ГЕРМЕТИЗИРУЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2011 года по МПК C08L81/04 C09K3/10 

Изобретение относится к области герметизирующих материалов на основе полисульфидных олигомеров, которые могут быть использованы для герметизации приборов, клепочных, сварных и болтовых соединений элементов конструкций летательных аппаратов в авиакосмической технике, в автомобиле и судостроении и в других отраслях народного хозяйства.

Известен герметик на основе полисульфидного олигомера, включающий мел гидрофобизированный, пластификатор, диоксид марганца, технический углерод П-803 и ускоритель 2,4,6-трис-(диметиламинометил)-фенол (патент РФ №2326914).

Недостатками известного герметика являются отсутствие адгезии к полимерным композиционным материалам, низкая адгезия к металлам, низкое время жизнеспособности, высокое водопоглощение.

Известны герметизирующие композиции на основе полисульфидного олигомера, включающие наполнители, вулканизующие агенты, адгезионные добавки, катализаторы и другие целевые добавки (авт. свид. СССР №1054397, патенты РФ №№1695669, 2270226).

Недостатками известных герметизирующих композиций являются отсутствие адгезии к полимерным композиционным материалам (ПКМ), невысокая адгезия к металлам, низкое время жизнеспособности (2-7 ч), что затрудняет герметизацию длинномерных конструкций.

Наиболее близкой к заявляемой композиции, принятой за прототип, является герметизирующая композиция с повышенными адгезионными свойствами на основе полисульфидного олигомера, включающая, мас.ч.:

Полисульфидный олигомер 100 Диоксид марганца 9-15 Мел гидрофобизированный 40-50 Пластификатор 30-60 2,4,6-трис-(диметиламинометил)-фенол 0,2-0,6 Силилированный амин 0,2-0,6

(патент РФ №2327721).

Недостатками известного герметика является низкая адгезия к полимерным композиционным материалам, невысокая адгезия к металлам, пониженная жизнеспособность.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание герметизирующей композиции с увеличенной жизнеспособностью, повышенной адгезией к ПКМ и металлу, грибостойкостью при сохранении прочности при растяжении на уровне прототипа.

Для решения поставленной технической задачи предложена герметизирующая композиция, включающая полисульфидный олигомер, минеральный наполнитель, адгезионную добавку и сшивающий агент, отличающаяся тем, что в качестве адгезионной добавки она содержит фенолоформальдегидную и эпоксидную смолы, в качестве сшивающего агента - водный раствор бихромата натрия и дополнительно содержит фенил-α-нафтиламин и γ-аминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Полисульфидный олигомер 100 Минеральный наполнитель 63-105 Фенолоформальдегидная смола 5-12 Эпоксидная смола 10-75 Водный раствор бихромата натрия 32-78 Фенил-α-нафтиламин 1-3 γ-Аминопропилтриэтоксисилан 1-4

В качестве минерального наполнителя герметизирующая композиция содержит диоксид титана, оксид хрома и химически осажденный мел.

В качестве эпоксидной смолы герметизирующая композиция содержит смесь высокомолекулярной эпоксидной смолы и диановой эпоксидной смолы, модифицированной тиоколом.

С целью повышения грибостойкости герметизирующая композиция дополнительно содержит антисептическую добавку в количестве 1-4 мас.ч.

Установлено, что введение в герметизирующую композицию эпоксидной смолы позволяют повысить адгезионную прочность за счет образования как взаимопроникающих сеток между самостоятельно отверждающейся смолой и полисульфидным олигомером, так и за счет образования блоксополимера (химическое взаимодействие эпоксидной смолы и тиокола). Фенолоформальдегидная смола в составе композиции при совместной вулканизации с полисульфидным олигомером позволяет дополнительно повысить адгезию путем образования гибких моносульфидных мостиков. Введение минеральных наполнителей, таких, как диоксид титана, оксид хрома и химически осажденный мел, позволяет повысить прочность герметика. Применение в качестве сшивающего (вулканизующего) агента раствора бихромата натрия позволяет повысить плотность химических цепей, повысить эффективность химического сшивания и, таким образом, также повысить прочность герметика. А повышенная адгезионная прочность к ПКМ обеспечивается введением в состав композиции γ-аминопропилтриэтоксисилана в сочетании с фенил-α-нафтиламином.

В качестве полисульфидного олигомера могут быть использованы тиоколы марок I, II или НВБ-2 по ТУ 38.50309-93.

В качестве минерального наполнителя в заявляемом изобретении могут быть использованы различные наполнители и их сочетания, но наилучший технический результат достигается при использовании диоксида титана (ТУ 6-10-1251-86), оксида хрома (ГОСТ 2912-70) и химически осажденного мела (ТУ 574314-002-2956580-95).

В качестве высокомолекулярной эпоксидной смолы наиболее предпочтительно использовать смолу Э-40 (ТУ 2225-154-05011907-97), в качестве диановой смолы, модифицированной тиоколом - смолу марки К-153 (ТУ 2225-598-11131395-01).

В качестве фенолоформальдегидной смолы могут быть использованы новолачные смолы марок СФ-010А, СФ-014 или резольные марок СФ-340, СФ-342 и др. по ГОСТ 18694.

В заявляемом изобретении также используются фенил-α-нафтиламин (ТУ 6-14-202-67) и γ-аминопропилтриэтоксисилан (ТУ 6-02-724-73).

В качестве антисептической добавки наиболее предпочтительно использовать производные имидоазолина, например, марки «Комбатекс».

Примеры осуществления

Пример 1.

Согласно изобретению готовят вулканизующую пасту, для чего к 44 мас.ч. эпоксидной смолы Э-40 добавляют 11 мас.ч. эпоксидной смолы К-153, после чего вводят фенил-α-нафтиламин в количестве 2 мас.ч. и γ-аминопропилтриэтоксисилан в количестве 2 мас.ч. Затем в получившуюся смесь постепенно вводят 78 мас.ч. водного раствора бихромата натрия и 19 мас.ч. оксида хрома, постоянно помешивая до получения однородной композиции.

Затем готовят герметизирующую пасту путем смешения 100 мас.ч. полисульфидного олигомера - тиокола II марки, 12 мас.ч. диоксида титана, 38 мас.ч химически осажденного мела, 7,5 мас.ч. фенолоформальдегидной смолы СФ-010А и 10 мас.ч. оксида хрома, после чего смешивают получившиеся герметизирующую и вулканизующую пасту.

Примеры 2 и 3 готовят аналогично примеру 1, соотношение компонентов приведено в таблице 1.

Таблица 1 Наименование компонентов Состав по примерам, мас.ч. Прототип 1 2 3 Полисульфидный олигомер 100 100 100 100 Мел гидрофобизированный - - - 45 Мел химически осажденный 38 28 45 - Диоксид титана 12 5 15 - Оксид хрома 29 30 45 - Диоксид марганца - - - 10 Водный раствор бихромата натрия 78 32 75 - Эпоксидная смола Э-40 44 40 75 - Эпоксидная смола К-153 11 10 20 - Фенолоформальдегидная смола СФ-010А 7,5 - 12 - Фенолоформальдегидная смола СФ-014 - 5 - - Фенил-α-нафтиламин 2 1 3 - γ-Аминопропилтриэтоксисилан 2 1 4 - Пластификатор - - - 40 Силилированный амин - - - 0,4 2,4,6-трис-(диметиламинометил)-фенол - - - 4 Антисептическая добавка - 1 4 -

Таблица 2       Наименование свойств Примеры по изобретению Прототип 1 2 3 Жизнеспособность, мин 600 600 540 140 Твердость по Шору А, усл.ед. 50 55 52 63 Условная прочность при растяжении, МПа 2,60 2,62 2,61 2,59 Адгезия к сплаву Д-16, МПа 4,74 4,50 4,60 2,1 Адгезия к ПКМ, МПа 4,74 4,72 4,36 1,3 Водопоглощение при 23±2°С через 120 сут, мас.% 6 4 5 16,7 Грибостойкость, балл 2 1 1 4 Относительная остаточная деформация после разрыва, % 4 4 4 6

Изобретение не ограничивается приведенными примерами.

Как видно из таблицы 2, заявляемая герметизирующая композиция по сравнению с прототипом обладает повышенной в среднем в 2-3,5 раза адгезией как к металлам, так и к ПКМ, а также имеет увеличенную в 3,5-4 раза жизнеспособность. Сниженное водопоглощение (в 2-2,5 раза), улучшенная грибостойкость при сохранении на высоком уровне физико-механических свойств, а также сниженная усадка (сниженное на 30% остаточное удлинение) вулканизатов позволяют говорить о более качественном материале.

Применение заявляемой герметизирующей композиции светлого цвета позволит:

- повысить надежность уплотнительных покрытий кессон-баков путем обеспечения визуального контроля качества нанесения герметиков на ПКМ;

- обеспечить снижение возникающих в эксплуатации термоупругих напряжений в остеклении летательных аппаратов;

- проводить герметизацию длинномерных конструкций летательных аппаратов;

применять загерметизированные изделия во влажном тропическом климате.

Изобретение относится к области герметизирующих материалов на основе полисульфидных олигомеров, которые могут быть использованы для герметизации приборов, клепочных, сварных и болтовых соединений элементов конструкций летательных аппаратов в авиакосмической технике, в автомобиле и судостроении и в других отраслях народного хозяйства. Герметизирующая композиция содержит полисульфидный олигомер, минеральный наполнитель - диоксид титана, оксид хрома, химически осажденный мел, адгезионную добавку - фенолоформальдегидную смолу и эпоксидную смолу - смесь высокомолекулярной эпоксидной смолы и диановой эпоксидной смолы, модифицированной тиоколом, сшивающий агент - водный раствор бихромата натрия, фенил-α-нафтиламин и γ-аминопропилтриэтоксисилан. Герметизирующая композиция может дополнительно содержать антисептическую добавку в количестве 1-4 мас.ч. Технический результат - создание герметизирующей композиции с увеличенной жизнеспособностью, повышенной адгезией к полимерным конструкционным материалам (ПКМ) и металлу, грибостойкостью при сохранении прочности при растяжении на уровне прототипа. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Герметизирующая композиция, включающая полисульфидный олигомер, минеральный наполнитель, адгезионную добавку и сшивающий агент, отличающаяся тем, что в качестве адгезионной добавки она содержит фенолоформальдегидную и эпоксидную смолы, в качестве сшивающего агента - водный раствор бихромата натрия и дополнительно содержит фенил-α-нафтиламин и γ-аминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Полисульфидный олигомер 100 Минеральный наполнитель 63-105 Фенолоформальдегидная смола 5-12 Эпоксидная смола 10-75 Водный раствор бихромата натрия 32-78 фенил-α-нафтиламин 1-3 γ-аминопропилтриэтоксисилан 1-4

2. Герметизирующая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве минерального наполнителя она содержит диоксид титана, оксид хрома и химически осажденный мел.

3. Герметизирующая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве эпоксидной смолы она содержит смесь высокомолекулярной эпоксидной смолы и диановой эпоксидной смолы, модифицированной тиоколом.

4. Герметизирующая композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит антисептическую добавку в количестве 1-4 мас.ч.