ГЕРМЕТИК Российский патент 2002 года по МПК C09K3/10 

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, а именно к герметикам, применяемым в авиационной промышленности для герметизации различных агрегатов самолетных конструкций (кабин, топливных отсеков и т.д. ), эксплуатирующихся в широком интервале температур от -60 до +300^oС.

За рубежом в качестве герметиков, как правило, применяют герметизирующие композиции на основе полиорганосилоксановых каучуков, отверждаемые аминосилановыми сшивающими агентами [заявка Германии 4431489, C 08 L 83/04, заявка РСТ 96/08929, C 08 G 77/08].

Недостатком данных композиций является их медленная вулканизация.

В нашей стране широко применяется герметик У-30мэс-5 на основе жидкого полисульфидного каучука, эпоксидной смолы, наполнителей и вулканизующего агента, содержащего в качестве ускорителя вулканизации γ-аминопропилтриэтоксисилан [Авт. св. 546641, С 09 K 3/10].

Основным недостатком является медленная скорость вулканизации герметика, что ограничивает его использование.

Также известна композиция на основе полиметилсилоксанового каучука, где в качестве ускорителя вулканизации также используют γ-аминопропилтриэтоксисилан, и его скорость вулканизации также очень низкая [Авт. св. 1523561, C 08 L 83/04].

Наиболее близким по составу и назначению к заявляемому изобретению является герметик на основе диметилсилоксанового каучука, оксида цинка, этилсиликата и ускорителя вулканизации-диэтиламинометилтриэтоксисилана, имеющий следующий состав (мас.ч.):
Диметилсилоксановый каучук - 100
Оксид цинка - 100 - 200
Этилсиликат - 1 - 10
Диэтиламинометилтриэтоксисилан - 2 - 6
[Авт. св. 456820, C 08 D 47/06, С 09 K 3/10].

Этот герметик является водостойким, имеет удовлетворительные физико-механические показатели, а также имеет адгезию к ряду металлов без применения подслоев, однако продолжительность вулканизации у него также велика, не менее 72 часов.

В качестве ремонтных составов герметизирующих слоев в полевых условиях или на ремонтных заводах требуются герметики со значительно более высокой скоростью вулканизации.

Технической задачей данного изобретения является создание герметика, который обладает наряду с удовлетворительными физико-механическими свойствами хорошей адгезией, без применения подслоев, а также обладает большей скоростью вулканизации и имеет рабочий диапазон температур от -30 и до +300^oС, что позволяет использовать его при ремонте в полевых условиях.

Для достижения поставленной задачи предложен герметик, включающий каучук, оксид цинка, этилсиликат и ускоритель вулканизации, отличающийся тем, что он дополнительно содержит полиметилгидроксисилан, а в качестве ускорителя вулканизации NN-диметил-N-триэтоксисилинметилгидрозин (C₂H₅O)₃SiCH₂-NHN(CH₃)₂ при следующем соотношении компонентов (маc.ч.):
Каучук - 100
Оксид цинка - 100 - 200
Этилсиликат - 5 - 16
Полиметилгидроксисилан - 1 - 1,4
NN-диметил-N-триэтоксисилинметилгидрозин - 2 - 7
В качестве каучука используют кремнийорганический эластомер или полисульфидный эластомер.

Использование полиметилгидроксисилана и в качестве ускорителя вулканизации NN-диметил-N-триэтоксисилинметилгидрозин позволяет резко ускорить вулканизацию герметика за счет природы и строения заместителей при атоме азота, при этом соединение с аминогруппой, находящейся в α-положении по отношению к атому кремния, значительно активнее, чем те же аминоалкоксисиланы, содержащие аминогруппу в γ-положении.

Примеры осуществления изобретения.

Пример 1. Использовали композицию на основе кремнийорганического каучука - диметилсилоксана [ГОСТ 13835-73] в количестве 100 мас.ч., в него при постоянном перемешивании добавляли при комнатной температуре оксид цинка [ГОСТ 202-84] в количестве 200 мас.ч., также этилсиликат [ТУ 6.02-895-78] в количестве 10,5 мас.ч., полиметилгидроксисилан [ГОСТ 10.834-76] в количестве 1,4 мас. ч. и NN-диметил-N-триэтоксисилинметилгидрозин (опытная партия) в количестве 7,0 мас.ч.

Пример 2. В качестве каучука использовали полисульфидный эластомер [ТУ 32.00315-80] в количестве 100 мас.ч., в него при перемешивании и комнатной температуре добавили 100 мас.ч. оксида цинка [ГОСТ 202-84], также этилсиликат [ТУ 6.02-895-78] в количестве 5 мас.ч. и полиметилгидроксисилан [ГОСТ 10.834-76] в количестве 1,2 мас.ч., и NN-диметил-N-триэтоксисилинметилгидрозин (опытная партия) в количестве 2,0 мас.ч.

Пример 3. При равномерном перемешивании и при комнатной температуре последовательно один за другим добавляли компоненты: в кремнийорганический каучук - диметилсилоксан [ГОСТ 13835-73] в количестве 100 мас.ч., оксид цинка [ГОСТ 202-84] в количестве 150 мас.ч., этилсиликат [ТУ 6.02-895-78] в количестве 16 мас. ч., полиметилгидроксисилан [ГОСТ 10.834-76] в количестве 1,0 мас. ч. и NN-диметил-N-триэтоксисилинметилгидрозин (опытная партия) в количестве 4,5 мас.ч.

Пример 4. Является прототипом нашего изобретения герметик, состоящий из диметилсилоксанового каучука [ГОСТ 13835-73] в количестве 100 мас.ч., оксида цинка [ГОСТ 202-84] в количестве 150 мас.ч., этилсиликата [ТУ 6.02-895-78] в количестве 5 мас. ч. и диметилтриэтоксисилинметилгидрозина в количестве 4 мас.ч.

Свойства данных герметиков приведены в таблице, где 1÷3 примеры предлагаемого герметика, 4 пример - прототип.

Из приведенных в таблице данных видно, что предлагаемый герметик обладает более высокими физико-механическими характеристиками, чем прототип. Так, предел прочность при разрыве на 30% больше, относительное удлинение больше, чем у прототипа, примерно на 30-40%, время вулканизации сокращено в 2-3 раза, а диапазон температур работоспособности герметика расширился при отрицательных температурах в 2 раза, а при положительных температурах - в 0,2 раза.

Таким образом, применение предлагаемого герметика позволит осуществить ремонт в полевых условиях за значительно более короткий срок и получить надежную защиту различных агрегатов самолетных конструкций. Предлагаемый герметик можно использовать и в других областях народного хозяйства.

Описывается герметик, включающий каучук, оксид цинка, этилсиликат и ускоритель вулканизации и дополнительно содержащий полиметилгидроксисилан, а в качестве ускорителя вулканизации - NN-диметил-N-триэтоксисилинметилгидрозин при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: каучук 100, оксид цинка 100-200, этилсиликат 5-16, полиметилгидросилан 1-1,4, NN-диметил-N-триэтоксисилинметилгидрозин 2-7. Техническим результатом является увеличение скорости вулканизации, а также работа в большом диапазоне температур от -30 до +300^oС, что позволяет использовать герметик при ремонте в полевых условиях. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Герметик включающий каучук, оксид цинка, этилсиликат и ускоритель вулканизации, отличающийся тем, что он дополнительно содержит полиметилгидроксилан, а в качестве ускорителя вулканизации - NN-диметил-N-триэтоксисилинметилгидрозин (CH₂H₅O)₃SiCH₂-NHN(CH₃)₂ при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Каучук - 100
Оксид цинка - 100-200
Этилсиликат - 5-16
Полиметилгидроксисилан - 1-1,4
NN-диметил-N-триэтоксисилинметилгидрозин - 2-7
2. Герметик по п. 1, отличающийся тем, что в качестве каучука используют кремнийорганический эластомер. 3. Герметик по п. 1, отличающийся тем, что в качестве каучука используют полисульфидный эластомер.