.3 размером 150×150×5-6 мм следующим образом: пластины предварительно подвергали абразивоструйной очистке с использованием в качестве абразива купрошлака или никельшлака с размером абразивных частиц 1,5-3,0 мм до получения шероховатости поверхности (Rz) 50-120 мкм, после чего обработанные пластины обеспыливали и обезжиривали сольвентом. Затем при помощи 2-К установки высокого давления "DVOMIX-230" ("WIWA") на подготовленные пластины напыляли полимочевинуретановую мастику толщиной 2,5-3,0 мм. Температура обоих компонентов при этом составляла (50±10)°C.Coating samples for tests were prepared on metal plates made of steel grade St.3 with a size of 150 × 150 × 5-6 mm as follows: the plates were previously subjected to blast cleaning using cupro slag or nickel slag with an abrasive particle size of 1.5-3.0 as an abrasive mm to obtain a surface roughness (R z ) of 50-120 μm, after which the treated plates were dust-free and degreased with solvent. Then, using a 2-K high-pressure installation "DVOMIX-230"("WIWA"), polyureaurethane mastic 2.5-3.0 mm thick was sprayed onto the prepared plates. The temperature of both components was (50 ± 10) ° C.
Свободную пленку отвержденной полимочевинуретановой мастики для определения физико-механических и других характеристик получали путем ее напыления на фторопластовые листы.A free film of cured polyureaurethane mastic for determining the physicomechanical and other characteristics was obtained by spraying it on fluoroplastic sheets.
Все испытания проводили через 5 суток после нанесения покрытия в соответствии с методиками, изложенными в приложениях к ГОСТ Р 51164-98. "Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования по защите от коррозии".All tests were carried out 5 days after coating in accordance with the methods set forth in the appendices to GOST R 51164-98. "Steel main pipelines. General requirements for corrosion protection."
Техническую сущность и преимущества предлагаемой полимочевинуретановой мастики иллюстрируют нижеприведенные экспериментальные данные.The technical nature and advantages of the proposed polyurea mastic are illustrated by the following experimental data.
ПРИМЕРЫ 1-9.EXAMPLES 1-9.
В табл.2 приведены рецептуры и характеристики изоцианатных форполимеров и гидроксиламинных отвердителей, входящих в состав предлагаемой мастики и мастики - прототипа, а в табл.3 приведены результаты испытаний полученных на их основе толстослойных полимочевинуретановых покрытий.Table 2 shows the formulations and characteristics of isocyanate prepolymers and hydroxylamine hardeners, which are part of the proposed mastic and mastic - prototype, and table 3 shows the test results obtained on their basis of thick-layer polyurea coatings.
Примечание: объемное соотношение между изоцианатным форполимером и гидро-ксиламинным отвердителем в составе мастики - прототипа составляло 1,3:1,0 (1,25:1,0 по массе).Note: the volume ratio between the isocyanate prepolymer and the hydroxylamine hardener in the composition of the mastic prototype was 1.3: 1.0 (1.25: 1.0 by weight).
Таким образом, как видно из приведенных экспериментальных данных, предложенный состав напыляемой полимочевинуретановой мастики, благодаря сочетанию свойств указанных выше изоцианатного форполимера и жидкого гидроксила-минного отвердителя, смешиваемых в объемном соотношении 1:1, позволяет без использования грунтовочного подслоя получать толстослойное антикоррозионное покрытие для труб и трубоизделий нефтегазопроводов, сохраняющее эластичность и устойчивое к ударным нагрузкам при отрицательных температурах - вплоть до минус 50°C, в отличие от мастики-прототипа, покрытие на основе которой устойчиво к удару только до температуры минус 30°C, и имеющего при этом допустимый уровень адгезионных, физико-механических и других эксплуатационных характеристик, регламентируемых существующими технологическими требованиями.Thus, as can be seen from the above experimental data, the proposed composition of the sprayed polyureaurethane mastic, due to the combination of the properties of the above isocyanate prepolymer and liquid hydroxylamine hardener, mixed in a volume ratio of 1: 1, allows the use of a primer undercoat to obtain a thick-layer anticorrosive coating for pipes and pipe products of oil and gas pipelines, which retains elasticity and is resistant to shock loads at low temperatures - up to minus 50 ° C, in The difference from the prototype mastic, the coating on the basis of which is resistant to impact only to a temperature of minus 30 ° C, and having at the same time an acceptable level of adhesive, physical, mechanical and other operational characteristics regulated by existing technological requirements.
Одинаковое объемное соотношение между компонентами мастики и отсутствие грунтовки сокращает ассортимент используемых материалов, упрощает и ускоряет технологический процесс напыления защитного толстослойного покрытия и позволяет использовать для этого 2-К установки безвоздушного нанесения более простой конструкции за счет унификации дозирующих материальных насосов.The same volume ratio between the components of the mastic and the absence of a primer reduces the assortment of materials used, simplifies and speeds up the process of spraying a protective thick-layer coating, and allows using 2-K airless spraying plants of a simpler design due to the unification of metering material pumps.
Предложенная мастика может быть использована для проведения ремонтных работ на существующих нефтегазопроводах при их переизоляции.The proposed mastic can be used for repair work on existing oil and gas pipelines during their re-isolation.
Источники информацииInformation sources
1. Патент №2216561 (РФ). МПК7 C09Б 5/08; C09D 175/04. Заявл. 04.03.2002, заявка №2002106194/04. Опубл. 20.11.2003.1. Patent No. 2216561 (RF). IPC 7 C09B 5/08; C09D 175/04. Claim March 4, 2002, application No. 2002106194/04. Publ. 11/20/2003.
2. Патент №2428443 (РФ). МПК8 C09D 5/08; C09D 175/02; C09D 175/04. Заявл. 16.03.2010, заявка №2010110458/05. Опубл. 10.09.2011. - Прототип.2. Patent No. 2428443 (RF). IPC 8 C09D 5/08; C09D 175/02; C09D 175/04. Claim 03/16/2010, application No.2010110458 / 05. Publ. 09/10/2011. - The prototype.
Claims (1)
при объемном соотношении "изоцианатный фополимер:гидроксиламинный отвердитель" равном 1:1. Polyurea-urethane sprayed mastic for producing a thick-layer anticorrosive coating intended for external insulation in factory or route conditions of metal pipes, stop valves and non-linear pipe products of oil and gas pipelines operating in the temperature range from minus 50 ° C to plus 60 ° C, containing isocyanate prepolymer and liquid hydroxylamine solid with reactive hydroxyl and amine groups, characterized in that as an isocyanate prepolymer it contains ph a polymer with a viscosity of 2-5 Pa · s at a temperature of (20 ± 3) ° C and a mass fraction of isocyanate groups of 17-19 wt.%, obtained on the basis of polydiphenylmethane polyisocyanate and polyoxypropylene triol with a molecular weight of 5,000 cu, and as liquid hydroxylamine hardener mixed composition of chemical compounds with a hydroxyl number of 85-95 mgKOH / g and a mass fraction of total titratable nitrogen of 3.5-4.0 wt.%, including the following ingredients in their mass ratio (wt.%):
when the volume ratio "isocyanate copolymer: hydroxylamine hardener" is 1: 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013120442/05A RU2531191C1 (en) | 2013-04-30 | 2013-04-30 | Polyurea urethane sprayed mastic for obtaining thick-layered anticorrosion coating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013120442/05A RU2531191C1 (en) | 2013-04-30 | 2013-04-30 | Polyurea urethane sprayed mastic for obtaining thick-layered anticorrosion coating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2531191C1 true RU2531191C1 (en) | 2014-10-20 |
Family
ID=53381935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013120442/05A RU2531191C1 (en) | 2013-04-30 | 2013-04-30 | Polyurea urethane sprayed mastic for obtaining thick-layered anticorrosion coating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2531191C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2662164C1 (en) * | 2017-05-25 | 2018-07-24 | Общество с ограниченной ответственностью "ГАЗФЛЕКСИЗОЛ" | Polyurea composition for anti-corrosion protective coating of steel surfaces |
RU210888U1 (en) * | 2022-02-15 | 2022-05-12 | Общество С Ограниченной Ответственностью Торговый Дом "Мосфлоулайн-Инжиниринг" | Movable support for thermally insulated pipelines |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2043369C1 (en) * | 1992-12-02 | 1995-09-10 | Пермский завод им.С.М.Кирова | Liquid hardener for polyurethane systems |
RU2155781C2 (en) * | 1998-10-07 | 2000-09-10 | Научно-исследовательский институт полимерных материалов | Polyurethane composition |
RU2292358C1 (en) * | 2005-08-01 | 2007-01-27 | ГУ Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук (ИТХ УрО РАН) | Liquid hardening agent for polyurethane systems |
RU2299216C2 (en) * | 2005-06-16 | 2007-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Эластопласт-старт" | Liquid hardener for prepolymers with terminal isocyanate groups |
JP2010275425A (en) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | Two-liquid reactive polyurethane resin composition and polyurethane resin obtained by curing the same |
RU2418814C2 (en) * | 2004-10-25 | 2011-05-20 | Дау Глобал Текнолоджиз Инк. | Aqueous polyurethane dispersions obtained from hydroxymethyl-containing polyester polyols derived from fatty acids |
RU2418813C2 (en) * | 2004-10-25 | 2011-05-20 | Дау Глобал Текнолоджиз Инк. | Prepolymers obtained from hydroxymethyl-containing polyester polyols derived from fatty acids |
RU2423403C2 (en) * | 2009-06-02 | 2011-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт имени академика А.Н. Крылова" (ФГУП "ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова") | Polyurethane composition for producing anti-noise coatings through moulding |
-
2013
- 2013-04-30 RU RU2013120442/05A patent/RU2531191C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2043369C1 (en) * | 1992-12-02 | 1995-09-10 | Пермский завод им.С.М.Кирова | Liquid hardener for polyurethane systems |
RU2155781C2 (en) * | 1998-10-07 | 2000-09-10 | Научно-исследовательский институт полимерных материалов | Polyurethane composition |
RU2418814C2 (en) * | 2004-10-25 | 2011-05-20 | Дау Глобал Текнолоджиз Инк. | Aqueous polyurethane dispersions obtained from hydroxymethyl-containing polyester polyols derived from fatty acids |
RU2418813C2 (en) * | 2004-10-25 | 2011-05-20 | Дау Глобал Текнолоджиз Инк. | Prepolymers obtained from hydroxymethyl-containing polyester polyols derived from fatty acids |
RU2299216C2 (en) * | 2005-06-16 | 2007-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Эластопласт-старт" | Liquid hardener for prepolymers with terminal isocyanate groups |
RU2292358C1 (en) * | 2005-08-01 | 2007-01-27 | ГУ Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук (ИТХ УрО РАН) | Liquid hardening agent for polyurethane systems |
JP2010275425A (en) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | Two-liquid reactive polyurethane resin composition and polyurethane resin obtained by curing the same |
RU2423403C2 (en) * | 2009-06-02 | 2011-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт имени академика А.Н. Крылова" (ФГУП "ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова") | Polyurethane composition for producing anti-noise coatings through moulding |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2662164C1 (en) * | 2017-05-25 | 2018-07-24 | Общество с ограниченной ответственностью "ГАЗФЛЕКСИЗОЛ" | Polyurea composition for anti-corrosion protective coating of steel surfaces |
RU2790265C2 (en) * | 2020-12-30 | 2023-02-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э.Баумана) | Method for application of protective coating of polyurethane to products of carbon composite |
RU2790263C2 (en) * | 2020-12-30 | 2023-02-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э.Баумана) | Method for application of protective coating of polyurethane to steel products |
RU2790264C2 (en) * | 2020-12-30 | 2023-02-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет") (МГТУ им. Н.Э.Баумана) | Polyurethane protective coating |
RU210888U1 (en) * | 2022-02-15 | 2022-05-12 | Общество С Ограниченной Ответственностью Торговый Дом "Мосфлоулайн-Инжиниринг" | Movable support for thermally insulated pipelines |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104619741B (en) | Liquid epoxies coating composition, method and product | |
US10023763B2 (en) | Sprayable polyurethane coating | |
JPS60166353A (en) | Polyurethane metal corrosion-proof coating composition | |
US10717880B2 (en) | Polyisocyanate-based anti-corrosion coating | |
CN107532037A (en) | For forming the system for the elastic composition being applied on metal | |
CA2577694A1 (en) | Flexible, impact resistant primer | |
JPS6314009B2 (en) | ||
RU2662164C1 (en) | Polyurea composition for anti-corrosion protective coating of steel surfaces | |
US8865315B2 (en) | Self healing coating system for use with fuel tanks | |
RU2531191C1 (en) | Polyurea urethane sprayed mastic for obtaining thick-layered anticorrosion coating | |
JPS59197466A (en) | Coating composition for metal | |
JP2017503035A (en) | Curable polyurethane coating composition and method for preparing the same | |
RU2522427C1 (en) | Liquid hydroxylamine curing agent for isocyanate prepolymers for producing sprayed polyurea-urethane coatings | |
RU2428443C1 (en) | Complex anti-corrosion polyurea-urethane coating | |
JP5767670B2 (en) | Primer composition and coated steel | |
US20150132562A1 (en) | Composite coating composition and method of application | |
RU2072905C1 (en) | Method of applying coating to protect and render anticorrosion properties to iron objects and steel pipes, and method of manufacturing a coated steel pipe | |
JPH05200362A (en) | Protecting and corrosion preventing method for steel product and steel pipe | |
CN113801552A (en) | Modified polyurea composition, preparation method and application thereof | |
RU2447112C1 (en) | Polyetherurethane composition | |
JPS6342945B2 (en) | ||
JPS62227915A (en) | Two-pack urethane composition | |
JPH0135023B2 (en) | ||
JPH02160880A (en) | Corrosion-resistant coating and composition | |
RU2236425C2 (en) | Polyurethane film-forming material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200501 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20220201 |