Уплотняющий состав

 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к герметикам. Может быть использовано в качестве уплотнителя соединения металлических конструкций - трубных резьбовых и других соединений для элементов воздушных, водонапорных, газовых магистралей, кондиционеров при повышенных температурах и давлении. Состав включает, мас.ч.: эластомер с высокой липкостью - циклокаучук 100; наполнитель - полиэтилен или пропилен низкого давления 10 - 50. В качестве эластомера может содержать бутадиеновый циклокаучук. Может содержать 10 - 3 мас.ч. этилового спирта. Технический результат состоит в обеспечении надежной герметизации при изготовлении, в течение длительного времени эксплуатации, в технологичности при изготовлении и использовании, удовлетворяет санитарным нормам жилых помещений, сохраняет экологию окружающей среды. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к химической технологии, в частности к герметикам, и может быть использовано в качестве уплотнителя соединения металлических конструкций, в первую очередь трубных резьбовых и других соединений для элементов воздушных, водонапорных, газовых магистралей, кондиционеров и других деталей из металла, пластмасс и их различных сочетаний, как и для набивки сальников указанных магистралей, и может быть использовано для повышения надежности их работы при повышенных температурах и давлении.

Известно использование герметизирующих композиций для герметизации стыков и соединений строительных конструкций. (Патент России N 1735340, Кл. МКИ C 09 K 3/10, 1992 г.). Композиция содержит в мас.%: бутилкаучук 5-10, индустриальное масло 16-20, модификатор 0,1-1,0, асфальтосмолопарафиновые отложения 0,1-1,0 и наполнитель - остальное. Герметизирующая композиция имеет повышенный до 24 ч срок хранения и улучшенные адгезионные свойства. Однако использование ее для соединений и агрегатов, подающих питьевую воду, не соответствует санитарным нормам из-за наличия масел. Кроме того, композиция является эластичной и не обеспечивает герметичности резьбовых соединений. Кроме того, использование ее в резьбовых соединениях приводит к увеличению усилия свинчивания, что ведет к нарушению герметичности из-за возможных срывов резьбы.

Известны композиции эпоксидной смолы, включающие органические смолы и отвердитель (См. патенты Японии NN 6025248 B4, кл. МКИ C 08 G 59/42, 1997 г. ). Композиции обладают высокой эластичностью и используются в качестве герметика, заливочного компаунда, материала покрытия или клея. Использование композиций для герметизации деталей и агрегатов магистралей, подающих горячую и питьевую воду в жилые дома, невозможно из-за токсичности.

Известен состав в виде герметизирующей композиции по патенту РФ N 2103306, кл. МКИ C 09 K 3/10, 1998 г. Основу композиции составляют хлорбутилкаучук- 100 ( мас.ч.) и канифоль сосновая 30-50. Кроме того, композиция содержит (мас. ч. ) масло вакуумное 50-96, стеариновую кислоту 2-4 и наполнители 58-111. Состав обладает эластичностью, но токсичность и низкая температура плавления делают этот состав непригодным для использования в магистралях для подачи питьевой и горячей воды.

Известна герметизирующая композиция на основе смеси каучуков с использованием синтетической и природной смол, включающая, мас.%: бутилкаучук 9-12, полибутен 26-30, терпенфенолформальдегидную смолу 6-8, канифоль 2-3, этиленпропилендиеновый каучук 9 -12, и наполнители - мел и тальк (См. патент РФ N 2115683, кл. МКИ C 09 K 3/10, 1998 г.). Композиция не может быть использована для герметизации соединений пластик - пластик (включая пластифицированные непластифицированные материалы). Не обеспечивает композиция и герметизацию резьбовых соединений пластик - металл, так же как и не обеспечивает герметичности соединений, работающих под давлением.

Близким к заявляемому решению является состав для получения уплотнительного материала, включающий, мас.%: эластомер с высокими пластичностью и липкостью (адгезией) в виде бутадиеннитрильного каучука 13-18, волокна арамидные или полиоксадиазольные 13-15, базальтовую вату 5-10, модификаторы и наполнители (См. патент РФ N 2103308, кл. МКИ C 09 K 3/10, 1998 г.). Составы хороши для строительных конструкций, однако не могут быть использованы для герметизации элементов систем, подающих горячую воду под давлением и при температуре 30-150^oC, из-за низкой температуры плавления, стеклования. Кроме того, составы не годятся для герметизации резьбовых соединений.

В качестве ближайшего аналога выбран уплотняющий состав, включающий эластомер с высокой липкостью и наполнитель (См. патент RU 2143452 C1, 27.12.1999). Помимо отмеченного с точки зрения заявителя недостатка - многокомпонентности, материал имеет недостаточную температуроустойчивость, например, для магистральных тепловых сетей (T_раб = 150^oC). Состав пригоден только для гидроизоляции трубопроводов (стр. 3, столбец 6). Нет соответствия компонентов состава требованиям санитарных норм для контактов, например с питьевой водой.

Задачей изобретения является разработка уплотняющего состава для герметизации резьбовых и других конструкционных соединений труб, различной арматуры (кранов, фитингов, задвижек, запорных и регулирующих элементов), а также для набивки их сальников в магистралях для подачи воды питьевой, воды горячей, газа в жилых строениях и других магистралях, работающих при температурах от 0 до 150^oC и при давлениях до 16 атм. Технический результат состоит в обеспечении надежной герметизации в течение длительного времени эксплуатации, а также технологичности при изготовлении и использовании состава.

Состав должен удовлетворять санитарным нормам жилых помещений, не допускать вредных выделений в окружающую среду и среды трубопроводов.

Поставленная задача достигается тем, что в уплотняющем составе, включающем эластомер с высокой липкостью и наполнитель, они взяты в следующем соотношении, мас.ч.: эластомер 100; наполнитель 10-50.

В качестве эластомера с высокой липкостью состав содержит циклокаучук. В качестве наполнителя он содержит полиэтилен или полипропилен в виде порошка или стружки.

В качестве эластомера с высокой липкостью он может содержать бутадиеновый циклокаучук.

Кроме того, для повышения эластичности возможно добавление в состав 10-30 мас.ч. этилового спирта.

Уплотняющий состав может быть армирован введением в него нитей: полиэфирных, вискозных, хлопчатобумажных или волокнами из их комбинаций.

Возможно использование циклокаучуков в виде порошка или эластичной массы.

Изобретение осуществляют следующим образом.

Эластомер в виде эластика или порошка смешивают с наполнителем (порошок полиэтилена или полипропилена). Полученную смесь подогревают до температуры плавления полиэтилена (полипропилена) >90^oC. Смесь перемешивают до получения гомогенной массы, после чего шпателем или кистью наносят на герметизируемые поверхности и производят сборку. В конкретных случаях для получения большей пластичности в состав может добавляться спирт этиловый технический.

Конкретное соотношение эластомера и наполнителя в составе выбирается исходя из его назначения. При минимальном содержании наполнителя состав будет обладать максимальной адгезией (липкостью). В зависимости от типа используемого эластомера и наполнителя изменяются характеристики состава - прочность, температурная стойкость.

Получают уплотняющий состав по периодическому технологическому процессу с использованием стандартного оборудования: емкостей, теплообменников, насосов, мешалок и дозаторов. Реализуются обычные технологические операции: переосаждение (рекристаллизация) промышленных порошков наполнителей, растворение эластомеров в органическом растворителе (бензин фракции "Калоша"), подготовка суспензии наполнителя, регенерация растворителя. Смешивают в растворах заданные (дозированные) количества эластомера и наполнителя при нагреве и перемешивании до получения консистенции мастики. Добавками этанола доводят мастику до необходимой вязкости. Фасовку готового уплотняющего состава производят в розничную полимерную тару (банки с резьбовыми крышками 1, 3, 5 л). Общая производственная площадь отделения 50 - 60 м². Конкретное количественное соотношение эластомера и наполнителя в уплотняющем составе выбирают с учетом уплотняемых поверхностей, условий сборки и эксплуатации соединений: а) нижний предел наполнителей (10 - 20 мас. ч.) принят для уплотняющих составов резьбовых соединений во всех сочетаниях: метал - метал - пластик - пластик; б) верхний предел наполнителей (40 - 50 мас. ч.) принят для сальниковых набивок запорной арматуры: задвижек, кранов, вентилей, клапанов; в) средний предел наполнителей (20 - 40 мас. ч.) принят для уплотняющих составов фланцевых соединений с мягкими прокладками (резина, паронит и т.д. ).

Пример 1. Уплотняющий состав содержит в качестве эластомера 100 мас. ч. бутадиенового циклокаучука. В соответствии с выше указанными условиями применения выпускается по наполнителю (полиэтилен) в виде трех марок (а, б и в). Основные свойства: водостойкость, газонепроницаемость, термоморозостойкость. Адгезия уплотняющего состава (отслаивание от поверхности без внешнего давления сжатия): 1,5 - 1,6 кгс/см.

Пример 2. Уплотняющий состав содержит в качестве эластомера 100 мас. ч. изопренового циклокаучука. В соответствии с условиями применения по наполнителю (полипропилен) выпускается в виде трех марок (а, б и в). Основные свойства: водостойкость, газонепроницаемость, топливомаслостойкость и термоморозостойкость. Адгезия уплотняющего состава 1,6 - 1,7 кгс/см.

Номинальные технологические параметры для всех уплотняемых (внутренних) сред: давление 16 атм; температура 0 - 150^oC.

Состав прост в эксплуатации, удобен для хранения, не расслаивается, ремонтнопригоден.

В сочетании с нитями или волокнами состав является хорошим наполнителем для букс кранов и задвижек.

Физико-механические свойства уплотняющего состава (пример 1): предел текучести 15-19 МН/м²; относительное удлинение 200%; водопоглощение 0,01; газонепроницаем.

Прочность сцепления по площади: металл 1,5 кгс/см²; пластик 0,65 кгс/см².

Рабочие технологические параметры: давление 16 атм; температура 0-150^oC. Примененные в уплотняющем составе компоненты соответствуют требованиям санитарных норм. В конкурентноспособных по ценам двухкомпонентных смесях частично использованы отходы производства. Повышается экологическая безопасность эксплуатации систем трубопроводов, исключаются утечки и аварийная разгерметизация соединений и элементов. В первую очередь за счет надежности (прочности) адгезионного контакта уплотняющего состава, которая резко (на порядок) повышается под давлением сжатия сборки штатных узлов трубопроводов для всех случаев практического применения.

Формула изобретения

1. Уплотняющий состав, включающий эластомер с высокой липкостью и наполнитель, отличающийся тем,что в качестве эластомера с высокой липкостью он содержит циклокаучук, а в качестве наполнителя - полиэтилен или полипропилен низкого давления в виде порошка или стружки и компоненты состава взяты в следующем соотношении, мас.ч.: Указанный эластомер - 100 Указанный наполнитель - 10- 50 2. Уплотняющий состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве эластомера с высокой липкостью он содержит бутадиеновый циклокаучук.

3. Уплотняющий состав по п.1 и 2, отличающийся тем,что он содержит дополнительно спирт этиловый в количестве 10-30 мас.ч. на 100 мас.ч. эластомера.