В статье приведены результаты исследования технологических процессов получения антикоррозионных покрытий и заменителя нефтяных битумов на основе госсиполовой смолы из отходов масложировых комбинатов.
Ключевые слова: антикоррозионных материалов,битум, госсиполовая смола,фосфорсодержащие соединения, оксида кальция и гексаметилентетрамина,реактор,технологических процесс, заменитель нефтяных битумов, отход масложировых комбинатов.
The article presents the results of research of technological processes of anticorrosive coatings and substitute petroleum bitumen based on gossipol resin from waste oil and fat plants.
Keywords:anticorrosive materials, bitumen, tar gossipol, phosphorus-containing compounds, calcium oxide and hexamethylenetetramine reactor, process, substitute petroleum bitumen, waste oil and fat plants.
С целью расширения области применения госсиполовой смолы, нами были проведены систематические исследования по выяснению возможности получения на их основе заменителя нефтяных битумов [1]. В результате нами были получены составы, оптимально приближенные по физико-механическим свойствам к известным нефтяным битумам марок БНД 60/90 и БНИ-4. Из полученных результатов особо можно выделить свойства следующих двух составов. Состав № 1 (госсиполовая смола 97–98 %, оксид кальция 2–3 %) соответствует известной марке битума нефтяного дорожного БНД 60/90. Состав № 2 (госсиполовая смола 84–89 %, соапсток 9–13 %, оксид кальция 2–3 %) соответствует битуму нефтяному изоляционному БНИ-4, предназначенному для защиты трубопроводов от подземной коррозии. Полученные данные, приведенные в таблице 1, позволяют расширить область применения покрытий на основе госсиполовой смолы и рекомендовать их в качестве заменителя нефтяных битумов [2].
Таблица 1
Сравнение свойств нефтяных битумов и составов, полученных на основе госсиполовой смолы
|
Наименование испытуемых объектов |
Глубина проникновения иглы при 25°С, мм по ГОСТ 11501 |
Температура размягчения по кольцу и шару, °С по ГОСТ 11506 |
Растяжимость при 25°С, см по ГОСТ 11505 |
|
БНД 60/90 |
6,1–9,0 |
47 |
50 |
|
Состав № 1 |
10,4 |
57 |
50 |
|
БНИ-1У |
7,5 |
25–40 |
3 |
|
Состав № 2 |
8,2 |
25 |
2,5 |
Результаты физико-механических исследований, также как и результаты физико-химических методов анализа, свидетельствуют о том, что покрытия на основе госсиполовой смолы можно использовать в качестве модификатора ржавчины и грунтовочного материала для рыхлых ржавых поверхностей.
Физико-механические свойства покрытий также были изучены в промышленных условиях, что подтверждается нормативно-технической документацией, актами выпуска и испытаний опытных партий «Противокоррозионного покрытия АНТИКОР» и «Мастики АНТИКОР-АВТО».
Испытываемые покрытия соответствуют требованиям технических условий, технология их изготовления не вызывает трудностей и может быть воспроизведена в промышленных условиях.
Известно, что в составе госсиполовой смолы присутствуют полифенолы, жирные кислоты, углеводороды, азот и фосфорсодержащие соединения, а также продукты превращения госсипола. Присутствие в ее составе также соединений нафталинового ядра делает продукты модификации госсиполовой смолы термо-, хемо- и радиационно-устойчивыми, а присутствие фенольных гидроксилов и альдегидной группы — реакционноспособными с высокими комплексообразующими свойствами. Она во многих отношениях с успехом может заменить дорогостоящие антикоррозионные покрытия, а также нефтяной битум, дефицит которого ощущается с каждым годом [3].
На основе результатов исследований, представленных в предыдущих разделах, нами рекомендована принципиальная технологическая схема получения антикоррозионных покрытий и битума строительного назначения на основе госсиполовой смолы, оксида кальция и гексаметилентетрамина (рис. 1). Предложенная технология основана на использовании госсиполовой смолы, содержащей не более 35,0 % влаги, кристаллического оксида кальция и гексаметилен-тетрамина. Технологический процесс состоит из следующих стадий:
- загрузка и выпарка госсиполовой смолы в реакторе;
- растворение оксида кальция и гексаметилентетрамина в госсиполовой смоле;
- охлаждение и упаковка полученного битума;
- получение антикоррозионного материала путем растворения битума;
- затаривание полученного антикоррозионного покрытия.
Рис. 1. Принципиальная технологическая схема получения антикоррозионных покрытий и строительного битума на основе госсиполовой смолы: 1 — емкость хранилище госсиполовой смолы 3, 6, 15 — расходомеры 9, 11 — весовые дозаторы 16 — затаривающая установка 2, 5, 14 — центробежные насосы, 4, 7 — реакторы 12 — узел упаковки битума 17, 21 — вентиля 8, 10 — бункеры 13 — емкость хранилище растворителей
Технология строительного битума и антикоррозионных покрытий на его основе осуществляется в обычных реакторах с паровым обогревом и механической мешалкой, применяемых в лакокрасочной промышленности.
Из емкости-хранилища (1) с помощью насоса (2) через расходомер (3) в реактор (4) перекачивается госсиполовая смола, подогретая до 60–80о С. После загрузки госсиполовой смолы, температуру в реакторе (4) поднимают до 110–120оС. При этом обычно наблюдается пенообразование, которое свидетельствует о содержании влаги в госсиполовой смоле. Для уменьшения пенообразования, необходимо увеличить интенсивность перемешивания смолы. После перемешивания в течение 35–40 минут, выделение пены практически прекращается, что свидетельствует об удалении 91–92 % влаги из госсиполовой смолы.
Полученная горячая смола с 4,3–4,5 % остаточной влагой с помощью насоса (5) через расходомер (6) перекачивается в реактор (7), туда же, последовательно из бункеров (8) и (10) через дозаторы (9) и (11), поступают оксид кальция и гексаметилентетрамин. Температура в реакторе (7) поднимается до 130–160 оС, затем проводится интенсивное перемешивание в течение 50–60 минут. Полученную таким образом однородную гомогенную массу заливают в формы, охлаждают и отправляют на склад готовой продукции.
Для получения антикоррозионного покрытия, гомогенный состав компонентов охлаждают в реакторе (7), куда из емкости-хранилища (13) с помощью насоса (14) через расходомер (15) подается растворитель (уайт-спирит, газоконденсат или керосин). Растворение антикоррозионного материала в растворителях осуществляется при массовом соотношении 1:3 при 65–70 оС, при перемешивании в течение 30–40 минут. Полученный однородный раствор является готовым продуктом, который самотеком поступает на узел расфасовки (16).
Таким образом, установлена возможность получения антикоррозионных материалов и строительных битумов из отходов масложировых комбинатов.
Литература:
1. Жуманиязов М. Ж., Юлдашев Н.Х, Дюсебеков Б. Д. Использование госсиполовой смолы в производстве строительных битумов //Тез. докл. восьмой Межд. конф. «Олигомеры-2002» — М., 2002. С. 302.
2. Юлдашев Н.Х, Жуманиязов М. Ж., Дюсебеков Б.Д., Ходжаев О.Ф. Заменитель нефтяного битума из госсиполовой смолы. Тез.докл. Респ. науч.- практ. конф. «Ozbekiston mineral xom-ashyolari kimyoviy qayta ishlashning dolzarb muammolari» — Ташкент, 2002.С. 36
3. Жуманиязов М. Ж., Курамбаев Ш. Р. Ходжаев О. Ф., Бабаев З. К. Пахта ёги ишлаб чикаришдаги чикиндилардан антикоррозион копламалар олиш имкониятларини излаш. Маъмун академияси илмий ишлар тупл. Хива 2001 й. С. 35–36.
