[發明專利]一種水性硅質耐高溫密封材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201010608294.8
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN102557567A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 張天財;唐衛偉;徐建中;聞松盛
• 申請（專利權）人: 上海船舶工藝研究所
• 主分類號: C04B28/24
• 分類號: C04B28/24
• 代理公司: 上海世貿專利代理有限責任公司 31128
• 代理人: 陳穎潔

技術領域

本發明屬密封材料領域，更具體地說，涉及一種水性硅質耐高溫密封材料及其制備方法。該材料可應用于工業生產中工藝管線與設備的絕緣、密封襯墊，尤其適合海上石油開發及石油煉化領域的管線系統密封。

背景技術

海洋石油開發是滿足當前世界各國能源需求的增長熱點，然而由其帶來的安全問題卻給人類以警示。如：2010年4月20在墨西哥灣的“深水地平線”海洋平臺管線爆裂，引發大火，造成11人死亡，泄漏原油1.84億加侖(約合410萬桶)，污染了美國沿海五個州的海灘，造成的生命財產與生態損失難以估量。管線系統作為該工業生產的關鍵系統，管子接頭的絕緣密封質量則是安全保障的重點。

目前，石化工業管線使用的非金屬絕緣密封材料大多為石棉橡膠墊片及樹脂復合材料（聚四氟乙烯包覆墊、橡膠復合墊等）。但這些材料制備的密封墊通常只能用于工作壓力2MPa以下，工作溫度150℃以內的化學介質管道上。當超過這個溫度界限，密封墊就會發生蠕變，溫度越高，泄漏也會越厲害。然而石化生產過程中管線出現的瞬間壓力、溫度升高，都很可能超過這個限定，這在一定程度上帶來了安全隱患。同時這些材料制備過程中使用大量有機溶劑造成了環境污染。因此研究一種能夠長期在較高的工作溫度與壓力情況下，仍具有很好的耐熱強度、抗蠕變耐松弛性，抗沖擊、高持久強度，耐腐蝕且環保、經濟的絕緣密封材料是當前石油開采與煉化廠急需解決問題之一。

發明內容

本發明的一個目的是針對上述現有技術存在的缺陷，提供一種耐高溫耐腐蝕性好的水性硅質耐高溫密封材料。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是：一種水性硅質耐高溫密封材料，其特征在于該材料由硅丙乳液、硅溶膠、氟硼系反應助劑、補強劑、增強纖維組成，各組分的組成質量百分比為：

硅丙乳液???????????????????35—60%

硅溶膠???????????????????????20—40%

氟硼系反應助劑????????0.5—8%

補強劑???????????????????????5—15%

增強纖維?????????????????????5—25%。

根據本發明的一個實施例，所述的硅丙乳液為納米級硅丙乳液，乳膠粒子含量為30~40%。所述的硅溶膠中二氧化硅含量為30~45%。所述的氟硼系反應助劑為氟硼酸銨與氟硼酸鋅的粉末混合物，該粉末混合物顆粒直徑小于1μm，混合比例為2.5~3.5:1。所述的補強劑為納米二氧化硅，比表面積200±20m²/g。所述的增強纖維為硅酸鋁纖維，纖維直徑小于10μm，長度15-20mm。

本發明的另一目的是提供一種水性硅質耐高溫密封材料的制備方法，能制備一種耐高溫耐腐蝕性好的水性硅質耐高溫密封材料。

為了達到上述目的，本發明的另一個技術方案是：一種水性硅質耐高溫密封材料的制備方法，其制備步驟為：

A、按以下質量百分比配備材料：硅丙乳液35—60%、硅溶膠20—40%、氟硼系反應助劑0.5—8%、補強劑5—15%、增強纖維5—25%；

B、將硅丙乳液、硅溶膠及氟硼系反應助劑混合攪拌均勻；

C、按質量百分比配方，將補強劑納米二氧化硅加入到步驟B獲得的混合液中，攪拌分散均勻，使混合物成漿體，無肉眼可見的團聚結塊現象；

D、按質量百分比配方，將增強纖維分散無團簇，并逐漸加入到步驟C中的混合物中，攪拌使纖維在混合物漿體中分散均勻；

?E、將步驟D獲得的混合物漿體放入密封材料模具中，用壓機在1MPa的壓力下壓制并保壓25~35分鐘，夯實成坯，放入電熱鼓風箱內在65~75℃烘制50~70分鐘，再調至130~150℃烘制25~35分鐘，自然冷卻至室溫。

本發明的一種水性硅質耐高溫密封材料，具有的較高耐溫性及抗蠕變性能、耐酸耐堿；阻燃；絕緣性能好；可以有效地防止管線接頭的泄露并阻止電偶腐蝕、細菌腐蝕等。尤其適合海上鉆采油工程輸送鉆井液、原油、海水等管線的接頭密封，也可廣泛應用于工作溫度較高的工藝管線設備等的絕緣密封。其優點與有益效果主要體現在：

1）采用硅質及硅質雜化的水性材料為主體，避免了使用有機溶劑造成的環境污染、火災隱患及對操作人員的身體傷害；??