герметизирующая композиция
Классы МПК: | C09K3/10 для герметизации или уплотнения соединений или крышек C08L83/04 полисилоксаны |
Автор(ы): | Каблов Евгений Николаевич (RU), Донской Александр Александрович (RU), Баритко Наталия Васильевна (RU), Большаков Николай Игоревич (RU), Елисеев Олег Александрович (RU), Григорян Галина Викторовна (RU), Савченко Владлен Михайлович (RU), Андреев Борис Михайлович (RU), Каганова Елена Витальевна (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2004-11-29 публикация патента:
27.12.2006 |
Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, а именно к герметикам, применяемым в авиационной промышленности для герметизации агрегатов самолетных конструкций: штепсельных разъемов, топливных отсеков, датчиков, гермовводов и т.д., эксплуатирующихся в широком интервале температур от -60 до 280°С. Герметизирующую композицию готовят перемешиванием фторсилоксанового каучука, минерального наполнителя, структурирующего агента - смеси метилметоксисилоксанового олигомера и тетраэтоксисилана и ускорителя вулканизации - октоата олова. В качестве фторсилоксанового каучука она содержит низкомолекулярный полифенилсилсесквиоксановый блоксополимер, состоящий из 92-97 мол.% звеньев лестничного лестосила и 3-8 мол.% метил- -трифторпропилсилоксановых звеньев. Компоненты взяты в следующем соотношении, мас.ч: указанный фторсилоксановый каучук - 100, минеральный наполнитель - 60-250, структурирующий агент - 2,5-7,0, октоат олова - 0,5-1,5. Соотношение метилметоксисилоксанового олигомера и тетраэтоксисилана в смеси составляет 1:(0,5-1,5). В качестве минерального наполнителя используют диоксид титана, оксид цинка или диоксид кремния. Техническим результатом изобретения является повышение топливостойкости, теплостойкости и сохранение работоспособности при температурах от -60 до 280°С на известном уровне. Применение предлагаемого герметика позволяет повысить надежность и ресурс топливных отсеков и других агрегатов самолетов нового поколения. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Формула изобретения
1. Герметизирующая композиция, содержащая фторсилоксановый каучук, минеральный наполнитель, структурирующий агент и ускоритель вулканизации, отличающаяся тем, что в качестве фторсилоксанового каучука она содержит низкомолекулярный полифенилсилсесквиоксановый блоксополимер, состоящий из 92-97 мол.% звеньев лестничного лестосила и 3-8 мол.% метил- -трифторпропилсилоксановых звеньев, в качестве структурирующего агента - смесь метилметоксисилоксанового олигомера и тетраэтоксисилана, а в качестве ускорителя вулканизации - октоат олова при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
Фторсилоксановый каучук | 100 |
Минеральный наполнитель | 60-250 |
Структурирующий агент | 2,5-7,0 |
Октоат олова | 0,5-1,5 |
2. Герметизирующая композиция по п.1, отличающаяся тем, что структурирующий агент состоит из смеси метилметоксисилоксанового олигомера и тетраэтоксисилана, взятых в соотношении 1:(0,5-1,5).
3. Герметизирующая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве минерального наполнителя она содержит диоксид титана, оксид цинка или диоксид кремния.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, а именно к герметикам, применяемым в авиационной промышленности для герметизации агрегатов самолетных конструкций (штепсельных разъемов, топливных отсеков, датчиков, гермовводов и т.д.), эксплуатирующихся в широком интервале температур от -60 до 280°С.
Известна герметизирующая композиция, содержащая фторсилоксановый каучук с м.в. 20000, полиоксибутиленуретандиэпоксид, отвердитель, этилсиликат и октоат олова (авт. св. СССР №979481).
Данная композиция обладает достаточно высокой эластичностью, морозостойкостью, маслостойкостью, но не обладает работоспособностью в интервале температур от -60 до 280°С, что ограничивает ее применение.
Известен теплотопливостойкий герметик холодной вулканизации на основе фторсилоксанового полимера, имеющий следующий состав, мас.ч.:
Фторсилоксановый каучук | |
полидиметилметилтрифторпропилсилоксан-СКТНФТ-50 | 100 |
наполнитель - диоксид титана | 50-150 |
Вулканизующий агент, состоящий | |
из структурирующего агента и | |
ускорителя вулканизации | 0,5-8,0 |
Вулканизующий агент состоит из смеси структурирующего агента - гидридполисилоксановой жидкости ГКЖ-94 и ускорителя вулканизации - диэтилдикаприлата олова или дибутилдилаурината олова (авт. св. СССР №473732).
Этот герметик, применяемый для герметизации топливных отсеков самолетов, отличается пастообразной консистенцией без применения растворителей и способностью вулканизоваться при комнатной температуре. Недостатком этого герметика является недостаточно высокая топливостойкость, тепло- и термостойкость.
Наиболее близкой по составу и назначению к заявляемому изобретению, принятой за прототип, является герметизирующая композиция, содержащая фторсилоксановый каучук, минеральный наполнитель и вулканизующий агент, представляющий собой смесь структурирующего агента и ускорителя вулканизации - диэтилдикаприлата олова, в которой в качестве фторсилоксанового каучука использован низкомолекулярный сополимер, состоящий из диметилсилоксановых и метилгексафторпропеновых звеньев с содержанием последних не менее 33 мол.%, в качестве структурирующего агента - метилметоксисилоксановый олигомер или тетраэтоксисилан, при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
фторсилоксановый каучук | 100 |
минеральный наполнитель | 60-300 |
вулканизующий агент | 10-20 |
Структурирующий агент и ускоритель вулканизации взяты в соотношении 1:(0,1-1), а в качестве минерального наполнителя композиция содержит диоксид титана, оксид цинка или диоксид кремния (патент РФ №2223296).
Недостатком герметизирующей композиции-прототипа является недостаточная тепло- и топливостойкость в изделиях нового поколения.
Технической задачей данного изобретения является создание теплотопливостойкой герметизирующей композиции, которая обладает более высокой топливостойкостью, теплостойкостью и работоспособностью при температурах от -60 до 280°С на уровне прототипа.
Для решения поставленной задачи предложена герметизирующая композиция, содержащая фторсилоксановый каучук, минеральный наполнитель, структурирующий агент и ускоритель вулканизации, отличающаяся тем, что в качестве фторсилоксанового каучука она содержит низкомолекулярный полифенилсилсесквиоксановый блоксополимер, состоящий из 92-97 мол.% звеньев лестничного лестосила и 3-8 мол.% метил- -трифторпропилсилоксановых звеньев, в качестве структурирующего агента - смесь метилметоксисилоксанового олигомера и тетраэтоксисилана, а в качестве ускорителя вулканизации - октоат олова при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
указанный фторсилоксановый каучук | 100 |
минеральный наполнитель | 60-250 |
структурирующий агент | 2,5-7,0 |
октоат олова | 0,5-1,5 |
Соотношение метилметоксисилоксанового олигомера и тетраэтоксисилана в смеси составляет 1:(0,5-1,5).
В качестве минерального наполнителя используют диоксид титана, оксид цинка или диоксид кремния.
В качестве фторсилоксанового каучука используют каучук низкомолекулярный фторсилоксановый СКТНФТ-100-лест по ТУ 2294-097-00151963-2003 с динамической вязкостью при 20°С не более 50 Па·с.
Авторами установлено, что использование в качестве фторсилоксанового каучука низкомолекулярного полифенилсилсесквиоксанового блоксополимера, состоящего из заявленного количества звеньев лестничного лестосила и метил- -трифторпропилсилоксановых звеньев, а также использование в качестве структурирующего агента смеси метилметоксисилоксанового олигомера и тетраэтоксисилана в соотношении 1:(0,5-1,5) совместно с ускорителем вулканизации - октоатом олова - позволяет увеличить тепло- и топливостойкость герметизирующей композиции при сохранении температурного интервала работоспособности композиции на уровне прототипа. Изменение процентного соотношения указанных звеньев в блоксополимере не приводит к достижению указанного технического результата.
Соотношение метилметоксисилоксанового олигомера и тетраэтоксисилана в смеси может быть различным, но наилучший технический результат достигается при соотношении 1:(0,5-1,5).
Примеры осуществления изобретения.
Пример 1.
Предлагаемую герметизирующую композицию готовили следующим образом: к 100 мас.ч. фторсилоксанового каучука, состоящего из 92 мол.% звеньев лестничного лестосила и 8 мол.% метил- -трифторпропилсилоксановых звеньев, при постоянном перемешивании добавляли при комнатной температуре минеральный наполнитель - оксид цинка (ГОСТ 202-84) в количестве 60 мас.ч., структурирующий агент, состоящий из смеси метилметоксисилоксанового олигомера (ТУ 6-02-850-74) и тетраэтоксисилана (ТУ 6-02-641-76), взятых в соотношении 1:1, в количестве 7 мас.ч. и ускоритель вулканизации - октоат олова (ТУ-6-02-539-75) в количестве 0,9 мас.ч.
Пример 2.
Использовали фторсилоксановый каучук, состоящий из 95 мол.% звеньев лестничного лестосила и 5 мол.% метил- -трифторпропилсилоксановых звеньев в количестве 100 мас.ч., в него при постоянном перемешивании добавляли при комнатной температуре минеральный наполнитель - диоксид титана (ТУ 6-10-1252-86) в количестве 150 мас.ч., а также структурирующий агент - смесь метилметоксисилоксанового олигомера и тетраэтоксисилана, взятых в соотношении 1:1,5, в количестве 5 мас.ч. и ускоритель вулканизации - октоат олова в количестве 1,5 мас.ч.
Пример 3.
Использовали фторсилоксановый каучук, состоящий из 97 мол.% звеньев лестничного лестосила и 3 мол.% метил- -трифторпропилсилоксановых звеньев в количестве 100 мас.ч., в него при постоянном перемешивании добавляли при комнатной температуре минеральный наполнитель - диоксид кремния (ТУ 6-18-184-87) в количестве 250 мас.ч., ускоритель вулканизации - смесь метилметоксисилоксанового олигомера и тетраэтоксисилана, взятых в соотношении 1:0,5, в количестве 2,5 мас.ч. и ускоритель вулканизации - октоат олова в количестве 0,5 мас.ч.
Пример 4 - прототип.
К 100 мас.ч. фторсилоксанового каучука - низкомолекулярного сополимера, состоящего из диметилсилоксановых и метилгексафторпропеновых звеньев с содержанием последних не менее 33 мол.%, в него при постоянном перемешивании при комнатной температуре добавляли двуокись титана «ТС» (ТУ -6-10-1252-86) в количестве 150 мас.ч., также структурирующий агент - метилметоксисилоксановый олигомер в количестве 10 мас.ч. и ускоритель вулканизации - диэтилдикаприлат олова (ТУ 6-02-953-74) в количестве 4,0 мас.ч.
Свойства данных герметиков приведены в таблице, где 1-3 - примеры предлагаемого герметика, 4 - пример-прототип.
Таблица. | ||||||
№ | Предел прочности при разрыве, кгс/см 2 | Относительное удлинение, % | Твердость по ТИР, усл. ед. | Теплостойкость при 280°С | Набухание в топливе Т-1 | Работоспособность, С° |
1 | 23,1 | 140 | 58 | 280 ч | 0,6 | От -60 до 280°С |
2 | 22,8 | 150 | 60 | 300 ч | 1,0 | От -60 до 280°С |
3 | 25,7 | 130 | 65 | 320 ч | 0,8 | От -60 до 280°С |
4 | 23,0 | 120 | 62 | 60 ч | 1,13 | От -60 до 280°С |
Из приведенных в таблице данных видно, что предлагаемый герметик обладает физико-механическими свойствами на уровне прототипа и в то же время большей топливостойкостью (набухание в топливе в 1,4 раза ниже) и более высокой теплостойкостью (ресурс работы герметика при 280°С в 5 раз больше), сохраняя при этом температурный интервал работоспособности на уровне прототипа.
Таким образом, применение предлагаемого герметика позволяет повысить надежность и ресурс топливных отсеков и других агрегатов самолетов нового поколения.
Класс C09K3/10 для герметизации или уплотнения соединений или крышек