本发明属于油气储运技术领域。具体涉及一种输油管道油气隔离材料及其制备方法。
背景技术
目前大多数石油运输管道均长埋于地下，随着石油行业的发展，中国的输油管道产业发展迅速，而且多条长输油管道也成功建设，输油管道的改造和维修动火作业的次数也大幅增加，这也在很大程度上提高了动火作业的危险性。当石油运输管道某一部位大面积腐蚀穿孔发生油气泄露时非常危险，通常需要更换部分管道，在进行管道封堵抢险的时候，若动火点远离阀门，为了最大限度地减少油气泄漏，常采用管道内局部高、低压封堵技术，截断油气流，把带油动火变成无油动火。但高低压封堵点离更换管道部位有一段距离，这段距离管壁上残留的石蜡、石油等会产生油气，一旦焊接会产生燃烧或爆炸，这是极其危险的。为了避免发生此类安全事故，最为重要的措施就是将油气与施工场所进行有效的隔离，将油气与明火之间充分的隔离开来，这样油气也不会发生膨胀或燃爆，进而避免了在施工的过程中出现安全事故。在进行输油管道动火作业中最主要采用黄油墙隔离法对管道进行油气隔离。
黄油墙隔离法与黄泥墙隔离法相比密封性比较好，也不会对管道中的油气及其内部介质造成影响，但是黄油墙的耐压能力差，当遇到震动时，也会在墙面上出现大量的缝隙，造成油气的大量外溢，导致危险事故的发生，而且黄油墙的密封性能还有待提升。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种密封性能好、耐压能力更佳的输油管道油气隔离材料及其制备方法。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种输油管道油气隔离材料，其包括如下原料：油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂，所述油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂的质量比为1:0.8～2:0.5～2:0.4～2。
本发明的技术方案还提供了一种输油管道油气隔离材料的制备方法，包括如下步骤：
s1.按照油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂的质量比为1:0.8～2:0.5～2:0.4～2备料；
s2.将所述油溶性树脂加入所述有机溶剂中，在20～50℃下搅拌4～6h，得溶液a；向所述溶液a中加入所述润滑剂，在20～50℃下搅拌2～4h，得溶液b；再向所述溶液b中加入所述填料，在40～100℃下搅拌2～3h，得固体c；
s3.将所述固体c经过加热成型、脱模，即得成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明的输油管道油气隔离材料中的油溶性树脂为网状大分子物质，粘度高，会将有机溶剂、填料和润滑剂粘结在一起，填料可以填充到大分子物质的间隙中，改善隔离材料的力学性能，同时润滑剂具有较好的流动性，可以使油溶性树脂和填料更紧密的结合，提高了油气隔离材料的密封性；本发明的输油管道油气隔离材料主要由油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂按照一定的配比组成，不仅提高了其耐压强度，也使油气隔离材料的密封性能大大提高，可以有效增加油气隔离效果，提高动火作业的安全性。本发明提供的输油管道油气隔离材料的制备方法简单且安全。
具体实施方式
本实施例提供了一种输油管道油气隔离材料，其包括如下原料：油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂，且油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂的质量比为1:0.8～2:0.5～2:0.4～2。
油溶性树脂是指由低分子有机物质通过缩聚反应产生的，并能够溶于油的高分子物质。为了避免油溶性材料遇高温就软化，塌陷，并导致隔离材料产生孔隙，本发明选择软化点高于80℃的油溶性树脂，具体可以选择酚醛树脂、氢化萜烯树脂、松香改性酚醛树脂、醛酮树脂、c5石油树脂、c9石油树脂、萜烯树脂和松香中的至少一种；
有机溶剂是指可以溶解油溶性树脂的溶剂，具体可以为甲醇、乙醇、二氯甲烷、环己烷、丙酮、甲苯和煤油中的至少一种；
填料可以填充到大分子物质的空隙中，其不仅可以改善输油管道油气隔离材料的力学性能，增加硬度，还能避免在温度升高时油溶性树脂的收缩现象；可以选择滑石粉、硅粉、水滑石、膨润土、淀粉、活性炭和秸秆粉末中的至少一种；
润滑剂可以使油溶性树脂和填料具有更好的相容性，并使油溶性树脂和填料结合得更加紧密，可以选择黄油、丙三醇、液体石蜡和废机油中的至少一种。
本实施例还提供了一种输油管道油气隔离材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)备料：按照油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂的质量比为1:0.8～2:0.5～2:0.4～2备料；
(2)混料：将油溶性树脂溶于有机溶剂中，在温度为20～50℃时搅拌4～6h，得到溶液a；然后向溶液a中加入润滑剂，在温度为20～50℃时搅拌2～4h，得到粘稠状的溶液b；再向溶液b中加入填料，在温度为40～100℃时搅拌2～3h，搅拌混合均匀后得到粘稠状的固体c；
(3)固化成型：将步骤(2)中粘稠状的固体c注入模具中，将模具放入40～80℃的烘箱中加热固化成型，加热6～120h后从烘箱中取出模具，加热后的固体再经过脱模，即成品。
一般夏天气温高达30℃，而冬天气温低于10℃，气温相差比较大，对润滑剂的流动性会有一定的影响，当气温低于10℃时，润滑剂的流动性较差，为了使油溶性树脂和填料更紧密的结合，润滑剂的含量不低于33.3％；当气温高于30℃时，润滑剂加得太多不利于输油管道油气隔离材料成型，润滑剂的含量不高于25％。
模具的形状可以为长方形、圆柱形或球形，具体的形状和尺寸根据实际需要选择即可，对输油管道油气隔离材料的性能没有影响。
下面将结合具体实施例对本发明提供的输油管道油气隔离材料及其制备方法予以进一步说明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的实验材料如无特殊说明，均为市场购买得到。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
本实施例提供了一种输油管道油气隔离材料，其中油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂的质量比为1:0.8:1:0.5。
本实施例还提供了上述输油管道油气隔离材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)备料：称取100g醛酮树脂、80g乙醇、100g滑石粉和50g黄油；
(2)混料：将醛酮树脂溶于乙醇中，在25℃下搅拌5h，得到溶液a；然后向溶液a中加入黄油，在25℃下搅拌3h，得到粘稠状的溶液b；再向溶液b中加入滑石粉，在40℃下搅拌2h，得到粘稠状的固体c；
(3)固化成型：将步骤(2)中的固体c注入φ50mm×50mm的模具中，将模具放入40℃的烘箱中加热固化成型，加热48h后从烘箱中取出模具，加热后的固体再经过脱模，即成品。
实施例2：
本实施例提供了一种输油管道油气隔离材料，其中油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂的质量比为1:0.8:0.5:0.5。
本实施例还提供了上述输油管道油气隔离材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)备料：称取50g醛酮树脂、50g松香改性酚醛树脂、80g丙酮、50g滑石粉和50g黄油；
(2)混料：将醛酮树脂和松香改性酚醛树脂溶于丙酮中，在20℃下搅拌5h，得到溶液a；然后向溶液a中加入黄油，在20℃下搅拌4h，得到粘稠状的溶液b；再向溶液b中加入滑石粉，在80℃下搅拌3h，得到粘稠状的固体c；
(3)固化成型：将步骤(2)中的固体c注入φ50mm×50mm的模具中，将模具放入60℃的烘箱中加热固化成型，加热6h后从烘箱中取出模具，加热后的固体再经过脱模，即成品。
实施例3：
本实施例提供了一种输油管道油气隔离材料，其中油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂的质量比为1:0.8:1:0.4。
本实施例还提供了上述输油管道油气隔离材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)备料：称取50g松香改性酚醛树脂、50gc9石油树脂、80g煤油、100g滑石粉和40g黄油；
(2)混料：将松香改性酚醛树脂和c9石油树脂溶于煤油中，在40℃下搅拌6h，得到溶液a；然后向溶液a中加入黄油，在50℃下搅拌2h，得到粘稠状的溶液b；再向溶液b中加入滑石粉，在100℃下搅拌2h，得到粘稠状的固体c；
(3)固化成型：将步骤(2)中的固体c注入φ50mm×50mm的模具中，将模具放入50℃的烘箱中加热固化成型，加热120h后从烘箱中取出模具，加热后的固体再经过脱模，即成品。
实施例4：
本实施例提供了一种输油管道油气隔离材料，其中油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂的质量比为1:2:1:2。
本实施例还提供了上述输油管道油气隔离材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)备料：称取50g松香改性酚醛树脂、50gc9石油树脂、200g丙酮、100g滑石粉和200g黄油；
(2)混料：将松香改性酚醛树脂和c9石油树脂溶于丙酮中，在35℃下搅拌4h，得到溶液a；然后向溶液a中加入黄油，在30℃下搅拌2h，得到粘稠状的溶液b；再向溶液b中加入滑石粉，在60℃下搅拌3h，得到粘稠状的固体c；
(3)固化成型：将步骤(2)中的固体c注入φ50mm×50mm的模具中，将模具放入80℃的烘箱中加热固化成型，加热96h后从烘箱中取出模具，加热后的固体再经过脱模，即成品。
实施例5：
本实施例提供了一种输油管道油气隔离材料，其中油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂的质量比为1:0.8:2:2。
本实施例还提供了上述输油管道油气隔离材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)备料：称取50g醛酮树脂、50gc9石油树脂、80g乙醇、100g滑石粉、100g淀粉和200g黄油；
(2)混料：将醛酮树脂和c9石油树脂溶于乙醇中，在50℃下搅拌4h，得到溶液a；然后向溶液a中加入黄油，在35℃下搅拌3h，得到粘稠状的溶液b；再向溶液b中加入滑石粉和淀粉，在70℃下搅拌3h，得到粘稠状的固体c；
(3)固化成型：将步骤(2)中的固体c注入φ50mm×50mm的模具中，将模具放入75℃的烘箱中加热固化成型，加热72h后从烘箱中取出模具，加热后的固体再经过脱模，即成品。
实施例6：
本实施例提供了一种输油管道油气隔离材料，油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂的质量比和制备方法均与实施例1相同，区别在于，有机溶剂为丙酮。
实施例7：
本实施例提供了一种输油管道油气隔离材料，油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂的质量比和制备方法均与实施例1相同，区别在于，有机溶剂为煤油。
实施例8：
本实施例提供了一种输油管道油气隔离材料，油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂的质量比和制备方法均与实施例1相同，区别在于，油溶性树脂为氢化萜烯树脂。
实施例9：
本实施例提供了一种输油管道油气隔离材料，油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂的质量比和制备方法均与实施例1相同，区别在于，油溶性树脂为c9石油树脂。
实施例10：
本实施例提供了一种输油管道油气隔离材料，油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂的质量比和制备方法均与实施例1相同，区别在于，油溶性树脂为酚醛树脂，有机溶剂为煤油。
实施例11：
本实施例提供了一种输油管道油气隔离材料，油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂的质量比和制备方法均与实施例1相同，区别在于，油溶性树脂为醛酮树脂和c9石油树脂，且醛酮树脂和c9石油树脂的质量比为1：1。
实施例12：
本实施例提供了一种输油管道油气隔离材料，油溶性树脂、有机溶剂、填料和润滑剂的质量比和制备方法均与实施例1相同，区别在于，油溶性树脂为松香改性酚醛树脂和c9石油树脂，有机溶剂为煤油，且松香改性酚醛树脂和c9石油树脂的质量比为1：1。
比较例1：
本例提供了黄油墙作为输油管道油气隔离材料，其由滑石粉和黄油组成，且滑石粉和黄油的质量比为2：1，黄油墙的制备方法与实施例1中制备隔离材料的方法相同。本例中制备的输油管道油气隔离材料适宜在冬天使用。
比较例2：
本例提供了黄油墙作为输油管道油气隔离材料，其由滑石粉和黄油组成，且滑石粉和黄油的质量比为3：1，黄油墙的制备方法与实施例1中制备隔离材料的方法相同。本例中制备的输油管道油气隔离材料适宜在夏天使用。
测试实施例1～12、比较例1以及比较例2中制得的输油管道油气隔离材料的性能，具体采用以下方法测定：
(1)软化点采用如下方法测定：取10g油气隔离材料样品于100ml烧杯中，将烧杯置于油浴中，逐渐升高油浴温度，观察烧杯中的样品何时开始软化变稀，记录此时的温度，即油气隔离材料样品的软化点。
(2)12h油溶率采用如下方法测定：取10g油气隔离材料样品，加入50ml煤油，在50℃恒温水浴条件下搅拌12h，过滤、洗涤、烘干、称重，计算样品在煤油中的溶解分散率。
(3)耐压性能采用如下方法测定：在油气隔离材料样品固化成型时采用φ25mm×30mm的模具制作样品，然后在指针推拉力计上测试其破坏压力。
(4)密封性能采用如下方法测定：将油气隔离材料样品填充于尺寸为φ50mm×400mm的气体干燥管内，用压力为0.1mpa的氮气测定油气隔离材料样品的气密性和耐压时间。
实施例1～12、比较例1以及比较例2中制得的输油管道油气隔离材料的性能测定结果见表1。
表1不同输油管道油气隔离材料的性能参数
由于高低压封堵点离更换管道部位有一段距离，所以只要输油管道油气隔离材料的软化点高于80℃即可，由表1可以看出，实施例1～12中制得的输油管道油气隔离材料的软化点均高于80℃；另外，由表1可以看出实施例1～12中制得的输油管道油气隔离材料的耐压强度和密封性均优于对比例，且其中实施例3、实施例4和实施例12的密封性能更优，由此可知，当使用松香改性酚醛树脂和c9石油树脂作为油溶性树脂时，制得的输油管道油气隔离材料的密封性能更好。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。