一种水下弹性密封复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种水下密封复合材料及其制备方法与应用，属于海下密封材料技术领域。为了研制一种能在水下固化的耐磨性能好的密封材料，解决海下操作存在的技术难题。本发明专利技术提供一种水下弹性密封复合材料，所述水下弹性密封复合材料由以摩尔份数计，由以下成分组成：100份橡胶粉、10

【技术实现步骤摘要】
一种水下弹性密封复合材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于海下密封材料
，具体涉及一种水下弹性密封复合材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]水下密封多采用弹性较好的橡胶材料，但是海水环境会加速橡胶密封件的老化。耐磨性能的增加可以提高橡胶材料的使用寿命。随着海洋石油科技的不断发展，许多处于海洋环境的工程结构钻探开采设备钻井平台、海底输油管道、海上油气贮罐等，由于常年浸泡在海水中，长时间的使用以及施工不规范，使得结构原有的外防水层遭受破坏。在对这些结构进行维修时，由于难以移至陆地上来维修，只能进行原位修复，这就迫切需要一种能在水下固化并粘接的密封材料，特别是对于海底输油用的柔性立管在使用过程中，其外防水层(PA材质)会产生磨损，这种损伤会导致海水灌入中间铠装层，并引起腐蚀使得柔性立管失效，进而造成海上安全生产事故，需要研制一种能在水下固化的高弹性、高粘接性的动态密封材料。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了研制一种能在水下固化的耐磨性能好的密封材料，解决海下操作存在的技术难题。
[0004]本专利技术提供一种水下弹性密封复合材料，所述水下密封复合材料由以摩尔份数计，由以下成分组成：100份橡胶粉、10
‑
20份Ti3AlC2(碳化钛铝)、10
‑
20份石墨粉。
[0005]进一步地限定，所述水下密封复合材料由以摩尔份分数计，由以下成分组成：100份橡胶粉、10份Ti3AlC2、10份石墨粉。
[0006]进一步地限定，所述水下密封复合材料由以摩尔份分数计，由以下成分组成：100份橡胶粉、15份Ti3AlC2、15份石墨粉。
[0007]进一步地限定，橡胶粉、Ti3AlC2和石墨粉的摩尔比为(5
‑
20):(1
‑
3):(1
‑
3)。
[0008]本专利技术提供上述的水下密封复合材料的制备方法，所述制备方法的步骤如下：
[0009]步骤1：将100份橡胶粉与10
‑
20份Ti3AlC2、10
‑
20份石墨粉混合；
[0010]步骤2：将步骤1中获得的混合粉放入加热炉中，然后加压处理，然后进行硫化，室温
‑
100℃的升温速度为5℃/min，100
‑
160℃的升温速度为15℃/min，硫化时在150℃保温60分钟，再在100℃保温30分钟后，随炉冷却到室温，即得复合材料。
[0011]进一步地限定，步骤2在真空环境下进行。
[0012]进一步地限定，步骤2在氩气填充的环境下进行。
[0013]进一步地限定，步骤1中装入粉末的体积约为混料机容器的1/3倍。
[0014]进一步地限定，步骤2中的加压处理为4
‑
5MPa。
[0015]本专利技术提供给上述的水下弹性密封复合材料用于海洋环境钻探开采设备钻井平台、海底输油管道和海上油气贮罐。
[0016]有益效果：在橡胶材料中加入Ti3AlC2和石墨粉，加工后获得的复合材料，使得获得的复合材料的硬度、钢铁的滑动摩擦系数增加，以及磨耗体积下降，可以达到一个耐磨和耐腐蚀的效果，为海下作业选择密封件提供巨大的空间。
具体实施方式
[0017]本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
[0018]实施例1：一种水下密封复合材料
[0019]一、复合材料的组成：100份橡胶粉、15份Ti3AlC2、15份石墨粉。
[0020]二、制备方法如下：
[0021]1.将100份橡胶粉烘干后，与15份Ti3AlC2、15份石墨粉混合，装入粉末的体积约为混料机容器的1/3倍；
[0022]2.将预制坯料随同钢质模具放入硫化炉中，然后充氩气保护，进行预加4.5MPa压力处理，随后升温硫化；
[0023]3.硫化步骤为：室温(27℃)至100℃的升温速度为5℃/min，100℃至160℃的升温速度为15℃/min，烧结时在150℃保温60分钟，再在100℃保温30分钟后，随炉冷却到室温，即得橡胶复合材料。
[0024]实施例2：一种水下密封复合材料
[0025]一、复合材料的组成：由100份橡胶粉、10份Ti3AlC2、10份石墨粉混合组成。
[0026]二、制备方法如下：1.将100份橡胶粉烘干后，与10份Ti3AlC2、10份石墨粉混合，装入粉末的体积约为混料机容器的1/3倍；
[0027]2.将预制坯料随同钢质模具放入硫化炉中，然后充氩气保护，进行预加4.5MPa压力处理，随后升温硫化；
[0028]3.硫化步骤为：室温(27℃)至100℃的升温速度为5℃/min，100℃至160℃的升温速度为15℃/min，烧结时在150℃保温60分钟，再在100℃保温30分钟后，随炉冷却到室温，即得橡胶复合材料。
[0029]实施例3：一种水下密封复合材料
[0030]一、复合材料的组成：100份橡胶粉、20份Ti3AlC2、20份石墨粉混合组成。
[0031]二、制备方法如下：1.将100份橡胶粉烘干后，与20份Ti3AlC2、20份石墨粉混合，装入粉末的体积约为混料机容器的1/3倍；
[0032]2.将预制坯料随同钢质模具放入硫化炉中，然后充氩气保护，进行预加4.5MPa压力处理，随后升温硫化；
[0033]3.硫化步骤为：室温(27℃)至100℃的升温速度为5℃/min，100℃至160℃的升温速度为15℃/min，烧结时在150℃保温60分钟，再在100℃保温30分钟后，随炉冷却到室温，即得橡胶复合材料。
[0034]实施例4：一种水下密封复合材料
[0035]一、复合材料的组成：复合材料的组成：100份橡胶粉、15份Ti3AlC2、15份石墨粉。
[0036]二、制备方法：
[0037]1.将100份橡胶粉烘干后，与15份Ti3AlC2、15份石墨粉混合，装入粉末的体积约为混料机容器的1/3倍；
[0038]2.将预制坯料随同钢质模具放入硫化炉中，然后充氩气保护，进行预加4MPa压力处理，随后升温硫化；
[0039]3.硫化步骤为：室温(27℃)至100℃的升温速度为5℃/min，100℃至160℃的升温速度为15℃/min，烧结时在150℃保温60分钟，再在100℃保温30分钟后，随炉冷却到室温，即得橡胶复合材料。
[0040]与实施例1不同的是预加压力为4MPa。
[0041]实施例5：一种水下密封复合材料
[0042]一、复合材料的组成：复合材料的组成：100份橡胶粉、15份Ti3AlC2、15份石墨粉。
[0043]二、制备方法：
[0044]1.将100份橡胶粉烘干后，与15份Ti3AlC2、15份石墨粉混合，装入粉末的体积约为混料机容器的1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下密封复合材料，其特征在于，所述水下弹性密封复合材料由以摩尔份数计，由以下成分组成：100份橡胶粉、10
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20份Ti3AlC2、10
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20份石墨粉。2.根据权利要求1所述的水下密封复合材料，其特征在于，所述水下弹性密封复合材料由以摩尔份分数计，由以下成分组成：100份橡胶粉、10份Ti3AlC2、10份石墨粉。3.根据权利要求1所述的水下密封复合材料，其特征在于，所述水下弹性密封复合材料由以摩尔份分数计，由以下成分组成：100份橡胶粉、15份Ti3AlC2、15份石墨粉。4.根据权利要求1所述的水下密封复合材料，其特征在于，橡胶粉、Ti3AlC2和石墨粉的摩尔比为(5
‑
20):(1
‑
3):(1
‑
3)。5.权利要求1
‑
4任一项所述的水下密封复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法的步骤如下：步骤1：将100份橡胶粉与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，张霖，张时佳，刘学涛，杨楠，王俊琦，孙金伟，韩丽，胡莎莎，孙玉青，江城，窦树霞，王道广，高洋，刘振国，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司采油服务分公司，
类型：发明
国别省市：