уплотняющий состав

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.

Описание изобретения к патенту

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.