RU2705584C1 - Adhesive polyethylene composition for steel pipe insulation coating - Google Patents

Adhesive polyethylene composition for steel pipe insulation coating Download PDF

Info

Publication number
RU2705584C1
RU2705584C1 RU2018139442A RU2018139442A RU2705584C1 RU 2705584 C1 RU2705584 C1 RU 2705584C1 RU 2018139442 A RU2018139442 A RU 2018139442A RU 2018139442 A RU2018139442 A RU 2018139442A RU 2705584 C1 RU2705584 C1 RU 2705584C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ethylene
mfr
range
density polyethylene
polyethylene
Prior art date
Application number
RU2018139442A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ильдар Ильгизович Салахов
Надим Марселевич Шайдуллин
Руслан Геннадьевич Бородин
Виталий Рафитович Латфуллин
Татьяна Михайловна Хакимова
Original Assignee
Публичное Акционерное Общество "Нижнекамскнефтехим"
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 Публичное Акционерное Общество "Нижнекамскнефтехим" filed Critical Публичное Акционерное Общество "Нижнекамскнефтехим"
Priority to RU2018139442A priority Critical patent/RU2705584C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2705584C1 publication Critical patent/RU2705584C1/en

Links

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to an adhesive polyethylene composition used in multilayer coatings of steel pipes used for transportation, including gas and oil products. Composition contains base linear low density polyethylene, medium density polyethylene and elastomer or rubber. Base polyethylene used is a mixture of linear low-density polyethylene (LLDPE) with MFR 2.16 kg/190 °C in range of 0.5 to 3.5 g/10 min and linear low-density polyethylene grafted with maleic anhydride ((MA)LLDPE), with functional monomer content of 1.0 to 1.5 wt% and MFR 2.16 kg/190 °C in range from 1.0 to 1.5 g/10 min, as average density polyethylene (ungrafted) (ADPE) with MFR 2.16 kg/190 °C in range from 3.0 to 4.0 g/10 min. Elastomer or rubber is selected from a group comprising a copolymer of propylene with ethylene with MFR 2.16 kg/190 °C in range from 1.4 to 1.5 g/10 min. or copolymer of ethylene with butene-1 with MFR in range from 1.1 to 1.4 g/10 min or copolymer of ethylene with hexene-1 with MFR 2.16 kg/190 °C in range from 1.1 to 1.4 g/10 min or butyl rubber.
EFFECT: disclosed composition has high operational characteristics and is applicable for industrial coating application.
1 cl, 3 tbl, 9 ex

Description

Изобретение относится к области производства адгезивов, применяемых, в частности, в многослойных покрытиях стальных труб, используемых для транспортировки, в том числе, газа и нефтепродуктов.The invention relates to the field of production of adhesives used, in particular, in multilayer coatings of steel pipes used for transportation, including gas and oil products.

В литературе достаточно широко описаны составы для защиты нефте- и газопроводов, содержащие различные композиции полиэтиленов, полученных как на катализаторах Циглера-Натта, так и на металлоценовых катализаторах. Различные каталитические системы, применяемые для производства полиэтиленов, позволяют получать определенные типы полимеров, сочетая которые, можно добиться того, чтобы свойства, которыми должны обладать адгезионные композиции, применяемые в многослойных покрытиях стальных труб, обеспечивали получение хорошей адгезии со слоями, непосредственно связанными с ними, как при комнатной температуре, так и при высокой температуре, и, кроме того, нанесение их в промышленном масштабе должно легко осуществляться при нормальных условиях.Compositions for protecting oil and gas pipelines containing various compositions of polyethylene obtained both on Ziegler-Natta catalysts and on metallocene catalysts are rather widely described in the literature. Various catalytic systems used for the production of polyethylene, allow to obtain certain types of polymers, combining which, it is possible to ensure that the properties that the adhesive compositions used in multilayer coatings of steel pipes have to provide good adhesion with the layers directly associated with them, both at room temperature and at high temperature, and, in addition, their application on an industrial scale should be easily carried out under normal conditions.

Известна связующая композиция, которая включает смесь полиэтилена с плотностью от 0,935 до 0,980 г/см3 с полимером, выбранным из эластомеров, полиэтиленов очень низкой плотности, и где указанная смесь совместно привита ненасыщенной карбоновой кислотой и разбавлена полиэтиленом с плотностью от 0,93 до 0,95 г/см3 (патент США №6746738, опубл. 08.06.2004, МПК В32В 1/02). Указанную связующую композицию на основе смеси полиэтиленов можно применить для получения многослойной структуры, например, гибкой или жесткой упаковки (бутылки, контейнеры и т.д.), но она не может использоваться в антикоррозионных покрытиях нефте- и газотрубопроводов.Known binder composition, which includes a mixture of polyethylene with a density of from 0.935 to 0.980 g / cm 3 with a polymer selected from elastomers, polyethylene of very low density, and where this mixture is jointly grafted with unsaturated carboxylic acid and diluted with polyethylene with a density of from 0.93 to 0 95 g / cm 3 (US patent No. 6746738, publ. 08.06.2004, IPC B32B 1/02). The specified binder composition based on a mixture of polyethylene can be used to obtain a multilayer structure, for example, flexible or rigid packaging (bottles, containers, etc.), but it cannot be used in anti-corrosion coatings of oil and gas pipelines.

Известна клеевая полимерная композиция, содержащая а) неэластомерный полиэтилен в количестве от 40 до 97 мас. % от общей массы композиции и b) эластомер, содержащий эластомерный этиленовый сополимер с группами полярного сомономера, где компонент а) получен по способу с использованием катализатора с одним активным центром, и компонент а) либо компоненты а) и b) вместе подвергнуты прививке с использованием агента для прививки кислоты (патент ЕА №007577, опубл. 29.12.2006, МПК C09J 151/06). Композиция применяется для получения клеевого слоя на трубе и обеспечивает высокую степень адгезии. Однако «базовым» компонентом композиции (40-97 мас. %) является сополимер этилена с α-олефинами, полученный на металлоценовом катализаторе. Полиэтилен, полученный на металлоценовом катализаторе является более дорогим и на сегодняшний день не нашел такого широкого применения как полиэтилен, полученный на катализаторах Циглера-Натта.Known adhesive polymer composition containing a) non-elastomeric polyethylene in an amount of from 40 to 97 wt. % of the total weight of the composition and b) an elastomer containing an elastomeric ethylene copolymer with polar comonomer groups, where component a) was obtained by the method using a catalyst with one active center, and component a) or components a) and b) were vaccinated together using acid grafting agent (EA patent No. 007577, publ. 12/29/2006, IPC C09J 151/06). The composition is used to obtain an adhesive layer on the pipe and provides a high degree of adhesion. However, the “basic" component of the composition (40-97 wt.%) Is a copolymer of ethylene with α-olefins obtained on a metallocene catalyst. Polyethylene obtained on a metallocene catalyst is more expensive and today has not found such widespread use as polyethylene obtained on Ziegler-Natta catalysts.

Известна адгезионная композиция на основе привитого полиэтилена содержащая по отношению к общей массе композиции от 1 до 40% полиэтилена (А), привитого функциональным мономером, или смеси полиэтилена (А1), полученного при металлоценовом катализе, со вторым полимером (А2), полученного при катализе по Циглеру-Натта, и отличающимся от (А1), где указанная смесь (А1) и (А2) совместно привита ненасыщенным функциональным мономером, таким как ненасыщенная карбоновая кислота или ненасыщенный ангидрид указанной кислоты, где массовое содержание функционального мономера по отношению к (А) находится в диапазоне от 30 до 100000 частей/млн; от 25 до 98% непривитого полиэтилена (В), полученного с помощью металлоценового катализа и имеющего плотность в диапазоне от 0,900 до 0,965 г/см3, и от 1 до 35% эластомерного продукта (С). Компонент (С) выбран из сополимеров этилен-алкил(мет)акрилат или тройных сополимеров этилен-алкил(мет)акрилат-малеиновый ангидрид или сополимером этилена с альфа-олефином, модуль упругости при изгибе которого ниже 100 МРа, а плотность находится в диапазоне от 0,860 до 0,90 г/см3 (патент ЕА №018678, опубл. 30.09.2013, МПК C08L 23/06,C08L 23/08, C09J 123/06, C09J 123/08). Данная композиция применяется для получения клеевого слоя на трубе и обеспечивает высокую степень адгезии. Однако ее недостатком является то, что «базовым» компонентом композиции (40-97 мас. %) является сополимер этилена с α-олефинами, полученный на металлоценовом катализаторе, это сужает и удорожает сырьевую базу для получения адгезионной композиции.A grafted polyethylene-based adhesive composition is known containing, with respect to the total weight of the composition, from 1 to 40% polyethylene (A) grafted with a functional monomer, or a mixture of polyethylene (A1) obtained by metallocene catalysis, with a second polymer (A2) obtained by catalysis according to Ziegler-Natta, and different from (A1), wherein said mixture of (A1) and (A2) is grafted together with an unsaturated functional monomer, such as unsaturated carboxylic acid or unsaturated anhydride of said acid, where the mass content of nogo monomer with respect to (A) is in the range of from 30 to 100,000 pieces / m; from 25 to 98% unvaccinated polyethylene (B) obtained using metallocene catalysis and having a density in the range from 0.900 to 0.965 g / cm 3 , and from 1 to 35% elastomeric product (C). Component (C) is selected from ethylene-alkyl (meth) acrylate copolymers or ethylene-alkyl (meth) acrylate-maleic anhydride copolymers or a copolymer of ethylene with alpha-olefin, the bending modulus of which is below 100 MPa, and the density is in the range from 0.860 to 0.90 g / cm 3 (EA patent No. 018678, publ. 09/30/2013, IPC C08L 23/06, C08L 23/08, C09J 123/06, C09J 123/08). This composition is used to obtain an adhesive layer on the pipe and provides a high degree of adhesion. However, its disadvantage is that the "basic" component of the composition (40-97 wt.%) Is a copolymer of ethylene with α-olefins obtained on a metallocene catalyst, this narrows and increases the cost of the raw material base to obtain an adhesive composition.

Наиболее близким является состав термопластичного адгезива, содержащий 15-30 мас. ч. полиэтилена средней плотности, привитого малеиновым ангидридом с содержанием привитого малеинового ангидрида -1,5-2,1%, 40-85 мас. ч. базового полимера на основе линейного полиэтилена низкой плотности (ЛПЭНП) с ПТР 0,8 г/10 мин и 5-30 мас. ч. эластомера на базе аморфных альфа-олефинов, бутилакрилата, стирольного термоэластопласта или этиленпропиленового каучука. Кроме того, состав дополнительно может содержать целевые добавки в количестве 0,01-10,00% от массы полиэтилена (патент РФ 2505574, опубл. 27.01.2014, МПК C09J 151/06, C09J 123/06). Данные заявленные адгезивы ЗАО «Метаклэй» произведены на базе собственного графт-полимера Метален (MDPE-g-MAH). Недостатком данной композиции являются применение в рецептуре от 15 до 30 мас. % полиэтилена средней плотности (ПЭСП), привитого функциональными группами, что сужает сырьевую базу для получения адгезионного слоя.The closest is the composition of the thermoplastic adhesive containing 15-30 wt. including medium-density polyethylene grafted with maleic anhydride with a content of grafted maleic anhydride -1.5-2.1%, 40-85 wt. including the base polymer based on linear low density polyethylene (LLDPE) with a MF of 0.8 g / 10 min and 5-30 wt. including an elastomer based on amorphous alpha olefins, butyl acrylate, styrene thermoplastic elastomer or ethylene propylene rubber. In addition, the composition may additionally contain target additives in an amount of 0.01-10.00% by weight of polyethylene (RF patent 2505574, publ. 01/27/2014, IPC C09J 151/06, C09J 123/06). These declared adhesives of CJSC Metaclay were produced on the basis of Metallen's own graft polymer (MDPE-g-MAH). The disadvantage of this composition is the use in the formulation of from 15 to 30 wt. % medium density polyethylene (PESP) grafted with functional groups, which narrows the raw material base to obtain an adhesive layer.

Технической задачей изобретения является создание адгезионной композиции на базе доступных марок полиэтилена, обладающей высокими эксплуатационными характеристиками и возможностью промышленного нанесения на трубу при нормальных условиях.An object of the invention is to provide an adhesive composition based on available grades of polyethylene having high performance characteristics and the possibility of industrial application to the pipe under normal conditions.

Техническая задача решается составом адгезионной композиции, содержащей базовый линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП), полиэтилен средней плотности (ПЭСП), эластомер или каучук, конкретнее, в которой в качестве базового полиэтилена используют смесь линейного полиэтилена низкой плотности (ЛНЭНП) с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 0,5 до 3,5 г/10 мин и привитого малеиновым ангидридом линейного полиэтилена низкой плотности ((МА)ЛПЭНП), с содержанием функционального мономера от 1,0 до 1,5 мас. %, с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 1,0 до 1,5 г/10 мин, в качестве полиэтилена средней плотности (непривитой) (ПЭСП) с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 3 до 4 г/10 мин, при этом эластомер или каучук, выбран из группы, включающий сополимер пропилена с этиленом с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 1,4 до 1,5 г/10 мин или сополимер этилена с бутеном-1 с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 1,1 до 1,4 г/10 мин или сополимер этилена с гексеном-1 с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 1,1 до 1,4 г/10 мин или бутилкаучук или этилен-пропиленовый каучук, при следующем содержании компонентов мас. %:The technical problem is solved by the composition of the adhesive composition containing a basic linear low density polyethylene (LLDPE), medium density polyethylene (PESP), elastomer or rubber, more specifically, in which a mixture of linear low density polyethylene (LLDPE) with melt flow rate ( PTR 2.16 kg / 190 ° C) in the range from 0.5 to 3.5 g / 10 min and grafted with maleic anhydride linear low density polyethylene ((MA) LLDPE), with a functional monomer content of from 1.0 to 1, 5 wt. %, with a melt flow rate (MFR of 2.16 kg / 190 ° C) in the range from 1.0 to 1.5 g / 10 min, as medium density polyethylene (ungrafted) (MESP) with a melt flow rate (MFR 2 , 16 kg / 190 ° C) in the range from 3 to 4 g / 10 min, while the elastomer or rubber is selected from the group comprising a copolymer of propylene with ethylene with a melt flow index (MFR 2.16 kg / 190 ° C) in the range from 1.4 to 1.5 g / 10 min or a copolymer of ethylene with butene-1 with a melt flow index (MFR of 2.16 kg / 190 ° C) in the range from 1.1 to 1.4 g / 10 min or copolymer of ethylene with hexene-1 with an indicator of t nditions melt (MFR 2.16 kg / 190 ° C) ranging from 1.1 to 1.4 g / 10 min or butyl rubber or ethylene-propylene rubber, the following component weight. %:

линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП)linear low density polyethylene (LLDPE) 50-8050-80 привитой линейный полиэтилен низкой плотности ((МА)ЛПЭНП)grafted linear low density polyethylene ((MA) LLDPE) 5-155-15 полиэтилен средней плотности (ПЭСП)medium density polyethylene (PESP) 5-155-15 эластомер или каучук, выбранный из группы, включающейan elastomer or rubber selected from the group including сополимер пропилена с этиленом, сополимер этилена copolymer of propylene with ethylene, copolymer of ethylene с бутеном-1, сополимер этилена с гексеном-1,with butene-1, a copolymer of ethylene with hexene-1, этилен-пропиленовый каучук, бутилкаучук ethylene propylene rubber, butyl rubber 5-205-20

Отличием заявляемой композиции от прототипа является то, что в качестве базового полиэтилена используют смесь линейного полиэтилена низкой плотности (ЛНЭНП) с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 0,5 до 3,5 г/10 мин и привитого малеиновым ангидридом линейного полиэтилена низкой плотности ((МА)ЛПЭНП), с содержанием функционального мономера от 1,0 до 1,5 мас. %, с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 1,0 до 1,5 г/10 мин, в качестве полиэтилена средней плотности (непривитой) (ПЭСП) с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 3 до 4 г/10 мин, при этом эластомер или каучук, выбран из группы, включающий сополимер пропилена с этиленом с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 1,4 до 1,5 г/10 мин или сополимер этилена с бутеном-1 с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 1,1 до 1,4 г/10 мин или сополимер этилена с гексеном-1 с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 1,1 до 1,4 г/10 мин или бутилкаучук или этилен-пропиленовый каучук, при следующем содержании компонентов мас. %:The difference of the claimed composition from the prototype is that as the base polyethylene use a mixture of linear low density polyethylene (LLDPE) with a melt flow rate (MFR of 2.16 kg / 190 ° C) in the range from 0.5 to 3.5 g / 10 min and grafted with maleic anhydride linear low density polyethylene ((MA) LLDPE), with a functional monomer content of from 1.0 to 1.5 wt. %, with a melt flow rate (MFR of 2.16 kg / 190 ° C) in the range from 1.0 to 1.5 g / 10 min, as medium density polyethylene (ungrafted) (MESP) with a melt flow rate (MFR 2 , 16 kg / 190 ° C) in the range from 3 to 4 g / 10 min, while the elastomer or rubber is selected from the group comprising a copolymer of propylene with ethylene with a melt flow index (MFR 2.16 kg / 190 ° C) in the range from 1.4 to 1.5 g / 10 min or a copolymer of ethylene with butene-1 with a melt flow index (MFR of 2.16 kg / 190 ° C) in the range from 1.1 to 1.4 g / 10 min or copolymer of ethylene with hexene-1 with an indicator of t nditions melt (MFR 2.16 kg / 190 ° C) ranging from 1.1 to 1.4 g / 10 min or butyl rubber or ethylene-propylene rubber, the following component weight. %:

линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП)linear low density polyethylene (LLDPE) 50-8050-80 привитой линейный полиэтилен низкой плотности ((МА)ЛПЭНП)grafted linear low density polyethylene ((MA) LLDPE) 5-155-15 полиэтилен средней плотности (ПЭСП)medium density polyethylene (PESP) 5-155-15 эластомер или каучук, выбранный из группы, включающейan elastomer or rubber selected from the group including сополимер пропилена с этиленом, сополимер этилена с бутеном-1,copolymer of propylene with ethylene, copolymer of ethylene with butene-1, сополимер этилена с гексеном-1, этилен-пропиленовый каучук, бутилкаучукethylene-hexene-1 copolymer, ethylene-propylene rubber, butyl rubber 5-205-20

Данное соотношение специально подобранных заявляемых компонентов позволяет получать однородную адгезионную композицию промышленными методами, которая обладает необходимыми эксплуатационными характеристиками и наносится в промышленном масштабе на поверхность стальных труб при нормальных условиях.This ratio of specially selected claimed components allows to obtain a homogeneous adhesive composition by industrial methods, which has the necessary performance characteristics and is applied on an industrial scale to the surface of steel pipes under normal conditions.

Получение адгезионной полиэтиленовой композиции по изобретению для изоляционного покрытия стальных труб осуществляют в 3 стадии путем:Obtaining an adhesive polyethylene composition according to the invention for the insulation coating of steel pipes is carried out in 3 stages by:

1. механического смешения компонентов при любых условиях окружающей среды;1. mechanical mixing of the components under any environmental conditions;

2. расплавления и смешения компонентов в экструдере;2. melting and mixing the components in an extruder;

3. охлаждения расплава и получения готового продукта с требуемыми свойствами в любой известной форме.3. cooling the melt and obtaining the finished product with the desired properties in any known form.

Гомогенизация компонентов композиции осуществляется в перемешивающих устройствах любого типа. Плавление и перемешивание расплава композиции может осуществляться в одношнековых экструдерах или экструдерах с двумя сонаправленно или разнонаправленно вращающимися шнеками. Температура в рабочей зоне лабораторного или промышленного оборудования должно находиться в диапазоне от 130 до 280°С, более предпочтительно от 130 до 220°С. При необходимости на экструдере может быть установлена плоскощелевая головка, позволяющая получить расплав пленки с заданной толщиной.The homogenization of the components of the composition is carried out in mixing devices of any type. Melting and mixing of the melt composition can be carried out in single screw extruders or extruders with two co-directional or multidirectional rotating screws. The temperature in the working area of laboratory or industrial equipment should be in the range from 130 to 280 ° C, more preferably from 130 to 220 ° C. If necessary, a flat-slit head can be installed on the extruder, which allows melt the film with a given thickness.

Композиция используется в многослойной структуре в качестве адгезива. В расплавленном состоянии осуществляется его непосредственный контакт с хотя бы одним полимерным слоем, который предпочтительно представляет собой полиэтилен. Более эффективно его применение в качестве связующего слоя между полиэтиленом и, либо эпоксидным праймером, нанесенным на металлическую подложку, либо непосредственно с металлом. Такая многослойная структура эффективно применяется, например, при антикоррозионной защите металлических нефте- и газопроводов.The composition is used in a multilayer structure as an adhesive. In the molten state, it is in direct contact with at least one polymer layer, which is preferably polyethylene. It is more effective to use it as a bonding layer between polyethylene and either an epoxy primer deposited on a metal substrate or directly with the metal. Such a multilayer structure is effectively used, for example, in the corrosion protection of metal oil and gas pipelines.

Для получения композиций по настоящему изобретению использовался стандартный двухшнековый экструдер TSE 24 МС фирмы «TermoFisherScientific» с сонаправленно вращающимися шнеками. Температурный режим переработки находился в диапазоне 180÷200°С.To obtain the compositions of the present invention, a standard TSE 24 MS twin screw extruder from TermoFisher Scientific with co-rotating rotary screws was used. The temperature regime of processing was in the range of 180 ÷ 200 ° C.

В таблице 1 приведены характеристики компонентов, которые применялись при изготовлении адгезионных полимерных композиций. В нижеприведенных примерах использовались 3 типа базового ЛПЭНП (типы 4-6), 3 типа привитого малеиновым ангидридом (МА) ЛПЭНП (типы 1-3), 3 типа ПЭСП (типы 7-9) и 3 типа полиолефиновых эластомеров (типы 10-12), а также этилен пропиленовый каучук и бутилкаучук. Адгезионная композиция по настоящему изобретению может необязательно включать различные добавки, например антиоксиданты, антистатические агенты, процессинговые и скользящие добавки, нуклеаторы, наполнители и т.д.Table 1 shows the characteristics of the components that were used in the manufacture of adhesive polymer compositions. In the examples below, 3 types of basic LLDPE (types 4-6), 3 types of grafted with maleic anhydride (MA) LLDPE (types 1-3), 3 types of PESP (types 7-9) and 3 types of polyolefin elastomers (types 10-12 were used) ), as well as ethylene propylene rubber and butyl rubber. The adhesive composition of the present invention may optionally include various additives, for example, antioxidants, antistatic agents, processing and glidants, nucleators, fillers, etc.

Для анализа свойств компонентов и получаемой композиции использовались стандартные методики. Плотность определялась с помощью градиентной колонки при температуре 23°С согласно ASTM D 1505; показатель текучести расплава (ПТР) - по ASTM D 1238 при 190°С. Содержание малеинового ангидрида анализируется путем определения содержания остатков янтарной кислоты, применяя инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье.Standard methods were used to analyze the properties of the components and the resulting composition. Density was determined using a gradient column at a temperature of 23 ° C according to ASTM D 1505; melt flow rate (MFR) - according to ASTM D 1238 at 190 ° C. The content of maleic anhydride is analyzed by determining the content of succinic acid residues using infrared spectroscopy with Fourier transform.

Основным показателем качества адгезионной полиэтиленовой композиции, наносимой на стальную трубу, является величина адгезии, которая определяется на готовом изделии согласно ГОСТ 31448, ГОСТ 411 (метод А). Для получения корректных результатов приведены примеры, в том числе, в сравнении с прототипом, в которых образцы испытываются в одних условиях, и с применением одинаковых праймера и верхнего слоя в трехслойной композиции.The main indicator of the quality of the adhesive polyethylene composition applied to the steel pipe is the amount of adhesion, which is determined on the finished product according to GOST 31448, GOST 411 (method A). To obtain the correct results, examples are given, including, in comparison with the prototype, in which the samples are tested under the same conditions, and using the same primer and top layer in a three-layer composition.

Для определения адгезии выбрана трехслойная система, которая представляет собой в качестве первого слоя - эпоксидный праймер Scotchkote 226N фирмы «3М», нанесенный на полиэтиленовую подложку, адгезив по изобретению и прототипу, и в качестве верхнего слоя - саженаполненный полиэтилен высокой плотности марки РЕ 6146КМ производства ПАО «Нижнекамскнефтехим». На первой стадии произведено нанесение эпоксидного праймера на металлическую подложку с температурой поверхности 210-220°С, затем нанесен слой адгезива с помощью одношнекового экструдера Brabender PL 2000 с плоскощелевой головкой. Температура по зонам экструдера составила 210/220/230/230°С. На финальной стадии осуществлено нанесение полиэтилена с помощью двухшнекового экструдера PolylabOS RheomaxPTW16/40 XL с температурой по зонам экструдера 245/250/250/250/250/250/250/250/250/250°С. Трехслойное покрытие прикатано с помощью ролика и охлаждено в водяной ванне.To determine the adhesion, a three-layer system was chosen, which is the 3M Scotchkote 226N epoxy primer applied to the polyethylene substrate as the first layer, adhesive according to the invention and prototype, and high-density carbon black filled PE 6146KM grade manufactured by PAO as the top layer Nizhnekamskneftekhim. At the first stage, an epoxy primer was applied to a metal substrate with a surface temperature of 210-220 ° C, then an adhesive layer was applied using a Brabender PL 2000 single-screw extruder with a flat-slot head. The temperature in the zones of the extruder was 210/220/230/230 ° C. At the final stage, polyethylene was applied using a PolylabOS RheomaxPTW16 / 40 XL twin-screw extruder with a temperature in the extruder zones of 245/250/250/250/250/250/250/250/250/250 ° С. The three-layer coating is rolled using a roller and cooled in a water bath.

Испытания по определению адгезии проведены после кондиционировании образцов при 23°С в течение 24 ч. Для проведения испытания от эпоксидного праймера отслоен «язычек» (слой полиэтилена и адгезива) шириной 10 мм и длиной достаточной для фиксации образца в зажимах разрывной машины РМИ 250. Скорость расхождения зажимов выбрана 100 мм/мин. Результаты испытаний величины адгезии представлены в таблице 2. В этой же таблице приведены сравнительные данные по измерению адгезии образца по прототипу, выполненные в условиях одинаковых с образцами по изобретению.Tests for determining adhesion were carried out after conditioning the samples at 23 ° C for 24 hours. For testing, the tongue (layer of polyethylene and adhesive) with a width of 10 mm and a length sufficient to fix the sample in the clamps of the RMI 250 bursting machine was peeled from the epoxy primer. Speed clamp discrepancies selected 100 mm / min. The test results of adhesion values are presented in table 2. The same table shows comparative data for measuring the adhesion of a sample of the prototype, performed under the same conditions as the samples according to the invention.

Для доказательства возможности промышленного производства и соответствия качества заявленной адгезионной полиэтиленовой композиции проведены промышленные испытания по нанесению трехслойного полиэтиленового антикоррозионного покрытия на трубу. Результаты представлены в таблице 3 для образцов металлических труб с нанесенным на него эпоксидным праймером Scotchkote 226N, адгезивом производства ПАО «Нижнекамскнефтехим» и полиэтиленом марки РЕ 6146КМ производства ПАО «Нижнекамскнефтехим». Измерения величины адгезии при промышленном нанесении проводились при комнатной температуре (23°С), а также при 40, 60 и 80°С согласно ГОСТ 31448, ГОСТ 411 (метод А). Согласно действующим отраслевым стандартам СТО Газпром 2-2.3-130 и ОТТ 25.220.60-КТН-103, величина адгезии для покрытий специального исполнения (самые жесткие требования) считается соответствующей требованиям, если она составляет не менее 200-250 Н/см при 23-25°С и не менее 75-100 Н/см - при 80°С.To prove the feasibility of industrial production and the quality of the claimed adhesive polyethylene composition, industrial tests were carried out to apply a three-layer polyethylene anticorrosive coating to the pipe. The results are presented in table 3 for samples of metal pipes coated with Scotchkote 226N epoxy primer, adhesive manufactured by PJSC Nizhnekamskneftekhim and PE 6146KM polyethylene produced by PJSC Nizhnekamskneftekhim. The adhesion measurements in industrial application were carried out at room temperature (23 ° C), as well as at 40, 60 and 80 ° C according to GOST 31448, GOST 411 (method A). According to the current industry standards STO Gazprom 2-2.3-130 and OTT 25.220.60-KTN-103, the adhesion value for special coatings (the most stringent requirements) is considered to meet the requirements if it is at least 200-250 N / cm at 23- 25 ° С and not less than 75-100 N / cm - at 80 ° С.

Пример 1. Для приготовления адгезива используют ЛПЭНП, привитой ЛПЭНП, ПЭСП, и пропилен-этиленовый полиолефиновый эластомер в количестве 75, 5, 10 и 10 мас. %, соответственно.Example 1. For the preparation of adhesive using LLDPE, grafted LLDPE, PESP, and propylene-ethylene polyolefin elastomer in the amount of 75, 5, 10 and 10 wt. %, respectively.

ЛПЭНП используют со следующими характеристиками: плотностью 0,918 г/см3, ПТР2,16кг/190°C 3,5 г/10 мин. В качестве привитого ЛПЭНП используют ЛПЭНП с содержанием малеинового ангидрида 1,05 мас. %, плотностью 0,918 г/см3, ПТР2,16кг/190°C 1,5 г/10 мин. ПЭСП характеризуется плотностью 0,938 г/см3, ПТР2,16кг/190°C 5,5 г/10 мин. В качестве полиолефинового эластомера используют пропилен-этиленовый эластомер с плотностью 0,862 г/см3, ПТР2,16кг/190°C 1,4 г/10 мин и кристалличностью 0%. Характеристики исходных компонентов композиции представлены в таблице 1, а состав композиции и величина адгезии покрытий на их основе - в таблице 2.LLDPE is used with the following characteristics: density 0.918 g / cm 3 , MF 2.16 kg / 190 ° C 3.5 g / 10 min. As grafted LLDPE use LLDPE with a content of maleic anhydride of 1.05 wt. %, density 0.918 g / cm 3 , MF 2.16 kg / 190 ° C 1.5 g / 10 min. PESP is characterized by a density of 0.938 g / cm 3 , MF 2.16 kg / 190 ° C 5.5 g / 10 min. As the polyolefin elastomer, a propylene-ethylene elastomer with a density of 0.862 g / cm 3 , a MFI of 2.16 kg / 190 ° C of 1.4 g / 10 min and a crystallinity of 0% is used. The characteristics of the initial components of the composition are presented in table 1, and the composition of the composition and the adhesion value of coatings based on them are shown in table 2.

Покрытие с использованием адгезионной композиции по примеру 1 имеет адгезию 320 Н/см.The coating using the adhesive composition of Example 1 has an adhesion of 320 N / cm.

Примеры 2-7. Осуществляют как описано в примере 1, но используют компоненты с другими характеристиками и в другом соотношении. Характеристики исходных компонентов композиции представлены в таблице 1, состав композиции и величина адгезии покрытий на их основе - в таблице 2.Examples 2-7. Carried out as described in example 1, but using components with different characteristics and in a different ratio. The characteristics of the initial components of the composition are presented in table 1, the composition of the composition and the adhesion value of coatings based on them are shown in table 2.

Пример 8. Для корректного сравнения свойств композиции по изобретению и прототипу в примере 8 использовали образец адгезива марки «Метаклей АПЭ-1» ЗАО «Метаклей», аналогичный описанному в патенте РФ №2505574.Example 8. For the correct comparison of the properties of the composition according to the invention and the prototype in example 8, an adhesive sample of the Metakley APE-1 brand of ZAO Metakley was used, similar to that described in RF patent No. 2505574.

Пример 9. Для доказательства возможности использования адгезионной композиции по изобретению в промышленных масштабах композицию готовят, как описано в примерах 1-7 с применением заявленных компонентов в оптимально подобранном соотношении с использованием высокопроизводительного промышленного оборудования. Условия нанесения трехслойного полиэтиленового покрытия на металлическую трубу, а также результаты испытаний представлены в таблице 3. Как видно из таблицы величина адгезии при 23°С составили 320 Н/см, а при 80°С - более 100 Н/см.Example 9. To prove the possibility of using the adhesive composition according to the invention on an industrial scale, the composition is prepared as described in examples 1-7 using the claimed components in an optimally selected ratio using high-performance industrial equipment. The conditions for applying a three-layer polyethylene coating to a metal pipe, as well as the test results are presented in table 3. As can be seen from the table, the adhesion value at 23 ° C was 320 N / cm, and at 80 ° C it was more than 100 N / cm.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемая адгезионная полиэтиленовая композиция может быть успешно применена при промышленном нанесении трехслойного полиэтиленового покрытия на высокотехнологических линиях с высокой величиной показателя адгезии к эпоксидному праймеру и верхнему полиэтиленовому слою при 20 и 80°С.As can be seen from the above examples, the proposed adhesive polyethylene composition can be successfully applied in the industrial application of a three-layer polyethylene coating on high-tech lines with a high value of adhesion to the epoxy primer and the upper polyethylene layer at 20 and 80 ° C.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Claims (2)

Адгезионная полиэтиленовая композиция для изоляционного покрытия стальных труб, включающая базовый полиэтилен, полиэтилен средней плотности, эластомер или каучук, отличающийся тем, что в качестве базового полиэтилена используют смесь линейного полиэтилена низкой плотности (ЛНЭНП) с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 0,5 до 3,5 г/10 мин и привитого малеиновым ангидридом линейного полиэтилена низкой плотности ((МА)ЛПЭНП), с содержанием функционального мономера от 1,0 до 1,5 мас.%, с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 1,0 до 1,5 г/10 мин, в качестве полиэтилена средней плотности (непривитой) (ПЭСП) с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 3 до 4 г/10 мин, при этом эластомер или каучук выбран из группы, включающей сополимер пропилена с этиленом с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 1,4 до 1,5 г/10 мин или сополимер этилена с бутеном-1 с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 1,1 до 1,4 г/10 мин или сополимер этилена с гексеном-1 с показателем текучести расплава (ПТР 2,16 кг/190°С) в диапазоне от 1,1 до 1,4 г/10 мин или бутилкаучук или этилен-пропиленовый каучук, при следующем содержании компонентов мас.%:Adhesive polyethylene composition for insulating coating of steel pipes, including base polyethylene, medium density polyethylene, elastomer or rubber, characterized in that as the base polyethylene a mixture of linear low density polyethylene (LNEP) with melt flow rate (MFR 2.16 kg / 190 ° C ) in the range from 0.5 to 3.5 g / 10 min and grafted with maleic anhydride linear low density polyethylene ((MA) LLDPE), with the content of functional monomer from 1.0 to 1.5 wt.%, With an indicator melt flow rate (MFR 2.1 6 kg / 190 ° C ) in the range from 1.0 to 1.5 g / 10 min, as medium density polyethylene (ungrafted) (MESP) with a melt flow index (MFR of 2.16 kg / 190 ° C ) in the range from 3 to 4 g / 10 min, while the elastomer or rubber is selected from the group comprising a copolymer of propylene with ethylene with a melt flow index (MFR of 2.16 kg / 190 ° C ) in the range from 1.4 to 1.5 g / 10 min or a copolymer of ethylene with butene-1 with a melt flow index (MFR of 2.16 kg / 190 ° C ) in the range from 1.1 to 1.4 g / 10 min or a copolymer of ethylene with hexene-1 with a melt flow index ( MFR 2.16 kg / 190 ° C) Range area from 1.1 to 1.4 g / 10 min or butyl rubber or ethylene-propylene rubber, the following component wt.%: линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП)linear low density polyethylene (LLDPE) 50-8050-80 привитой линейный полиэтилен низкой плотности ((МА)ЛПЭНП)grafted linear low density polyethylene ((MA) LLDPE) 5-155-15 полиэтилен средней плотности (ПЭСП)medium density polyethylene (PESP) 5-155-15 эластомер или каучук, выбранный из группы, включающейan elastomer or rubber selected from the group including сополимер пропилена с этиленом,copolymer of propylene with ethylene, сополимер этилена с бутеном-1, ethylene butene-1 copolymer, сополимер этилена с гексеном-1, copolymer of ethylene with hexene-1, этилен-пропиленовый каучук, бутилкаучук ethylene propylene rubber, butyl rubber 5-205-20
RU2018139442A 2018-11-07 2018-11-07 Adhesive polyethylene composition for steel pipe insulation coating RU2705584C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018139442A RU2705584C1 (en) 2018-11-07 2018-11-07 Adhesive polyethylene composition for steel pipe insulation coating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018139442A RU2705584C1 (en) 2018-11-07 2018-11-07 Adhesive polyethylene composition for steel pipe insulation coating

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2705584C1 true RU2705584C1 (en) 2019-11-08

Family

ID=68500783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018139442A RU2705584C1 (en) 2018-11-07 2018-11-07 Adhesive polyethylene composition for steel pipe insulation coating

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2705584C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6177516B1 (en) * 1999-09-28 2001-01-23 Equistar Chemincals, Lp Adhesives and composite structures formed therewith
US6545091B1 (en) * 1996-01-25 2003-04-08 E. I. Du Pont De Nemours & Co. Adhesive compositions based on blends of grafted metallocene catalyzed and non-grafted conventional polyethylenes
EA018678B1 (en) * 2009-01-30 2013-09-30 Аркема Франс Adhesive composition containing grafted polyethylene
RU2505574C1 (en) * 2012-12-07 2014-01-27 Закрытое акционерное общество "МЕТАКЛЭЙ" (ЗАО "МЕТАКЛЭЙ") Thermoplastic adhesive

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6545091B1 (en) * 1996-01-25 2003-04-08 E. I. Du Pont De Nemours & Co. Adhesive compositions based on blends of grafted metallocene catalyzed and non-grafted conventional polyethylenes
US6177516B1 (en) * 1999-09-28 2001-01-23 Equistar Chemincals, Lp Adhesives and composite structures formed therewith
EA018678B1 (en) * 2009-01-30 2013-09-30 Аркема Франс Adhesive composition containing grafted polyethylene
RU2505574C1 (en) * 2012-12-07 2014-01-27 Закрытое акционерное общество "МЕТАКЛЭЙ" (ЗАО "МЕТАКЛЭЙ") Thermoplastic adhesive

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102367755B1 (en) Multilayer film, methods of manufacture thereof and articles comprising the same
US8653193B2 (en) Polyolefin compositions and products made therefrom
TWI689546B (en) Dynamic vulcanization of a blend composition, methods of manufacture thereof and articles comprising the same
ES2952588T3 (en) Item comprising a layer element
JP2017529430A (en) Automotive parts related to thermoplastic olefin compounds containing carbon fiber
US7932323B1 (en) Polyolefin-based adhesives having improved oxidative stability
US10767087B2 (en) Adhesive composition
EP2588522B1 (en) Polyolefin adhesive composition
KR20090035509A (en) Low temperature pe topcoat
CA3146338A1 (en) Multilayer films and articles comprising multilayer films
RU2705584C1 (en) Adhesive polyethylene composition for steel pipe insulation coating
US11001736B2 (en) Adhesive polymer composition
JP2001507400A (en) Polypropylene composition with high content of heavy mineral fillers suitable for coating metal pipes
RU2670101C1 (en) Polyethylene composition for outer cable sheath and outer insulation for steel pipes
US10160889B2 (en) Polyolefin-based compositions, adhesives, and related multi-layered structures prepared therefrom
TW201902712A (en) Multilayer film and laminate containing slip agent
WO2018187047A1 (en) Cast films and processes for making the same
WO2019018023A1 (en) Laminate material and process of making the same
RU2599574C1 (en) Polyethylene composition for outer coating layer of steel pipes
JP2024500017A (en) Compositions, multilayer films formed from such compositions, and articles
WO2018207824A1 (en) Film