СОСТАВ ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ ОСНАСТКИ Российский патент 2007 года по МПК C09K3/10 C08L83/04 

Изобретение относится к области изготовления изделия из наполненного термореактивного полимерного материала (ТПМ), а конкретно - к разработке состава для герметизации элементов формообразующей оснастки (пресс-формы), используемого при формовании изделия из ТПМ и в том числе из смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ).

Задача обеспечения герметичности элементов пресс-формы при формовании и отверждении изделий из ТПМ становится сложной при наличии в конструкции изделия внутренних магистральных каналов.

Для герметизации подобных узлов пресс-формы герметизирующий состав должен обладать свойствами: для обеспечения бездефектного заполнения полости узла уплотнения должен иметь низкую вязкость; для обеспечения герметичности узла обладать достаточной твердостью в отвержденном состоянии; для исключения механического воздействия на конструкционные элементы изделия при разборке пресс-формы переходит из твердого в желеобразное состояние после завершения процесса отверждения изделия из ТМП.

Анализом отечественной и зарубежной литературы установлено, что известны резиновые смеси (заявка Японии №58-157860, МКИ С08L 83/04), заливочные композиции на основе низкомолекулярного диметилсилоксанового каучука (патенты SU №496293 от 25.12.1975, №730762 от 30.04.1980), которые взяты авторами в качестве аналогов.

Наиболее близким аналогом предлагаемого состава по совокупности существенных признаков и назначению является герметик на основе низкомолекулярного силоксанового каучука (СКТН), включающий наполнитель, оловоорганический катализатор - диэтилдикаприлат олова и тетраэтоксисилан (патент SU №950740 от 15.08.1982), который взят авторами в качестве прототипа.

Однако герметик, принятый за прототип, как и заливочные композиции-аналоги выполняет не все выше предъявленные требования к составу, а именно:

1. Имеет высокую вязкость композиций до отверждения, что не обеспечивает бездефектного заполнения геометрически сложных каналов.

2. Имеет высокую твердость герметиков после отверждения изделия из ТПМ, что приводит к значительным механическим воздействиям на конструкционные элементы изделия при разборке пресс-формы и к нарушению целостности конструкции.

Технической задачей изобретения является разработка состава для герметизации элементов пресс-формы с низкой вязкостью до отверждения, обеспечивающего бездефектное заполнение геометрически сложных каналов; с низкой твердостью в конце отверждения изделия из ТПМ, исключающего поломку его конструкционных элементов.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что состав для герметизации элементов формообразующей оснастки на основе низкомолекулярного силоксаного каучука включает оловоорганический катализатор и тетраэтоксисилан, согласно изобретению имеет особенность, не содержит наполнитель, а компоненты выбраны в следующем соотношении, мас.%:

тетраэтоксисилан1,0-2,5диэтилдикаприлат олова1,0-5,0диметилсилоксановый каучук (СКТН)остальное

Предлагаемый состав для герметизации элементов пресс-формы при выбранном соотношении компонентов позволяет, в частности, за счет:

- отсутствия в составе наполнителя - обеспечить переход герметика из твердого в желеобразное, вязкотекучее состояние в процессе отверждения ТПМ в результате изменения механизма химических процессов, протекающих в герметике при воздействии температуры и давления и исключить механическое воздействие и тем самым поломку конструкционных элементов изделия из ТПМ при разборке пресс-формы - обеспечить также снижение вязкости герметика до значений, при которых становится возможным бездефектное заполнение геометрически сложных и узких каналов пресс-формы;

- выбора соотношения компонентов в пределах мас.%:

тетраэтоксисилан1,0-2,5диэтилдикаприлат олова1,0-5,0диметилсилоксановый каучукостальное

- обеспечить жизнеспособность герметика, достаточную для заполнения герметизируемой полости пресс-формы без дефектов, обеспечить высокие механические свойства (высокую твердость) герметика в начале и низкие в конце отверждения изделия из ТПМ и тем самым исключить поломку конструкционных элементов изделия при разборке пресс-формы.

Примеры конкретного исполнения состава и ее свойства приведены в таблице. Проверка свойств состава осуществлялась заполнением узла уплотнения пресс-формы, принципиальная схема расположения элементов которой показана на чертеже.

Пресс-форма состоит из формообразующей иглы 1, крышки 2, корпуса 3, проставки 4, бандажа 5, магистрали 6, состава ТПМ 7, узла уплотнения 8 и технологической крышки 9.

Состав в узле уплотнения пресс-формы термостатирования при температуре 50-90°С и при давлении в пресс-форме 40-60 кгс/см². В процессе термостатирования контролировали твердость состава.

Из данных таблицы следует: состав для герметизации элементов формообразующей оснастки при выбранных соотношениях компонентов (примеры I-III) обладает следующими свойствами: вязкость смеси при 20°С в пределах 120-150 Па·с; жизнеспособность при 20°С в пределах 0,8-2,5 часа; твердость при 20°С после 20 часов термостатирования в пределах 10-20 усл.ед.; твердость при 20°С после 170 часов термостатирования равна нулю. Полученные свойства с данной компоновкой позволяют быстро и без дефектов заполнить узел уплотнения 8 (чертеж) пресс-формы, обеспечить герметичность узла уплотнения пресс-формы в процессе отверждения изделия из ТПМ, исключить механическое воздействие и поломку конструкционных элементов изделия из ТПМ при разборке пресс-формы.

Состав для герметизации элементов формообразующей оснастки с соотношением компонентов по примеру IV обладает низкой твердостью при 20°С после 20 часов термостатирования и не обеспечивает герметичность узла уплотнения пресс-формы в процессе отверждения изделия из ТПМ.

При содержании компонентов состава для герметизации элементов формообразующей оснастки по примеру V мала жизнеспособность состава и не обеспечивается бездефектное заполнение герметизируемой полости, и, кроме того, при этом герметик имеет высокую твердость к окончанию процесса отверждения изделия из ТПМ, не обеспечивает целостности конструкционных элементов изделия при разборке пресс-формы.

Применение описанного состава для герметизации элементов пресс-формы обеспечивает бездефектное заполнение геометрически сложных узких каналов в пресс-формах, исключает проход состава ТПМ через узлы уплотнения в процессе формования и отверждения изделия, поломку конструкционных элементов изделия при разборке пресс-форм.

ТаблицаПримеры компоновки состава для герметизации элементов формообразующей оснастки (в мас.%) и свойства составаНаименование компонентов и показателейПрототип, соотношение компонентов, мас.ч.Составы по предлагаемой заявке, примерыIIIIIIIVVДиметилсилаксановый каучук СКТН10092,596,098,099,092Наполнитель60-100-----Тетраэтоксисилан1,5-6,02,52,01,00,53,5Диэтилдикаприлат олова0,2-0,85,02,01,00,54,5Вязкость при 20°С, Па·с-150140120120250Жизнеспособность при 20°С, час-0,81,02,55,00,3Твердость при 20°С после 20 часов термостатирования, усл.ед.-201610122Твердость при 20°С после 170 часов термостатирования, усл.ед.-000010Условная прочность, σ, кг/см²24-60-----

Изобретение относится к области изготовления изделий из наполненного термореактивного материала (ТПМ), а конкретно - к разработке состава для герметизации элементов формообразующей оснастки, используемого при формовании изделий из ТПМ. Состав для герметизации формообразующей оснастки включает низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН и отвердитель, в качестве которого используют смесь тетраэтоксисилана в количестве 1,0-2,5 мас.% и диэтилдикаприлата олова в количестве 1,0-5,0 мас.%. Состав обеспечивает бездефектное заполнение геометрически сложных и узких каналов, герметичность узла уплотнения пресс-формы при заполнении и отверждении изделия, целостность конструкционных элементов изделия. 1 ил., 1 табл.

Состав для герметизации элементов формообразующей оснастки, включающий низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук (СКТН) и отвердитель, заключающийся в том, что он содержит в качестве отвердителя смесь тетраэтоксисилана и диэтилдикаприлата олова при следующем соотношении компонентов, мас.%:

тетраэтоксисилан1,0-2,5диэтилдикаприлат олова1,0-5,0диметилсилоксановый каучукостальное