CN110776743B - 贯通口密封组合物及利用该组合物的贯通口密封方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及贯通口密封组合物及利用该组合物的贯通口密封方法，该贯通口密封组合物用于密封供线缆或管道穿过的贯通口的内部，更具体地，涉及如下的贯通口密封组合物及利用该组合物的贯通口密封方法：在暴露于高温时也保持组合物的形状，在发生火灾时不仅能够隔绝火焰，并且还具备较高的水密性和气密性，从而将漏水或毒性物质的排出最小化，且实现良好的加工性、作业性、硬度等整体物性。

Description

贯通口密封组合物及利用该组合物的贯通口密封方法
技术领域
本发明涉及贯通口密封组合物及利用该组合物的贯通口密封方法，更具体地，涉及如下的贯通口密封组合物及利用该组合物的贯通口密封方法：在暴露于高温时也保持组合物的形状，在发生火灾时不仅能够隔绝火焰，并且还具备较高的水密性(watertightness)和气密性(gas tightness)，从而将漏水或毒性物质的排出最小化，且实现良好的加工性、作业性、硬度等整体物性。
背景技术
在一般情况下，线缆(Cable)或管道(Pipe)通常通过分为多个块的设施或建筑物而被设置的情况较多，需要用于密封隔壁与线缆或隔壁与管道之间的空出的空间的各种材料。
特别地，船舶及大型机器等的内部由非常复杂的设备构成，这样的设备均通过电缆或管道连接，因此通常形成有数百个到数千个贯通口(transit)，以供电缆或管道通过隔绝的壁体之间。
但是，在发生火灾的情况下，这样的设备的间隙成为火焰的主要传播路径，因此能够防止这样的现象的设备的密封材料是非常重要的。
对此，国际海上人命安全公约(International Convention for the Safety ofLife at Sea；SOLAS)A-60或A-0规定中要求用对人体无害的材料来将贯通口密封，以在火灾时防止火灾蔓延到其他区域。
因此，关于使用于上述贯通口的密封材料，优选从在常温下作业之后实现塑性且耐盐水和水分的材料中选择。另外，更优选为，密度及传热性低，与被粘附材料的粘合性好，可承受长期反复的振动的材质。
作为密封材料而被广泛使用的高分子材料有氯化橡胶系列、硅酮(slicone)系列及氟橡胶系列等的树脂，但考虑环境问题、性能及价格竞争力等，广泛使用硅酮系列树脂。
通常，为了对利用了硅酮系列树脂的密封材料赋予不同的物性而混合无机成分而使用，上述无机成分通常由氧化镁、氧化铝、二氧化硅、滑石、碳酸钙及半水石膏等无机化合物和起到粘合剂作用的液体的混合物构成。
但是，这样的密封剂虽然价格便宜，但黏度和比重大，在施工到天花板或垂直面等时必须要进行防止其在固化之前流下来的作业，且难以保持干净的形态，因此存在作业性下降的缺点。
现有技术文献
专利文献
(专利文献1)韩国授权专利公报第10-1336028号
发明内容
发明要解决的课题
本发明是为了解决如上述的问题点而研发的，本发明的目的在于提供一种如下的贯通口密封组合物及利用该组合物的贯通口密封方法：在暴露于高温时也保持组合物的形状，在发生火灾时不仅能够隔绝火焰，并且还具备较高的水密性(water tightness)和气密性(gas tightness)，从而将漏水或毒性物质的排出最小化，且实现良好的加工性、作业性、硬度等整体物性。
通过对优选的实施例进行说明的下述说明，可清楚地理解本发明的上述目的及其他目的和优点。
用于解决课题的手段
本发明的目的可通过如下的贯通口密封组合物而实现，该密封组合物用于密封供线缆或管道穿过的贯通口(transit)的内部，上述贯通口密封组合物包含：第1树脂，其包含28wt％～34wt％的硅树脂(silicone resin)、0.1wt％～2wt％的有机硅颜料(siliconepigment)、26wt％～32wt％的二氧化硅粉末、32wt％～38wt％的金属氢氧化物粉末及3wt％～7wt％的粉煤灰(fly ash)；及第2树脂，其包含27wt％～33wt％的硅油(Silicone oil)、3wt％～7wt％的交联剂、3wt％～7wt％的偶联剂、0.001wt％～0.1wt％的催化剂、22wt％～28wt％的二氧化硅粉末、27wt％～33wt％的金属氢氧化物粉末及3wt％～7wt％的粉煤灰。
优选为，可将上述第1树脂和第2树脂在施工之前进行混合，上述第1树脂和第2树脂的混合比率为3:1～7:1(w/w)。
此时，优选为，在上述贯通口密封组合物的组成成分中液体形态和粉末形态的比率为20:80～50:50(w/w)。
另外，上述目的通过如下的贯通口密封方法而达成，该方法密封供线缆或管道穿过的贯通口(transit)的内部，上述贯通口密封方法包括如下步骤：在上述贯通口的内部设置隔板或填充物，以在线缆或管道之间、在线缆或管道与贯通口之间保持一定的间隔；在设置有上述隔板或填充物的贯通口的至少一个端面利用密封件(sealer)形成密封膜；向形成有上述密封膜的贯通口的内部填充贯通口密封组合物；及对填充于上述贯通口的内部的密封组合物进行熟化(curing)。
优选为，上述贯通口密封组合物可包含：第1树脂，其包含28wt％～34wt％的硅树脂、0.1wt％～2wt％的有机硅颜料、26wt％～32wt％的二氧化硅粉末、32wt％～38wt％的金属氢氧化物粉末及3wt％～7wt％的粉煤灰；及第2树脂，其包含27wt％～33wt％的硅油、3wt％～7wt％的交联剂、3wt％～7wt％的偶联剂、0.001wt％～0.1wt％的催化剂、22wt％～28wt％的二氧化硅粉末、27wt％～33wt％的金属氢氧化物粉末及3wt％～7wt％的粉煤灰。
此时，优选为，将上述第1树脂和第2树脂在施工之前进行混合，上述第1树脂和第2树脂的混合比率为3:1～7:1(w/w)。
另外，优选为，在上述贯通口密封组合物的组成成分中液体形态和粉末形态的比率为20:80～50:50(w/w)。
优选为，可以使用如下的密封件(sealer)：上述密封件(sealer)包含10wt％～16wt％的聚异丁烯、17wt％～22wt％的环氧树脂、23wt％～29wt％的金属氢氧化物粉末、37wt％～43wt％的高岭土及1.0wt％～2.0wt％的潜伏性固化剂(Latent hardener)。
此时，优选为，上述密封件的组成成分中液体形态和粉末形态的比率为20:80～50:50(w/w)。
另外，对上述密封组合物进行熟化(curing)的步骤包括：1次熟化步骤，首先将上述密封组合物填充于贯通口内部的一部分之后熟化8小时～12小时；及2次熟化步骤，将上述密封组合物填充于贯通口内部的剩余部分之后熟化一周以上。
发明效果
根据本发明，在暴露于高温中时，也能够防止火焰通过贯通口而传播，将漏水或毒性物质的排出最小化，保持良好的加工性、作业性、硬度等整体物性。
但是，本发明的效果不限于以上提及的效果，本领域技术人员通过以下记载，可清楚地理解在此未提及的其他效果。
附图说明
图1是概略性地示出根据本发明的一个实施例而利用贯通口密封组合物来密封形成于隔壁(bulkhead)的贯通口的过程的图。
图2是概略性地示出根据本发明的一个实施例而利用贯通口密封组合物来对甲板(deck)施工的过程的图。
图3是概略性地示出根据本发明的一个实施例而在贯通口设置追加线缆的过程的图。
具体实施方式
下面，参照本发明的实施例和附图而对本发明进行详细说明。这些实施例仅仅是为了对本发明进行更具体的说明而例示性地记载，本领域技术人员应该明白本发明的范围不限于这些实施例。
此外，除非另有定义，否则本说明书中使用的所有技术及科学性术语均具备与本领域技术人员通常所理解的意思相同的意思，在意思相冲突的情况下，应优先考虑包括定义的本说明书中的记载。
为了清楚地说明附图中所示的发明，对于与说明无关的部分省略了说明。并且，在提到某些部分“包括”某些结构要素时，在没有特别相反的记载的情况下，并非排除其他结构要素，而是表示还可包括其他的结构要素。
在各个步骤中，识别标记(第1、第2等)是为了便于说明而使用的，识别标记并非对各个步骤的顺序进行说明，各个步骤在文中未明确记载特定的顺序的情况下，可按照与所记载的顺序不同的顺序实施。即，各个步骤既可以与所记载的顺序相同的顺序实施，也可以实质上同时实施，还可以以相反的顺序实施。
本发明的密封组合物作为用于在以供电缆或管道穿过隔绝的壁之间的方式设置的贯通口(transit)中密封贯通口内的隔壁与线缆、或隔壁与管道之间的空出的空间的组合物，具体地，由第1树脂和第2树脂构成，该第1树脂包含28wt％～34wt％的硅树脂、0.1wt％～2wt％的有机硅颜料、26wt％～32wt％的二氧化硅粉末、32wt％～38wt％的金属氢氧化物粉末及3wt％～7wt％的粉煤灰，该第2树脂包含27wt％～33wt％的硅油、3wt％～7wt％的交联剂、3wt％～7wt％的偶联剂、0.001wt％～0.1wt％的催化剂、22wt％～28wt％的二氧化硅粉末、27wt％～33wt％的金属氢氧化物粉末及3wt％～7wt％的粉煤灰。
将上述第1树脂和第2树脂在施工之前进行混合(mixing)而填充于贯通口，这样混合的组合物经过约1～4小时之后开始固化，当经过约1周以上时完全地被固化。
构成上述第1树脂的硅树脂在本领域中通常被使用，因此对其种类不作特别限定，优选使用二甲基硅氧烷(Dimethyl siloxane(hydroxy-terminated))，但在不脱离本发明的效果的范围内，可使用变形一定部分而成的材料。
以第1树脂为基准，上述硅树脂的含量优选为28wt％～34wt％，当少于该含量时，密封效果可能会下降，而当超过该含量时，其他成分的含量相对地减少，因此难以表现本发明要达到的效果。
上述有机硅颜料用于对第1树脂进行调色，作为上述有机硅颜料而使用在硅树脂中混合炭黑(carbon black)而成的液体成分，以第1树脂为基准，优选包含0.1wt％～2wt％的上述有机硅颜料。此时，硅树脂和炭黑的混合比率优选为1:1～2(w/w)。
上述二氧化硅粉末、金属氢氧化物粉末、粉煤灰等起到提高阻燃性等各种物性的作用。上述金属氢氧化物粉末作为包含羟基的金属化合物，通常使用对水分不反应并发挥作为阻燃剂的功能的金属氢氧化物，但优选使用氢氧化铝。
以第1树脂为基准，上述二氧化硅粉末、金属氢氧化物粉末、粉煤灰的含量分别优选为26wt％～32wt％、32wt％～38wt％、3wt％～7wt％，当少于该含量时，难以实现提高阻燃性等物性的效果，当超过该含量时，会导致其他混溶性等下降。
另一方面，构成上述第2树脂的硅油在本领域中通常被使用，因此不作特别限定，优选使用PDMS(Polydimethylsiloxane Polymer：聚二甲基硅氧烷聚合物)，但在不脱离本发明的效果的范围内可使用改性一定部分而成的材料。以第2树脂为基准，优选包含27～34wt％的上述硅油，当少于该含量时，密封效果会下降，而当超过该含量时，其他成分的含量相对地减少，因此难以表现本发明要达到的效果。
关于上述交联剂(Crosslinking agent)，可使用发挥交联作用的各种产品，但优选使用正硅酸乙酯(Tetraethyl orthosilicate，TEOS)。以第2树脂为基准，上述交联剂的含量优选为3wt％～7wt％，当少于该含量时，密封效果会下降，当超过该含量时，会导致加工性、流动性等作业性下降。
作为上述偶联剂(coupling agent)，可使用对密封剂赋予粘合性的各种物质，优选使用氨基硅烷系列偶联剂(Amino Silane Coupling Agent(3-(2-Aminoethylamino)propyltrimethoxysilane)。以第2树脂为基准，优选包含3wt％～7wt％的上述偶联剂，当少于该含量时，粘结性能会下降，当超过该含量时，会导致加工性、流动性等作业性下降。
上述催化剂不仅起到硅树脂的交联结合作用，还起到提高固化速度的作用，可使用在该领域中通常所使用的各种产品，但优选使用二月桂酸二丁基锡(DBTD，Dibu tyltindilaurate)。以第2树脂为基准，优选包含0.001wt％～0.1wt％的上述催化剂，当少于该含量时，其含量微少，难以实现催化剂的作用，当超过该含量时，不参与反应的量作为杂质而存在，由此可能降低存储稳定性、抗拉强度等。
上述二氧化硅粉末、金属氢氧化物粉末、粉煤灰等起到提高阻燃性等各种物性的作用，并且与第1树脂同样地可使用发挥阻燃剂的功能的各种金属氢氧化物，但优选使用氢氧化铝。
以第2树脂为基准，上述二氧化硅粉末、金属氢氧化物粉末、粉煤灰的含量分别优选为22wt％～28wt％、27wt％～33wt％、3wt％～7wt％，当少于该含量时，难以实现提高阻燃性等物性的效果，在超过该含量的情况下，会导致其他混溶性等下降。
另外，为了同时保持较高的阻燃性等各种物性和加工性、流动性等作业性等，如上所述的上述第1树脂和第2树脂混合而成的密封组合物以组合物总含量为基准优选包含24wt％～28wt％的硅树脂、4wt％～6wt％的硅油、0.5wt％～1wt％的交联剂、0.5wt％～1wt％的偶联剂、0.001wt％～0.01wt％的催化剂、0.5wt％～1wt％的有机硅颜料、25wt％～30wt％的二氧化硅粉末、33wt％～36wt％的金属氢氧化物粉末及3wt％～7wt％的粉煤灰。
另一方面，上述第1树脂和第2树脂的混合比率优选为3:1～7:1(w/w)。在混合比率高于或低于该比率的情况下，加工性、固化时间、粘合力等物性下降，水密性或气密性也会下降。特别地，在第1树脂的含量下降的情况下，会导致硬度和防火性能下降。
另外，上述贯通口密封组合物的组成成分中液体形态和粉末形态的比率优选为20:80～50:50(w/w)。在液体的含量高的情况下，固化时间、硬度、防火性能等物性下降，在液体的含量低的情况下，黏度、流动性、固化时间、水密性、气密性等物性会下降。
另一方面，参照图1至图3，对利用上述的密封组合物而密封供线缆穿过的贯通口(transit)内部的方法进行说明。
首先，图1是概略性地示出根据本发明的一个实施例并利用贯通口密封组合物而密封形成于隔壁(bulkhead)的贯通口的过程的图。对此，按照顺序仔细观察如下：首先将贯通口内部清洗干净，然后，根据需要，设置能够使线缆之间或线缆与贯通口(transit)之间保持最小4mm以上的间隔的隔板(图1的(a))。在线缆的数量不多的情况下，为了缩短作业时间，根据需要，可使用利用扎带(Cable tie)等而捆绑的填充束(图1的(b))。
之后，在将混合的密封组合物注入贯通口之前，为了防止密封组合物流到贯通口外侧，利用密封件而将贯通口的两个侧面密封，从而形成20mm～40mm厚度的密封膜(图1的(c))。
作为上述密封件(sealer)，可使用形成密封膜且包括防火功能的各种物质，优选使用包含10wt％～16wt％的聚异丁烯、17wt％～22wt％的环氧树脂、23wt％～29wt％的金属氢氧化物粉末、37wt％～43wt％的高岭土(Kaolin clay)、1.0wt％～2.0wt％的潜伏性固化剂(Latent hardener)的密封件。
关于上述金属氢氧化物粉末，可使用各种金属氢氧化物，但优选使用氢氧化铝，关于上述潜伏性固化剂，可使用在本领域中使用的一般的潜伏性固化剂，但优选可使用双氰胺(Dicyandiamide)。
此时，在上述密封件的组成成分中，液体形态和粉末形态的比率优选为20:80～50:50(w/w)。在液体的含量高的情况下，硬度、防火性能等物性下降，在液体的含量低的情况下，加工性、水密性、气密性等物性下降。
在形成有上述密封膜的贯通口内部通过填注孔(filing hole)(图1的(d))或燕巢(swallow's nest)(图1的(f))等而填充本发明的密封组合物之后，对填充于贯通口内部的密封组合物进行熟化(curing)(图1的(e))。
此时，在密封组合物的量过多的情况下，因其重量而组合物一瞬间向贯通口(transit)的外部流出，因此优选为，先填充全部密封组合物的1/3左右(1/4～1/2)而熟化8小时～12小时之后，将剩余部分填充完毕并熟化一周以上(图1的(e)、(f))。
图2是概略性地示出根据本发明的一个实施例并利用贯通口密封组合物而对甲板(deck)施工的过程的图。对此，按照顺序仔细观察如下：首先，与上述同样地，将贯通口(transit)的内部清洗干净之后，根据需要，在贯通口的内部设置能够使线缆之间或线缆与贯通口(transit)之间保持最小4mm以上的间隔的隔板(图1的(a)、图2的(a))。
之后，在将混合的密封组合物注入贯通口之前，为了防止密封组合物流出到贯通口下方，用密封件密封贯通口的底面，并形成20mm～40mm左右厚度的密封膜(图2的(b))。上述密封件(sealer)与之前图1中说明的情况相同。
根据需要，在线缆的数量不多的情况下，为了缩短作业时间，在形成有密封膜的贯通口(transit)的内部使用用扎带等捆绑的填充束(图2的(c))。之后，在形成有上述密封膜的贯通口的内部填充本发明的密封组合物。
此时，在密封组合物的量过多的情况下，因其重量而组合物一瞬间向贯通口(transit)的外部流出，因此优选为，先填充全部密封组合物的1/3左右(1/4～1/2)而熟化8小时～12小时之后，将剩余部分填充完毕并熟化一周以上(图2的(d)、(e))。
图3是概略性地示出根据本发明的一个实施例而在贯通口设置追加线缆的过程的图。对此，按照顺序仔细观察如下：首先在贯通口(transit)内部制造比线缆直径大2～3倍的孔之后设置新的线缆(图3的(a)、(b))。根据需要，在孔的一端面或两端面利用密封件来形成密封膜，并通过燕巢(swallow's nest)等而将密封组合物注入内部(图3的(c))。之后，在经过大致8小时～12小时左右的熟化过程的期间固定新插入的线缆的位置(图3的(d))。
下面，通过具体的制造例及实施例而对本发明的构成及由此产生的效果进行更详细的说明。但是，本实施例用于对本发明进行更具体的说明，本发明的范围不限于这些实施例。
[制造例1]
下述表1是示出本发明的一个实施例的密封组合物的液体成分及粉末成分组成的表。
[表1]
Figure BDA0002138367290000091
[制造例2]
下述表2是示出本发明的一个实施例的密封件的液体成分及粉末成分组成的表。[表2]
Figure BDA0002138367290000092
[实施例1]
下述表3是表示在制造以彼此不同的比率混合制造例1的第1树脂及第2树脂而成的密封组合物时，检测加工性、流动性、固化时间、粘合力、硬度、防火性能、水密性能、气密性能等各种物性的结果的表。从下述表可知，在第1树脂和第2树脂的混合比率为5:1的情况下，综合性地显示出最优异的物性。
[表3]
Figure BDA0002138367290000101
[实施例2]
下述表4是示出在变更液体成分和粉末成分的比率而制造密封组合物时检测加工性、流动性、固化时间、粘合力、硬度、防火性能、水密性能、气密性能等各种物性的结果的表。从下述表可知，在液体成分和粉末成分的混合比率为33:67(wt％:wt％)的情况下，综合性地显示出最优异的物性。
[表4]
Figure BDA0002138367290000102
[实施例3]
下述表5是示出在变更液体成分和粉末成分的比率而制造密封件(sealer)时检测加工性、流动性、固化时间、粘合力、硬度、防火性能、水密性能、气密性能等各种物性的结果的表。从下述表可知，在液体成分和粉末成分的混合比率为32:68(wt％:wt％)的情况下，综合性地显示出最优异的物性。
[表5]
Figure BDA0002138367290000103
在本说明书中，仅举出了本发明人所执行的各种实施例当中的几个例子，但发明的技术思想不限于此，本领域技术人员显然可进行各种变形而以各种形态来实施。

Claims (5)

1.一种贯通口密封组合物，该贯通口密封组合物用于密封供线缆或管道穿过的贯通口的内部，上述贯通口密封组合物的特征在于，其包含：
第1树脂，其包含28wt％～34wt％的硅树脂、0.1wt％～2wt％的有机硅颜料、26wt％～32wt％的二氧化硅粉末、32wt％～38wt％的金属氢氧化物粉末及3wt％～7wt％的粉煤灰；及
第2树脂，其包含27wt％～33wt％的硅油、3wt％～7wt％的交联剂、3wt％～7wt％的偶联剂、0.001wt％～0.1wt％的催化剂、22wt％～28wt％的二氧化硅粉末、27wt％～33wt％的金属氢氧化物粉末及3wt％～7wt％的粉煤灰，
将上述第1树脂和第2树脂在施工之前进行混合，上述第1树脂和第2树脂的混合比率为3:1～7:1(w/w)，
在上述贯通口密封组合物的组成成分中液体形态和粉末形态的比率为33:67～40:60(w/w)。
2.一种贯通口密封方法，密封供线缆或管道穿过的贯通口的内部，
上述贯通口密封方法的特征在于包括如下步骤：
在上述贯通口的内部设置隔板或填充物，以在线缆或管道之间、在线缆或管道与贯通口之间保持一定的间隔；
在设置有上述隔板或填充物的贯通口的至少一个端面利用密封件形成密封膜；
向形成有上述密封膜的贯通口的内部填充贯通口密封组合物；及
对填充于上述贯通口的内部的密封组合物进行熟化，
上述贯通口密封组合物包含：
第1树脂，其包含28wt％～34wt％的硅树脂、0.1wt％～2wt％的有机硅颜料、26wt％～32wt％的二氧化硅粉末、32wt％～38wt％的金属氢氧化物粉末及3wt％～7wt％的粉煤灰；及
第2树脂，其包含27wt％～33wt％的硅油、3wt％～7wt％的交联剂、3wt％～7wt％的偶联剂、0.001wt％～0.1wt％的催化剂、22wt％～28wt％的二氧化硅粉末、27wt％～33wt％的金属氢氧化物粉末及3wt％～7wt％的粉煤灰，
将上述第1树脂和第2树脂在施工之前进行混合，上述第1树脂和第2树脂的混合比率为3:1～7:1(w/w)，
在上述贯通口密封组合物的组成成分中液体形态和粉末形态的比率为33:67～40:60(w/w)。
3.根据权利要求2所述的贯通口密封方法，其特征在于，
上述密封件包含10wt％～16wt％的聚异丁烯、17wt％～22wt％的环氧树脂、23wt％～29wt％的金属氢氧化物粉末、37wt％～43wt％的高岭土及1.0wt％～2.0wt％的潜伏性固化剂。
4.根据权利要求3所述的贯通口密封方法，其特征在于，
上述密封件的组成成分中液体形态和粉末形态的比率为32:68～40:60(w/w)。
5.根据权利要求2所述的贯通口密封方法，其特征在于，
对上述密封组合物进行熟化的步骤包括：
1次熟化步骤，首先将上述密封组合物填充于贯通口内部的一部分之后熟化8小时～12小时；及
2次熟化步骤，将上述密封组合物填充于贯通口内部的剩余部分之后熟化一周以上。
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