一種管道應(yīng)急堵漏材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種管道應(yīng)急堵漏材料，屬于化工新材料或高分子材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 管道一旦發(fā)生泄漏，除了介質(zhì)流失直接帶來經(jīng)濟(jì)損失，還可能造成環(huán)境污染，產(chǎn)生 安全隱患以及其它社會負(fù)面影響。目前，室溫快速固化環(huán)氧膠因固化快、強(qiáng)度高、耐久性好、 儲存穩(wěn)定、粘接材料廣泛等一系列優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、汽車、輪船、機(jī)械制造、電子等工業(yè)以 及日常生活中得到廣泛應(yīng)用，是一種國內(nèi)急需、不可替代的化工材料。國外自20世紀(jì)70年 代初開始研制，到90年代中期已有近百個品種，其中5min固化的品種占多數(shù)。主要生產(chǎn) 廠商有瑞士 Ciba-Geigy公司，美國的Dvecon公司和德國的Henkel公司。這些膠的甲組 分為環(huán)氧樹脂或改性環(huán)氧樹脂；乙組分為固化劑，按反應(yīng)機(jī)制主要有兩大類型，一是硫醇端 基型，另一是伯胺端基型，兩型固化劑中均需加入叔胺或引入叔胺鏈節(jié)作催化劑。與國外 相比，國內(nèi)現(xiàn)有環(huán)氧快固膠不僅品種少，而且性能差，主要表現(xiàn)在凝膠時間長、強(qiáng)度低、韌性 差、配比要求嚴(yán)格，使其應(yīng)用受到限制。
[0003] 目前現(xiàn)有的堵漏材料具有下列缺點(diǎn)：
[0004] ①性能差，只有幾個牌號的膠粘劑室溫剪切強(qiáng)度可達(dá)18MPa。②品種少，高剪切強(qiáng) 度和室溫下可快速固化的品種稀少，市售室溫固化膠粘劑只有少數(shù)幾種?，F(xiàn)階段的室溫固 化環(huán)氧膠粘劑的出現(xiàn)為環(huán)氧膠粘劑拓展應(yīng)用范圍提供了巨大的幫助，但是目前國內(nèi)大多數(shù) 的該類產(chǎn)品室溫剪切強(qiáng)度都小于20MPa，200°C及以上剪切強(qiáng)度就更低，且都較脆。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對堵漏材料力學(xué)性能不夠好的問題，提供一種 新型室溫固化耐介質(zhì)環(huán)氧膠粘劑，該環(huán)氧膠粘劑剪切強(qiáng)度均滿足結(jié)構(gòu)膠粘劑要求，韌性較 好、耐水油介質(zhì)、能快速固化，并且原料都是市場上常見的產(chǎn)品，簡單易得，成本較低。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0007] 本發(fā)明提供的管道應(yīng)急堵漏材料，由下列重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：環(huán)氧樹脂45~ 50% ;增韌劑：2~5% ;納米材料0~2% ;稀釋劑3~20% ;偶聯(lián)劑0~5% ;填料25~ 80% ;固化劑5~40% ;促進(jìn)劑0~4%。
[0008] 所述環(huán)氧樹脂為E-44或E-51中的一種。
[0009] 增韌劑為聚氨酯?？梢栽黾迎h(huán)氧樹脂固化物的韌性，提高沖擊強(qiáng)度和耐磨性，增高 環(huán)氧膠粘劑的耐熱剝離強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。
[0010] 所述納米材料選自納米二氧化鈦、氣象白炭黑、納米氧化鋁中的一種。
[0011] 所述稀釋劑是活性單環(huán)氧基稀釋劑。其作用是降低體系粘度，使操作容易，并且活 性稀釋劑能夠參與固化反應(yīng)，加速固化。
[0012] 所述的偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑KH560、或硅烷偶聯(lián)劑KH550中的一種或幾種。
[0013] 填料選自于滑石粉、硅藻土、水泥粉、石英砂、氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、云母 粉、炭黑、硅微粉、沉淀硫酸鋇中的一種或幾種。
[0014] 所述固化劑是改性酚醛類固化劑。能夠超快固化，硬度上升速度快，韌性好。
[0015] 促進(jìn)劑選自DMP-30、苯酚、低分子聚酰胺650、低分子聚酰胺651中一種或幾種。
[0016] 本發(fā)明的應(yīng)急堵漏材料時，攪拌分散均勻后直接使用即可。本發(fā)明使該膠粘劑的 固化速度加快，剪切性能增強(qiáng)，同時所用基體樹脂為通常的雙酚A型環(huán)氧樹脂E-44,來源容 易，市面易購且使用方便。發(fā)明中剪切強(qiáng)度是指：室溫固化后進(jìn)行剪切強(qiáng)度測試所得的結(jié) 果，用萬能電子試驗(yàn)機(jī)測定。
[0017] 本發(fā)明的有益效果：
[0018] 本發(fā)明的管道應(yīng)急堵漏材料耐熱性和剪切強(qiáng)度滿足管道堵漏膠粘劑要求，并且凝 結(jié)硬化快、粘接能力強(qiáng)、耐介質(zhì)性能優(yōu)良、施工操作方便?？梢允覝毓袒⑶夜袒俣瓤?，因 此能夠簡化作業(yè)環(huán)節(jié)。由于工藝簡單，尤其適合野外管道堵漏作業(yè)。
[0019] 堵漏材料綜合性能優(yōu)良，具有良好的耐水、耐油性能，因此具有廣闊的使用范圍。
[0020] 本應(yīng)急堵漏膠粘劑為單組份膠粘劑，不需要進(jìn)行復(fù)配。
[0021] 說明書附圖
[0022] 圖1氣象白炭黑含量不同的樣品適用性測試。
[0023] 圖2 AGE含量不同的樣品適用性測試。
[0024] 圖3 KH560含量不同的樣品適用性測試。
[0025] 圖4滑石粉含量不同的樣品適用性測試。
[0026] 圖5固化劑含量不同的樣品適用性測試。
[0027] 圖6 DMP-30含量不同的樣品適用性測試。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 堵漏材料的性能測試主要有以下幾種。本發(fā)明的實(shí)施例中將每個配制好的膠粘劑 樣品做3個相同的待測試樣品進(jìn)行測試。
[0029] 1.膠粘劑拉伸剪切性能測試：待膠粘劑干透后在拉力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行測試。
[0030] 2.膠粘劑適用性測試：成品膠粘劑超過適宜存放期后，其黏度可能發(fā)生明顯變 化，而影響使用性能。
[0031] 由中石化對于泄漏點(diǎn)的技術(shù)規(guī)定：
[0032] 下列情況為一類作業(yè)
[0033] 泄漏點(diǎn)溫度：常溫~300°C (含300°C )。
[0034] 泄漏點(diǎn)壓力：真空~4MPa (含4MPa)。
[0035] 泄漏介質(zhì)：空氣、水、水蒸汽、油類、酸、堿、苯、聯(lián)苯以及其它毒性危害程度為中度 以下的介質(zhì)。
[0036] 泄漏量：一處泄漏當(dāng)量直徑小于5毫米。
[0037] 泄漏部位：法蘭公稱直徑小于600毫米的法蘭密封面泄漏，管道、閥門泄漏部位在 地面或有圍欄的固定平臺處作業(yè)。所以將4MPa作為分界點(diǎn)。
[0038] 3.膠粘劑耐高溫性能測試：熱重分析（TG)
[0039] 由中石化對于泄漏點(diǎn)的技術(shù)規(guī)定：
[0040] 下列情況為一類作業(yè)
[0041] 泄漏點(diǎn)溫度：常溫~300 °C (含300 °C )。
[0042] 泄漏點(diǎn)壓力：真空~4MPa(含4MPa)。
[0043] 泄漏介質(zhì)：空氣、水、水蒸汽、油類、酸、堿、苯、聯(lián)苯以及其它毒性危害程度為中度 以下的介質(zhì)。
[0044] 泄漏量：一處泄漏當(dāng)量直徑小于5毫米。
[0045] 泄漏部位：法蘭公稱直徑小于600毫米的法蘭密封面泄漏，管道、閥門泄漏部位在 地面或有圍欄的固定平臺處作業(yè)。
[0046] 4.膠粘劑耐介質(zhì)性能測試：
[0047] 針對輸油管道，取93#汽油（記作Q-)及柴油（記作C-)為介質(zhì)。
[0048] 實(shí)施例1部分為填料篩選：
[0049] 實(shí)施例1-1
[0050] 組分和配比為：環(huán)氧樹脂E-44 50% ;聚氨酯：2. 5% ;氣象白炭黑0. 1% ;活性單環(huán) 氧基稀釋劑5% ;硅烷偶聯(lián)劑KH560 1. 5% ;滑石粉25% ;改性酚醛胺類固化劑15% ;DMP-30
[0051] 實(shí)施例1-2
[0052] 組分和配比為：環(huán)氧樹脂E-44 50% ;聚氨酯：2. 5% ;氣象白炭黑0. 1% ;活性單環(huán) 氧基稀釋劑5% ;硅烷偶聯(lián)劑KH560 1. 5% ;硅藻土 25% ;改性酚醛胺類固化劑15% ;DMP-30
[0053] 實(shí)施例1-3
[0054] 組分和配比為：環(huán)氧樹脂E-44 50% ;聚氨酯：2. 5% ;氣象白炭黑0. 1% ;活性單環(huán) 氧基稀釋劑5% ;硅烷偶聯(lián)劑KH560 1. 5% ;水泥粉25% ;改性酚醛胺類固化劑15% ;DMP-30
[0055] 實(shí)施例1-4
[0056] 組分和配比為：環(huán)氧樹脂E-44 50% ;聚氨酯：2. 5% ;氣象白炭黑0. 1% ;活性單環(huán) 氧基稀釋劑5% ;硅烷偶聯(lián)劑KH560 1. 5% ;石英砂25% ;改性酚醛胺類固化劑15% ;DMP-30
[0057] 上述所用填料不同的實(shí)施例拉伸剪切性能測試
[0058]
[0059] 由上表可以看出，填料選擇滑石粉的效果最好。
[0060] 實(shí)施例2為不同量的氣象自炭黑：
[0061] 實(shí)施例2-1
[0062] 組分和配比為：環(huán)氧樹脂E-44 50% ;聚氨酯：2. 5% ;氣象白炭黑0% ;活性單環(huán)氧 基稀釋劑5% ;硅烷偶聯(lián)劑KH560 1. 5% ;滑石粉25% ;改性酚醛胺類固化劑15% ;DMP-30
[0063] 實(shí)施例2-2
[0064] 組分和配比為：環(huán)氧樹脂E-44 50% ;聚氨酯：2. 5% ;氣象白炭黑0. 5% ;活性單環(huán) 氧基稀釋劑5% ;硅烷偶聯(lián)劑KH560 1. 5% ;滑石粉25% ;改性酚醛胺類固化劑15% ;DMP-30
[0065] 實(shí)施例2-3
[0066] 組分和配比為：環(huán)氧樹脂E-44 50% ;聚氨酯：2. 5% ;氣象白炭黑1% ;活性單環(huán)氧 基稀釋劑5% ;硅烷偶聯(lián)劑KH560 1. 5% ;滑石粉25% ;改性酚醛胺類固化劑15% ;DMP-30
[0067] 實(shí)施例2-4
[0068] 組分和配比為：環(huán)氧樹脂E-44 50% ;聚氨酯：2. 5% ;氣象白炭黑1. 5% ;活性單環(huán) 氧基稀釋劑5% ;硅烷偶聯(lián)劑KH560 1. 5% ;滑石粉25% ;改性酚醛胺類固化劑15% ;DMP-30
[0069] 實(shí)施例2-5
[0070] 組分和配比為：環(huán)氧樹脂E-44 50% ;聚氨酯：2. 5% ;氣象白炭黑2% ;活性單環(huán)氧 基稀釋劑5% ;硅烷偶聯(lián)劑KH560 1. 5% ;滑石粉25% ;改性酚醛胺類固化劑15% ;DMP-30 1%〇
[0071] 所用氣象白炭黑用量不同的實(shí)施例拉伸剪切性能測試
[0072]
[0073] 氣象白炭黑添加量為1份時膠粘劑拉伸剪切性能最好。
[0074] (2)適用性測試
[0075] 由圖1可以看出，氣象白炭黑的最佳添加量應(yīng)為Iphr~I. 5phr。
[0076] (3)耐熱性測試
[0077] 氣象白炭黑含量不同時耐高溫性能測試
[0080] (4)耐介質(zhì)測試
[0081] 氣象白炭黑含量不同的樣品耐介質(zhì)性能測試
[0082]
[0083] 當(dāng)氣象白炭黑添加量大于Iphr時，所配制的膠粘劑的耐介質(zhì)性能較好。
[0084] 實(shí)施例3為不同量的活性稀釋劑：
[0085] 實(shí)施例3-1
[0086] 組分和配比為：環(huán)氧樹脂E-44 50% ;聚氨酯：2. 5% ;氣象白炭黑0. 1% ;活性單環(huán) 氧基稀釋劑5% ;硅烷偶聯(lián)劑KH560 1. 5% ;滑石粉25% ;改性酚醛胺類固化劑15% ;DMP-30
[0087] 實(shí)施例3-2
[0088] 組分和配比為：環(huán)氧樹脂E-44 50% ;聚氨酯：2. 5% ;氣象白炭黑0. 1% ;活性單 環(huán)氧基稀釋劑10% ;硅烷偶聯(lián)劑KH560 1. 5% ;滑石粉25% ;改性酚醛胺類固化劑15% ; DMP-30 1%〇
[0089] 實(shí)施例3-3
[0090] 組分和配比為：環(huán)氧樹脂E-44 50% ;聚氨酯：2. 5% ;氣象白炭黑0. 1% ;活性單 環(huán)氧基稀釋劑12% ;硅烷偶聯(lián)劑KH560 1. 5% ;滑石粉25% ;改性酚醛胺類固化劑15% ; DMP-30 1%〇
[0091] 實(shí)施例3-4
[0092] 組分和配比為：環(huán)氧樹脂E-44 50% ;聚氨酯：2. 5% ;氣象白炭黑0. 1% ;活性單 環(huán)氧基稀釋劑15% ;硅烷偶聯(lián)劑KH560 1. 5% ;滑石粉25% ;改性酚醛胺類固化劑15% ; DMP-30 1%〇
[0093] 實(shí)施例3-5
[0094] 組分和配比為：環(huán)氧樹脂E-44 50% ;聚氨酯：2. 5% ;氣象白炭黑0. 1% ;活性單 環(huán)氧基稀釋劑20% ;硅烷偶聯(lián)劑KH560 1. 5% ;滑石粉25% ;改性酚醛胺類固化劑15% ; DMP-30 1%〇
[0095] 所用活性稀釋劑用量不同的實(shí)施例拉伸剪切性能測試
[0096]
[0097] 稀釋劑AGE添加量為15份時膠粘劑拉伸剪切性能最好。
[0098] AGE所用的量不同時所作測試
[0099] (2)適用性測試
[0100] 由圖2可以看出，AGE添加量為12~15phr的膠粘劑性能較好。
[0101] (3)耐高溫性能測試
[0102] AGE含量不同時耐高溫性能測試
[0103]
[0104] 添加量為IOphr的膠粘劑耐熱性稍微好一點(diǎn)，但各個添加量都達(dá)到了 300°C的要 求。
[0105] (4)耐介質(zhì)測試
[0106] 表3-23 AGE含量不同的樣品耐介質(zhì)性能測試
[0107]
[0108] 當(dāng)AGE添加量為12~15phr時，所配制的膠粘劑的耐介質(zhì)性能較好 [0109] 實(shí)施例4為不同量的硅烷偶