ГЕРМЕТИЗИРУЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2006 года по МПК C08L83/04 C09K3/10 

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 250°С.

Известны фторированные силиконовые компаунды, наполненные оксидами кремния, железа, цинка или сажей в количестве 35 мас.ч. наполнителя на 100 мас.ч. фторсилоксана, которые стойки к маслам, топливу, применяются в аэронавтике и автомобилестроении при температурах от -40 до 200°С (заявка РСТ WO 01/32750).

Недостатком данных композиций является недостаточный температурный диапазон работоспособности.

Известны фторсилоксановые резиновые смеси на основе высокомолекулярных каучуков, которые обладают низкой усадкой при сжатии и малым набуханием в среде полярных растворителей (патент Японии №2729871).

Недостатком данных композиций является их высокая вязкость, что не позволяет использовать их в качестве герметизирующей композиции.

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 работоспособна в интервале температур от -60 до 250°С, что ограничивает ее применение.

Наиболее близким по составу и назначению к заявляемому изобретению является теплотопливостойкий герметик для внутришовной герметизации (т.е. для герметизации без доступа воздуха) на основе фторсилоксанового каучука, имеющий следующий состав (мас.ч.):

Фторсилоксановый каучук- полиметилтрифторпропилсилоксан-СКТФТ100минеральный наполнитель - диоксид титана70-100диэтилдикаприлат олова2-3полиэтилгидридсилоксан (ГКЖ-94)4-6

Герметик дополнительно может содержать сажу печную в количестве 3 мас.ч. (авт. св. СССР №473732).

Этот герметик, применяемый для внутришовной герметизации топливных отсеков самолетов, отличается пастообразной консистенцией без применения растворителей и способностью вулканизоваться при комнатной температуре. Недостатком этого герметика является высокий коэффициент термического линейного расширения (КТЛР).

В современных летательных аппаратах к подобному виду герметиков предъявлены более высокие требования по КТЛР для использования герметика для внутришовной герметизации.

Герметики для поверхностной герметизации не могут быть использованы для внутришовной герметизации, так как при эксплуатации без доступа воздуха в замкнутом объеме нарушается деструктивная устойчивость герметизирующей композиции и они также обладают высоким термическим коэффициентом линейного расширения.

Технической задачей данного изобретения является создание теплотопливостойкого герметика с пониженным коэффициентом термического линейного расширения, который обладает физико-механическими свойствами, морозостойкостью, способностью вулканизоваться при комнатной температуре и работоспособностью от -60 до 250°С на уровне прототипа для использования его в качестве внутришовного герметика, т.е. для герметизации без доступа воздуха.

Для решения поставленной задачи предложена герметизирующая композиция, содержащая фторсилоксановый каучук, минеральный наполнитель, диэтилдикаприлат олова и полиэтилгидридсилоксан, отличающаяся тем, что в качестве фторсилоксанового каучука она содержит полидиметилметилтрифторпропилсилоксановый каучук и дополнительно содержит стеарат кальция и оксид железа при следующем соотношении компонентов (мас.ч.):

полидиметилметилтрифторпропилсилоксановый каучук100минеральный наполнитель90-300диэтилдикаприлат олова1-4полиэтилгидридсилоксан4-8стеарат кальция0,2-0,5оксид железа0,5-1,0

В качестве минерального наполнителя композиция содержит диоксид титана, оксид цинка, диоксид кремния, базальт.

Композиция может дополнительно содержать технический углерод в количестве 1-5 мас.ч.

Использование стеарата кальция и оксида железа, способствующих лучшему структурообразованию композиции, в сочетании с остальными компонентами герметизирующей композиции приводит к существенному снижению коэффициента термического линейного расширения (КТЛР) герметика. Это позволяет ему хорошо шприцеваться в замкнутом объеме, что чрезвычайно важно для пазовой герметизации и герметизации путем заполнения объема, а также для успешного функционирования загерметизированного изделия при эксплуатации, в том числе и при циклическом нагреве.

Предлагаемый герметик вулканизуется при комнатной температуре, хорошо шприцуется, что позволяет его использовать и для пазовой герметизации. Этот вид внутришовной герметизации является менее трудоемким, так как исключает необходимость предварительной сборки и разборки конструкции и обеспечивает улучшения условий труда работающих.

С целью придания цвета композиция может дополнительно содержать технический углерод в количестве 1-5 мас.ч.

Примеры осуществления изобретения

Пример 1.

Для получения предлагаемой герметизирующей композиции использовали полидиметилметилтрифторпропилсилоксановый каучук СКТНФТ-50 (ТУ 38.10 3124-80) 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 300 мас.ч., далее добавляли диэтилдикаприлат олова (ТУ - 6-02-1-013-89) в количестве 1,0 мас.ч. и 5,0 мас.ч. полидиэтилгидридсилоксана (ГКЖ-94) (ГОСТ 10834-76), затем при постоянном перемешивании добавляли 0,2 мас.ч. стеарата кальция (ТУ 6-09-17-017-98) и 0,5 мас.ч. оксида железа (ТУ 2611-023-05761-270-01).

Пример 2.

Использовали тот же фторсилоксановый каучук - СКТНФТ-50 (ТУ 38.10 3124-80) в количестве 100 мас.ч., в него при постоянном перемешивании добавляли при комнатной температуре минеральный наполнитель - оксид цинка (ГОСТ 202-84) в количестве 150 мас.ч., далее добавляли диэтилдикаприлат олова (ТУ 6-02-1-013-89) в количестве 4,0 мас.ч. и 7,0 мас.ч. полиэтилгидридсилоксана (ГОСТ 10834-76), затем при постоянном перемешивании добавляли 0,5 мас.ч стеарата кальция (ТУ 6-09-17-017-98), 0,75 мас.ч. оксида железа (ТУ 2611-023-05761-270-01) и 3,0 мас.ч. технического углерода (ГОСТ 7885-86).

Пример 3.

Использовали тот же фторсилоксановый каучук - СКТНФТ-50 (ТУ 38.10 3124-80) в количестве 100 мас.ч., в него при постоянном перемешивании добавляли при комнатной температуре минеральный наполнитель - базальт (ТУ 5762-031-05328981-01) в количестве 90 мас.ч., далее вводили диэтилдикаприлат олова (ТУ 6-02-1-013-89) в количестве 3 мас.ч и 8,0 мас.ч. полиэтилгидридсилоксана (ГОСТ 10834-76), затем при постоянном перемешивании добавляли 0,3 мас.ч стеарата кальция (ТУ 6-09-17-017-98) и 1,0 мас.ч. оксида железа (ТУ 2611-023-05761-270-01).

Пример 4 (прототип).

Использовали полиметилтрифторпропилсилоксановый каучук - СКТФТ в количестве 100 мас.ч., в него при постоянном перемешивании при комнатной температуре добавляли диоксид титана (ТУ 6-10-1252-86) в количестве 100 мас.ч., диэтилдикаприлат олова (ДЭДКО, ТУ 6-02-1-013-89) в количестве 2,0 мас.ч. и 4, 0 мас.ч. полиэтилгидридсилоксана (ГОСТ 10834-76).

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 меньшим в 2,5-3 раза термическим коэффициентом линейного расширения (КТЛР) и в то же время физико-механическими свойствами на уровне прототипа.

Таким образом, применение предлагаемого герметика позволяет повысить надежность и ресурс топливных отсеков и других агрегатов самолетов нового поколения.

ТаблицаПоказателиПримеры по изобретениюПрототип123Исходная условная прочность при разрыве, МПа1,82,01,81,6Исходное относительное удлинение, %160170165100Исходная твердость по Шору, усл.ед.50505050Без доступа воздуха, 250°С, 3 ч, условная прочность при разрыве, МПа1,31,01,10,9Без доступа воздуха, 250°С, 3 ч, относительное удлинение, %150150140140Без доступа воздуха, 250°С, 3 ч, твердость в ус.ед. по Шору36353636После действия топлива, 250°С, 24 ч, условная прочность при разрыве, МПа1,21,41,31,1После действия топлива, 250°С, 24 ч, относительное удлинение, %160180185120После действия топлива, 250°С, 24 ч, твердость в ус.ед. по Шору38404546КТЛР, ×10^-6 1/С°806060180

Герметизирующая композиция, включающая фторсилоксановый каучук, минеральный наполнитель, диэтилдикаприлат олова и полиэтилгидридсилоксан, отличается тем, что в качестве фторсилоксанового каучука она содержит полидиметилметилтрифторпропилсилоксановый каучук и дополнительно содержит стеарат кальция и оксид железа при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

полидиметилметилтрифторпропилсилоксановый каучук100минеральный наполнитель90-300диэтилдикаприлат олова1-4полиэтилгидридсилоксан4-8стеарат кальция0,2-0,5оксид железа0,5-1

Техническим результатом является получение теплотопливостойкого герметика с пониженным коэффициентом термического линейного расширения для использования его в качестве внутришовного герметика. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Герметизирующая композиция, включающая фторсилоксановый каучук, минеральный наполнитель, диэтилдикаприлат олова и полиэтилгидридсилоксан, отличающаяся тем, что в качестве фторсилоксанового каучука она содержит полидиметилметилтрифторпропилсилоксановый каучук и дополнительно содержит стеарат кальция и оксид железа при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Полидиметилметилтрифторпропилсилоксановый каучук100Минеральный наполнитель90-300Диэтилдикаприлат олова1-4Полиэтилгидридсилоксан4-8Стеарат кальция0,2-0,5Оксид железа0,5-1