CN109401699B - 隧道施工用管螺纹密封胶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隧道施工用管螺纹密封胶，包括环氧树脂30‑40份、聚四氢呋喃醚多元醇(PTMG)15‑25份、2，4‑甲苯二异氰酸酯(TDI)5‑15份、3，3'‑二氯‑4，4'二氨基二苯基甲烷5‑10份、偶氮二异丁腈(AIBN)1‑5份、聚甲基丙烯酸正丁酯(PBMA)1‑5份、苯乙烯弹性体5‑10份、聚2,6‑二甲基‑1,4‑苯醚2‑6份、聚醋酸乙烯酯5‑10份、陶瓷颗粒5‑15份、二氧化硅1‑5份、抗氧剂1‑5份、增粘剂1‑3份；以环氧树脂为主要原料成分，浸润性和润滑性以及防水性好，密封脂可充分填充螺纹所有可能泄漏通道,并固化形成一种弹塑体聚合物,在螺纹表面形成密封层，使密封处没有空穴和缝隙，同时具有良好的耐热性及耐寒性、耐高压性以及不老化性能。

Description

隧道施工用管螺纹密封胶
技术领域
本发明涉及一种管密封领域，特别涉及一种隧道施工用管螺纹密封胶。
背景技术
普通的油基脂螺纹脂在上扣前是黏稠膏状，在上扣后状态不发生任何变化，但在承受高温蒸汽时，会逐渐失去其部分组分，并最终呈干涸粉末状，无法继续发挥其辅助密封与抗黏扣的作用，从而导致热量散失。由于原有的A IP螺纹脂中含有大量的重金属铅、锌等,在螺纹上扣过程中及上扣后,螺纹脂可能随油脂流出,对周围的环境和水资源造成污染；另外,使用过的螺纹脂容器及残留物也对环境污染较大。国外一些发达国家象日本、美国、加拿大等,为解决环境污染问题研究出一种绿色产品。该产品是不含铅、锌的油基脂螺纹脂,解决了油田现场污染问题,但由于螺纹脂载体仍然是油脂,而填充物采用聚四氟乙烯(特氟隆P T F E),残留物的清理和处理仍存在污染问题；另外,对这些产品进行全尺寸油套管性能评价,产品的润滑性和密封性达不到令人满意的结果。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种隧道施工用管螺纹密封胶，以环氧树脂为主要原料成分，浸润性和润滑性以及防水性好，密封脂可充分填充螺纹所有可能泄漏通道,并固化形成一种弹塑体聚合物,在螺纹表面形成密封层，使密封处没有空穴和缝隙，同时具有良好的耐热性及耐寒性、耐高压性以及不老化性能。
本发明的隧道施工用管螺纹密封胶，所述密封胶原料按重量份包括以下组分：环氧树脂30-40份、聚四氢呋喃醚多元醇(PTMG)15-25份、2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)5-15份、3，3'-二氯-4，4'二氨基二苯基甲烷5-10份、偶氮二异丁腈(AIBN)1-5份、聚甲基丙烯酸正丁酯(PBMA)1-5份、苯乙烯弹性体5-10份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚2-6份、聚醋酸乙烯酯5-10份、陶瓷颗粒5-15份、二氧化硅1-5份、抗氧剂1-5份、增粘剂1-3份；
所述陶瓷颗粒的粒径为2.8μm；
所述SiO2经下述方式处理：将经400℃活化处理5h的SiO2与γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷混合后共同分散于经3A分子筛除水的甲苯中，超声分散10min，加热回流24h后冷却，然后以13000r/min离心分离，沉淀用无水乙醇洗涤数次后干燥，按重量比SiO2：γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷：甲苯＝1：2：30；
所述隧道施工用管螺纹密封胶通过下述方式制备：
a.将环氧树脂和聚四氢呋喃醚多元醇混合后加热至温度为95-105℃，继续加热至110-120℃后高真空下脱水2小时，然后降温至45-55℃，然后加入2，4-甲苯二异氰酸酯、苯乙烯弹性体、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚和聚醋酸乙烯酯继续加热至75-85℃反应2小时；
b.将聚甲基丙烯酸正丁酯与偶氮二异丁腈混合后加热至70-80℃反应2小时；然后和剩余原料一起加入到步骤a制得的产物中混合搅拌0.5小时；
进一步，所述密封脂原料按重量份包括以下组分：环氧树脂35份、聚四氢呋喃醚多元醇20份、2，4-甲苯二异氰酸酯10份、3，3'-二氯-4，4'二氨基二苯基甲烷7份、偶氮二异丁腈3份、聚甲基丙烯酸正丁酯3份、苯乙烯弹性体7份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚4份、聚醋酸乙烯酯7份、陶瓷颗粒10份、二氧化硅3份、抗氧剂3份、增粘剂2份；
进一步，所述苯乙烯弹性体为Taipol SEBS；
进一步，所述抗氧剂为为2,6-二叔丁基对甲酚、烷基化基-α-萘胺和迷迭香的复配；按质量比2,6-二叔丁基对甲酚：烷基化基-α-萘胺：迷迭香＝4：2：1；
进一步，所述增粘剂为松香甘油醇15份、烷基酚醛树脂25份、苯乙烯树脂5份和二甲苯树脂10的混合物，按重量比松香甘油醇：烷基酚醛树脂；苯乙烯树脂：二甲苯树脂＝3：5：1：2。
本发明的有益效果：本发明的隧道施工用管螺纹密封胶，以环氧树脂为主要原料成分，浸润性和润滑性以及防水性好，密封脂可充分填充螺纹所有可能泄漏通道,并固化形成一种弹塑体聚合物,在螺纹表面形成密封层，使密封处没有空穴和缝隙，同时具有良好的耐热性及耐寒性、耐高压性以及不老化性能，该产品无铅、无重金属、无毒、无非生物降解成分。
具体实施方式
实施例一
本实施例的隧道施工用管螺纹密封胶，所述密封胶原料按重量份包括以下组分：环氧树脂30份、聚四氢呋喃醚多元醇15份、2，4-甲苯二异氰酸酯5份、3，3'-二氯-4，4'二氨基二苯基甲烷5份、偶氮二异丁腈1份、聚甲基丙烯酸正丁酯1份、苯乙烯弹性体5份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚2份、聚醋酸乙烯酯5份、陶瓷颗粒5份、二氧化硅1份、抗氧剂1份、增粘剂1份；所述隧道施工用管螺纹密封胶通过下述方式制备：
a.将环氧树脂和聚四氢呋喃醚多元醇混合后加热至温度为95℃，继续加热至110℃后高真空下脱水2小时，然后降温至45℃，然后加入2，4-甲苯二异氰酸酯、苯乙烯弹性体、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚和聚醋酸乙烯酯继续加热至75℃反应2小时；
b.将聚甲基丙烯酸正丁酯与偶氮二异丁腈混合后加热至70℃反应2小时；然后和剩余原料一起加入到步骤a制得的产物中混合搅拌0.5小时。
实施例二
本实施例的隧道施工用管螺纹密封胶，所述密封胶原料按重量份包括以下组分：环氧树脂40份、聚四氢呋喃醚多元醇25份、2，4-甲苯二异氰酸酯15份、3，3'-二氯-4，4'二氨基二苯基甲烷10份、偶氮二异丁腈5份、聚甲基丙烯酸正丁酯5份、苯乙烯弹性体10份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚6份、聚醋酸乙烯酯10份、陶瓷颗粒15份、二氧化硅5份、抗氧剂5份、增粘剂3份；所述隧道施工用管螺纹密封胶通过下述方式制备：
a.将环氧树脂和聚四氢呋喃醚多元醇混合后加热至温度为105℃，继续加热至110-120℃后高真空下脱水2小时，然后降温至55℃，然后加入2，4-甲苯二异氰酸酯、苯乙烯弹性体、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚和聚醋酸乙烯酯继续加热至85℃反应2小时；
b.将聚甲基丙烯酸正丁酯与偶氮二异丁腈混合后加热至80℃反应2小时；然后和剩余原料一起加入到步骤a制得的产物中混合搅拌0.5小时。
实施例三
本实施例的隧道施工用管螺纹密封胶，所述密封胶原料按重量份包括以下组分：环氧树脂30份、聚四氢呋喃醚多元醇25份、2，4-甲苯二异氰酸酯5份、3，3'-二氯-4，4'二氨基二苯基甲烷10份、偶氮二异丁腈1份、聚甲基丙烯酸正丁酯5份、苯乙烯弹性体5份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚6份、聚醋酸乙烯酯5份、陶瓷颗粒15份、二氧化硅1份、抗氧剂5份、增粘剂1份；所述隧道施工用管螺纹密封胶通过下述方式制备：
a.将环氧树脂和聚四氢呋喃醚多元醇混合后加热至温度为95℃，继续加热至120℃后高真空下脱水2小时，然后降温至45℃，然后加入2，4-甲苯二异氰酸酯、苯乙烯弹性体、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚和聚醋酸乙烯酯继续加热至85℃反应2小时；
b.将聚甲基丙烯酸正丁酯与偶氮二异丁腈混合后加热至70-80℃反应2小时；然后和剩余原料一起加入到步骤a制得的产物中混合搅拌0.5小时。
实施例四
本实施例的隧道施工用管螺纹密封胶，所述密封胶原料按重量份包括以下组分：环氧树脂40份、聚四氢呋喃醚多元醇15份、2，4-甲苯二异氰酸酯15份、3，3'-二氯-4，4'二氨基二苯基甲烷5份、偶氮二异丁腈5份、聚甲基丙烯酸正丁酯1份、苯乙烯弹性体10份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚2份、聚醋酸乙烯酯10份、陶瓷颗粒5份、二氧化硅5份、抗氧剂1份、增粘剂3份；所述隧道施工用管螺纹密封胶通过下述方式制备：
a.将环氧树脂和聚四氢呋喃醚多元醇混合后加热至温度为105℃，继续加热至110℃后高真空下脱水2小时，然后降温至55℃，然后加入2，4-甲苯二异氰酸酯、苯乙烯弹性体、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚和聚醋酸乙烯酯继续加热至75℃反应2小时；
b.将聚甲基丙烯酸正丁酯与偶氮二异丁腈混合后加热至80℃反应2小时；然后和剩余原料一起加入到步骤a制得的产物中混合搅拌0.5小时。
实施例五
本实施例的隧道施工用管螺纹密封胶，所述密封胶原料按重量份包括以下组分：环氧树脂33份、聚四氢呋喃醚多元醇18份、2，4-甲苯二异氰酸酯15份、3，3'-二氯-4，4'二氨基二苯基甲烷5份、偶氮二异丁腈5份、聚甲基丙烯酸正丁酯2份、苯乙烯弹性体8份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚3份、聚醋酸乙烯酯7份、陶瓷颗粒5份、二氧化硅5份、抗氧剂3份、增粘剂2份；所述隧道施工用管螺纹密封胶通过下述方式制备：
a.将环氧树脂和聚四氢呋喃醚多元醇混合后加热至温度为98℃，继续加热至112℃后高真空下脱水2小时，然后降温至53℃，然后加入2，4-甲苯二异氰酸酯、苯乙烯弹性体、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚和聚醋酸乙烯酯继续加热至82℃反应2小时；
b.将聚甲基丙烯酸正丁酯与偶氮二异丁腈混合后加热至73℃反应2小时；然后和剩余原料一起加入到步骤a制得的产物中混合搅拌0.5小时。
实施例六
所述密封脂原料按重量份包括以下组分：环氧树脂35份、聚四氢呋喃醚多元醇20份、2，4-甲苯二异氰酸酯10份、3，3'-二氯-4，4'二氨基二苯基甲烷7份、偶氮二异丁腈3份、聚甲基丙烯酸正丁酯3份、苯乙烯弹性体7份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚4份、聚醋酸乙烯酯7份、陶瓷颗粒10份、二氧化硅3份、抗氧剂3份、增粘剂2份；
所述隧道施工用管螺纹密封胶通过下述方式制备：
a.将环氧树脂和聚四氢呋喃醚多元醇混合后加热至温度为100℃，继续加热至115℃后高真空下脱水2小时，然后降温至50℃，然后加入2，4-甲苯二异氰酸酯、苯乙烯弹性体、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚和聚醋酸乙烯酯继续加热至80℃反应2小时；
b.将聚甲基丙烯酸正丁酯与偶氮二异丁腈混合后加热至75℃反应2小时；然后和剩余原料一起加入到步骤a制得的产物中混合搅拌0.5小时。
上述实施例中，所述陶瓷颗粒的粒径为2.8μm；
所述SiO2经下述方式处理：将经400℃活化处理5h的SiO2与γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷混合后共同分散于经3A分子筛除水的甲苯中，超声分散10min，加热回流24h后冷却，然后以13000r/min离心分离，沉淀用无水乙醇洗涤数次后干燥，按重量比SiO2：γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷：甲苯＝1：2：30；
所述增粘剂为松香甘油醇15份、烷基酚醛树脂25份、苯乙烯树脂5份和二甲苯树脂10的混合物，按重量比松香甘油醇：烷基酚醛树脂；苯乙烯树脂：二甲苯树脂＝3：5：1：2。
所述苯乙烯弹性体为Taipol SEBS。
所述抗氧剂为为2,6-二叔丁基对甲酚、烷基化基-α-萘胺和迷迭香的复配；
按质量比2,6-二叔丁基对甲酚：烷基化基-α-萘胺：迷迭香＝4：2：1。
Figure BDA0001782459650000071
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种隧道施工用管螺纹密封胶，其特征在于：所述密封胶原料按重量份包括以下组分：环氧树脂30-40份、聚四氢呋喃醚多元醇(PTMG)15-25份、2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)5-15份、3，3'-二氯-4，4'二氨基二苯基甲烷5-10份、偶氮二异丁腈(AIBN)1-5份、聚甲基丙烯酸正丁酯(PBMA)1-5份、苯乙烯弹性体5-10份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚2-6份、聚醋酸乙烯酯5-10份、陶瓷颗粒5-15份、二氧化硅1-5份、抗氧剂1-5份、增粘剂1-3份；
所述陶瓷颗粒的粒径为2.8μm；
所述SiO2经下述方式处理：将经400℃活化处理5h的SiO2与γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷混合后共同分散于经3A分子筛除水的甲苯中，超声分散10min，加热回流24h后冷却，然后以13000r/min离心分离，沉淀用无水乙醇洗涤数次后干燥，按重量比SiO2：γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷：甲苯＝1：2：30；
所述隧道施工用管螺纹密封胶通过下述方式制备：
a.将环氧树脂和聚四氢呋喃醚多元醇混合后加热至温度为95-105℃，继续加热至110-120℃后高真空下脱水2小时，然后降温至45-55℃，然后加入2，4-甲苯二异氰酸酯、苯乙烯弹性体、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚和聚醋酸乙烯酯继续加热至75-85℃反应2小时；
b.将聚甲基丙烯酸正丁酯与偶氮二异丁腈混合后加热至70-80℃反应2小时；然后和剩余原料一起加入到步骤a制得的产物中混合搅拌0.5小时；
所述苯乙烯弹性体为Taipol SEBS；
所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚、烷基化基-α-萘胺和迷迭香的复配；按质量比2,6-二叔丁基对甲酚：烷基化基-α-萘胺：迷迭香＝4：2：1；
所述增粘剂为松香甘油醇15份、烷基酚醛树脂25份、苯乙烯树脂5份和二甲苯树脂10的混合物，按重量比松香甘油醇：烷基酚醛树脂；苯乙烯树脂：二甲苯树脂＝3：5：1：2。
2.根据权利要求1所述的隧道施工用管螺纹密封胶，其特征在于：所述密封脂原料按重量份包括以下组分：环氧树脂35份、聚四氢呋喃醚多元醇20份、2，4-甲苯二异氰酸酯10份、3，3'-二氯-4，4'二氨基二苯基甲烷7份、偶氮二异丁腈3份、聚甲基丙烯酸正丁酯3份、苯乙烯弹性体7份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚4份、聚醋酸乙烯酯7份、陶瓷颗粒10份、二氧化硅3份、抗氧剂3份、增粘剂2份。
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