CN103387747B - 膨胀应急封堵用密封剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种膨胀应急封堵用密封剂及其制备方法，密封剂各组份的重量配比为：石墨40～45份、硅胶15～25份、纤维丝8～10份、金属丝5份、防老剂3～6份、润滑剂3～5份、三氧化二铁5份、硬脂酸1～1.5份、促进剂1.5～2份、氧化锌5份、增粘剂1份。有益效果是：由于密封剂具有良好的流动性，可迅速到达泄漏部位，密封剂遇热膨胀但并不固化，通过外部压力可自动流动并填充密封空腔，达到快速、有效地封堵漏点的目的，满足高温装置泄漏时的带温带压快速封堵要求，密封效果长期稳定；有效保存期延长至2年。

Description

膨胀应急封堵用密封剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种密封剂；特别是涉及一种膨胀应急封堵用密封剂及其制备方法。

背景技术

专用密封剂是带压应急快速封堵操作取得理想封堵效果的关键组成部分。带压封堵漏点时，需要先用夹具将泄漏点包裹，建立一个封闭空腔，再采用大于介质系统内压力的外部推力将密封剂注入该封闭空腔内，密封剂在一定的条件下迅速固化，在泄漏部位上建立起一个新的密封结构，从而消除泄漏。其中，注剂操作时，起始注入点选择为介质喷射压力最小的、距离泄漏点最远端的位置，然后顺序注入并逐渐向泄漏点靠近，利用控制推进速度与密封剂固化时间的协调，通过区域挤压，使前序形成的自然推进层得到压实，确保结构均匀致密，从而达到密封漏点的效果。

现有耐高温密封剂多为固化型密封剂，材质以橡胶为主，在密封剂从距离泄漏点最远端注入到泄漏点，受系统温度的影响，密封剂表层会呈现一定的固化特性，丧失自粘性能，在实际操作中往往表现为密封剂固化阻塞注射孔或密封剂分布不均，从而造成封堵失败或发生二次泄漏的现象。

另外，现有的密封剂，按耐介质性分类，多为单一型密封剂，即耐油类，耐水类、耐水蒸气类，耐介质范围相对受限。

除上述问题外，现有密封剂在贮存和检修拆除两方面也存在下述问题：

现有密封剂通常的保存期限为3个月到12个月不等，如果保存不当，便会很快固化失效，需经常进行更新备货，造成浪费，也不利于应急抢修封堵。其次，固化型密封剂由于其自身较强的自粘固化性，完全固化后会紧密粘贴在系统上，在停车检修时不易清除，特殊情况下会对系统的正常使用造成影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种流动性和膨胀性强，不固化，遇温膨胀，能够迅速填充泄漏部位的膨胀应急封堵用密封剂及其制备方法。

本发明所采用的技术方案是：一种膨胀应急封堵用密封剂，包括，各组份的重量配比为：石墨40～45份、硅胶15～25份、纤维丝8～10份、金属丝5份、防老剂3～6份、润滑剂3～5份、三氧化二铁5份、硬脂酸1～1.5份、促进剂1.5～2份、氧化锌5份、增粘剂1份。

所述硅胶为甲基乙烯基硅橡胶。

所述金属丝为纯镍丝N6，长度为13～15mm，直径为0.3～0.5mm,防止密封剂被挤出密封空腔；所述纤维丝为8mm短切玻璃纤维丝。

各组份的重量配比为：石墨40份、硅胶25份、纤维丝8份、金属丝5份、防老剂3份、润滑剂5份、三氧化二铁5份、硬脂酸1份、促进剂2份、氧化锌5份、增粘剂1份。

一种膨胀应急封堵用密封剂的制备方法，包括以下步骤：

A.将硅胶进行均匀缩练；

B.将缩练后的硅胶在常温常压下静置24小时；

C.将膨胀石墨浸润在去离子水中，用超声波将其细化后与硅胶混合；

D.依次加入纤维丝、金属丝、防老剂、润滑剂、三氧化二铁、硬脂酸、促进剂、氧化锌和增粘剂，并搅拌均匀；

E.将搅拌均匀的材料混压到模具中，在10℃环境中静置48小时，使各组份之间发生完全反应；

F.将静置后的材料放入密封剂挤出机内塑形。

本发明的有益效果是：由于密封剂具有良好的流动性，可迅速到达泄漏部位，密封剂遇热膨胀但并不固化，通过外部压力可自动流动并填充密封空腔，达到快速、有效地封堵漏点的目的，满足高温装置泄漏时的带温带压快速封堵要求，密封效果长期稳定；有效保存期延长至2年。

附图说明

图1是密封剂热失重曲线图；

图2是密封剂热膨胀曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

本发明膨胀应急封堵用密封剂，包括，各组份的重量配比为：石墨40～45份、硅胶15～25份、纤维丝8～10份、金属丝5份、防老剂3～6份、润滑剂3～5份、三氧化二铁5份、硬脂酸1～1.5份、促进剂1.5～2份、氧化锌5份、增粘剂1份。

本发明以可膨胀石墨为主要基材，利用其独特的化学特性，如耐高温性、可膨胀性、导热性、润滑性、抗热震性等等，使密封剂在耐温、耐介质及可膨胀性能等方面有了明显改善；石墨与橡胶等传统密封材料相比，具有良好的可压缩性、回弹性、自粘结性、低密度等优异性能，且能在高温、高腐等苛刻工况条件下长期使用。金属丝纯镍丝N6能够阻挡密封剂在密封空腔内流动的阻力，以防止密封剂被挤出密封空腔。

实施例1.

本发明膨胀应急封堵用密封剂，包括，各组份的重量配比为：可膨胀石墨40份、甲基乙烯基硅橡胶25份、8mm短切玻璃纤维丝8份、金属纯镍丝N65份、防老剂4010NA(N-异丙基-N'-苯基对苯二胺)1份、防老剂MMB（2-硫醇基甲基苯并咪唑）2份、高温润滑剂5份、三氧化二铁5份、硬脂酸1份、促进剂DM2份、氧化锌5份、增粘树脂1份。其中，纯镍丝N6的长度为13～15mm，直径为0.3～0.5mm，与其他组分一起被挤出，形状不规则，适合注射推进，防止堵塞注射枪出口。

本发明具备如下技术性能：

1.耐介质性

本发明耐介质性能广泛，基本覆盖现有生产系统中的常见介质，下表是本发明与另外两种常见固化型密封剂的耐介质试验对比表。

密封剂耐介质试验对比表

试验表明，本发明在耐介质特性上，能实现满足耐水、耐水蒸气、耐油类及部分化学介质的全面性能，它结合了常见的耐油和耐水、水蒸气两类密封剂的特性，在一定范围内形成通用性能。

2.耐热性能

密封剂的耐热性能是指密封剂长时间在热老化作用下，保持原有性能不变的能力，它是反映带压密封专用密封剂质量的主要技术指标。

图1是密封剂热失重曲线图；如图1所示，试件在40ml/min氮气流下测试，加热升温速度为20℃/min，加热间隔为100℃。本发明的热失重开始分解温度为310℃。在310℃～430℃的温度区间内，试件的热失重率为0.9%，由430℃～620℃的温度区间内，试件的热失重率为2.7%，由620℃～920℃的温度区间内，试件的热失重率为13.8%，合计从常温到920℃的总失重率是17.4%。

按常用考核密封剂的耐温使用指标，一般确定在全部热失重测试过程，达到小于20%的热失重率，即认为该型号密封剂可以承受相应温度下的封堵要求。

为稳妥耐用，保持有20℃的安全余量，确定本发明的推荐耐温上限为900℃。

3.热膨胀性能

本发明为高温膨胀型密封剂，其热膨胀性能是衡量其使用效果的主要技术指标。

图2是本发明热膨胀曲线图；如图2所示，试件加热升温速度为20℃/min，加热间隔为100℃，900℃线热膨胀率小于10%。本发明的热膨胀开始温度为100℃，900℃温度区间内热膨胀率大于96.37%，可见本发明的膨胀度高，可在高温环境中使用。

本发明一种膨胀应急封堵用密封剂的制备方法，包括以下步骤：

备料：甲基乙烯基硅橡胶25kg、可膨胀石墨40kg、高温润滑脂5kg、三氧化二铁5kg、氧化锌5kg、8mm短切玻璃纤维丝8kg、增粘树脂1kg、硬脂酸1kg、促进剂DM2kg、防老剂4010NA(N-异丙基-N'-苯基对苯二胺)1kg、防老剂MMB（2-硫醇基甲基苯并咪唑）2kg和长度15mm、直径0.3的N6纯镍丝5kg。

A.将甲基乙烯基硅橡胶进行均匀缩练；

B.将缩练后的硅胶在常温常压下静置24小时；

C.将膨胀石墨浸润在去离子水中，用超声波将其细化后与硅胶混合；

D.依次向石墨及硅胶的混合物中加入纤维丝、金属丝、防老剂、润滑剂、三氧化二铁、硬脂酸、促进剂、氧化锌和增粘剂，并搅拌均匀；

E.将搅拌均匀的材料混压到模具中，在10℃环境中静置48小时，使各组份之间发生完全反应；

F.将静置后的材料放入密封剂挤出机内塑形，得到直径为φ20或φ25mm，长度85mm或90mm的黑色圆柱体。

本发明选用最佳硫化体系，适应带压密封技术全过程整体技术需要。具备良好贮存性（在一定贮存条件下，保存有效期可延长至2年）、发挥密封剂二个阶段的最佳工艺流动性和可模塑性，实现在空腔内填满并压紧的目的，保持硫化全过程良好定伸强度的性能。调配最佳补强、填充体系，满足带压密封注入密封剂在空腔内承受系统压力对注入密封剂在物理性能稳定过程，并承受泄漏介质的冲顶和完成封堵操作后形成足够的承压能力。由于选配合适的有机物质和无机物质及结合剂，在高温下能保持整体形态。在耐介质特性上，能实现满足耐温、耐水、耐水蒸气、耐油类及部分化学介质的全面性能。

Claims (4)

1.一种膨胀应急封堵用密封剂，其特征在于，包括，各组份的重量配比为：石墨40～45份、硅胶15～25份、纤维丝8～10份、金属丝5份、防老剂3～6份、润滑剂3～5份、三氧化二铁5份、硬脂酸1～1.5份、促进剂 1.5～2份、氧化锌5份、增粘剂1份；所述金属丝为纯镍丝N6，长度为13～15mm，直径为0.3～0.5mm, 防止密封剂被挤出密封空腔；所述纤维丝为8mm短切玻璃纤维丝。

2.根据权利要求１所述的膨胀应急封堵用密封剂，其特征在于，所述硅胶为甲基乙烯基硅橡胶。

3.根据权利要求１所述的膨胀应急封堵用密封剂，其特征在于，包括，各组份的重量配比为：石墨40份、硅胶25份、纤维丝8份、金属丝5份、防老剂3份、润滑剂5份、三氧化二铁5份、硬脂酸1份、促进剂 2份、氧化锌5份、增粘剂1份。

4.一种膨胀应急封堵用密封剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A．将硅胶进行均匀缩练；

B．将缩练后的硅胶在常温常压下静置24小时；

C．将膨胀石墨浸润在去离子水中，用超声波将其细化后与硅胶混合；

D．依次加入纤维丝、金属丝、防老剂、润滑剂、三氧化二铁、硬脂酸、促进剂、氧化锌和增粘剂，并搅拌均匀；

E．将搅拌均匀的材料混压到模具中，在10℃环境中静置48小时，使各组份之间发生完全反应；

F．将静置后的材料放入密封剂挤出机内塑形。