ГЕРМЕТИЗИРУЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2003 года по МПК C09K3/10 

Изобретение относится к составам вакуумных замазок, применяемых для обеспечения герметичности технологических процессов вакуумного и вакуумно-автоклавного формования агрегатов из полимерно-композиционных материалов и металлов, и может быть использовано в авиационной промышленности и машиностроении.

Известна герметизирующая композиция аналогичного назначения, состоящая из полибутена, фенолформадегидной смолы, мела, талька и оксид свинца (патент РФ 2115683, С 09 К 3/10, 1997 г.).

Недостатком композиции является потеря герметичности уплотняемой конструкции из-за снижения адгезионной прочности крепления вакуумной замазки вследствие подвулканизации "на холоду" в процессе формования.

Наиболее близкой по техническому решению к предлагаемому изобретению является герметизирующая композиция, включающая хлорбутилкаучук, вакуумное масло, белую сажу, канифоль, оксид цинка и стеариновую кислоту (патент РФ 2103306, С 09 К 3/10, 1998 г.).

Основным недостатком обеих герметизирующих композиций является их нетехнологичность. Они готовится только на вальцах при низкой температуре (50-60^oС) во избежание подвулканизации в процессе их изготовления. Кроме того, указанная герметизирующая композиция обладает высокой вулканизующей способностью за счет использования хлоркаучука с активными группами Cl при температуре ниже температуры формования (при 60-100^oС), что не обеспечивает стабильной и надежной герметичности осуществляемого процесса.

Целью данного изобретения является создание герметизирующей композиции со стабильным и надежным обеспечением герметичности процессов вакуумного и вакуумно-автоклавного формования при прогреве при температуре до +180^oС.

Поставленная задача осуществляется в заявленном техническом решении благодаря тому, что герметизирующая композиция, включая хлорбутилкаучук, белую сажу, мел, канифоль, оксид цинка и стеариновую кислоту, дополнительно содержит бутйлкаучук и мягчитель при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Бутилкаучук - 55-65
Хлорбутилкаучук - 35-45
Канифоль - 10-20
Мягчитель - 105-115
Белая сажа - 25-35
Мел - 140-160
Оксид цинка - 4-5
Стеариновая кислота - 2-4
В качестве мягчителя используются, например, низкомолекулярные олигомеры - полибутен или полиизобутилен с мол. массой 700-1500 с целью снижения миграции мягчителя из состава герметизирующей композиции в процессе хранения и применения.

Композицию готовят смешением всех компонентов в смесителе при температуре 80-100^oС в порядке очередности по приведенной рецептуре. Мягчитель вводят равномерными порциями после каждого из перечисленных выше компонентов. После "вызревания" в течение 24-48 часов при комнатной температуре полученную смесь экструдируют в виде ленты в соответствии с требованиями по геометрическим размерам.

Полученные образцы герметизирующих композиций испытывались по следующим показателям:
1. Липкость к стали определялась на приборе GP9 (ФР2).

2. Герметичность определялась на макетах при температуре 180^oС в течение 6-ти часов.

3. Способность отставать от поверхности подложки после воздействия температуры 180^oС в течение 6 часов определялась по ГОСТ 209-75 (4) на металлических (алюминиевых) "грибках" (без клея).

Рецептура и свойства герметизирующей композиции по предлагаемому изобретению приведены в табл. 1 и 2.

Вакуумная замазка по прототипу при максимальном содержании вулканизующих агентов не может быть использована из-за вулканизации в резиноподобное состояние при изготовлении. При минимальном содержании вулканизующих агентов она не обладает липкостью и адгезионной прочностью к металлу, вулканизуясь уже при температуре 100^oС в течение 24 часов и не обеспечивая герметичность процесса формования при температуре 180^oС.

Введение бутилкаучука с малой непредельностью в состав предлагаемой герметизирующей композиции (рецепты 1-6) способствует более медленному и плавному течению процесса вулканизации при формовании. Так при термостатировании при температуре +100^oС в течение 24 часов предлагаемая композиция остается в исходном пластоэластичном состоянии, обеспечивая полную герметичность процесса при подъеме температуры, и только при температуре формования начинает вулканизироваться до эластичного резиноподобного состояния, обеспечивая герметичность процесса при более высокой температуре - до 180^oС.

При увеличении дозировки бутилкаучука (рецепт 8) вакуумная замазка остается в пластоэластичном состоянии и не снимается с подложки при уменьшении (рецепт 7) - очень быстро переходит в эластичное резиноподобное состояние, не обеспечивая должной герметичности процесса формования при 180^oС.

Предлагаемая композиция может быть использована для крепления вакуумных чехлов при формовании агрегатов из полимерно-композиционных материалов и металлов, при приклеивании и уплотнении всевозможных деталей или усиливающих накладок с применением вакуумных чехлов в отдельных отраслях машиностроения.

Предлагаемая композиция обладает повышенной теплостойкостью и легко снимается с подложки после окончания процессов вакуумного или вакуумно-автоклавного формования, имея в исходном состоянии высокую липкость, что обеспечивает герметичность процесса.

Композиция является экологически чистой. В предлагаемой композиции могут быть использованы такие виды канифоли, как талловая, сосновая и др.

Изобретение относится к герметизирующим композициям, обеспечивающим технологичность и герметичность процесса вакуумного и вакуумно-автоклавного формования изделий из ПКМ и металлов. Изобретение позволяет повысить стабильность и надежность технологического процесса формования путем плавного процесса вулканизации при высокой температуре (150^oС и более), а также использовать для изготовления герметизирующих композиций менее энергоемкое и более производительное оборудование - смеситель вместо вальцов за счет сочетания высокоактивного хлорбутилкаучука и малоактивного бутилкаучука с непредельностью 1,5-2,0%. Композиция включает, мас. ч.: бутилкаучук 55-65, хлорбутилкаучук 35-45, канифоль 10-20, мягчитель 105-115, белая сажа 25-35, мел 140-160, оксид цинка 4-5, стеариновая кислота 2-4. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Герметизирующая композиция, включающая хлорбутилкаучук, белую сажу, мел, канифоль, оксид цинка и стеариновую кислоту, отличающаяся тем, что дополнительно содержит бутилкаучук и мягчитель при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Бутилкаучук - 55-65
Хлорбутилкаучук - 35-45
Канифоль - 10-20
Мягчитель - 105-115
Белая сажа - 25-35
Мел - 140-160
Оксид цинка - 4-5
Стеариновая кислота - 2-4
2. Герметизирующая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве мягчителя она содержит низкомолекулярные олигомеры - полибутен или полиизобутилен с молекулярной массой 700-1500.