CN103122230A - 一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂及使用方法，胶粘剂由主胶、固化剂和促进剂组成，其中主胶的成分为E-51环氧树脂、过氯乙烯树脂、丁酮、二氯甲烷和氧化铝粉；固化剂的成分为651聚酰胺、T-31酚醛胺和铁粉；促进剂为三苯基膦，且主胶、固化剂和促进剂的质量比为6:2:1。本发明利用胶粘剂可塑性好、适用性广、固化速度快的特点，在泄漏处建立起一个由胶粘剂和各种密封材料构成的新的固体密封结构，达到止住泄漏的目的，适用于推进剂贮运设备上可接触的管路、接头、阀门、贮罐等点、裂纹和小型孔洞泄漏，促进推进剂堵漏技术的进一步研究和发展，避免或减小泄漏危害。

Description

一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂及使用方法

技术领域

本发明涉及推进剂堵漏领域，尤其涉及推进剂贮存运输设备发生不规则泄漏后进行快速封堵所需的一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂及使用方法。 

  

技术背景

常规液体推进剂具有高比冲、燃烧性能稳定、易贮存等优点，在军事、航天领域被广泛应用，但也存在剧毒、强腐蚀、易燃易爆等诸多安全问题。运输和贮存常规液体推进剂的贮罐、槽车和阀门管路等设备推进剂贮存运输设备在执行任务的过程中可能遭遇自然灾害破坏，还可能因防腐蚀措施不到位、操作不精心、阀门关闭不严等造成容器及管线松动、开裂、密封不良等。如推进剂槽车在运输过程中发生泄漏不能及时封堵，可能发生着火、爆炸等，或者污染水源、土壤，引起受污染人群中毒等严重社会问题，后果不堪设想。研究推进剂堵漏技术，用于推进剂泄漏后对泄漏部位的应急处置，可有效防止事故扩大或蔓延，避免或减小事故影响及危害。 

现有技术

通过专利查新（甘肃省科学技术情报研究所，《专利检索报告》，编号20126221145），推进剂贮运领域研究并已发表的带压堵漏技术包括阻塞堵漏、加压堵漏、注射堵漏，但在实际应用中目前未见投入实用的技术。 

阻塞堵漏是最早出现的堵漏技术，一般是采取与泄漏口相近的软性材质的阻塞物，强行塞住泄漏口。阻塞堵漏的应用范围较为狭窄。加压堵漏时在阻塞物外部朝着泄漏介质相反作用的方向施加压力，从而达到堵漏的目的。加压方法常采用捆扎、机械卡子和专用加压设备加压等。加压堵漏适用于推进剂贮运设备小型孔洞泄漏，管路或贮罐点或条纹状泄漏等，不适用于阀门、接头、大型贮罐等设备泄漏封堵。注剂堵漏基本原理是密封注剂在人为外力的作用下，被强行注射到夹具和泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔内，迅速地弥补各种复杂的泄漏缺陷，在注剂压力远大于泄漏介质压力的条件下，泄漏被强行止住。缺点是操作比较繁琐，由于针对不同的泄漏部位要有相应的卡具致使其应用范围较小。 

实际推进剂贮运系统在用的方法非常简陋和原始。在《液体推进剂》（国防工业出版社，2004年第一版）讲到的堵漏方法“用熟石膏或石棉粉与水玻璃调成的糊状物临时堵住”，操作复杂，凝固时间长，且堵漏完成后不具承压能力。常用的堵漏方法为生料带缠绕堵漏，堵漏效果不佳且应用范围较窄。 

  

发明内容

本发明的目的是一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂及使用方法。 

本发明是通过以下技术方案来实现的： 

一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂，它是室温快速固化的三组分固化胶，由主胶、固化剂和促进剂组成，其中主胶的成分为E-51环氧树脂、过氯乙烯树脂、丁酮、二氯甲烷和氧化铝粉；固化剂的成分为651聚酰胺、T-31酚醛胺和铁粉；促进剂为三苯基膦，且主胶、固化剂和促进剂的质量比为6:2:09~1，上述各成分及含量分别是：

主胶：         成分                      质量份数

               E-51环氧树脂                   100

            过氯乙烯树脂                    19~21

              丁酮                               10

               二氯甲烷                         28~31

             氧化铝粉                           5

固化剂：

            651聚酰胺                           20

            T-31酚醛胺                        28~30

                   铁粉                                5

促进剂：

             三苯基膦                           25~27.5

一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂的配制方法，包括以下步骤：

a. 取E-51环氧树脂、过氯乙烯树脂、丁酮、二氯甲烷和氧化铝粉，按上述质量份数，在常温下混合均匀，得到主胶，为米黄色胶泥状；

b.  取651聚酰胺、T-31酚醛胺、铁粉，按上述质量份数，在常温下混合均匀，得到固化剂，为黑色胶泥状；

c.  称取三苯基膦20~35份，得到促进剂，为白色粉末状。

一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂，其堵漏方法是：首先使用铝锤敲击将聚四氟乙烯胶棒在泄漏部位填充，使泄漏减小或暂时停止；然后清理粘接金属表面的浮锈，将主胶、固化剂和促进剂按照6:2:1的比例搅拌均匀，涂于泄漏部位金属表面，待三组分冷焊胶粘剂固化后，转入正常工作程序。 

本发明的技术原理主要是： 

在泄漏缺陷处形成一个短暂的无泄漏介质影响的区间，利用胶粘剂可塑性好、适用性广、固化速度快的特点，在泄漏处建立起一个由胶粘剂和各种密封材料构成的新的固体密封结构，达到止住泄漏的目的。适用于推进剂贮运设备上可接触的管路、接头、阀门、贮罐等点、裂纹和小型孔洞泄漏。

本发明的优点及有益效果： 

1、本发明经相容性试验，与偏二甲肼、无水肼、甲基肼等推进剂相容性良好，与不锈钢、铝等材质粘接力强，塑性好，常温下可操作下和固化，方便简洁。

2、本发明不受泄漏部位、外形结构的影响，优点是适用范围很广，适用于推进剂贮运设备上可接触的管路、接头、阀门、贮罐等点、裂纹和小型孔洞泄漏，固化后泄漏处无需再处理，永久解决泄漏。 

以下是实验步骤和实验数据： 

对于金属的带压粘结主要原料是环氧树脂，胺类固化剂，添加剂，促进剂等，常用的金属粘结环氧树脂胶黏剂有以下几种，如表1所示：

表1为常用金属粘结环氧树脂胶黏剂配方

从表中可以看出，不同的配方其固化条件、固化后性能、应用范围都大大不同，因此必须根据实际情况进行筛选。根据推进剂堵漏必须防火防爆的技术要求，因此最好在室温下固化，排除7号配方；为尽快制止泄漏完全固化时间必须小于24小时，排除4、5号配方；堵漏介质必须有一定的耐腐蚀性能，排除1、2号配方；在实际堵漏操作中，罐体材料一般为不锈钢或防锈铝，泄漏部分形状复杂，若采用金属堵片粘结的话，其加工性能和延展性能都不能完美堵漏，基于此问题，我们找到选用适合粘连聚合物和金属的3号配方，进行实验研究。

在实验过程中发现，胺值高的多乙烯多胺活性较大，与环氧树脂反应速度过快，只需几分钟就可固化，不利于操作，因此选用胺值较小并经常用到的651聚酰胺，常温下2～3d固化，再加入一定比例酚醛胺配制复合固化剂，通过加入量控制固化速度、粘接强度和耐热性。三种原料不同配比的固化时间如表2所示： 

表2为不同配比E-51环氧树脂、651聚酰胺、T-31酚醛胺的固化时间

 

固化时间以12小时左右为最佳，因此取较佳配比为E-51/651/T-31=100/20/30。

黏接接头通常是由两个被黏物之间夹一层胶黏剂所构成，黏接接头的强度取决于胶黏剂的内聚强度、被黏物材料强度和胶黏剂与被黏材料之间的粘合力，而最终强度又受三者中最弱的一方所控制。 

在本发明中，被黏物分别为金属材料，强度很大，胶黏剂是环氧树脂，其黏结强度相对较小，为了进一步加强胶黏剂固化后的强度，同时根据粘结罐体的材料属性，分别在环氧树脂和固化剂中加入同样比例的氧化铝粉和铁粉，较佳配比为E-51/Fe=100/5。 

因此主胶为E-51环氧树脂+过氯乙烯树脂+丁酮+二氯甲烷+氧化铝粉=165份，固化剂为651聚酰胺+T-31酚醛胺+铁粉=55份，为了使聚合反应均匀稳定一般可另外加入一部分三苯基膦C，比例为E-51/三苯基膦=100/25，则三种组分的比例为6:2:1。主胶甲为米黄色胶泥，固化剂乙黑色胶泥，促进剂丙为白色粉末，按比例配制后可在12小时内固化，我们称之为三组分冷焊胶粘剂。 

  

具体实施方式

实施例1

一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂，它是室温快速固化的三组分固化胶，由主胶、固化剂和促进剂组成，其中主胶的成分为E-51环氧树脂、过氯乙烯树脂、丁酮、二氯甲烷和氧化铝粉；固化剂的成分为651聚酰胺、T-31酚醛胺和铁粉；促进剂为三苯基膦， 上述各成分及含量分别是：

主胶：         成分                    质量份数

               E-51环氧树脂                   100

          过氯乙烯树脂                    20

          丁酮                            10

               二氯甲烷                        30

          氧化铝粉                         5

固化剂：

          651聚酰胺                          20

          T-31酚醛胺                         30

                  铁粉                              5

促进剂：

           三苯基膦                            27.5

一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂的配制方法，包括以下步骤：

a.取E-51环氧树脂、过氯乙烯树脂、丁酮、二氯甲烷和氧化铝粉，按上述质量份数，在常温下混合均匀，得到主胶，为米黄色胶泥状；

b.取651聚酰胺、T-31酚醛胺、铁粉，按上述质量份数，在常温下混合均匀，得到固化剂，为黑色胶泥状；

c.称取三苯基膦27.5份，得到促进剂，为白色粉末状。

一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂，其堵漏方法是：首先使用铝锤敲击将聚四氟乙烯胶棒在泄漏部位填充，使泄漏减小或暂时停止；然后清理粘接金属表面的浮锈，将主胶、固化剂和促进剂按照6：2：1的比例搅拌均匀，涂于泄漏部位金属表面，待三组分冷焊胶粘剂固化后，转入正常工作程序。 

实施例2

一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂，它是室温快速固化的三组分固化胶，由主胶、固化剂和促进剂组成，其中主胶的成分为E-51环氧树脂、过氯乙烯树脂、丁酮、二氯甲烷和氧化铝粉；固化剂的成分为651聚酰胺、T-31酚醛胺和铁粉；促进剂为三苯基膦，上述各成分及含量分别是：

主胶：         成分                    质量份数

               E-51环氧树脂                   100

          过氯乙烯树脂                    19

          丁酮                            10

               二氯甲烷                        31

          氧化铝粉                         5

固化剂：

          651聚酰胺                          20

          T-31酚醛胺                         30

                  铁粉                              5

促进剂：

           三苯基膦                            25

一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂的配制方法，包括以下步骤：

a.取E-51环氧树脂、过氯乙烯树脂、丁酮、二氯甲烷和氧化铝粉，按上述质量份数，在常温下混合均匀，得到主胶，为米黄色胶泥状；

b.取651聚酰胺、T-31酚醛胺、铁粉，按上述质量份数，在常温下混合均匀，得到固化剂，为黑色胶泥状；

c.称取三苯基膦25份，得到促进剂，为白色粉末状。

一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂，其堵漏方法是：首先使用铝锤敲击将聚四氟乙烯胶棒在泄漏部位填充，使泄漏减小或暂时停止；然后清理粘接金属表面的浮锈，将主胶、固化剂和促进剂按照6：2：1的比例搅拌均匀，涂于泄漏部位金属表面，待三组分冷焊胶粘剂固化后，转入正常工作程序。 

实施例3

一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂，它是室温快速固化的三组分固化胶，由主胶、固化剂和促进剂组成，其中主胶的成分为E-51环氧树脂、过氯乙烯树脂、丁酮、二氯甲烷和氧化铝粉；固化剂的成分为651聚酰胺、T-31酚醛胺和铁粉；促进剂为三苯基膦，上述各成分及含量分别是：

主胶：         成分                    质量份数

               E-51环氧树脂                   100

          过氯乙烯树脂                    21

          丁酮                            10

               二氯甲烷                        29

          氧化铝粉                         5

固化剂：

          651聚酰胺                          20

          T-31酚醛胺                         30

                  铁粉                              5

促进剂：

           三苯基膦                            26

一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂的配制方法，包括以下步骤：

a.取E-51环氧树脂、过氯乙烯树脂、丁酮、二氯甲烷和氧化铝粉，按上述质量份数，在常温下混合均匀，得到主胶，为米黄色胶泥状；

b.取651聚酰胺、T-31酚醛胺、铁粉，按上述质量份数，在常温下混合均匀，得到固化剂，为黑色胶泥状；

c.称取三苯基膦26份，得到促进剂，为白色粉末状。

一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂，其堵漏方法是：首先使用铝锤敲击将聚四氟乙烯胶棒在泄漏部位填充，使泄漏减小或暂时停止；然后清理粘接金属表面的浮锈，将主胶、固化剂和促进剂按照6：2：0.9的比例搅拌均匀，涂于泄漏部位金属表面，待三组分冷焊胶粘剂固化后，转入正常工作程序。 

Claims (3)

1.一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂，其特征在于它是室温快速固化的三组分固化胶，由主胶、固化剂和促进剂组成，其中主胶的成分为E-51环氧树脂、过氯乙烯树脂、丁酮、二氯甲烷和氧化铝粉；固化剂的成分为651聚酰胺、T-31酚醛胺和铁粉；促进剂为三苯基膦；且主胶、固化剂和促进剂的质量比为6:2:0.9~1，上述各成分及含量分别是：

主胶：         成分                    质量份数

               E-51环氧树脂                   100

          过氯乙烯树脂                   19~21

          丁酮                            10

               二氯甲烷                       28~31

          氧化铝粉                         5

固化剂：

          651聚酰胺                          20

          T-31酚醛胺                        28~30

                  铁粉                              5

促进剂：

           三苯基膦                          25~27.5。

2.如权利要求1所述的一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂的配制方法，其特征在于包括以下步骤：

取E-51环氧树脂、过氯乙烯树脂、丁酮、二氯甲烷和氧化铝粉，按上述质量份数，在常温下混合均匀，得到主胶，为米黄色胶泥状；

取651聚酰胺、T-31酚醛胺、铁粉，按上述质量份数，在常温下混合均匀，得到固化剂，为黑色胶泥状；

称取三苯基膦25~27.5份，得到促进剂，为白色粉末状。

3.如权利要求1所述的一种用于液体推进剂泄漏封堵的冷焊胶粘剂，其特征在于堵漏方法是：首先使用铝锤敲击将聚四氟乙烯胶棒在泄漏部位填充，使泄漏减小或暂时停止；然后清理粘接金属表面的浮锈，将主胶、固化剂和促进剂按照6：2：0.9~1的比例搅拌均匀，涂于泄漏部位金属表面，待三组分冷焊胶粘剂固化后，转入正常工作程序。