Микрокапсулированная анаэробная композиция
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
„„Я0„„12490 ) А1 (51) 4 С 09 1 3/14
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
100
1,91-31,0
0,01-0,09 ускоритель
Гидрохинон
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3815628/23-05 (22) 20.11.84 (46) 07.08.86.Бюл. ¹ 29 (72) Д.А,Аронович, А.Ф.Мурох, А,П.Синеоков, Е.Л.Лыкова, P.Ï.Ñòàíêåâè÷, М.С.Вилесова, В.Я.Киселев и О.Г.Солохина (53) 668.395.7 (088.8) (56) Патент Великобритании
¹ 1411475, кл. В 01 ) 13/02, 1973.
Патент США № 3704264, кл. В 01 J 13/02, 1972.. (54 } (57) МИКРОКАПСУЛИРОВАННАЯ АНАЗРОБНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающая метакриловый мономер, кислотный ускоритель и гидрохинон, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности композиции в отвержденном состоянии, в качестве метакрилового ма номера, она содержит
d )-метакрил- ис — (этиленгликоль) сульфит или его смесь с диметакрилатом триэтиленгликоля при массовом соотношении 9,32:90,68-50 50 при следующем соотношении компонентов,мас,ч.:
d.,о -Метакрил&ис — (этиленгликоль) суль-. фит или его смесь с диметакрилатом триэтиленгликоля при массовом соотношении 9,32:90,68-50:50
Кислотный
1249051
Изобретение относится х химги и технологии полимеров, а именно к микрокапсулированным анаэробным композициям, и может быть использсвано в различных отраслях машинос.трое- 5 ния в условиях конвейерного произ-водства для стопорения и уплот :;ения резьбового крепежа.
Применение микрокапсулированных анаэробных композиций позволяет сни-зить внутрипроизгодственные. расходы и трудоемкость, повысить качество и надежность стопорения за счет исключения субъективных факторов при нанесении клея, улучшить условия
15 труда рабочих.
Наиболее предпочтительные размс.— ры микрокапсул анаэробных герметиков 25 — 750 мкм и зависят от параметров резьбового соединения. Микрокапсулы размером более 750 мкм трудно наносить и фиксировать на поверхностях изделий, а при получения микрокапсул размером менее 25 мкм знак чительно усложняется технология, Важным показателем, характеризующим эксплуатационные свойства анаэробных композиций, является контролируемая прочность композиций в отвержденном состоянии. Контролируемая прочность означает превышение величины момента страгивания(М )
1 над величиной момента отвинчивания (И ). Такие композиции обеспечивают
Р надежное стопорение и уплотнение 35 резьбовых соединений, а также возможность разборки изделия в роцессе эксплуатации без повреждений.
Целью изобретения является повышение прочности отвержденной ком- О позиции.
Получают микрокапсупированную анаэробную композицию с размером капсул 200-700 мкм следующим образомВ стеклянный аппарат емкостью
200 см, снабженный рубашкой для поддержания нужного температурного режима, соединенный с жидкостным термостатом, и перемешивающим устройством, заливают 63 мл 5% — ного водного раствора желатина. Включают термостат и при постоянном перемешивании поднимают температуру до 55 С. При этой температуре в аппарат по каплям вводят 25 r анаэробной композиции и 1,25 мл 1,25Х-ного раствора олеиновой кислоты в четыреххлористом углероде. Смесь перемешивают до получения эмульсии нужного размера.
По достижении эмульсии нужных размеров в аппарат добавляют 7 мл 5%-ного водного раствора гексаметафосфата натрия и доводят значение рН раствора до 4,05-3,90 14%-ным раствором уксусной кислоты.
В течение 1 ч охлаждают реакцион— ную массу до 28 С и затем быстро охлаждают до 10 С. Добавляют дубитель (0,95 мл 50%-ного раствора глутарового альдегида) и включают барботаж воздуха. При перемешивании в течение 3 ч поднимают температуру до 25 С и при этой температуре выдеpz(KBGloT c. ec. Tp-чение 12-18 ч при постоянном перемешивании и барботаже воздуха.
Полученные капсулы промывают до чистых промывных вод и проводят мокрую обработку аэросилом в течение
1,5 ч. Аэросил берут в количестве
2Х от веса капсул.
Затем капсулы фильтруют и сушат при комнатной температуре, Готовый
npoöóêò представляет собой сферические капсулы размером 200-700 мкм.
Получают микрокапсулированную анаэробную композицию с размером капсул 40-?00 мкм следующим образом.
В стеклянный аппарат емкостью
200 см з, снабженный рубашкой для подА держания нужного температурного релама, соединенный с жидкостным термостатом, и перемешивающим устройством, заливают 63 мл 5%-ного водного раствора желатина, Включают термостат и при постоянном перемешивании поднимают температуру до 55 С. При этой температуре в аппарат но каплям вводят 25 F анаэробной композиции и 1,25 мл 1,25%-ного раствора олеиновой кислоты в четыреххлористом углероде. Смесь перемешивают до получения эмульсии нужного размера.
По достижении эмульсии нужных размеров в аппарат добавляют 7 мл 5Х-ного водного раствора гексаметафосфата N а и доводят значение рН раствора до 4,30-4,25 14%-ным раствором уксусной кислоты.
В течение 1 ч охлаждают реакционную массу до 28 С, а затем быстро охлаждают до 10 С. Добавляют дубитель (0,95 мл 50%-ного раствора глутарового альдегида) и включают барботаж воздуха. При перемешивании в тече1249 ние 3 ч поднимают температуру до 25Ч: и при этой температуре смесь выдерживают в течение 12-18 ч при постоянном перемешивании и барботаже воздуха. 5
Полученную капсулированную массу тщательно промывают дистиллированной водой до чистых промывных вод, Затем капсулы заливают водой до первоначального объема, поднимают темпе- 10 ратуру до 30-34 С, включают перемешивающее устройство. Добавляют в раствор 9,3 мл 33,3Е-ного раствора мочевины, доводят значение рН до 1,0 прикапыванием 15Е-ной серной кислоты.
Затем приливают 7,7 мл 377-ного формалина и перемешивают в течение 3 ч.
Капсулы вновь промывают до чистых промывных вод, далее фильтруют и сушат при комнатной температуре. Готовый продукт представляет собой сферические капсулы размером 40-200 мкм.
Микрокапсулированная анаэробная композиция наносится на изделия с помощью связующего. Связующее готовят 5 путем смешения пентафталевой смолы и хлороформа в объемном соотношении
1:1-1:2. Микрокапсулированную анаэробную композицию добавляют в связующее либо заранее, либо непосредст-, 30 венно перед использованием в количестве 20-50 мас.ч. на 100 мас.ч. связующего. Испытываемую композицию наносят на образцы (болты) с помощью шпателя или методом ок.знания.
Избыток связующего и микрокапсул удаляют с образца шпателем или губкой. Болты с нанесенной на них микрокапсулированной анаэробной композицией сушат при комнатной темпера- 40 туре в течение 8-12 ч, после чего проводят испытания.
Предлагаемая композиция содержит в качестве метакрилового мономера
d, -метакрил- бис — (этиленгликоль) суль-45 фит или его смесь с диметакрилатом триэтиленгликоля. са, -Метакрил-бис-(этиленгликоль) сульфит формулы
СН 0 СН 50
СН вЂ” С Сооснтснт-OSO-СН Снгоос-С-Снт получают взаимодействием р -оксиэтилового эфира метакриловой кислоты с хлористым тионилом в органическом растворителе в присутствии осно- 55 вания при 0-10 С.
Пример 1. Микрокапсулированная анаэробная композиция с разме051 ром капсул 200-700 мкм содержит, мас.ч.: диметакрилат триэтиленгликоля (ТГМ-3) 90, 65; d, )-метакрил- 11— (этиленгликоль) сульфит (N3C) 9,35;
1гидроперекись кумила (ГПК) 0,41; диметил- -толуидин (ДМПТ) 1,50; гидрохинон (ГХ) 0,02; краситель 0,005; серная кислота 2,19.
Испытания микрокапсулированной анаэробной композиции проводят на образцах (болтах) из конструкционной стали М10х1,5. Момент страгивания гайки относительно болта ((")() 1 измеряют после 24 ч выдержки композиции в зазоре резьбовой пары болтгайка при комнатной температуре с помощью динамометрического ключа с . ценой деления 0,01 Н м, при повороте гайки на 1-2". Величину M опР1 ределяют как среднее значение, полученное при испытании не менее пяти резьбовых пар.
Момент сопротивления отвинчиванию гайки относительно болта((1„) измеряют после 24 ч выдержки композиции в зазоре резьбовой пары болтгайка при комнатной температуре с помощью динамометрического ключа с ценой деления 0,01 Н м. при повороте гайки на 90, 180, 270 и 360 . Величину р определяют как среднее значение, полученное при испытании не менее пяти резьбовых пар.
Пример 2. Микрокапсулированная анаэробная композиция с размером капсул 200-700 мкм содержит, мас.ч.: ТГМ-3 90,68; М3С 9,32;
ГПК 1,83; ДМПТ 0,73; ГХ 0,02; краситель 0,005; -толуолсульфокислота(-ТСК) 7,69. Испытания проводят по примеру 1.
Пример 3. В микрокапсулированной анаэробной композиции по примеру 2 с размером капсул 200-700 мкм в качестве аминного ускорителя используют 0,73 мас.ч. диметиланилина (ДМА), а в качестве кислотного ускорителя — 1,91 мас.ч, азотной кислоты. Испытания проводят по примеру 1.
П р и м. е р 4. Микрокапсулированная анаэробная композиция с размером капсул 200-700 мкм содержит, мас.ч.:
ТГМ-3 50,0; МЭС 50,0; ГХ 0,02 ; краситель 0,003; уксусная кислота (УК)
10,6. Испытания проводят по примеру 1 °
Пример 5. Микрокапсулирован1 ная анаэробная композиция с размером
49051 6 капсул 40-200 мкм содержит, мас.ч:
ТГМ-3 87,31; МЗС 12,69; перекись бензоила (ПБ) 11,55 в виде раствора в
28,28 мас,ч. дибутилфталата (ДБФ);
ГХ 0,01; краситель 0,007; метакриловая кислота (МАК) 5,17. Испытания проводят по примеру l.
Пример 10. В микрокапсулированной анаэробной композиции по при(() меру 3 с размером капсул 200-700 мкм в качестве кислотного ускорителя используются 8,21 мас.ч. масляной кислоты (MK) . Испытания проводят по примеру l.
)5 Пример ll, В микрокапсулированной анаэробной композиции но примеру 2 с размером капсул 200-700 мкм в качестве кислотного ускорителя используют 2,02 мас.ч. хлорной кисло20 ты. Испытания проводят по примеру 1.
Пример 12. В микрокапсулированной анаэробной композиции по примеру 2 с размером капсул 40-200 мкм в качестве кислотного ускорителя используют 5,46 мас.ч. бензолсульфимида (БСИ). Испытания проводят по примеру 1.
Данные по составам композиций и результатам испытаний приведены в
30 таблице.
Компоненты Содержани компоненМ /М
Мя
H.ì
Мр, Н.м
Пример тов в ком позиции, мас.ч, 3 . ) 4
ТГМ-3
90,65
9,35
0 4l
ГПК
1,50
ДМПТ
0,02
Краситель 0,005
2 19
15 0
9,25
1,62
5 12 капсул 40-200 мкм содержит, мас.ч, ТГМ-3 90,08; МЭС 9,92; ГПК 9,01;
ГХ 0,09; краситель 0„002; > -толуолсульфохлорид (n -ТСХ) 5,67, Испытания проводят по примеру 1, Пример 6. Микрокапсулированная анаэробная композиция с размером капсул 200-700 мкм содержит,мас.ч,:
МЭС 100; ГХ 0,02; трихлоруксусная кислота (ТХУК) 9,2, Испытания проводят по примеру 1.
Пример 7. В микрокапсулированной анаэробной композиции по примеру 2 с размером капсул 200—
700 мкм в качестве аминного ускорителя используют 0,73 мас.ч. диметил -анизидина (ДМПА), а в качестве кислотного ускорителя — 5,95 мас.ч. цианурхлорида. Испытания проводят по примеру 1 °
Пример 8. Микрокапсулированная анаэробная композиция по примеру 6 с размером капсул 200-700 мкм дополнительно содержит 0,005 мас.ч, красителя, а в качестве кислотного ускорителя используется 31,0 мас.ч. акриловой кислоты (AK). Испытания проводят по примеру 1.
Пример 9. Микрокапсулированная анаэробная композиция с размером
2 ТГМ-3 90,68
16,0 11,0 l 45.1249051
9,32
МЭС
1,83
ГПК
0,02
7,69 ь-ТСK
16,0
9,32
МЭС
1,91
HN0
6,0
3,4
1,76
МЭС
50 0
ГХ
0,02
10,0
5,0
3,1
1,61
0,02
9,2
12,3
ДМПТ 0,73
Краситель 0,005
3 ТГИ-3 90,68
ГПК 1,83
ДИА 0,73 .
ГХ 0,02
Краситель 0,005
4 ТГМ-3 . 50 0
Краситель 0,003
УК 10,6
5 ТГМ-3 90,08
МЭС 9,92
ГПК 9 01
ГХ 0,09
Краситель 0,002 п-ТСХ 5,67
6 МЭС 100
7 ТГМ-3 90,68
10,8 1,48
6,0 1 67
5,25 2,34!
249051
9,32
МЭС
0,73
0,02 гх
8 МЭС
10,3
100
8,25
1,25
0,02
ГХ
Краситель
0,005
31i0
АК
9 ТГМ-3
13,0
10,6
1,23
МЭС
ДБФ
0,01
Краситель
0,007
5,17
6,0
4,5
1,33
9,32
МЭС
1,83
ГПК
0,73
0,02
Краситель
0,005
8 21
10,0
5,75
1,74
Краси- . тель 0,005
Цианурхлорид 5,95
87,31
12,69
11,55
28,28
10 ТГМ-3 90,68
11 ТГМ-.3 90,68
Пиоиолжеиие таили ы
)г
124905) 9,32
МЭС
1,83
ГПК
Н(;(О 2, 02
12 ТГМ-3 90 68
8,75
16,0
1,83
9,32
МЭС
1,83
ГПК
0,73
0,02
ГХ
5,46
БСИ
13 ТГМ-3
12,4
0,89
11,0
100
ГПК
2,0
1,50
0,01
ГХ.
Н БО„ 22,58
14 ТГМ-3 90,65
13,75
12,3
0,89
9,35
МЭС
0,41
ГПК
1,50
0,02
ГХ
15 ТГМ-3 90,65
16,8
0,54
9,0
МЭС
9,35
Сравнительный
ДМПТ 0,73
ГХ 0,02
Краситель 0,005
Краситель 0,005
Краситель 0,005
Краситель 0,005
П о олжение таблицы
5 6!!родолжение таблицы
0 41
ГПК
ДМПТ 1,50
ГХ 0,02
Краситель 0,005
МАК 0,3
Известный
93,3
16 ТГМ-3
9,5
14,5 0,66
ГПК
АК
БСИ
0,4
0,3
0,01
ГХ
Краситель 0„005
КонтрольНый
91,93
6,95
0,82
8,07
МЭС
1,83
ГПК
0,73
0,02
Из приведенных примеров видно, что известные микрокапсулированные анаэробные композиции являются среднепрочными герметиками с неконтролируемой прочностью.
Как видно из таблицы, применение н качестве мономераЫ, >-метакрилБис -(этиленгликоль) сульфита или его смеси и с диметакрилатом триэтиленгликоля, а в качестве ускорителя органических или неорганических кислот и других кислых агентов позволяет получить микрокапсулированные композиции с повышенным моментом страгивания (превышение м > над M
Р
1,23-2,34 раза) .
Кроме того, в отсутствие с,«)-метакрил- ис -(этиленгликоль) сульфита (пример 13, сравнительный) или кис15
1249051
Составитель В,Чупов
Техред В.Кадар
Корректор О.Луговая
Редактор Н.Гунько
Заказ 4199/26
Тираж 644 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 лотного ускорителя (пример <4,сравнительный) поставленной цели не достигается.
Применение ускорителя (кислоты) в предлагаемой композиции в большем количестве нецелесообразно, так как приводит к ухудшению санитарно-гигиенических условий труда и коррозии оборудования.
Применение кислотного ускорителя (пример 15, сравнительный) и (,)метакрил- - (этиленгликоль} сульфита (пример 17) в меньших количествах
5 приводит к ухудшению соотношения величин М. и М
У1
Таким образом, изобретение позволяет создать анаэробную микрокапсулированную композицию с контролируемой прочностью.
