состав для изготовления резьбовых соединений для стеклопластиковых труб

Формула изобретения

Состав для изготовления резьбовых соединений для стеклопластиковых труб, включающий в себя эпоксидную смолу в качестве связующего, соответствующий связующему отвердитель, армирующие добавки, упрочняющие наполнители, улучшающие трение добавки, отличающийся тем, что в него добавляют кристаллическую двуокись кремния с диаметром частиц от 7 до 40 нм в количестве от 0,01 до 10 вес.% к количеству связующего.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству труб и может быть использовано при изготовлении труб из композиционных материалов.

В отрасли оперативного строительства трубопроводов для широкого круга применений популярными являются трубы из композиционных материалов, а именно стеклопластиковые. Такие трубы изготовляют путем намотки на оправку стеклонити, которую предварительно пропитывают в составе, включающем основное связующее, например смоляную композицию, отвердитель и различного рода добавки, повышающие физические и эксплуатационные характеристики трубы. Для соединения таких труб между собой в их торцах выполняют резьбу. Выполнение резьбы является краеугольным камнем изготовления и эксплуатации стеклопластиковых труб, так как стеклонить, связанная отвержденной смоляной композицией, является хрупким материалом.

В наиболее близком аналоге, патенте США № 4999389, предложен смоляной состав для пропитки стеклонити, включающий колотое графитовое волокно, колотое стекловолокно, повышающие предельно допустимые нагрузки на резьбу, керамический порошок, повышающий устойчивость к сжимающим нагрузкам. Также известно использование графитового порошка при изготовлении стеклопластиковых труб, который снижает трение при сборке резьбовых соединений.

Целью изобретения является повышение прочностных и эксплуатационных характеристик резьбовых соединений стеклопластиковых труб.

Цель достигается за счет того, что в связующее для пропитки стекловолокна при изготовлении резьбы путем намотки на оправку добавляют кристаллическую двуокись кремния с диаметром частиц от 7 до 40 нм в количестве от 0,01 до 10 вес.% к количеству связующего.

За счет большой площади поверхности, в сравнении с микрочастицами либо колотым стекловолокном, частицы двуокиси кремния с диаметром от 7 до 40 нм образуют больше водородных связей с молекулами полимера и таким образом участвуют в процессе полимеризации эпоксидного связующего. В результате за счет большого количества пространственных связей наночастицы двуокиси кремния изменяют свойства эпоксидного связующего, делая его более твердым, но менее эластичным. Это существенно повышает прочность резьбы на разрыв, способствует меньшему износу и уменьшает вероятность «прихвата», заклинивания резьбы, затрудняющего обратную разборку резьбового соединения. Таким образом, повышается срок службы резьбового соединения стеклопластиковой трубы, резьбовое соединение более устойчиво к ремонтным работам.

Осуществление изобретения

В качестве связующего берут эпоксидную смолу, например ЭД-20 или YD-128 (эпоксидно-диановая неотвержденная), к ней добавляют отвердитель, например ПЭПА (полиэтиленполиамин), в случае работы в полевых условиях возможно использовать отвердители холодного отверждения Этал-45М, АФ-2, XT-116. Соотношение эпоксидной смолы к отвердителю берут, например, 1:1 по массе. Также в состав добавляют наполнители: колотые стеклопластиковые и графитовые нити длиной от 5 мкм до 200 мкм и керамический порошок с размером гранул от 5 мкм до 200 мкм для целей повышения твердости связующего, графитовый порошок для целей уменьшения коэффициента трения на поверхности изделия, а также кристаллическую двуокись кремния с диаметром частиц от 7 до 40 нм для целей повышения твердости связующего.

Количество наполнителей составляет 80 вес.% от количества связующего. Количество каждого из наполнителей от количества связующего выбирают, например, 6 вес.% стеклопластиковых нитей, 6 вес.% графитовых нитей, 55 вес.% керамического порошка, 8 вес.% графитового порошка, 5 вес.% кристаллических частиц двуокиси кремния диаметром от 7 нм до 40 нм.