РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
|
(19)
|
RU
|
(11)
|
2436818
|
(13)
|
C1
|
|
(51) МПК
C08L81/04 (2006.01)
C09K3/10 (2006.01)
|
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
|
|
(21), (22) Заявка: 2010126846/05, 01.07.2010
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
01.07.2010
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 01.07.2010
(45) Опубликовано: 20.12.2011
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2327721 C1, 27.06.2008. RU 2372370 C1, 10.11.2009. RU 1695669 C, 10.05.1995. RU 2326910 C1, 20.06.2008.
Адрес для переписки:
105005, Москва, ул. Радио, 17, ФГУП "ВИАМ"
|
(72) Автор(ы):
Каблов Евгений Николаевич (RU),
Зайцева Елена Ивановна (RU),
Смирнов Денис Николаевич (RU),
Евсеева Вера Анатольевна (RU),
Самсонова Наталья Викторовна (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)
|
(54) ГЕРМЕТИЗИРУЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области герметизирующих материалов на основе полисульфидных олигомеров, которые могут быть использованы для герметизации приборов, клепочных, сварных и болтовых соединений элементов конструкций летательных аппаратов в авиакосмической технике, в автомобиле и судостроении и в других отраслях народного хозяйства. Герметизирующая композиция содержит полисульфидный олигомер, минеральный наполнитель - диоксид титана, оксид хрома, химически осажденный мел, адгезионную добавку - фенолоформальдегидную смолу и эпоксидную смолу - смесь высокомолекулярной эпоксидной смолы и диановой эпоксидной смолы, модифицированной тиоколом, сшивающий агент - водный раствор бихромата натрия, фенил- -нафтиламин и  -аминопропилтриэтоксисилан. Герметизирующая композиция может дополнительно содержать антисептическую добавку в количестве 1-4 мас.ч. Технический результат - создание герметизирующей композиции с увеличенной жизнеспособностью, повышенной адгезией к полимерным конструкционным материалам (ПКМ) и металлу, грибостойкостью при сохранении прочности при растяжении на уровне прототипа. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к области герметизирующих материалов на основе полисульфидных олигомеров, которые могут быть использованы для герметизации приборов, клепочных, сварных и болтовых соединений элементов конструкций летательных аппаратов в авиакосмической технике, в автомобиле и судостроении и в других отраслях народного хозяйства.
Известен герметик на основе полисульфидного олигомера, включающий мел гидрофобизированный, пластификатор, диоксид марганца, технический углерод П-803 и ускоритель 2,4,6-трис-(диметиламинометил)-фенол (патент РФ  2326914).
Недостатками известного герметика являются отсутствие адгезии к полимерным композиционным материалам, низкая адгезия к металлам, низкое время жизнеспособности, высокое водопоглощение.
Известны герметизирующие композиции на основе полисульфидного олигомера, включающие наполнители, вулканизующие агенты, адгезионные добавки, катализаторы и другие целевые добавки (авт. свид. СССР 1054397, патенты РФ 1695669, 2270226).
Недостатками известных герметизирующих композиций являются отсутствие адгезии к полимерным композиционным материалам (ПКМ), невысокая адгезия к металлам, низкое время жизнеспособности (2-7 ч), что затрудняет герметизацию длинномерных конструкций.
Наиболее близкой к заявляемой композиции, принятой за прототип, является герметизирующая композиция с повышенными адгезионными свойствами на основе полисульфидного олигомера, включающая, мас.ч.:
Полисульфидный олигомер
|
100
|
Диоксид марганца
|
9-15
|
Мел гидрофобизированный
|
40-50
|
Пластификатор
|
30-60
|
2,4,6-трис-(диметиламинометил)-фенол
|
0,2-0,6
|
Силилированный амин
|
0,2-0,6
|
(патент РФ 2327721).
Недостатками известного герметика является низкая адгезия к полимерным композиционным материалам, невысокая адгезия к металлам, пониженная жизнеспособность.
Технической задачей заявляемого изобретения является создание герметизирующей композиции с увеличенной жизнеспособностью, повышенной адгезией к ПКМ и металлу, грибостойкостью при сохранении прочности при растяжении на уровне прототипа.
Для решения поставленной технической задачи предложена герметизирующая композиция, включающая полисульфидный олигомер, минеральный наполнитель, адгезионную добавку и сшивающий агент, отличающаяся тем, что в качестве адгезионной добавки она содержит фенолоформальдегидную и эпоксидную смолы, в качестве сшивающего агента - водный раствор бихромата натрия и дополнительно содержит фенил- -нафтиламин и -аминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Полисульфидный олигомер
|
100
|
Минеральный наполнитель
|
63-105
|
Фенолоформальдегидная смола
|
5-12
|
Эпоксидная смола
|
10-75
|
Водный раствор бихромата натрия
|
32-78
|
Фенил- -нафтиламин
|
1-3
|
-Аминопропилтриэтоксисилан
|
1-4
|
В качестве минерального наполнителя герметизирующая композиция содержит диоксид титана, оксид хрома и химически осажденный мел.
В качестве эпоксидной смолы герметизирующая композиция содержит смесь высокомолекулярной эпоксидной смолы и диановой эпоксидной смолы, модифицированной тиоколом.
С целью повышения грибостойкости герметизирующая композиция дополнительно содержит антисептическую добавку в количестве 1-4 мас.ч.
Установлено, что введение в герметизирующую композицию эпоксидной смолы позволяют повысить адгезионную прочность за счет образования как взаимопроникающих сеток между самостоятельно отверждающейся смолой и полисульфидным олигомером, так и за счет образования блоксополимера (химическое взаимодействие эпоксидной смолы и тиокола). Фенолоформальдегидная смола в составе композиции при совместной вулканизации с полисульфидным олигомером позволяет дополнительно повысить адгезию путем образования гибких моносульфидных мостиков. Введение минеральных наполнителей, таких, как диоксид титана, оксид хрома и химически осажденный мел, позволяет повысить прочность герметика. Применение в качестве сшивающего (вулканизующего) агента раствора бихромата натрия позволяет повысить плотность химических цепей, повысить эффективность химического сшивания и, таким образом, также повысить прочность герметика. А повышенная адгезионная прочность к ПКМ обеспечивается введением в состав композиции -аминопропилтриэтоксисилана в сочетании с фенил- -нафтиламином.
В качестве полисульфидного олигомера могут быть использованы тиоколы марок I, II или НВБ-2 по ТУ 38.50309-93.
В качестве минерального наполнителя в заявляемом изобретении могут быть использованы различные наполнители и их сочетания, но наилучший технический результат достигается при использовании диоксида титана (ТУ 6-10-1251-86), оксида хрома (ГОСТ 2912-70) и химически осажденного мела (ТУ 574314-002-2956580-95).
В качестве высокомолекулярной эпоксидной смолы наиболее предпочтительно использовать смолу Э-40 (ТУ 2225-154-05011907-97), в качестве диановой смолы, модифицированной тиоколом - смолу марки К-153 (ТУ 2225-598-11131395-01).
В качестве фенолоформальдегидной смолы могут быть использованы новолачные смолы марок СФ-010А, СФ-014 или резольные марок СФ-340, СФ-342 и др. по ГОСТ 18694.
В заявляемом изобретении также используются фенил- -нафтиламин (ТУ 6-14-202-67) и -аминопропилтриэтоксисилан (ТУ 6-02-724-73).
В качестве антисептической добавки наиболее предпочтительно использовать производные имидоазолина, например, марки «Комбатекс».
Примеры осуществления
Пример 1.
Согласно изобретению готовят вулканизующую пасту, для чего к 44 мас.ч. эпоксидной смолы Э-40 добавляют 11 мас.ч. эпоксидной смолы К-153, после чего вводят фенил- -нафтиламин в количестве 2 мас.ч. и -аминопропилтриэтоксисилан в количестве 2 мас.ч. Затем в получившуюся смесь постепенно вводят 78 мас.ч. водного раствора бихромата натрия и 19 мас.ч. оксида хрома, постоянно помешивая до получения однородной композиции.
Затем готовят герметизирующую пасту путем смешения 100 мас.ч. полисульфидного олигомера - тиокола II марки, 12 мас.ч. диоксида титана, 38 мас.ч химически осажденного мела, 7,5 мас.ч. фенолоформальдегидной смолы СФ-010А и 10 мас.ч. оксида хрома, после чего смешивают получившиеся герметизирующую и вулканизующую пасту.
Примеры 2 и 3 готовят аналогично примеру 1, соотношение компонентов приведено в таблице 1.
Таблица 1
|
Наименование компонентов
|
Состав по примерам, мас.ч.
|
Прототип
|
1
|
2
|
3
|
Полисульфидный олигомер
|
100
|
100
|
100
|
100
|
Мел гидрофобизированный
|
-
|
-
|
-
|
45
|
Мел химически осажденный
|
38
|
28
|
45
|
-
|
Диоксид титана
|
12
|
5
|
15
|
-
|
Оксид хрома
|
29
|
30
|
45
|
-
|
Диоксид марганца
|
-
|
-
|
-
|
10
|
Водный раствор бихромата натрия
|
78
|
32
|
75
|
-
|
Эпоксидная смола Э-40
|
44
|
40
|
75
|
-
|
Эпоксидная смола К-153
|
11
|
10
|
20
|
-
|
Фенолоформальдегидная смола СФ-010А
|
7,5
|
-
|
12
|
-
|
Фенолоформальдегидная смола СФ-014
|
-
|
5
|
-
|
-
|
Фенил- -нафтиламин
|
2
|
1
|
3
|
-
|
-Аминопропилтриэтоксисилан
|
2
|
1
|
4
|
-
|
Пластификатор
|
-
|
-
|
-
|
40
|
Силилированный амин
|
-
|
-
|
-
|
0,4
|
2,4,6-трис-(диметиламинометил)-фенол
|
-
|
-
|
-
|
4
|
Антисептическая добавка
|
-
|
1
|
4
|
-
|
Таблица 2
|
|
|
|
Наименование свойств
|
Примеры по изобретению
|
Прототип
|
1
|
2
|
3
|
Жизнеспособность, мин
|
600
|
600
|
540
|
140
|
Твердость по Шору А, усл.ед.
|
50
|
55
|
52
|
63
|
Условная прочность при растяжении, МПа
|
2,60
|
2,62
|
2,61
|
2,59
|
Адгезия к сплаву Д-16, МПа
|
4,74
|
4,50
|
4,60
|
2,1
|
Адгезия к ПКМ, МПа
|
4,74
|
4,72
|
4,36
|
1,3
|
Водопоглощение при 23±2°С через 120 сут, мас.%
|
6
|
4
|
5
|
16,7
|
Грибостойкость, балл
|
2
|
1
|
1
|
4
|
Относительная остаточная деформация после разрыва, %
|
4
|
4
|
4
|
6
|
Изобретение не ограничивается приведенными примерами.
Как видно из таблицы 2, заявляемая герметизирующая композиция по сравнению с прототипом обладает повышенной в среднем в 2-3,5 раза адгезией как к металлам, так и к ПКМ, а также имеет увеличенную в 3,5-4 раза жизнеспособность. Сниженное водопоглощение (в 2-2,5 раза), улучшенная грибостойкость при сохранении на высоком уровне физико-механических свойств, а также сниженная усадка (сниженное на 30% остаточное удлинение) вулканизатов позволяют говорить о более качественном материале.
Применение заявляемой герметизирующей композиции светлого цвета позволит:
- повысить надежность уплотнительных покрытий кессон-баков путем обеспечения визуального контроля качества нанесения герметиков на ПКМ;
- обеспечить снижение возникающих в эксплуатации термоупругих напряжений в остеклении летательных аппаратов;
- проводить герметизацию длинномерных конструкций летательных аппаратов;
применять загерметизированные изделия во влажном тропическом климате.
Формула изобретения
1. Герметизирующая композиция, включающая полисульфидный олигомер, минеральный наполнитель, адгезионную добавку и сшивающий агент, отличающаяся тем, что в качестве адгезионной добавки она содержит фенолоформальдегидную и эпоксидную смолы, в качестве сшивающего агента - водный раствор бихромата натрия и дополнительно содержит фенил- -нафтиламин и -аминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Полисульфидный олигомер
|
100
|
Минеральный наполнитель
|
63-105
|
Фенолоформальдегидная смола
|
5-12
|
Эпоксидная смола
|
10-75
|
Водный раствор бихромата натрия
|
32-78
|
фенил- -нафтиламин
|
1-3
|
-аминопропилтриэтоксисилан
|
1-4
|
2. Герметизирующая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве минерального наполнителя она содержит диоксид титана, оксид хрома и химически осажденный мел.
3. Герметизирующая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве эпоксидной смолы она содержит смесь высокомолекулярной эпоксидной смолы и диановой эпоксидной смолы, модифицированной тиоколом.
4. Герметизирующая композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит антисептическую добавку в количестве 1-4 мас.ч.
|
|
|
|
| |
