способ изготовления уплотнительного материала

Формула изобретения

1. Способ изготовления уплотнительного материала, включающий нанесение полисульфидного герметика на армирующий элемент и вулканизацию полученного материала, отличающийся тем, что в герметик дополнительно вводят базальтовое штапельное волокно или целлюлозное волокно в количестве 15-30 мас.ч. на 100 мас.ч. герметика.

2. Способ изготовления уплотнительного материала по п.1, отличающийся тем, что нанесение герметика осуществляют в формах-ограничителях, регулирующих толщину слоя герметика.

3. Способ изготовления уплотнительного материала по п.1, отличающийся тем, что наносят по крайней мере два слоя герметика, при этом слои герметика могут иметь различную толщину.

4. Способ изготовления уплотнительного материала по п.1, отличающийся тем, что в качестве армирующего элемента используют ткани, выполненные из неорганических или полимерных волокон.

5. Способ изготовления уплотнительного материала по п.4, отличающийся тем, что в качестве армирующего элемента используют стеклоткань или кремнеземную ткань.

6. Способ изготовления уплотнительного материала по п.4, отличающийся тем, что в качестве армирующего элемента используют арамидную ткань.

7. Способ изготовления уплотнительного материала по п.1, отличающийся тем, что используют один, два или более слоев армирующего элемента.

8. Способ изготовления уплотнительного материала по п.1, отличающийся тем, что на внешних сторонах герметика размещают антиадгезионную пленку.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области неметаллических уплотнительных материалов и предназначено для герметизации конструктивных элементов, работающих в контакте с воздушной средой и авиационным топливом и маслом.

Известен способ изготовления листового прокладочного материала, который включает обкладку армирующего слоя уплотнительными слоями, содержащими связующее и волокнистый наполнитель с одновременным их уплотнением и дополнительное уплотнение полученной заготовки материала с последующей термообработкой при температурах 145-185°С (патент РФ №2010722).

Недостатком данного способа является значительная энергоемкость при изготовлении листового материала, а также невысокая стойкость материала к действию агрессивных сред.

Известен способ изготовления армированного прокладочного материала, заключающийся в нанесении на поверхность металлического каркаса уплотнительного слоя, при этом нанесение уплотнительного слоя на поверхность металлического каркаса производится путем шелкографии (патент РФ №2254510).

Недостатком уплотнительного материала, полученного известным способом, является его повышенная жесткость, что приводит к потере герметичности уплотнений при больших нагрузках в процессе эксплуатации в случае уплотнения зазоров толщиной более 4 мм.

Наиболее близким из аналогов, принятым за прототип, является способ изготовления уплотнительного материала для использования в уплотнительных узлах самолетов, включающий нанесение слоя полисульфидного герметика на армирующий элемент и вулканизацию полученного материала в прессе, при этом максимальная толщина получаемого материала составляет не более 4 мм (заявка США №2005144874).

Недостатком уплотнительного материала, полученного по способу-прототипу, является недостаточная уплотнительная способность при больших нагрузках в процессе эксплуатации, особенно в случае уплотнения зазоров толщиной более 4 мм.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание способа изготовления уплотнительного материала для авиационных конструкций, выдерживающего повышенные нагрузки в процессе эксплуатации, возможность применения его для уплотнения любых зазоров, в том числе и толщиной более 4 мм, повышение надежности работы уплотняемых конструкций.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что предложен способ изготовления уплотнительного материала, включающий нанесение полисульфидного герметика на армирующий элемент и вулканизацию полученного материала, при этом в герметик дополнительно вводят базальтовое штапельное волокно или целлюлозное волокно в количестве 15-30 мас.ч. на 100 мас.ч. герметика. Нанесение герметика осуществляют в формах-ограничителях, регулирующих толщину слоя герметика, при этом наносят по крайней мере два слоя герметика и слои герметика могут иметь различную толщину.

В качестве армирующего элемента используют ткани, выполненные из неорганических или полимерных волокон, - стеклоткань, кремнеземную ткань, арамидную ткань.

В зависимости от величины зазора, конструктивных особенностей уплотняемого узла и режимов эксплуатации предлагаемым способом изготавливают уплотнительный материал с использованием одного, двух или более слоев армирующего элемента, а на внешних сторонах герметика размещают антиадгезионную пленку.

Авторами установлено, что введение в состав полисульфидного герметика дискретных базальтовых и целлюлозных волокон способствует появлению в массе герметика свободных объемов, позволяющих повысить сопротивление материала усилиям выдавливания при сборке и эксплуатации уплотняемых конструкций, особенно при уплотнении зазоров толщиной более 4 мм. Кроме того, повышенное сопротивление сжимаемости заявляемого материала позволяет не увеличивать усилия, прилагаемые при сборке конструкции, что приводит к выравниванию напряжений в уплотняемых деталях. При вулканизации материала в прессе (по прототипу) поверхностный слой герметика неизбежно будет иметь воздушные включения, наличие которых приводит к неоднородности материала и при эксплуатации вызывает потерю герметичности уплотняемой конструкции.

Примеры осуществления

Пример 1

Для получения двухкомпонентного полисульфидного герметика предварительно смешивали герметизирующую пасту У-30Э-5М (ТУ 38-105-1436-00) и вулканизующую пасту №9 (ТУ 38-605-462-80) в общем количестве 100 мас.ч. с добавлением 15 мас.ч. целлюлозного волокна (ТУ 75-5706-55-90). На плиту требуемой длины укладывали антиадгезионную полиэтиленовую пленку (ГОСТ 10354-82), затем наносили слой герметика толщиной 0,25 мм с помощью ограничительной рамки. При необходимости лишнюю массу герметика удаляли. На поверхность герметика укладывали слой стеклоткани ВМП-44 (ТУ 21-05328981-027-99) толщиной 0,25 мм. Затем наносили с помощью второй ограничительной рамки второй слой указанного герметика толщиной 0,25 мм. После этого на поверхность герметика укладывали второй слой антиадгезионной пленки накатом, исключающим попадание под нее воздуха. Собранный пакет закрывали крышкой и прижимали струбциной. Излишний герметик выдавливали в канавку, расположенную по периметру верхней рамки. В собранном состоянии форму ставили на стеллажи для вулканизации. По окончании выдержки (24-48 ч) форму разбирали и вынимали полученный уплотнительный материал общей толщиной 0,75 мм.

Способ изготовления уплотнительного материала по примерам 2, 3 аналогичен примеру 1. В примере 2 использовали два слоя герметика толщиной 0,25 мм и 2,5 мм с содержанием базальтового штапельного волокна (ТУ 5953-158-057869904-00) 25 мас.ч. и один слой кремнеземной ткани КЛШ-11 (ТУ 592-138-05786-904-00) толщиной 0,35 мм при общей толщине материала 3,1 мм, в примере 3 - четыре слоя герметика с содержанием целлюлозного волокна 30 мас.ч. толщиной 1,2 мм каждый и три слоя арамидной ткани СВМ (ТУ 17-ВНИИПХВ-350-88) толщиной 0,2 мм каждый при общей толщине материала 5,4 мм.

Из полученного уплотнительного материала могут быть в дальнейшем нарезаны полосы и уплотнительные детали различной конфигурации.

Свойства материалов, полученных заявляемым способом и способом по прототипу, приведены в таблице.

Таблица
Наименование свойств	Материал по примерам			Прототип
	1	2	3
Предел прочности при растяжении, МПа	7,2	4,0	12,1	3,5
Твердость по Шору, усл.ед.	38	40	45	30
Величина нагрузки при сжатии образца с 20% деформации по высоте, МПа	4,5-6,0	3,0-4,0	5,5-7,0	1,5-2,0

Как видно из данных таблицы, уплотнительный материал, полученный заявляемым способом, имеет лучшую сжимаемость, т.е. выдерживает в 2-3 раза большую нагрузку при сжатии, чем материал по прототипу, что позволяет применять его при уплотнении конструктивных зазоров большой толщины. Повышенная прочность материала по изобретению позволяет выравнивать усилия уплотнения, особенно при монтаже уплотняемого узла, что повышает надежность работы узлов при длительной эксплуатации. Кроме того, заявляемый способ изготовления уплотнительного материала не требует применения дорогостоящего и энергоемкого оборудования.

Высокая маслотопливостойкость и улучшенные уплотнительные свойства материала, полученного заявляемым способом, позволяют повысить надежность работы изделий авиационной техники.