RU2810787C1 - Method for manufacturing polyethylene adhesive composition for anti-corrosive decorative coatings and polyethylene adhesive composition for anti-corrosive decorative coatings obtained by this method - Google Patents

Method for manufacturing polyethylene adhesive composition for anti-corrosive decorative coatings and polyethylene adhesive composition for anti-corrosive decorative coatings obtained by this method Download PDF

Info

Publication number
RU2810787C1
RU2810787C1 RU2022131264A RU2022131264A RU2810787C1 RU 2810787 C1 RU2810787 C1 RU 2810787C1 RU 2022131264 A RU2022131264 A RU 2022131264A RU 2022131264 A RU2022131264 A RU 2022131264A RU 2810787 C1 RU2810787 C1 RU 2810787C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
styrene
polyethylene
mixture
granules
pigment
Prior art date
Application number
RU2022131264A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анна Владимировна Зубкова
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Металлпластприорити"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Металлпластприорити" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Металлпластприорити"
Application granted granted Critical
Publication of RU2810787C1 publication Critical patent/RU2810787C1/en

Links

Abstract

FIELD: paints; corrosion protection.
SUBSTANCE: invention relates to production of thermoplastic polyethylene paints with adhesive properties, used in single-layer and multi-layer coatings for anti-corrosion protection of building metal and concrete structures. A method for producing a polyethylene adhesive composition for anti-corrosion decorative coatings is described, characterized in that a mixture of: low-density polyethylene powder 4.5 wt.%, maleic anhydride - 0.37 wt.%, peroxide - 0.03 wt.% and white pigment - 1.0 wt.% is prepared and added into the mixer. The resulting powder mixture is fed into the extruder using three automatic gravimetric dispensers, and granules of styrene-butadiene-styrene or styrene-ethylene-butylene-styrene thermoplastic elastomer are added - 7.6 wt.% and granules of low-pressure polyethylene - 77 wt.%. A twin-screw extruder is used with the screws rotating in the same direction, which has zone temperatures at the first stage of extrusion, in °C: 120, 140, 160, 175, 185, 185, 190, 190, 195, 200 at the sieve and 200 °C at the extruder head. The grafted semi-product obtained from the extruder in the form of granules after strand granulation is dried from residual moisture in a drying apparatus, then fed to the second stage of extrusion for targeted stabilization and pigmentation with a mixture of additives, and the mixture of additives in the form of a concentrate is prepared by pre-mixing 7.0 wt.% of low polyethylene powder pressure, 2.0 wt.% of white pigment, 0.1 wt.% of colouring pigment, 0.2 wt.% of thermal stabilizer, and 0.2 wt.% of inhibitor. The prepared pigment-stabilizing mixture and the dried intermediate product of the first stage are fed through two automatic dispensers into an extruder similar to the above, with a similar temperature program. Strands of the finished composition, after passing through a cold water bath, are fed into a ventilated knife granulator, at the output of which the finished product is obtained. Also described is a polyethylene adhesive composition for anti-corrosion decorative coatings, obtained by the above method, including, wt.%: polyethylene in the form of a mixture of powder and granules - 88.5; styrene-butadiene-styrene or styrene-ethylene-butylene-styrene thermoplastic elastomer in granules - 7.6; maleic anhydride - 0.37; dicumyl peroxide - 0.03; white titanium pigment - 3.0; colouring pigment - 0.1; thermal stabilizer - 0.2; inhibitor - 0.2.
EFFECT: production of a polyethylene adhesive composition for anti-corrosion decorative coatings with uniform mixing of solid grafting components without the use of solutions.
2 cl, 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области производства термопластичных полиэтиленовых красок с адгезивными свойствами, применяемых в однослойных и многослойных покрытиях для антикоррозионной защиты строительных металлических и бетонных конструкций.The invention relates to the production of thermoplastic polyethylene paints with adhesive properties, used in single-layer and multi-layer coatings for anti-corrosion protection of building metal and concrete structures.

Для предупреждения коррозии строительных конструкций используют защитные полимерные покрытия, изолирующие конструкцию от агрессивного воздействия среды. Защитные покрытия проектируют с учетом комплекса показателей агрессивности среды эксплуатации.To prevent corrosion of building structures, protective polymer coatings are used to insulate the structure from aggressive environmental influences. Protective coatings are designed taking into account a set of indicators of the aggressiveness of the operating environment.

Общеизвестным способом обеспечения комплекса защитных свойств покрытия является нанесение на конструкцию структуры из нескольких полимерных изоляционных материалов. При этом материал, контактирующий со строительной конструкцией, должен иметь хорошую адгезию к ее поверхности, чтобы предотвратить отслаивание всей системы покрытия. Для создания общей прочной структуры соседние слои материалов должны прилипать между собой или склеиваться с помощью клеев. Наружный слой защитного покрытия должен образовать стабильную изолирующую поверхность, обладать химической стойкостью, механической прочностью, диэлектрическими свойствами, морозостойкостью.A well-known way to ensure a complex of protective properties of a coating is to apply a structure of several polymer insulating materials to the structure. In this case, the material in contact with the building structure must have good adhesion to its surface in order to prevent peeling of the entire coating system. To create an overall strong structure, adjacent layers of materials must adhere to each other or be glued together using adhesives. The outer layer of the protective coating must form a stable insulating surface, have chemical resistance, mechanical strength, dielectric properties, and frost resistance.

Высокие требования к защитным покрытиям строительных сооружений и конструкций содержатся в стандартах для подземных конструкций и магистральных трубопроводов. Например, в ГОСТ 9.602-2016 «Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии» для создания защитных покрытий усиленного и нормального типа на стальных конструкциях рекомендуются (Приложение Ж) трехслойные и двухслойные покрытия, включающие внутренний термоплавкий полимерный слой (материал термоплавкого адгезионного слоя не указан) и внешний слой из экструдированного полиэтилена. Также рекомендуется комбинированное покрытие, включающее внутренний слой из полиэтиленовой ленты с липким адгезионным подслоем (материал липкого подслоя не указан) и внешний слой из экструдированного полиэтилена. Наружный слой защитного покрытия часто изготавливают на основе полиэтилена высокой плотности или композиции полиэтиленов, потому что общеизвестны высокая химическая стойкость, изоляционные и морозостойкие свойства полиэтиленов. Предварительно в композицию для наружного слоя необходимо ввести светостабилизаторы (обычно технический углерод, сажу) и антиоксиданты для повышения атмосферостойкости.High requirements for protective coatings of building structures and structures are contained in the standards for underground structures and main pipelines. For example, in GOST 9.602-2016 “Unified system of protection against corrosion and aging. Underground structures. General requirements for corrosion protection" for the creation of reinforced and normal type protective coatings on steel structures, three-layer and two-layer coatings are recommended (Appendix G), including an internal hot-melt polymer layer (the material of the hot-melt adhesive layer is not specified) and an outer layer of extruded polyethylene. A combined coating is also recommended, including an inner layer of polyethylene tape with an adhesive adhesive sublayer (the material of the adhesive sublayer is not specified) and an outer layer of extruded polyethylene. The outer layer of the protective coating is often made on the basis of high-density polyethylene or a composition of polyethylenes, because the high chemical resistance, insulating and frost-resistant properties of polyethylenes are well known. Previously, light stabilizers (usually carbon black, soot) and antioxidants must be introduced into the composition for the outer layer to increase weather resistance.

Изоляционные материалы, составляющие систему комбинированного покрытия, разнородны по природе и свойствам, неодинаковы по температуре эксплуатации. Максимальную температуру эксплуатации системы покрытия устанавливают не выше температуры эксплуатации наименее термостойкого материала системы. Слои изоляционных материалов наносят на конструкцию разными способами. Все это осложняет и удорожает процесс антикоррозионной защиты. Во время нанесения и эксплуатации комбинированного покрытия в его неоднородных материалах в результате внутренних напряжений могут появиться растрескивания и/или отслаивания, что понизит общую защиту конструкции от коррозии.The insulating materials that make up the combined coating system are heterogeneous in nature and properties, and are not the same in operating temperature. The maximum operating temperature of the coating system is set no higher than the operating temperature of the least heat-resistant material of the system. Layers of insulating materials are applied to a structure in different ways. All this complicates and increases the cost of the anti-corrosion protection process. During the application and operation of the combined coating, cracking and/or peeling may occur in its heterogeneous materials as a result of internal stresses, which will reduce the overall protection of the structure from corrosion.

Поэтому очевидно, что покрытие из слоев одного и того же материала или композиции является более однородным по свойствам, имеет одинаковую температуру эксплуатации и способ нанесения. Такое покрытие является более технологичным и ремонтопригодным, изменение свойств слоев покрытия во время нанесения и эксплуатации является более предсказуемым. Очевидно также, что материал для слоев системы покрытия должен обладать всем комплексом защитных свойств, присущих комбинации заменяемых материалов. В первую очередь материал должен иметь высокую адгезию к поверхности конструкции не только в начале эксплуатации, но и после длительной выдержки в воде. Также покрытие должно иметь хорошую прочность при растяжении, стойкость к атмосферным воздействиям и к химическим воздействиям воды и растворов. В стандартах устанавливаются лишь минимальные допустимые значения некоторых характеристик покрытия. Например, для подземных конструкций (ГОСТ 9.602, таблица 2) при температуре 20 °С водонасыщаемость за 24 ч должна быть не более 0,1 %, диэлектрическая сплошность (отсутствие пробоя при электрическом напряжении) - не менее 5,0 кВ/мм толщины покрытия, стойкость к воздействию светопогоды - не менее 500 ч. Прочность при ударе установлена не менее 6,0 Дж/мм толщины покрытия, прочность при разрыве несущего полимерного слоя - не менее 12 МПа. Адгезия к стали при 20 °С должна быть не менее 70 Н/см, после выдержки в воде в течение 1000 ч - не менее 50 Н/см.Therefore, it is obvious that a coating made from layers of the same material or composition is more uniform in properties, has the same operating temperature and application method. Such a coating is more technologically advanced and repairable; changes in the properties of coating layers during application and operation are more predictable. It is also obvious that the material for the layers of the coating system must have the full range of protective properties inherent in the combination of replaced materials. First of all, the material must have high adhesion to the surface of the structure, not only at the beginning of operation, but also after prolonged exposure to water. Also, the coating must have good tensile strength, resistance to atmospheric influences and to the chemical influences of water and solutions. The standards establish only the minimum acceptable values for certain coating characteristics. For example, for underground structures (GOST 9.602, table 2) at a temperature of 20 °C, water saturation for 24 hours should be no more than 0.1%, dielectric continuity (no breakdown under electric voltage) - no less than 5.0 kV/mm of coating thickness , resistance to exposure to light weather - no less than 500 hours. Impact strength is set to no less than 6.0 J/mm of coating thickness, tensile strength of the load-bearing polymer layer - no less than 12 MPa. Adhesion to steel at 20 °C must be at least 70 N/cm, after exposure to water for 1000 hours - at least 50 N/cm.

Из литературных источников (Старостина И.А. Кислотно-основные взаимодействия полимеров и металлов в адгезионных соединениях: дисс. докт. хим. наук. -Казань, 2011) известно, что адгезивные свойства к металлам присущи полимерам с полярными кислородсодержащими группами. На практике для производства адгезионных композиций наиболее часто применяют следующие полимеры с полярными группами: сополимеры этилена с винилацататом (СЭВА), сополимеры этилена с малеиновым ангидридом (СЭМА), полиэтилены с привитыми группами малеинового ангидрида (ПЭ-МА). СЭВА выпускаются в России под торговой маркой «сэвилен», СЭМА не выпускаются в России. Полиэтилены с привитыми группами малеинового ангидрида выпускаются российских марок МЕТАЛЕН (www.metaclay.ru), OKABOND (okapol.ru), ЭТАЛИТЕН (npt.ltd).From literary sources (Starostina I.A. Acid-base interactions of polymers and metals in adhesive compounds: dissertation of doctor of chemical sciences. - Kazan, 2011) it is known that adhesive properties to metals are inherent in polymers with polar oxygen-containing groups. In practice, the following polymers with polar groups are most often used for the production of adhesive compositions: copolymers of ethylene with vinyl acate (CEVA), copolymers of ethylene with maleic anhydride (CEMA), polyethylenes with grafted maleic anhydride groups (PE-MA). SEVA are produced in Russia under the brand name "Sevilen", SEMA are not produced in Russia. Polyethylenes with grafted maleic anhydride groups are produced by the Russian brands METALEN (www.metaclay.ru), OKABOND (okapol.ru), ETALITEN (npt.ltd).

Обзор свойств СЭВА с диапазоном винилацетатных групп 8-30%, а также свойств композиций полиэтиленов с содержанием более 10% таких СЭВА показывает, что композиции имеют адгезию к стали в диапазоне 100-260 Н/см, но невысокую теплостойкость (низкую температуру размягчения) и недостаточную когезионную прочность. Это не позволяет применять их в строительной отрасли в качестве монослойных покрытий и для нанесения внешнего слоя в многослойных покрытиях, ограничивает их применение областью адгезивных клеев-расплавов (патент Россия №2303610 опубл. 27.07.2007, патент Россия №2729522 опубл. 07.08.2020, патент Россия №274175 опубл. 15.02.2021). Известный способ повышения когезионной прочности полиэтиленовых материалов путем сшивки (образуется поперечная пространственная структура полимера) под действием донора радикалов позволяет увеличить прочность и температуру плавления композиций СЭВА с сохранением адгезионных свойств. Однако сшивка не уменьшает высокое водопоглощение СЭВА, что отрицательно влияет на противокоррозионные свойства покрытия. Композиции полиэтиленов с содержанием не более 10 % СЭВА (патент Россия №2599574 опубл. 10.10.2016) по механической прочности и стойкости к коррозии могут использоваться для внешнего слоя покрытия, однако имеют недостаточную адгезию непосредственно к металлу и наносятся только на загрунтованную эпоксидным или другим полимерным праймером поверхность металла. Таким образом, композиции полиэтиленов и СЭВА не могут быть использованы в качестве единственного материала для устройства защитных покрытий строительных сооружений.A review of the properties of SEVA with a range of vinyl acetate groups of 8-30%, as well as the properties of polyethylene compositions containing more than 10% of such SEVA, shows that the compositions have adhesion to steel in the range of 100-260 N/cm, but low heat resistance (low softening point) and insufficient cohesive strength. This does not allow their use in the construction industry as monolayer coatings and for applying the outer layer in multilayer coatings; it limits their use to the field of adhesive hot melt adhesives (Russian patent No. 2303610 published on July 27, 2007, Russian patent No. 2729522 published on August 7, 2020, Russian patent No. 274175 published 02.15.2021). A known method of increasing the cohesive strength of polyethylene materials by cross-linking (a transverse spatial structure of the polymer is formed) under the influence of a radical donor makes it possible to increase the strength and melting temperature of SEVA compositions while maintaining adhesive properties. However, cross-linking does not reduce the high water absorption of SEVA, which negatively affects the anti-corrosion properties of the coating. Compositions of polyethylenes containing no more than 10% SEVA (Russian patent No. 2599574 published on October 10, 2016) due to their mechanical strength and corrosion resistance can be used for the outer layer of the coating, however, they have insufficient adhesion directly to the metal and are applied only to a primed surface with epoxy or other polymer primer the metal surface. Thus, compositions of polyethylenes and SEVA cannot be used as the only material for constructing protective coatings for building structures.

На современном уровне техники известны малеинизированные полиэтилены (ПЭ-МА), у которых макромолекулы содержат привитые полярные ангидридные и карбоксильные группы, образующие с поверхностью металлов прочные адгезионные связи. Например, ПЭ-МА с содержанием 0,05-1,5% привитых групп имеют адгезию к стали (сопротивление отслаиванию) более 1000 Н/см. Кроме того, ПЭ-МА позволяют совмещать разнородные полимеры и наполнители с получением гомогенного композиционного материала с комплексом необходимых свойств. Из данных условий следует разнообразие областей применения ПЭ-МА, в том числе изготовление из них адгезивов для многослойных покрытий и изготовление адгезивных термопластичных красок, используемых в строительстве в виде монослойных и многослойных защитных покрытий. Например, известны полиэтиленовые порошковые краски: марка Vastcoat (Korotek, www.korotekkimya.com), марка FPE-3 (LANGFANG FUQUAN PLASTIC POWDER CO., LTD, Китай), марка PolyHotCoat (IBIX, www.ibix.it), марка КОУТМЕТ (АО МЕТАКЛЭЙ, Россия, www.metaclay.ru).At the current level of technology, maleinated polyethylenes (PE-MA) are known, in which macromolecules contain grafted polar anhydride and carboxyl groups that form strong adhesive bonds with the surface of metals. For example, PE-MA containing 0.05-1.5% grafted groups have adhesion to steel (peel resistance) of more than 1000 N/cm. In addition, PE-MA make it possible to combine dissimilar polymers and fillers to obtain a homogeneous composite material with a set of necessary properties. These conditions imply a variety of applications for PE-MA, including the production of adhesives for multilayer coatings and the production of adhesive thermoplastic paints used in construction in the form of monolayer and multilayer protective coatings. For example, polyethylene powder paints are known: Vastcoat brand (Korotek, www.korotekkimya.com), FPE-3 brand (LANGFANG FUQUAN PLASTIC POWDER CO., LTD, China), PolyHotCoat brand (IBIX, www.ibix.it), KOUTMET brand (JSC METACLAY, Russia, www.metaclay.ru).

Указанные адгезивы и краски производят способом компаундирования привитого ПЭ-МА с непривитыми полиэтиленами и добавками с последующей экструзией смесевого компаунда (патент Россия №2505574 опубл. 27.01.2014, патент Россия №2705584 опубл. 08.11.2019). Таким образом, ПЭ-МА лишь разбавляются неадгезионными компонентами до получения композиции с необходимой степенью адгезии. Минимальная адгезия к стали для полиэтиленовых термопластичных красок, используемых в строительной индустрии, установлена 30-70 Н/см (в зависимости от объекта защиты). В полиэтиленовых термопластичных красках содержание полярных групп, вводимых вместе с ПЭ-МА, в отношении к общей массе краски значительно снижается и может составлять 0,01-0,1 мас. %.These adhesives and paints are produced by compounding grafted PE-MA with ungrafted polyethylenes and additives, followed by extrusion of the mixed compound (Russian patent No. 2505574 published on January 27, 2014, Russian patent No. 2705584 published on November 8, 2019). Thus, PE-MA are only diluted with non-adhesive components to obtain a composition with the required degree of adhesion. The minimum adhesion to steel for polyethylene thermoplastic paints used in the construction industry is set to 30-70 N/cm (depending on the object of protection). In polyethylene thermoplastic paints, the content of polar groups introduced together with PE-MA, in relation to the total mass of paint, is significantly reduced and can be 0.01-0.1 wt. %.

Получение малеинизированных полиэтиленов.Preparation of maleinated polyethylenes.

Малеинизированные полиэтилены относятся к графт-сополимерам и изготавливаются прививкой одного или нескольких полярных ненасыщенных мономеров к макромолекуле неполярного полимера по реакции радикального замещения водородных атомов молекулы полимера на полярный мономер. Известными мономерами для прививки являются ангидриды ненасыщенных карбоновых кислот, например ангидрид малеиновой кислоты. В качестве инициатора радикальной реакции (донора радикалов) часто применяют органические пероксиды. Процесс прививки полярных групп (графтинг) обычно осуществляют в экструзионном оборудовании известными методами (Зеленецкий А.Н., Сизова М.Д., Волков В.П., Зеленецкий С.Н., Болдуев В.С. Модификация полиолефинов методами реактивной экструзии: сравнение расплавной и твердотельной модификации, проводимой на одинаковом оборудовании // Пластические массы. 2019. № 11-12. С.21-26).Maleinated polyethylenes belong to graft copolymers and are produced by grafting one or more polar unsaturated monomers onto a macromolecule of a nonpolar polymer through the reaction of radical replacement of hydrogen atoms of the polymer molecule with a polar monomer. Known grafting monomers are anhydrides of unsaturated carboxylic acids, such as maleic anhydride. Organic peroxides are often used as a radical reaction initiator (radical donor). The process of grafting polar groups (grafting) is usually carried out in extrusion equipment using known methods (Zelenetsky A.N., Sizova M.D., Volkov V.P., Zelenetsky S.N., Bolduev V.S. Modification of polyolefins by reactive extrusion methods: comparison of melt and solid modification carried out on the same equipment // Plastics, 2019, No. 11-12, pp. 21-26).

Нежелательными побочными явлениями процесса расплавной радикальной модификации являются механохимическая сшивка полиэтиленовых цепей с увеличением вязкости расплава (уменьшение ПТР полимера) и термомеханические деградация и окисление. Известными вариантами ограничения нежелательной сшивки и деградации являются: А) добавление ингибиторов радикалов (антиоксидантов); Б) наряду с мономером малеинового ангидрида вводят другие непредельные мономеры с полярными группами или без полярных групп (альфа-олефины, стирол) и дополнительные агенты передачи цепи (ДМФА, трифенилфосфат) (патент RU 2505554, опубл. 27.01.2014); В) подлежащий прививке полиэтилен подается вместе с непривитым полиэтиленом низкой вязкости (ПТР 2,16 кг/190°C равный или более чем 10 г/10 мин) или с несколькими непривитыми низковязкими полиэтиленами (патент RU 2487156 опубл. в России 10.07.2013, патент RU 2505554 опубл. 27.01.2014). В качестве полиэтиленов с очень низкой вязкостью иногда используют специальные марки линейных полиэтиленов низкой плотности (ЛПЭНП) и композиции низковязких ЛПЭНП с сополимерами этилена с альфа-олефинами. Однако указанные полимеры малодоступны и имеют высокую стоимость.Undesirable side effects of the melt radical modification process are mechanochemical cross-linking of polyethylene chains with an increase in melt viscosity (reduction of the polymer MFI) and thermomechanical degradation and oxidation. Known options for limiting unwanted cross-linking and degradation are: A) adding radical inhibitors (antioxidants); B) along with the maleic anhydride monomer, other unsaturated monomers with or without polar groups (alpha-olefins, styrene) and additional chain transfer agents (DMF, triphenyl phosphate) are introduced (patent RU 2505554, published on January 27, 2014); C) the polyethylene to be grafted is supplied together with ungrafted low-viscosity polyethylene (MFI 2.16 kg/190°C equal to or more than 10 g/10 min) or with several ungrafted low-viscosity polyethylenes (patent RU 2487156 published in Russia on July 10, 2013, patent RU 2505554 published 01/27/2014). As polyethylenes with very low viscosity, special grades of linear low-density polyethylene (LLDPE) and compositions of low-viscosity LLDPE with copolymers of ethylene with alpha-olefins are sometimes used. However, these polymers are not readily available and have a high cost.

Известны составы для модификации полиэтиленов (патент RU 2115665, опубл. 20.07.1998 - взят за прототип), у которых в процессе расплавной радикальной прививки МА наблюдалась незначительная деградация и сшивка за счет ограничения количества инициатора (пероксид дикумола) до 0,003-0,008 мас.% в исходной смеси. В реакцию прививки вводили гомополимер этилена (HDPE (ПЭВП) с MFI (ПТР) 4,0) и линейные полиэтилены низкой плотности (LLDPE (ЛПЭНП) с MFI (ПТР) 4,0 и 2,5. Прививаемый малеиновый ангидрид вводится в количестве 0,07 до 0,30% от общего веса полимера. Получают привитый полиэтилен, который содержит от 0,05 до 0,20 мас.% МА.There are known compositions for modifying polyethylenes (patent RU 2115665, published on July 20, 1998 - taken as a prototype), in which, during the melt radical grafting of MA, slight degradation and cross-linking was observed due to limiting the amount of initiator (dicumene peroxide) to 0.003-0.008 wt.% in the original mixture. An ethylene homopolymer (HDPE with an MFI of 4.0) and linear low-density polyethylenes (LLDPE with an MFI of 4.0 and 2.5) were introduced into the grafting reaction. The grafted maleic anhydride is added in an amount of 0 .07 to 0.30% of the total weight of the polymer.Grafted polyethylene is obtained, which contains from 0.05 to 0.20 wt.% MA.

Особенности заявленного способа:Features of the claimed method:

1) непрерывная подача под слоем азота в двухчервячный экструдер 85-95% по весу полимера, который подлежит прививке, в виде таблеток, и оставшегося полимера в количестве 5-15%, который подают в виде порошка, содержащего ненасыщенный мономер и радикальный инициатор. Мономер МА и перекисный инициатор предварительно растворяют и в виде раствора распыляют по поверхности порошкообразной части полимера, который затем высушивают.1) continuous supply under a layer of nitrogen into a twin-screw extruder of 85-95% by weight of the polymer to be grafted in the form of tablets, and the remaining polymer in the amount of 5-15%, which is supplied in the form of a powder containing an unsaturated monomer and a radical initiator. The MA monomer and peroxide initiator are pre-dissolved and sprayed as a solution over the surface of the powdered portion of the polymer, which is then dried.

2) Отсутствие стабилизаторов в исходной прививаемой смеси, антиоксидант вводится в виде раствора в последней четверти экструдера, что позволяет использовать ограниченное количество пероксида и снизить деградацию и сшивание полимера.2) The absence of stabilizers in the initial graft mixture; the antioxidant is introduced as a solution in the last quarter of the extruder, which allows the use of a limited amount of peroxide and reduces degradation and cross-linking of the polymer.

3) После прививки для привитых HDPEgMAN и LLDPEgMAN (Таблица 3 патента № 2115665) наблюдали снижение ПТР всего на 15-23 % от значения ПТР исходных полиэтиленов, что подтверждает незначительность нежелательной сшивки. Снижение ПТР оказалось сходным для HDPE и LLDPE.3) After grafting, for grafted HDPEgMAN and LLDPEgMAN (Table 3 of patent No. 2115665), a decrease in MFR was observed by only 15-23% of the MFR value of the original polyethylenes, which confirms the insignificance of unwanted cross-linking. The reduction in MFI was similar for HDPE and LLDPE.

В патенте отмечено, что при выполнении способа прививки получают полимеры, которые наделены чрезвычайно хорошей силой сцепления с полимерными и с металлическими субстратами, однако не приводятся численные значения адгезии к металлическим субстратам.The patent notes that when performing the grafting method, polymers are obtained that are endowed with extremely good adhesion to polymer and metal substrates, but the numerical values of adhesion to metal substrates are not given.

Техническими проблемами прототипа являются:The technical problems of the prototype are:

1) необходимость растворения перекисного инициатора и мономера МА в растворителе (ацетоне) и последующее распыление раствора по поверхности порошка полиэтилена. Данная необходимость вызвана именно ограниченными количествами перекисного инициатора и мономера в исходной смеси, поскольку без растворения затруднительно равномерно смешать малые количества сухих со-мономера МА и перекисного инициатора с большой массой полиэтилена.1) the need to dissolve the peroxide initiator and MA monomer in a solvent (acetone) and then spray the solution over the surface of the polyethylene powder. This need is caused precisely by the limited quantities of peroxide initiator and monomer in the initial mixture, since without dissolution it is difficult to uniformly mix small amounts of dry MA co-monomer and peroxide initiator with a large mass of polyethylene.

2) использование мономера МА и перекиси в виде ацетонового раствора требует дополнительного специального оборудования для приготовления раствора, распыления раствора, выпаривания растворителя, сушки полимера перед экструзией. Растворитель ацетон является пожароопасным.2) the use of MA monomer and peroxide in the form of an acetone solution requires additional special equipment for preparing the solution, spraying the solution, evaporating the solvent, and drying the polymer before extrusion. Acetone solvent is a fire hazard.

3) температура средних зон экструдера более 200°С (в способе Т1=140°C; T2 = 240°C; T3 = 210°C; T4 = 180°C) может способствовать испарению мономера МА (температура кипения малеинового ангидрида 202°C) и его удалению из реакционного расплава, ведущее к снижению прививки.3) the temperature of the middle zones of the extruder is more than 200°C (in the method T1 = 140°C; T2 = 240°C; T3 = 210°C; T4 = 180°C) can contribute to the evaporation of the MA monomer (boiling point of maleic anhydride 202°C ) and its removal from the reaction melt, leading to a decrease in grafting.

4) непрерывная подача всех компонентов в экструдер под слоем азота требует специального оборудования, дополнительного наличия инертного газа и его большого расхода.4) continuous supply of all components to the extruder under a layer of nitrogen requires special equipment, the additional presence of inert gas and its high consumption.

5) для прививки использованы полиэтилены ПЭВП (HDPE) и ЛПЭНП (LLDPE) с узким диапазоном ПТР - 4,0 и 2,5 г/10 мин. Полученные из них привитые полиэтилены HDPEgMAN с ПТР 3,1-3,4 и LLDPEgMAN с ПТР 1,4-3,5 могут применяться только в качестве клеев и совместителей. Применение в качестве адгезивных красок для нанесения строительных защитных покрытий затруднено, поскольку композиции не содержат декоративных пигментов и имеют невысокий ПТР, подходящий для переработки и нанесения только методом экструзии. Для нанесения защитных покрытий методом псевдоожиженного слоя предпочтительны полиэтиленовые краски, имеющие ПТР 2,16 кг/190°C в диапазоне 4-15 г/10 мин. Для нанесения способом газопламенного напыления по технологии IBIX предпочтительны композиции с ПТР 2,16 кг/190°C равным и более 10 г/10 мин. Также в прототипе отсутствуют данные о механической прочности и противокоррозионных свойствах привитых ПЭ-МА.5) for grafting, HDPE and LLDPE polyethylenes with a narrow MFR range of 4.0 and 2.5 g/10 min were used. The grafted polyethylenes HDPEgMAN with MTR 3.1-3.4 and LLDPEgMAN with MTR 1.4-3.5 obtained from them can only be used as adhesives and joint compounds. The use as adhesive paints for applying construction protective coatings is difficult, since the compositions do not contain decorative pigments and have a low MFI, suitable for processing and application only by extrusion. For applying protective coatings using the fluidized layer method, polyethylene paints with a MFI of 2.16 kg/190°C in the range of 4-15 g/10 min are preferred. For application by flame spraying using IBIX technology, compositions with a MFI of 2.16 kg/190°C equal to or greater than 10 g/10 min are preferred. Also, the prototype lacks data on the mechanical strength and anti-corrosion properties of grafted PE-MA.

Таким образом, количественный состав и характеристики компонентов прививочного процесса и способ его проведения в прототипе имеют технические, технологические, экономические и эксплуатационные ограничения.Thus, the quantitative composition and characteristics of the components of the grafting process and the method of its implementation in the prototype have technical, technological, economic and operational limitations.

Техническим результатом заявленного изобретения является расширение арсенала технических средств получения полиэтиленовой адгезивной композиции для антикоррозионных декоративных покрытий. Также техническим результатом является возможность равномерного смешения твердых компонентов прививки без использования растворов.The technical result of the claimed invention is to expand the arsenal of technical means for producing a polyethylene adhesive composition for anti-corrosion decorative coatings. Also, the technical result is the ability to uniformly mix the solid components of the graft without the use of solutions.

Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен способ получения полиэтиленовой адгезивной композиции для антикоррозионных декоративных покрытий, характеризующийся тем, что предварительно подготавливают и затем перемешивают в смесителе смесь из: порошка полиэтилена низкого давления (ПЭНД) 4,5 вес. %, малеиновый ангидрид - 0,37 вес. %, пероксида - 0,03 вес. % и белого пигмента - 1,0 вес. %; полученную порошковую смесь посредством трех автоматических гравиметрических дозаторов подают в экструдер, а также добавляют гранулы ТЭП - 7,6 вес.% и гранулы ПЭНД - 77 вес.%; используют экструдер двухшнековый со шнеками, вращающимися в одном направлении, который имеет температуры зон на первой стадии экструзии, в °С: 120, 140, 160, 175, 185, 185, 190, 190, 195, 200, на сите и головке экструдера 200°С; полученный из экструдера привитый полупродукт в виде гранул после стренговой грануляции просушивают от остаточной влажности в сушильном аппарате, затем подают на вторую стадию экструзии для целевой стабилизации и пигментирования смесью добавок, причем смесь добавок в виде концентрата готовят предварительным смешиванием 7,0 вес.% ПЭНД порошка, 2,0 вес.% белого пигмента, 0,1 вес.% красящего пигмента, 0,2 вес.% термостабилизатора и 0,2 вес.% ингибитора; подготовленную пигментно-стабилизирующую смесь и просушенный полупродукт первой стадии подают через два автоматических дозатора в экструдер аналогичный вышеуказанному, с аналогичной температурной программой; стренги готовой композиции после прохождения через ванну с холодной водой подают в ножевой вентилируемый гранулятор, на выходе из которого получают готовый продукт.The specified technical result is achieved due to the fact that a method is claimed for producing a polyethylene adhesive composition for anti-corrosion decorative coatings, characterized by the fact that a mixture of: low-density polyethylene (HDPE) powder 4.5 wt. is pre-prepared and then mixed in a mixer. %, maleic anhydride - 0.37 wt. %, peroxide - 0.03 wt. % and white pigment - 1.0 wt. %; the resulting powder mixture is fed into the extruder using three automatic gravimetric dispensers, and TEP granules are added - 7.6 wt.% and HDPE granules - 77 wt.%; use a twin-screw extruder with screws rotating in the same direction, which has zone temperatures at the first stage of extrusion, in °C: 120, 140, 160, 175, 185, 185, 190, 190, 195, 200, on the sieve and extruder head 200 °C; The grafted semi-product obtained from the extruder in the form of granules after strand granulation is dried from residual moisture in a drying apparatus, then fed to the second stage of extrusion for targeted stabilization and pigmentation with a mixture of additives, and the mixture of additives in the form of a concentrate is prepared by pre-mixing 7.0 wt.% HDPE powder , 2.0 wt.% white pigment, 0.1 wt.% coloring pigment, 0.2 wt.% heat stabilizer and 0.2 wt.% inhibitor; the prepared pigment-stabilizing mixture and the dried intermediate product of the first stage are fed through two automatic dispensers into an extruder similar to the above, with a similar temperature program; Strands of the finished composition, after passing through a cold water bath, are fed into a ventilated knife granulator, at the output of which the finished product is obtained.

Также заявлена полиэтиленовая адгезивная композиция для антикоррозионных декоративных покрытий, полученная вышеописанным способом, отличающаяся тем, что включает, мас. %:Also claimed is a polyethylene adhesive composition for anti-corrosion decorative coatings, obtained by the method described above, characterized in that it includes, by weight. %:

Полиэтилен в виде смеси порошка и гранулPolyethylene in the form of a mixture of powder and granules 88,588.5 Термоэластопласт в гранулахThermoplastic elastomer in granules 7,67.6 Малеиновый ангидридMaleic anhydride 0,37 0.37 Пероксид дикумилаDicumyl peroxide 0,030.03 Пигмент белый титановыйWhite titanium pigment 3,03.0 Пигмент красящийColoring pigment 0,10.1 ТермостабилизаторThermal stabilizer 0,20.2 ИнгибиторInhibitor 0,20.2

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Указанные для прототипа ограничения в придании полиэтиленовой композиции адгезионных, прочностных, коррозионностойких и декоративных свойств, устраняются изменением состава полимерных компонентов смеси, подаваемой на графт-сополимеризацию.The limitations indicated for the prototype in imparting adhesive, strength, corrosion-resistant and decorative properties to the polyethylene composition are eliminated by changing the composition of the polymer components of the mixture supplied for graft copolymerization.

Отличительными особенностями заявляемого изобретения являются:Distinctive features of the claimed invention are:

1) использование базового непривитого полиэтилена с показателем текучести расплава ПТР 2,16 кг/190°C равным 6,5 г/10 мин и более. Это обеспечивает ПТР получаемой по заявляемому способу привитой декоративной композиции не менее 4,2 г/10 мин, что является достаточной величиной для использования композиции не только методом экструзии, но и методом псевдоожиженного слоя. В качестве базового полиэтилена используются доступные крупнотоннажные марки полиэтилена высокой плотности или полиэтилена низкой плотности.1) use of base non-grafted polyethylene with a melt flow index PTR of 2.16 kg/190°C equal to 6.5 g/10 min or more. This ensures the MFI of the grafted decorative composition obtained by the claimed method is not less than 4.2 g/10 min, which is a sufficient value for using the composition not only by the extrusion method, but also by the fluidized bed method. Available large-tonnage grades of high-density polyethylene or low-density polyethylene are used as base polyethylene.

2) наряду с полиэтиленом в реакцию прививки вводится стирольный термоэластопласт (ТЭП), а именно стирол-бутадиен-стирольный (SBS) или стирол-этилен-бутилен-стирольный (SEBS), в количестве 5-10 мас. %.2) along with polyethylene, styrene thermoplastic elastomer (TEP), namely styrene-butadiene-styrene (SBS) or styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS), is introduced into the grafting reaction in an amount of 5-10 wt. %.

В макромолекулах указанных ТЭП имеются третичные углеродные атомы и непредельные ароматические структуры, которые могут стабилизировать образующиеся в процессе прививки радикалы и способствовать увеличению конверсии МА с ростом количества привитых полярных групп. Также вероятно, что ТЭП благодаря гетерогенному распределению в полиэтиленовом расплаве препятствует нежелательному снижению вязкости расплава из-за сшивки. Таким образом, наряду с общеизвестным свойством ТЭП улучшать ударную прочность полиэтиленовой композиции, в ходе радикальной прививки малеинового ангидрида ТЭП выполняет функцию структурного стабилизатора. Это позволяет не вводить в исходную прививаемую композицию специальных ингибиторов радикалов. Указанные SBS и SEBS ТЭПы являются широко доступными промышленно выпускаемыми полимерами.The macromolecules of these TPEs contain tertiary carbon atoms and unsaturated aromatic structures, which can stabilize the radicals formed during the grafting process and contribute to an increase in the conversion of MA with an increase in the number of grafted polar groups. It is also likely that TPE, due to its heterogeneous distribution in the polyethylene melt, prevents an undesirable decrease in melt viscosity due to crosslinking. Thus, along with the well-known property of TPE to improve the impact strength of a polyethylene composition, during the radical grafting of maleic anhydride TPE performs the function of a structural stabilizer. This makes it possible not to introduce special radical inhibitors into the initial grafted composition. These SBS and SEBS TEPs are widely available industrially produced polymers.

3) количества прививаемого МА-мономера и перекиси увеличены в сравнении с прототипом технического решения: количество малеинового ангидрида увеличено в 1,7-3,5 раза (в прививку вводится 0,2-0,5 мас. % МА); количество пероксидного инициатора увеличено в 6,2-6,7 раз (вводится 0,02-0,05 мас. % пероксида). Это обеспечивает возможность равномерного смешения твердых компонентов прививки без использования растворов. В качестве пероксида обычно используют пероксид дикумила, возможно применение других органических пероксидных инициаторов со временем полураспада не более 1 мин. при температуре 190°С.3) the amounts of grafted MA monomer and peroxide are increased in comparison with the prototype technical solution: the amount of maleic anhydride is increased by 1.7-3.5 times (0.2-0.5 wt.% MA is introduced into the graft); the amount of peroxide initiator is increased by 6.2-6.7 times (0.02-0.05 wt.% peroxide is introduced). This allows the solid components of the graft to be uniformly mixed without the use of solutions. Dicumyl peroxide is usually used as a peroxide; other organic peroxide initiators with a half-life of no more than 1 minute can be used. at a temperature of 190°C.

Перед прививкой в отдельном смесителе без нагревания механически смешиваются мономер МА, пероксид и часть базового полиэтилена в виде 4-6 мас. % порошка. Порошок полиэтилена выполняет роль среды-носителя мономера и инициатора прививки. В смеситель также добавляют 0,5-1,3 мас. % порошка пигментного наполнителя, предпочтительно диоксида титана. Порошок пигмента препятствует дезактивации мономера МА на стадиях подготовки и загрузки прививаемой смеси.Before grafting, the MA monomer, peroxide and part of the base polyethylene in the form of 4-6 wt. are mechanically mixed in a separate mixer without heating. % powder. Polyethylene powder acts as a monomer carrier medium and grafting initiator. 0.5-1.3 wt. is also added to the mixer. % pigment filler powder, preferably titanium dioxide. The pigment powder prevents the deactivation of the MA monomer at the stages of preparation and loading of the grafted mixture.

4) все компоненты прививки вводятся в твердом виде. Основная часть базового полиэтилена вводится в первую стадию экструзии, в виде гранул 70-78 мас. % и в виде порошка 4-6 мас. %. Во вторую стадию экструзии вводится привитый полупродукт первой стадии в виде гранул с добавлением всего 5-14 мас. % исходного непривитого полиэтилена в виде гранул или порошка. Непривитый полиэтилен во второй стадии используется не для разбавления привитого полупродукта, а в качестве полимерной основы вводимых пигментов и добавок.4) all components of the vaccine are administered in solid form. The main part of the base polyethylene is introduced into the first stage of extrusion, in the form of granules of 70-78 wt. % and in powder form 4-6 wt. %. In the second stage of extrusion, the grafted semi-product of the first stage is introduced in the form of granules with the addition of only 5-14 wt. % of the original ungrafted polyethylene in the form of granules or powder. In the second stage, ungrafted polyethylene is used not to dilute the grafted intermediate product, but as a polymer base for the introduced pigments and additives.

5) композицию разнородных компонентов (ПЭ, ТЭП, пигмент) как целое подвергают прививке малеиновым ангидридом. Образующиеся сополимеры с привитыми ангидридными и карбоксильными группами “in-situ” совмещают исходные разнородные фазы, способствуя гомогенизации композиции.5) the composition of dissimilar components (PE, TEP, pigment) as a whole is grafted with maleic anhydride. The resulting copolymers with grafted anhydride and carboxyl groups “in-situ” combine the original dissimilar phases, contributing to the homogenization of the composition.

Композицию производят в двушнековом экструдере двухстадийным способом. На первой стадии получают привитый стабилизированный полупродукт с адгезивными свойствами. На второй стадии экструзии в основной привитый полупродукт, составляющий не менее 79% массы конечной композиции, вводят красящие пигменты и незначительное количество функциональных добавок. Для второй стадии в отдельном смесителе готовят концентрат в виде смеси 5-14 мас. % непривитого базового полиэтилена (в гранулах или порошке, в зависимости от вида пигментов), 0,05-0,5 мас. % одного или нескольких антиоксидантов с фенольными группами, 0,05-0,5 мас. % ингибитора с аминными группами (предпочтительны HALS со свойствами ингибитора коррозии и свето-стабилизатора), вводят красящие пигменты в виде порошков или гранул суперконцентрата, при необходимости добавляют другие добавки (например, антипиреновые и противогрибковые).The composition is produced in a twin-screw extruder in a two-stage process. At the first stage, a grafted stabilized intermediate product with adhesive properties is obtained. At the second stage of extrusion, coloring pigments and a small amount of functional additives are introduced into the main grafted intermediate product, constituting at least 79% of the mass of the final composition. For the second stage, a concentrate is prepared in a separate mixer in the form of a mixture of 5-14 wt. % ungrafted base polyethylene (in granules or powder, depending on the type of pigments), 0.05-0.5 wt. % of one or more antioxidants with phenolic groups, 0.05-0.5 wt. % inhibitor with amine groups (HALS with the properties of a corrosion inhibitor and light stabilizer are preferred), coloring pigments are introduced in the form of powders or masterbatch granules, and if necessary, other additives are added (for example, fire retardants and antifungals).

Указанный в описании состав компонентов для реакции радикальной графт-сополимеризации с получением адгезивной декоративной композиции малеинизированного полиэтилена (краски) для нанесения защитных покрытий не является очевидным по многофакторному взаимодействию компонентов.The composition of components indicated in the description for the radical graft copolymerization reaction to produce an adhesive decorative composition of maleinated polyethylene (paint) for applying protective coatings is not obvious from the multifactorial interaction of the components.

Получаемое из композиции защитное покрытие характеризуется высокой адгезией к поверхности изделия из стали и бетона, необходимыми физико-механическими характеристиками, стойкостью к резким влаго-температурным изменениям, высокой химической и атмосферной стойкостью.The protective coating obtained from the composition is characterized by high adhesion to the surface of steel and concrete products, the necessary physical and mechanical characteristics, resistance to sudden moisture and temperature changes, and high chemical and atmospheric resistance.

Способ поясняется следующим примером приготовления композиции.The method is illustrated by the following example of preparing a composition.

Для загрузки в экструзионный прививочный процесс предварительно в отдельном смесителе подготавливают смесь 4,5 % порошка ПЭНД, 0,37 % МА, 0,03 % пероксида и 1,0 % белого пигмента. Посредством трех автоматических гравиметрических дозаторов подают в экструдер подготовленную порошковую смесь, гранулы ТЭП и гранулы ПЭНД. Экструдер двухшнековый со шнеками, вращающимися в одном направлении, имеет температуры зон на первой стадии экструзии, в °С: 120, 140, 160, 175, 185, 185, 190, 190, 195, 200, на сите и головке экструдера 200°С.To load into the extrusion grafting process, a mixture of 4.5% HDPE powder, 0.37% MA, 0.03% peroxide and 1.0% white pigment is first prepared in a separate mixer. Using three automatic gravimetric dispensers, the prepared powder mixture, TPE granules and HDPE granules are fed into the extruder. A twin-screw extruder with screws rotating in the same direction has zone temperatures at the first stage of extrusion, in °C: 120, 140, 160, 175, 185, 185, 190, 190, 195, 200, at the sieve and extruder head 200 °C .

Полученный привитый полупродукт в виде гранул после стренговой грануляции просушивают от остаточной влажности в сушильном аппарате, затем подают на вторую стадию экструзии для целевой стабилизации и пигментирования смесью добавок. Смесь добавок (концентрат) готовят предварительно смешиванием 7,0 % ПЭНД порошка, 2,0 % белого пигмента, 0,1 % черного пигмента, 0,2 % термостабилизатора и 0,2 % ингибитора. Подготовленную пигментно-стабилизирующую смесь и просушенный полупродукт первой стадии подают через два автоматических дозатора в экструдер аналогичный вышеуказанному, с аналогичной температурной программой.The resulting grafted semi-product in the form of granules after strand granulation is dried from residual moisture in a drying apparatus, then fed to the second stage of extrusion for targeted stabilization and pigmentation with a mixture of additives. A mixture of additives (concentrate) is prepared by first mixing 7.0% HDPE powder, 2.0% white pigment, 0.1% black pigment, 0.2% heat stabilizer and 0.2% inhibitor. The prepared pigment-stabilizing mixture and the dried intermediate product of the first stage are fed through two automatic dispensers into an extruder similar to the above, with a similar temperature program.

Стренги готовой композиции после прохождения через ванну с холодной водой поступают в ножевой вентилируемый гранулятор.Strands of the finished composition, after passing through a cold water bath, enter a ventilated knife granulator.

Композицию использовали для нанесения покрытия на строительные конструкции в виде гранул и порошка.The composition was used for coating building structures in the form of granules and powder.

Порошковую композицию наносили методами псевдоожиженного слоя и газопламенного напыления по технологии IBIX.The powder composition was applied using fluidized bed and flame spraying using IBIX technology.

Исследования адгезивных свойств порошковой композиции показали, что полиэтиленовая окрашенная композиция обладала адгезивными свойствами, стабильностью свойств в агрессивной среде, атмосферостойкими свойствами и обеспечивала получение коррозионностойкого изоляционного покрытия с декоративными свойствами толщиной 0,5-1 мм на стальных поверхностях и 1-3 мм на бетоне.Studies of the adhesive properties of the powder composition showed that the polyethylene painted composition had adhesive properties, stability of properties in an aggressive environment, weather-resistant properties and provided a corrosion-resistant insulating coating with decorative properties with a thickness of 0.5-1 mm on steel surfaces and 1-3 mm on concrete.

Полученная в виде гранул адгезивная декоративная композиция для характеристики свойств исследовалась по стандартным методикам.The adhesive decorative composition obtained in the form of granules was studied using standard methods to characterize its properties.

Показатель текучести расплава (ПТР) - по ГОСТ 11645; прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве - по ГОСТ 11262 (скорость растяжения 50 мм/мин., тип «лопатки» №1).Melt flow index (MFI) - according to GOST 11645; tensile strength and relative elongation at break - according to GOST 11262 (tensile speed 50 mm/min., “blade” type No. 1).

Адгезию к стали измеряли методом отрыва на подготовленных термопрессованием образцах-ламинатах типа «сталь-полимер-сталь». Образцы готовили с применением ограничительной рамки толщиной (1,0 + 0,1) мм, размещенной между стальными обезжиренными лентами размером 20х120х0,3 мм каждая. Расстояние между лентами 40-50 мм. Рамку с гранулами композиции, накрытую указанными стальными лентами, прессуют при температурах по ГОСТ 16338 (для примеров 1,2) или по ГОСТ 16337 (для примера 3). После охлаждения и выдержки при 20±3°С в течение 24 ч полученную сталеполимерную пластину разрезали на отдельные «ламинаты» и определяли адгезию композиции к стальной ленте, отделяемой под углом 180°С со скоростью 50 мм/мин. Длина отслаиваемого полимерного участка составила 50 мм.Adhesion to steel was measured by the peel-off method on laminate samples of the “steel-polymer-steel” type prepared by thermopressing. The samples were prepared using a bounding frame with a thickness of (1.0 + 0.1) mm, placed between steel skim belts measuring 20x120x0.3 mm each. The distance between the tapes is 40-50 mm. A frame with granules of the composition, covered with the specified steel tapes, is pressed at temperatures according to GOST 16338 (for examples 1,2) or according to GOST 16337 (for example 3). After cooling and holding at 20±3°C for 24 hours, the resulting steel-polymer plate was cut into separate “laminates” and the adhesion of the composition to a steel strip separated at an angle of 180°C at a speed of 50 mm/min was determined. The length of the peelable polymer section was 50 mm.

Исследуемая гранульная полиэтиленовая окрашенная композиция также обладала адгезивными свойствами, стабильностью свойств в агрессивной среде, атмосферостойкими свойствами и обеспечивала получение коррозионностойкого изоляционного покрытия с декоративными свойствами толщиной 0,5-1 мм на стальных поверхностях и 1-3 мм на бетоне.The studied granular polyethylene painted composition also had adhesive properties, stability of properties in an aggressive environment, weather-resistant properties and provided a corrosion-resistant insulating coating with decorative properties with a thickness of 0.5-1 mm on steel surfaces and 1-3 mm on concrete.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется тремя примерами композиции. Характеристики полимерного сырья указаны в Таблице 1.The proposed technical solution is illustrated by three composition examples. Characteristics of polymer raw materials are shown in Table 1.

Таблица 1. Характеристика полимерных компонентов для получения краски.Table 1. Characteristics of polymer components for paint production. НаименованиеName ПТР, г/10 мин (2,16кг, 190°С)MFR, g/10 min (2.16 kg, 190°C) Прочность, МПаStrength, MPa Относительное удлинение при разрыве %Elongation at break % ПЭНД 277-73 СтавроленHDPE 277-73 Stavrolen 7,57.5 22
(при растяжении)
22
(when stretched)
≥ 300≥ 300
HDPE I-1561 ShurtanHDPE I-1561 Shurtan 1515 26
(при растяжении)
26
(when stretched)
≥ 500≥ 500
LDPE 12203-250 НАФТАНLDPE 12203-250 NAFTAN 2525 Не нормируетсяNot standardized Не нормируетсяNot standardized ТЭП МК 105СTEP MK 105S 3,03.0 6 (при разрыве)6 (at break) ≥ 600≥ 600 ТЭП МК 102-95 TEP MK 102-95 4,54.5 7 (при разрыве)7 (at break) ≥ 500≥ 500 ТЭП СБС Л7417 TEP SBS L7417 16-25 (5кг, 190°С)16-25 (5kg, 190°C) ≥ 1,7 (условная)≥ 1.7 (conditional) ≥ 250≥ 250

Пример 1. Краска для нанесения в псевдоожиженном слое на стальные объекты. Композиция краски содержит:Example 1: Fluidized paint for steel objects. The paint composition contains:

- Полиэтилен низкого давления - 88,5%, например, в виде ПЭНД 277-73 (Ставролен, Лукойл), из них 77,0% гранулы и 11,5% порошок (порошок получают из гранул предварительным измельчением).- Low-density polyethylene - 88.5%, for example, in the form of HDPE 277-73 (Stavrolene, Lukoil), of which 77.0% are granules and 11.5% powder (the powder is obtained from granules by preliminary grinding).

- Термоэластопласт - 7,6%, например, в виде ТЭП, МК 105С (ООО МК-Полимер), гранулы.- Thermoplastic elastomer - 7.6%, for example, in the form of TEP, MK 105S (MK-Polymer LLC), granules.

- Малеиновый ангидрид - 0,37%, например, в виде ЧДА (ООО ТК Промреагент), порошок.- Maleic anhydride - 0.37%, for example, in the form of analytical grade (LLC TK Promreagent), powder.

- Пероксид дикумила - 0,03%, например, в виде DCP 99 (ООО Интернешнл Пластик Гайд), порошок.- Dicumyl peroxide - 0.03%, for example, in the form of DCP 99 (International Plastic Guide LLC), powder.

- Пигмент белый титановый - 3,0%, например, в виде ПК-ПИГМЕНТ 2706 С+ (ООО Химические технологии), порошок.- White titanium pigment - 3.0%, for example, in the form of PC-PIGMENT 2706 C+ (Chemical Technologies LLC), powder.

- Пигмент черный - 0,1%, например, в виде Углерод технический П803 (ОАО Туймазытехуглерод), порошок.- Black pigment - 0.1%, for example, in the form of Carbon technical P803 (OJSC Tuymazytekhuglerod), powder.

- Термостабилизатор - 0,2%, например, в виде SONOX 1010 (ООО Интернешнл Пластик Гайд).- Thermal stabilizer - 0.2%, for example, in the form of SONOX 1010 (International Plastic Guide LLC).

- Ингибитор - 0,2%, например, в виде HALS 770 (ООО Интернешнл Пластик Гайд).- Inhibitor - 0.2%, for example, in the form of HALS 770 (International Plastic Guide LLC).

Пример 2. Краска для нанесения в псевдоожиженном слое на стальные объекты.Example 2: Fluidized paint for steel objects.

Состав композиции отличается от примера 1 тем, что в качестве непривитого полиэтилена используется полиэтилен высокой плотности с ПТР более 10 г/мин, а именно марка I-1561 Shurtan, Шуртанского ГХК. В качестве ТЭП вводится марка 102-95 (ООО МК-Полимер, Россия). Количества компонентов, порядок их смешивания и загрузки, режимы экструзии аналогичны примеру 1.The composition of the composition differs from example 1 in that high-density polyethylene with a MFI of more than 10 g/min is used as ungrafted polyethylene, namely brand I-1561 Shurtan, Shurtan GCC. Brand 102-95 (MK-Polymer LLC, Russia) is being introduced as TEP. The quantities of components, the order of their mixing and loading, extrusion modes are similar to example 1.

Пример 3. Краска для нанесения методом газопламенного напыления на стальные и бетонные объекты.Example 3. Paint for application by flame spraying on steel and concrete objects.

Состав композиции отличается от примера 1 тем, что в качестве непривитого полиэтилена используется полиэтилен низкой плотности с ПТР более 20 г/мин, а именно марка LDPE 12203-250 НАФТАН (Полимир). В качестве ТЭП вводится марка СБС Л 7417 (СИБУР, Россия). Для второй стадии экструзии в пигментную смесь дополнительно вводят порошок зеленого фталоцианинового пигмента «Универсальный» (ПК ПИГМЕНТ).The composition of the composition differs from example 1 in that low-density polyethylene with a MFI of more than 20 g/min is used as ungrafted polyethylene, namely the LDPE 12203-250 NAFTAN (Polymir) brand. The SBS L 7417 grade (SIBUR, Russia) is introduced as a TEP. For the second stage of extrusion, green phthalocyanine pigment powder “Universal” (PC PIGMENT) is additionally added to the pigment mixture.

Количества, порядок смешения и загрузки компонентов аналогичны примеру 1. Температуры всех зон экструдера ниже на 10 градусов, чем температуры в примере 1.The quantities, order of mixing and loading of components are similar to example 1. The temperatures of all extruder zones are 10 degrees lower than the temperatures in example 1.

Claims (3)

1. Способ получения полиэтиленовой адгезивной композиции для антикоррозионных декоративных покрытий, характеризующийся тем, что предварительно подготавливают и затем перемешивают в смесителе смесь из: порошка полиэтилена низкого давления - 4,5 вес.%, малеинового ангидрида - 0,37 вес.%, пероксида - 0,03 вес.% и белого пигмента - 1,0 вес. %; полученную порошковую смесь посредством трех автоматических гравиметрических дозаторов подают в экструдер, а также добавляют гранулы стирол-бутадиен-стирольного или стирол-этилен-бутилен-стирольного термоэластопласта - 7,6 вес.% и гранулы полиэтилена низкого давления - 77 вес.%; используют экструдер двухшнековый со шнеками, вращающимися в одном направлении, который имеет температуры зон на первой стадии экструзии, в °С: 120, 140, 160, 175, 185, 185, 190, 190, 195, 200, на сите и головке экструдера 200°С; полученный из экструдера привитый полупродукт в виде гранул после стренговой грануляции просушивают от остаточной влажности в сушильном аппарате, затем подают на вторую стадию экструзии для целевой стабилизации и пигментирования смесью добавок, причем смесь добавок в виде концентрата готовят предварительным смешиванием 7,0 вес.% полиэтилена низкого давления порошка, 2,0 вес.% белого пигмента, 0,1 вес.% красящего пигмента, 0,2 вес.% термостабилизатора и 0,2 вес.% ингибитора; подготовленную пигментно-стабилизирующую смесь и просушенный полупродукт первой стадии подают через два автоматических дозатора в экструдер аналогичный вышеуказанному, с аналогичной температурной программой; стренги готовой композиции после прохождения через ванну с холодной водой подают в ножевой вентилируемый гранулятор, на выходе из которого получают готовый продукт. 1. A method for producing a polyethylene adhesive composition for anti-corrosion decorative coatings, characterized in that a mixture of: low-density polyethylene powder - 4.5 wt.%, maleic anhydride - 0.37 wt.%, peroxide - is pre-prepared and then mixed in a mixer. 0.03 wt.% and white pigment - 1.0 wt. %; the resulting powder mixture is fed into the extruder using three automatic gravimetric dispensers, and granules of styrene-butadiene-styrene or styrene-ethylene-butylene-styrene thermoplastic elastomer are added - 7.6 wt.% and granules of low-density polyethylene - 77 wt.%; use a twin-screw extruder with screws rotating in the same direction, which has zone temperatures at the first stage of extrusion, in °C: 120, 140, 160, 175, 185, 185, 190, 190, 195, 200, on the sieve and extruder head 200 °C; The grafted semi-product obtained from the extruder in the form of granules after strand granulation is dried from residual moisture in a drying apparatus, then fed to the second stage of extrusion for targeted stabilization and pigmentation with a mixture of additives, and the mixture of additives in the form of a concentrate is prepared by pre-mixing 7.0 wt.% low polyethylene powder pressure, 2.0 wt.% white pigment, 0.1 wt.% coloring pigment, 0.2 wt.% heat stabilizer and 0.2 wt.% inhibitor; the prepared pigment-stabilizing mixture and the dried intermediate product of the first stage are fed through two automatic dispensers into an extruder similar to the above, with a similar temperature program; Strands of the finished composition, after passing through a cold water bath, are fed into a ventilated knife granulator, at the output of which the finished product is obtained. 2. Полиэтиленовая адгезивная композиция для антикоррозионных декоративных покрытий, полученная способом по п.1, отличающаяся тем, что включает, мас.%:2. Polyethylene adhesive composition for anti-corrosion decorative coatings, obtained by the method according to claim 1, characterized in that it includes, wt.%: Полиэтилен в виде смеси порошка и гранулPolyethylene in the form of a mixture of powder and granules 88,5 88.5 Стирол-бутадиен-стирольный или стирол-этилен-бутилен-стирольный термоэластопласт в гранулахStyrene-butadiene-styrene or styrene-ethylene-butylene-styrene thermoplastic elastomer in granules 7,6 7.6 Малеиновый ангидридMaleic anhydride 0,370.37 Пероксид дикумилаDicumyl peroxide 0,030.03 Пигмент белый титановыйWhite titanium pigment 3,03.0 Пигмент красящийColoring pigment 0,10.1 ТермостабилизаторThermal stabilizer 0,2 0.2 ИнгибиторInhibitor 0,2 0.2
RU2022131264A 2022-11-30 Method for manufacturing polyethylene adhesive composition for anti-corrosive decorative coatings and polyethylene adhesive composition for anti-corrosive decorative coatings obtained by this method RU2810787C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2810787C1 true RU2810787C1 (en) 2023-12-28

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2115665C1 (en) * 1992-07-31 1998-07-20 ЭНИКЕМ С.п.А. Method for modification of ethylene (co)polymers
RU2505574C1 (en) * 2012-12-07 2014-01-27 Закрытое акционерное общество "МЕТАКЛЭЙ" (ЗАО "МЕТАКЛЭЙ") Thermoplastic adhesive
CN104610814B (en) * 2015-01-22 2017-09-12 广州鹿山新材料股份有限公司 A kind of anti-corrosion pipeline polyethylene powders and preparation method thereof
CN106010429B (en) * 2016-05-26 2018-06-29 湖北兴欣科技股份有限公司 A kind of polyethylene hot-melt adhesive and its preparation method and application
RU2735367C1 (en) * 2019-10-22 2020-10-30 Общество с ограниченной ответственностью "ОКАПОЛ" Method of producing functionalised polymers and device for its implementation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2115665C1 (en) * 1992-07-31 1998-07-20 ЭНИКЕМ С.п.А. Method for modification of ethylene (co)polymers
RU2505574C1 (en) * 2012-12-07 2014-01-27 Закрытое акционерное общество "МЕТАКЛЭЙ" (ЗАО "МЕТАКЛЭЙ") Thermoplastic adhesive
CN104610814B (en) * 2015-01-22 2017-09-12 广州鹿山新材料股份有限公司 A kind of anti-corrosion pipeline polyethylene powders and preparation method thereof
CN106010429B (en) * 2016-05-26 2018-06-29 湖北兴欣科技股份有限公司 A kind of polyethylene hot-melt adhesive and its preparation method and application
RU2735367C1 (en) * 2019-10-22 2020-10-30 Общество с ограниченной ответственностью "ОКАПОЛ" Method of producing functionalised polymers and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103124638B (en) There is the articulamentum adhesive of the graft composition for being bonded to metal base
CN100523110C (en) Improved adhesives for fluoropolymer films and structures containing same
JP6721592B2 (en) Self-renewable barrier packaging
EP2748253B1 (en) Graft composition having long chain branched olefins for improved tie layers
EP3090003B1 (en) Method to produce functionalized, low viscosity ethylene-based polymers
KR102032037B1 (en) Adhesive Composition
PL185686B1 (en) Coating composition
JPS628461B2 (en)
US10150894B2 (en) Polyolefin-based compositions having polyisobutylenes, adhesives, and related multi-layered structures thereof
EP1865037B1 (en) Low temperature PE topcoat
US20170260431A1 (en) Adhesion-modified olefinic thermoplastic elastomers, in particular tpe-v, tpe-o
EP1853426B1 (en) Multilayer structures
CA2497265C (en) Improved polyolefin-based adhesive resins and method of making adhesive resins
KR20140003469A (en) Composition
KR101540740B1 (en) Adhesive resin composition and aluminum composite panel
KR100700328B1 (en) Polyolefin compositions, method for the production and use thereof
RU2810787C1 (en) Method for manufacturing polyethylene adhesive composition for anti-corrosive decorative coatings and polyethylene adhesive composition for anti-corrosive decorative coatings obtained by this method
KR102374943B1 (en) Methods of making functionalized ethylenic polymers
KR20190124751A (en) Improved Adhesive Polymer Composition
JPS596241A (en) Extrusion-coating resin composition
CN112480845B (en) Adhesive for heat insulation tile and preparation method thereof
KR20030054491A (en) A method of preparing for a modified polyethylene having imporved mechanical strength for thermal spray and a modified polyethylene thereby
JPH0236939A (en) Manufacture of laminated material
JPS5930841A (en) Composition for fluidization dip coating
JPH01156377A (en) Ethylene polymer composition for powder coating