一种抗辐射耐高温螺纹密封剂及其制备方法与流程

本发明涉及一种抗辐射耐高温螺纹密封剂，属于胶黏剂，具体为一种抗辐射耐高温螺纹密封剂及其制备方法。

背景技术：

1、核电厂内有许多设备螺栓、结构件等在连接使用中，长时间处于高温高辐照和震动条件下，同时部分设备会接触液体介质，采用传统的橡胶、石棉、金属垫片等会因老化或腐蚀导致螺栓、结构件松动失效。为保证螺栓、紧固件和连接件在运行期间有效固定，同时在后续运行维护时仍能顺利拆装，通常需要使用螺纹密封剂，填补螺栓螺纹与被固定物体之间的微小间隙，同时达到固定和密封目的。

2、目前市场上常规的螺纹密封剂密封效果欠佳，在高温下易失效，不能满足核电高温高辐射环境的使用要求；并且常规的螺纹密封剂在高温或者高辐射条件下，容易发生变性，使得螺纹紧固件卡死，不容易拆卸维修和组装。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明提出一种抗辐射耐高温螺纹密封剂及其制备方法，本发明提供的螺纹密封剂可实现螺栓、结构件紧密接触，密封性好，耐用性好，同时便于拆卸；可用于核岛内外螺纹紧固件、管接头和螺纹插塞的密封，具有良好的密封效果。

2、本发明提供的该抗辐射耐高温螺纹密封剂的使用温度为-29-635℃，对γ射线的耐辐照性能为≧1.5×107gy辐照剂量。

3、本发明通过选用搭配不同粒径的石墨和/或氮化硼颗粒，不同形状的颗粒的摩擦力方向及摩擦力系数不同，通过粒径的级配搭配设计，可以达到固定、密封的目的，同时由于基础油与石墨自身的润滑性，在螺纹与处理部位上形成一层连续保护膜，防止部件表面擦伤、腐蚀及卡死，使设备便于拆卸，其中石墨和氮化硼颗粒粒径的搭配以及和基础油用量的搭配研究，可以提高密封剂的耐高温性和耐高辐射性能。

4、本发明第一方面提供了一种抗辐射耐高温螺纹密封剂，该密封剂包括如下质量份的各组分：

5、基础油:30-60份，

6、高分子烷烃:5-25份，

7、固体润滑剂:20-60份，

8、填料：1-5份，

9、胶粘剂:0.01-0.5份，

10、分散剂：0.01-1份，

11、和抗氧剂:0.01-0.5份。

12、进一步的，基础油为芳烃类基础油，优选为烷基萘、聚苯醚、重烷基苯、烷基联苯中的一种或多种；芳烃类基础油的化学性质稳定，具有优异的水解稳定性和热氧化安定性，使用芳烃类基础油可以提高螺纹密封剂的耐辐射性能；进一步的，所述基础油的质量份优选为30-60份，进一步优选为40-50份。

13、进一步的，高分子烷烃为石蜡、地蜡、凡士林、微晶蜡中的至少一种，高分子烷烃具有化学活性较低，化学性质稳定，具有一定的强度和良好的塑性，可保持产品的体系稳定；进一步的，高分子烷烃的用量为5-25份，进一步优选为15-25份；蜡的分子量为1000以下，蜡优选为分子量500～1000的石蜡，高分子烷烃可以一定程度上提高密封剂的耐烧结性能。

14、进一步的，固体润滑剂为石墨、氮化硼中的至少一种，进一步优选为石墨和氮化硼，这两种材料是最具耐热性和最耐化学性的材料之一，两者进行有效的搭配，可以提高耐高温性，提高密封性以及抗辐射性能。其中石墨颗粒尺寸为10-300μm；氮化硼颗粒尺寸为5-100μm；优选的，石墨颗粒尺寸为50-300μm，氮化硼颗粒尺寸为5-50μm，进一步优选的，石墨颗粒尺寸为60-200μm，氮化硼颗粒尺寸为5-30μm。

15、进一步的石墨和氮化硼的含量比为3-10:1，优选为5-8:1；进一步的，石墨和氮化硼的颗粒尺寸比为2-12:1，优选为4-8:1。研究发现，通过润滑剂的粒径级配以及用量的优化，可以有效的提高耐高温性能和抗辐射性能，并且有效的防止抱死和卡死的现象。

16、进一步的，上述填料为玻璃纤维颗粒、硅藻土、白炭黑中的至少一种，填料颗粒的尺寸为10-150μm，进一步优选为20-120μm，进一步优选为50-100μm，所述填料可以调配密封剂的粘稠度，填料的颗粒大小与润滑剂的颗粒尺寸一定程度上的粒径级配可以提高密封性能，耐高温性能以及抗辐射性能。

17、进一步的，上述的胶粘剂为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、环氧丙烷中的一种，用于强化产品与部件的粘附能力；

18、进一步的，上述的分散剂为聚丙烯酸酯或聚乙烯酰胺，帮助产品形成稳定体系；

19、进一步的，上述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚、特丁基对苯二酚、酚醛树脂中的一种，提高产品的抗氧化安定性能，提高产品的储存稳定性。

20、本发明另一方面提供一种抗辐射耐高温螺纹密封剂的制备方法，制备方法包括如下步骤：

21、1、取配方量的基础油、抗氧剂置于反应容器中，搅拌状态下升温至80-100℃；

22、2、取高分子烷烃加热至完全熔化，然后加入到步骤1)所得混合物中，搅拌至分散均匀；

23、3、取固体润滑剂、填料加入至步骤2)所得混合物中，继续保持搅拌，并保持体系温度为80-100℃，待搅匀后冷却、研磨、过滤，即制得所述抗辐射耐高温密封剂材料。

24、进一步的，上述步骤1)和步骤2)搅拌速度不低于800rpm，步骤3)的搅拌速度可适当降低，优选400rpm。

25、本发明另一方面提供一种抗辐射耐高温螺纹密封剂的用途，所述密封剂用于核电高温高辐射环境的螺纹、螺栓或者其他紧固件的密封。

26、本发明的有效效果如下：

27、本发明提供的抗辐射耐高温螺纹密封剂可实现螺栓、结构件紧密接触，密封性好，耐用性好，同时便于拆卸；可用于核岛内外螺纹紧固件、管接头和螺纹插塞的密封，具有良好的密封效果。

28、本发明提供的抗辐射耐高温螺纹密封剂的使用温度为-29-635℃，对γ射线的耐辐照性能为≧1.5×107gy辐照剂量。

29、本发明通过选用搭配不同粒径的石墨和/或氮化硼颗粒，不同形状的颗粒的摩擦力方向及摩擦力系数不同，通过粒径的级配搭配设计，可以达到固定、密封的目的，通过调配基础油和固体润滑剂的用量，一方面可以使螺纹与处理部位上形成一层连续保护膜，防止部件表面擦伤、腐蚀及卡死，使设备便于拆卸，另外一方面，石墨和氮化硼颗粒粒径的搭配以及和基础油用量的搭配研究，可以提高密封剂的耐高温性和耐高辐射性能，并且提高其抗腐蚀性能。

30、本发明提供的密封剂具有良好的化学稳定性，耐介质性能优异，可以抵抗几乎所有有机和无机流体的腐蚀，抗化学腐蚀性能优异。

31、本发明的密封剂杂质元素少，可以有效防止化学腐蚀和应力腐蚀，产品中的卤素元素、重金属元素、硫等有害元素的含量水平满足核电要求。

技术特征：

1.一种抗辐射耐高温螺纹密封剂，其特征在于，密封剂包括如下质量份的各组分：

2.权利要求1所述的一种抗辐射耐高温螺纹密封剂，其特征在于，所述基础油为芳烃类基础油，优选为烷基萘、聚苯醚、重烷基苯、烷基联苯中的一种或多种。

3.权利要求1所述的一种抗辐射耐高温螺纹密封剂，其特征在于，所述基础油的质量份优选为30-60份，进一步优选为40-50份。

4.权利要求1所述的一种抗辐射耐高温螺纹密封剂，其特征在于，所述高分子烷烃为石蜡、地蜡、凡士林、微晶蜡中的至少一种，所述高分子烷烃的用量为5-25份，进一步优选为15-25份。

5.权利要求1-4任一所述的一种抗辐射耐高温螺纹密封剂，其特征在于，所述固体润滑剂为石墨、氮化硼中的至少一种，优选为石墨和氮化硼。

6.权利要求5所述的一种抗辐射耐高温螺纹密封剂，其特征在于，石墨颗粒尺寸为10-300μm；氮化硼颗粒尺寸为5-100μm；优选的，石墨颗粒尺寸为50-300μm，氮化硼颗粒尺寸为5-50μm；进一步优选的，石墨颗粒尺寸为60-200μm，氮化硼颗粒尺寸为5-30μm。

7.权利要求5-6任一所述的一种抗辐射耐高温螺纹密封剂，其特征在于，石墨和氮化硼的质量含量比为3-10:1，优选为5-8:1；石墨和氮化硼的颗粒尺寸比为2-12:1；优选为4-8:1。

8.权利要求1-7任一所述的一种抗辐射耐高温螺纹密封剂，其特征在于，所述填料为玻璃纤维颗粒、硅藻土、白炭黑中的至少一种，填料颗粒的尺寸为10-150μm，优选为20-120μm，进一步优选为50-100μm。

9.一种权利要求1-8任一所述的抗辐射耐高温螺纹密封剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

10.权利要求9所述的制备方法，其特征在于，上述所有制备步骤中搅拌速度不低于800rpm，且所述步骤3)的搅拌速度高于步骤1)和步骤2)的搅拌速度。

技术总结
本发明提供一种抗辐射耐高温螺纹密封剂及其制备方法，该密封剂包括如下质量份的各组分，基础油:30‑60份，长链大分子烷烃:5‑30份，固体润滑剂:20‑60份，胶粘剂:0.01‑0.5份，分散剂：0.01‑1份，填料：1‑5份，抗氧剂:0.01‑0.5份，密封剂的使用温度为‑29‑635℃，对γ射线的耐辐照性能为≧1.5×107Gy辐照剂量，应用于核辐射与高温高压(635℃和16MPa)条件下的小直径、紧公差螺纹紧固件的密封，同时具备良好的润滑性，密封部件也很容易拆卸。

技术研发人员：黄长江,李荣博,毛俊,刘晓强,王志民,陈煜,石秀强,唐东平,鲍一晨,孟凡江
受保护的技术使用者：重庆常升里科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15