Патент на изобретение №2296149
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ ПАСТА ДЛЯ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ (ВАРИАНТЫ)
(57) Реферат:
Изобретение относится к герметизирующим уплотняющим пастам используемых в запорной арматуре трубопроводов. Описывается герметизирующая паста, которая содержит, мас.ч.: Полидиметилсилоксаны – 3,0-30,0; Нефтяное масло и/или полиалкилбензол – 10,0-30,0;
Изобретение относится к герметизирующим уплотняющим пастам (УП), используемым в запорной арматуре трубопроводов. Уплотнительные пасты, применяемые при эксплуатации трубопроводов для устранения утечек при транспортировке, должны обеспечивать повышенную герметизацию арматуры газопровода, устойчивость к транспортируемым веществам и сопутствующим им компонентам, температурную устойчивость в интервале от -40 до +60°С, повышенный ресурс работоспособности до 0,5 лет без дополнительной заправки. Известен герметизирующий неотверждающийся материал для запорной арматуры, описанный в а.с. СССР №1181309, на основе полидиметилсилоксана, силикагеля и полиизобутилена, содержащий дополнительно хлористый метилен и олигофенл-2-этил(гексокси)силоксан. Данный состав с показателем пенетрации 160-180 ед. может использоваться в качестве уплотнительной пасты, но он не обеспечивает требуемого ресурса работоспособности пасты в связи с тем, что олигофенил-2-этил(гексокси)силоксан растворим в компонентах газового конденсата. Следствием этого является то, что паста теряет свою консистенцию и требуется частая набивка новых порций пасты. Известна уплотнительная паста для запорной арматуры газопроводов, описанная в патенте РФ №2101332, включающая дисперсионную среду, стеарат лития, тальк и другие наполнители. В качестве пластичной основы она содержит нефтяное приборное масло или полидиметилсилоксановую жидкость с вязкостью от 100 до 1000 мм2/с, а в качестве дополнительных наполнителей – политетрафторэтилен и Из заявки Японии №57-180656 известно использование минеральных наполнителей и синтетических масел в уплотнительных пастах, что обеспечивает повышенную стойкость уплотнений к перепадам давлений и температуры, защиту их от пыли. Однако такие пасты не предназначены для трубопроводов, работающих при отрицательных температурах, поскольку при этих температурах они имеют высокий показатель пенетрации. Из заявки Японии №61-264080 известен уплотнительный материал, содержащий минеральные масла и наполнители, обеспечивающий высокую коррозионную и водостойкость. Однако этот материал неэффективен при перепадах температуры и не обеспечивает удовлетворительную герметизацию газовых трубопроводов. Из заявки Японии №63-152688 известна уплотнительная смазка для использования в области сверхнизких температур, содержащая силиконовую основу, а также соли жирных кислот и бентонит в качестве загустителей. Однако эта смазка теряет герметизирующие свойства при температурах около 0°С и выше. Общим недостатком паст и смазок, описанных в вышеуказанных заявках Японии, является высокая зависимость пенетрации от температуры, что неприемлемо в случае их эксплуатации при суточных перепадах температур, в зимний период и в Северо-Восточных регионах России. Известна мастика для заполнения швов между строительными элементами, описанная в патенте РФ №2241726, содержащая минеральный наполнитель – перлит, в качестве гидрофобного агента – силоксаны и силикатированный агент – слюду. Эта мастика может использоваться и как заливочная, и как отделочная, имеет хорошее сцепление с бумагой и со строительными конструкциями, обеспечивает легкое нанесение краски, имеет незначительную усадку, но она теряет свои свойства при контакте с газовым конденсатом, что делает ее непригодной для использования в уплотнениях запорной арматуры трубопроводов. В патенте РФ №2181372 описана уплотнительная смазка, содержащая дисперсионную среду – нефтяные масла или полидиметилсилоксаны, добавку на основе стеарата лития, наполнитель – мел, а также аэросил, стеарин, канифоль и каучук. Эта паста нетоксична, малогорюча, взрывобезопасна, работоспособна в широком интервале температур (от -60 до +120°С) и давлений (от 1 до 10 МПа). Однако из-за низкой совместимости силиконового и нефтяного компонентов дисперсионной среды она подвержена расслаиванию в рабочей зоне, что снижает герметичность уплотнения. Наиболее близкой к заявленному изобретению является паста, описанная в патенте РФ №2218384, получаемая на основе кремнийорганического олигомера. В качестве дисперсионной среды (пластичной основы) в этой пасте использованы смеси нефтяных масел и полидиметилсилоксана высокой вязкости (полиметилсилоксан с вязкостью от 10000 до 100000 сП), а в качестве загустителей – композиционные смеси бентонита, химически осажденного мела, каолина, аэросила, белой сажи, фторопласта и слюды, а также компонентов, обеспечивающих адгезионные свойства композиции, в качестве которых использованы смеси высокомолекулярных каучуков (бутадиен-стирольных, изопреновых, этилен-пропиленовых, бутилкаучуков и др.) и низкомолекулярных каучуков (полиизобутилен, полибутадиен, карбоксилатные нитрильные каучуки и др.). Эта паста обладает высокими потребительскими свойствами, но имеет невысокую коллоидную стабильность (не менее 10), что приводит к расслоению жидких компонентов вследствие несовместимости полидиметилсилоксана и нефтяных масел. Это, в свою очередь, приводит к загустеванию пасты в герметизируемом зазоре и, как следствие, к забиванию запорного узла. Кроме того, в составе пасты использованы дефицитные и дорогостоящие компоненты – гранулированный фторопласт, аэросил. Целью настоящего изобретения является создание уплотняющей пластичной композиции, обладающей высокими эксплуатационными свойствами – герметизирующей способностью, устойчивостью в широком диапазоне температур, высокой стойкостью к компонентам газового конденсата, высокой стойкостью к расслаиванию, что должно обеспечить ее длительную работоспособность в различных климатических зонах. Другой целью изобретения является замена дефицитного дорогостоящего сырья на менее дефицитное и более дешевое. По одному варианту изобретения указанная цель достигается тем, что заявленная уплотнительная паста, включающая дисперсионную среду – полидиметилсилоксаны и минеральные масла, минеральные наполнители и загустители на основе низкомолекулярных и высокомолекулярных каучуков, отличающаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, один из полидиметилсилоксанов с вязкостью от 5 до 100000 сСт, в качестве минерального масла она содержит нефтяное масло и/или полиалкилбензол, причем дисперсионная среда указанной пасты дополнительно содержит Заявленная паста содержит, предпочтительно, нефтяное масло И-40А (ГОСТ 20788-88) или МГЕ-10А (ОСТ 38.01281-82), а в качестве Заявленная паста по первому варианту содержит вышеуказанные компоненты в следующих соотношениях, мас.ч:
Введение в дисперсионную среду дополнительных компонентов – По другому варианту заявленная паста содержит вместо минеральных наполнителей: перлита, каолина, бентонита, слюды коллоидный графит при следующем содержании компонентов, масс.ч.:
Для улучшения антикоррозионных свойств в состав паст по обоим вариантам можно ввести ингибиторы коррозии маслорастворимого типа, выполняющие функции поверхностно-активных веществ (ПАВ) в количестве до 2 мас.ч. Было установлено, что наилучшие результаты достигаются при использовании ингибиторов коррозии фосфатного типа, таких как алкилфосфат, ФОС, трикрезилфосфат. Другой задачей изобретения является замена дефицитного дорогостоящего сырья – фторопласта и аэросила, на более дешевые и менее дефицитные была решена путем использования таких минеральных наполнителей, как каолин, перлит, слюда и бентонит, а также путем их полной или частичной замены на коллоидный графит. Авторам не известно аналогичное или близкое техническое решение, обеспечивающее комплекс таких эксплуатационных свойств как надежная герметизация запорной арматуры, стабильность эксплуатационных свойств в широком интервале температур – от минус 40 до плюс 120°С и высокая коллоидная стабильность (не более 7). Уплотнительную пасту готовят следующим образом. В аппарат-смеситель загружают требуемое количество дисперсионной среды, включающей полидиметилсилоксаны с вязкостью от 5 до 100000 сСт, минеральное масло, например, И-40, ВМГЗ, МТБ-10, полиалкилбензол, дополнительные компоненты дисперсионной среды, обеспечивающие взаимное растворение силиконового и минерального компонентов – Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. В аппарат, снабженный обогреваемой рубашкой, мешалкой и термопарой, требуемое количество дисперсионной среды: 20 кг полидиметилсилоксана ПМС-1000, 20 кг Свойства полученной пасты: – пенетрация – 180 ед.; – коллоидная стабильность – 6; – содержание воды – 0,2%; Пример 2. В аппарат, снабженный обогреваемой рубашкой, мешалкой и термопарой, загружают 10 кг полидиметилсилоксана ПМС-100, 20 кг Свойства полученной пасты: – пенетрация – 170 ед.; – коллоидная стабильность – 7; – содержание воды – 0,2%. Пример 3. В аппарат, снабженный обогреваемой рубашкой, мешалкой и термопарой, загружают 10 кг полидиметилсилоксана ПМС-60000, 10 кг полидиметилсилоксана ПМС-20, 20 кг Свойства полученной пасты: – пенетрация – 180 ед.; – коллоидная стабильность – 5; – содержание воды – 0,2%. Аналогичным образом получают композиции паст по примерам 2-9. Пример 10. Количества компонентов, последовательность и режимы по примеру 1, но вместо минеральных наполнителей вводят коллоидный графит в количестве 1 мас.ч. Пример 11. Все, как в предыдущем примере, но количество коллоидного графита 28 мас.ч. Возможна также частичная замена минеральных наполнителей коллоидным графитом, при этом заявленная паста сохраняет свои преимущества перед известными аналогами. В табл.1 приведены композиции заявленной пасты при различных содержаниях и вариантах ее компонентов.
Свойства пасты состава в соответствии с примерами 1-11 представлены в таблице 2.
Из данных, представленных в табл.2, следует, что заявленная паста характеризуется высокой коллоидной стабильностью, низкими показателями пенетрации как при положительных, так и при отрицательных температурах, имеет низкое содержание влаги и коррозионно-устойчива. Кроме того, она характеризуется низкой зависимостью вязкости от температуры. В силу вышеуказанных свойств заявленная паста работоспособна в широком диапазоне и при перепадах температур, нерастворима в газовом конденсате и обеспечивает надежную герметизацию запорной арматуры, что делает ее перспективной для применения в зимний период и в Северо-Восточных регионах России. Паста по примеру 3 не содержит ингибиторов коррозии фосфатного типа, а по примеру 7 – вообще не содержит ингибиторов коррозии. Эти пасты, имея преимущества перед известными аналогами по пенетрации и коллоидной стабильности, имеют недостаточную коррозионную устойчивость и, как следствие, могут иметь ограниченное применение в трубопроводах.
Формула изобретения
1. Герметизирующая паста для запорной арматуры, включающая дисперсионную среду – полидиметилсилоксаны и минеральные масла, минеральные наполнители и загустители на основе низкомолекулярных или высокомолекулярных каучуков, отличающаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, один из полидиметилсилоксанов с вязкостью от 5 до 100000 сСт, в качестве минерального масла она содержит нефтяное масло и/или полиалкилбензол, причем дисперсионная среда указанной пасты дополнительно содержит
2. Герметизирующая паста для запорной арматуры по п.1, отличающаяся тем, что в качестве нефтяных масел она содержит И-40А или МГЕ-10А. 3. Герметизирующая паста для запорной арматуры по п.1, отличающаяся тем, что в качестве 4. Герметизирующая паста для запорной арматуры по п.1, отличающаяся тем, что она содержит полиэтилсилоксановую жидкость ПЭС-5 или ПЭС-5М. 5. Герметизирующая паста для запорной арматуры по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ингибиторы коррозии маслорастворимого типа с функцией поверхностно-активных веществ из ряда, включающего алкилфосфат, ФОС, трикрезилфосфат, Неонол-10. 6. Герметизирующая паста для запорной арматуры, включающая дисперсионную среду – полидиметилсилоксаны и минеральные масла, минеральные наполнители и загустители на основе низкомолекулярных или высокомолекулярных каучуков, отличающаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, один из полидиметилсилоксанов с вязкостью от 5 до 100000 сСт, в качестве минерального масла она содержит нефтяное масло и/или полиалкилбензол, причем дисперсионная среда указанной пасты дополнительно содержит
7. Герметизирующая паста для запорной арматуры по п.6, отличающаяся тем, что в качестве нефтяных масел она содержит И-40А или МГЕ-10А. 8. Герметизирующая паста для запорной арматуры по п.6, отличающаяся тем, что в качестве 9. Герметизирующая паста для запорной арматуры по п.6, отличающаяся тем, что она содержит полиэтилсилоксановую жидкость ПЭС-5 или ПЭС-5М. 10. Герметизирующая паста для запорной арматуры по любому из пп.6-9, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ингибиторы коррозии маслорастворимого типа с функцией поверхностно-активных веществ из ряда, включающего алкилфосфат, ФОС, трикрезилфосфат, Неонол-10.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
-олефины, или тетрамер пропилена, или полиэтиленсилоксановая жидкость ПЭС-5 – 5,0-20,0; Перлит – 1,0-4,0; Каолин – 0-3,5; Бентонит – 0-3,5; Слюда – 2,5-5,5; низкомолекулярный или высокомолекулярный каучук в виде их растворов в масле – 8,0-9,5; 14% раствор LiOH – 1,75-3,0; CaO – 0,07-0,29; жирные кислоты таллового масла и/или стеариновая кислота – 5,0-13,0; По другому варианту заявленная паста вместо минеральных наполнителей содержит коллоидный графит в количестве 1-28 мас.ч. Паста характеризуется пенетрацией 170-225 у.е., имеет коллоидную стабильность 3-7, содержит не более 0,4% воды, устойчива к компонентам газового конденсата в широком диапазоне температур, характеризуется низкой зависимостью вязкости от температуры. 2 н. и 8 зав.п.ф-лы, 2 табл.