本發(fā)明屬于玻璃鋼管螺紋連接，具體涉及一種玻璃鋼螺紋彈性密封劑及制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、玻璃纖維增強(qiáng)塑料是用玻璃纖維增強(qiáng)特定的樹脂而形成的復(fù)合材料，具有材質(zhì)輕、耐腐蝕性強(qiáng)、內(nèi)表面光滑、摩阻系數(shù)低及傳熱系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)。隨著油氣行業(yè)的不斷發(fā)展，在油田作業(yè)區(qū)內(nèi)，鋪設(shè)了大量的金屬集輸管線，盡管采取了內(nèi)外防腐涂層、加注緩蝕劑等多重防腐措施，但是隨著時(shí)間的延長仍會不斷出現(xiàn)因腐蝕出現(xiàn)的泄漏或結(jié)垢等現(xiàn)象，會出現(xiàn)泄露、污染環(huán)境等問題，嚴(yán)重影響正常的生產(chǎn)作業(yè)。鑒于玻璃鋼集輸管線的眾多優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)用于油田的集輸管線領(lǐng)域，而玻璃鋼集輸管線都是通過螺紋連接成長輸管線，在螺紋擰結(jié)之前都要均勻涂抹可固化的玻璃鋼螺紋密封劑，以此確保實(shí)現(xiàn)管線的整體密封。但是玻璃鋼集輸管道在實(shí)際運(yùn)行過程中由于受到集輸系統(tǒng)壓力波動(dòng)、流體流動(dòng)導(dǎo)致的振動(dòng)及地溫等的影響，現(xiàn)場使用過程中也會出現(xiàn)螺紋脫扣或滲漏等現(xiàn)象，據(jù)相關(guān)資料顯示，玻璃鋼集輸管線發(fā)生實(shí)現(xiàn)事故最多的位置都在螺紋連接部分。

2、玻璃鋼集輸管線的鋪設(shè)完成后都是需要長期使用，因此管子與管子連接處的密封劑也要具備長期使用的性能，而現(xiàn)有的玻璃鋼螺紋密封劑產(chǎn)品，存在固化時(shí)間隨溫度變化過大，粘接強(qiáng)度較小以及韌性不足的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種玻璃鋼螺紋彈性密封劑及制備方法及應(yīng)用，所述密封劑具有彈性高，粘接強(qiáng)度大，耐介質(zhì)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠在環(huán)境的高低溫環(huán)境中保持較高的粘接強(qiáng)度和合適的固化時(shí)間以及優(yōu)異的韌性，可以有效地封堵玻璃鋼螺紋泄漏間隙，具有較強(qiáng)的密封作用。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供了一種玻璃鋼螺紋彈性密封劑，玻璃鋼螺紋彈性密封劑包括a組分以及b組分，所述a組分與b組分的質(zhì)量比為20：(4～5)；按重量百分比計(jì)，所述a組分的組成原料包括：15％～25％的液態(tài)聚硫膠、10％～16％的5-溴-3-氟-2-(乙烯基氧基)-苯甲醛、10％～15％的環(huán)氧樹脂e-51、7％～13％的熱塑性彈性體tpv、8％～14％的橡塑合金、7％～13％的鄰苯二甲酸二丁酯、1％～5％的氣相二氧化硅、0.5％～2％的消泡劑、15％～25％的補(bǔ)強(qiáng)炭黑，a組分的所有組成原料的重量百分比之和為100％；

4、所述b組分的組成原料包括：7％～13％的二氧化錳、8％～12％的環(huán)氧固化劑、1％～2％的硫磺粉、15％～18％的微晶蠟、25％～35％的碳酸鈣粉、25％～32％的鄰苯二甲酸二丁酯、1％～5％的2，4，6-三(二甲胺甲基)苯酚，b組分的所有組成原料的重量百分比之和為100％。

5、本發(fā)明還提供了一種根據(jù)所述的玻璃鋼螺紋彈性密封劑的制備方法，包括以下步驟：

6、制備5-溴-3-氟-2-(乙烯基氧基)-苯甲醛，將液態(tài)聚硫膠、5-溴-3-氟-2-(乙烯基氧基)-苯甲醛、環(huán)氧樹脂e-51、熱塑性彈性體tpv、橡塑合金、鄰苯二甲酸二丁酯、氣相二氧化硅、消泡劑以及補(bǔ)強(qiáng)炭黑按照比例混合，制得a組分；

7、將二氧化錳、環(huán)氧固化劑、硫磺粉、微晶蠟、碳酸鈣粉、鄰苯二甲酸二丁酯以及2，4，6-三(二甲胺甲基)苯酚按照比例混合，制得b組分；

8、按照20：(4～5)的質(zhì)量比將a組分和b組分混合，制得玻璃鋼螺紋彈性密封劑。

9、在具體實(shí)施過程中，所述制備5-溴-3-氟-2-(乙烯基氧基)-苯甲醛，包括以下步驟：

10、s1：將5-溴-3-氟-2-羥基苯甲醛與二溴乙烷混合溶于n,n-二甲基甲酰胺中后加入無水碳酸鉀，升溫至第一設(shè)定溫度反應(yīng)第一設(shè)定時(shí)間，反應(yīng)結(jié)束后降至室溫，隨后萃取、合并有機(jī)相并洗滌、后將有機(jī)相進(jìn)行后處理，獲得5-溴-3-氟-2-(2-溴乙氧基)-苯甲醛；

11、s2：將5-溴-3-氟-2-(2-溴乙氧基)-苯甲醛溶于無水四氫呋喃，在保護(hù)氣體下降溫至第二設(shè)定溫度，加入叔丁醇鉀，在第三設(shè)定溫度攪拌反應(yīng)第二設(shè)定時(shí)間，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液進(jìn)行純化，制得5-溴-3-氟-2-(乙烯基氧基)-苯甲醛。

12、在具體實(shí)施過程中，所述s1中，所述5-溴-3-氟-2-羥基苯甲醛與二溴乙烷的質(zhì)量比為(18～23)：(20～26)。

13、在具體實(shí)施過程中，所述s1中，所述二溴乙烷與無水碳酸鉀的質(zhì)量比為(20～26)：(13～20)。

14、在具體實(shí)施過程中，所述s1中，所述第一設(shè)定溫度為75～85℃，所述第一設(shè)定時(shí)間為15～17h。

15、在具體實(shí)施過程中，所述s2中，所述5-溴-3-氟-2-(2-溴乙氧基)-苯甲醛與叔丁醇鉀的質(zhì)量比為(17～23)：(5～10)。

16、在具體實(shí)施過程中，所述s2中，所述第二設(shè)定溫度為-18～-22℃，所述第三設(shè)定溫度為-17～-22℃，所述第二設(shè)定時(shí)間為1～2h。

17、本發(fā)明還提供了一種根據(jù)所述的玻璃鋼螺紋彈性密封劑在玻璃鋼管道中的應(yīng)用。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

19、本發(fā)明提供了一種玻璃鋼螺紋彈性密封劑，包括a組分和b組分，其中，a組分中的5-溴-3-氟-2-(乙烯基氧基)-苯甲醛單體的引入主要是為整個(gè)體系引入氟原子，賦予體系橡膠優(yōu)異的耐熱性、抗氧化性、耐油性、耐腐蝕性和耐大氣老化性，使得本發(fā)明所述的密封劑不僅能夠適應(yīng)常規(guī)工況也能夠適應(yīng)例如沙漠、戈壁灘等高溫，四季溫差大等苛刻環(huán)境。液體聚硫橡膠為制備原料，聚硫膠與二氧化錳聚合后具有耐油、耐溶劑、耐氧和臭氧、耐水、耐高低溫等優(yōu)良性能，貯存時(shí)間長，柔韌性好，可長期保質(zhì)玻璃鋼螺紋的密封性，同時(shí)也能夠適應(yīng)因玻璃鋼管道內(nèi)部介質(zhì)壓力變化及環(huán)境溫度引起的管道的振動(dòng)。環(huán)氧樹脂能夠彌補(bǔ)聚硫膠粘接強(qiáng)度的不足。熱塑性彈性體tpv具有優(yōu)異的抗動(dòng)態(tài)疲勞性、很高的抗撕裂性、耐壓縮變形性、極好的耐候性、良好的耐磨性和卓越的阻燃、抗紫外性能，對水基酸堿液體、極性油品具有出色的抗侵蝕能力。該填料的引入主要是為了提升整個(gè)體系的抗動(dòng)態(tài)疲勞性和抗撕裂性，也提升了韌性，添加至所述玻璃劑中會大幅提升產(chǎn)品的韌性、耐候性等一系列綜合性能。橡塑合金是一種優(yōu)異的耐油材料，具有強(qiáng)度大、耐油、耐溶劑、耐候性和耐熱老化性能突出，適合于長期服役作業(yè)使用。鄰苯二甲酸二丁酯作為增塑劑用以增加體系的柔軟性。氣相二氧化硅作為增稠劑能夠調(diào)節(jié)體系的稀稠度。消泡劑用以防止泡沫形成，或使原有泡沫減少。補(bǔ)強(qiáng)炭黑作為填料提升體系強(qiáng)度。體系中的b組分中的二氧化錳粉是聚硫膠的引發(fā)劑；硫磺粉是二氧化錳引發(fā)聚硫膠聚合的促進(jìn)劑；碳酸鈣作為填料；910增韌環(huán)氧固化劑是一種環(huán)氧固化劑，該固化劑也具有提升體系韌性的功能；微晶蠟柔韌性好，延伸度大，用以提升體系光澤。

20、本發(fā)明所述的玻璃鋼螺紋密封劑能夠長期承受輸送介質(zhì)的侵蝕、沖擊，輸送介質(zhì)壓力變化出現(xiàn)的振動(dòng)環(huán)境溫度的變化等因素，所述玻璃鋼螺紋密封劑具有良好的耐候性，耐腐蝕性，能夠適用周邊環(huán)境溫度并具有良好的韌性，能夠承受長期多頻次的振動(dòng)和壓力沖擊。

技術(shù)特征：

1.一種玻璃鋼螺紋彈性密封劑，其特征在于，玻璃鋼螺紋彈性密封劑包括a組分以及b組分，所述a組分與b組分的質(zhì)量比為20：(4～5)；按重量百分比計(jì)，所述a組分的組成原料包括：15％～25％的液態(tài)聚硫膠、10％～16％的5-溴-3-氟-2-(乙烯基氧基)-苯甲醛、10％～15％的環(huán)氧樹脂e-51、7％～13％的熱塑性彈性體tpv、8％～14％的橡塑合金、7％～13％的鄰苯二甲酸二丁酯、1％～5％的氣相二氧化硅、0.5％～2％的消泡劑、15％～25％的補(bǔ)強(qiáng)炭黑，a組分的所有組成原料的重量百分比之和為100％；

2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃鋼螺紋彈性密封劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻璃鋼螺紋彈性密封劑的制備方法，其特征在于，所述制備5-溴-3-氟-2-(乙烯基氧基)-苯甲醛，包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻璃鋼螺紋彈性密封劑的制備方法，其特征在于，所述s1中，所述5-溴-3-氟-2-羥基苯甲醛與二溴乙烷的質(zhì)量比為(18～23)：(20～26)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻璃鋼螺紋彈性密封劑的制備方法，其特征在于，所述s1中，所述二溴乙烷與無水碳酸鉀的質(zhì)量比為(20～26)：(13～20)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻璃鋼螺紋彈性密封劑的制備方法，其特征在于，所述s1中，所述第一設(shè)定溫度為75～85℃，所述第一設(shè)定時(shí)間為15～17h。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻璃鋼螺紋彈性密封劑的制備方法，其特征在于，所述s2中，所述5-溴-3-氟-2-(2-溴乙氧基)-苯甲醛與叔丁醇鉀的質(zhì)量比為(17～23)：(5～10)。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻璃鋼螺紋彈性密封劑的制備方法，其特征在于，所述s2中，所述第二設(shè)定溫度為-18～-22℃，所述第三設(shè)定溫度為-17～-22℃，所述第二設(shè)定時(shí)間為1～2h。

9.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃鋼螺紋彈性密封劑在玻璃鋼管道中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種玻璃鋼螺紋彈性密封劑及制備方法及應(yīng)用，按重量百分比計(jì)，玻璃鋼螺紋彈性密封劑包括A組分以及B組分，A組分包括液態(tài)聚硫膠、5?溴?3?氟?2?(乙烯基氧基)?苯甲醛、環(huán)氧樹脂E?51、熱塑性彈性體TPV、橡塑合金、鄰苯二甲酸二丁酯、氣相二氧化硅、消泡劑、補(bǔ)強(qiáng)炭黑，所有組分的重量百分比之和為100％；B組分包括：二氧化錳、910增韌環(huán)氧固化劑、硫磺粉、微晶蠟、碳酸鈣粉、鄰苯二甲酸二丁酯、2，4，6?三(二甲胺甲基)苯酚，所有組分的重量百分比之和為100％。

技術(shù)研發(fā)人員：田峰,汪蓬勃,張娟濤,范磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油天然氣集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6