Герметик на основе низкомолекулярного силоксанового каучука
Владельцы патента RU 2249027:
Подшивалин Александр Викторович (RU)
Фомин Александр Сергеевич (RU)
Настоящее изобретение относится к герметизирующим композициям на основе низкомолекулярного силоксанового каучука, а именно к составу герметика, применяемого для герметизации различных соединений, требующих масло-бензостойкости и эксплуатирующихся в широком диапазоне температур. Задачей является создание герметика с высокими эксплуатационными характеристиками и низкой стоимостью компонентов, вулканизующегося при взаимодействии с влагой воздуха. Поставленная задача решается тем, что герметик на основе низкомолекулярного силоксанового каучука, содержащий оксид цинка, этилсиликат, диэтиламинометилтриэтоксисилан, дополнительно содержит кварц молотый пылевидный. По варианту герметик дополнительно содержит мел и/или доломит. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к герметизирующим композициям на основе низкомолекулярного силоксанового каучука, а именно к однокомпонентным герметикам, применяемым в автомобильной промышленности для герметизации различных соединений, требующих повышенной масло-бензостойкости и эксплуатирующихся в интервале температур от -50 до +300°С.
Известна герметизирующая композиция, включающая компаунд на основе низкомолекулярного силоксанового каучука и олигодиметилсилоксан, предназначенная для герметизации изделий электронной техники, работающих в условиях повышенной влажности (А.с. 2028361, 1995 г.). Целью данного изобретения является повышение стабильности электросопротивления вулканизата в условиях повышенной влажности и высокого питающего напряжения.
Состав герметизирующей композиции:
Компаунд на основе низкомолекулярного
силоксанового каучука, мас.% 75-96
Олигодиметилсилаксан
вязкостью при 20°С 5-150 мм2/с 4-25
Недостатком данной герметизирующей композиции является неустойчивость в растворителях и маслах, пониженный (<250°С) диапазон рабочих температур.
Известна герметизирующая композиция, включающая органополисилоксандиол, этилсиликат, карбоксилат диалкилолова, 8-оксихинолин, используемая для герметизации листовых прокладочных материалов, таких как прокладки стыка блока и головки двигателей внутреннего сгорания (А.с.1460985, 1992 г.).
Целью данного изобретения является увеличение жизнеспособности композиции и снижение времени и температуры отверждения.
Состав герметизирующей композиции:
Органополисилоксандиол, мас.ч. 100
Этилсиликат 2,0-4,0
Карбоксилатдиалкилолова 0,9-3,0
8-Оксихинолин 0,7-2,0
Недостатком данной герметизирующей композиции является неустойчивость к растворителям, высокая температура отверждения (170°С), большое время до начала вулканизации (80-200 часов).
Известен герметик, включающий каучук, оксид цинка, этилсиликат и ускоритель вулканизации и дополнительно содержащий полиметилгидроксисилан, а в качестве ускорителя вулканизации - NN-диметил-N-триэтоксисилинметилгидрозин (патент РФ №2188841, 2002 г.), предназначенный для герметизации различных агрегатов самолетных конструкций, эксплуатирующихся в широком интервале температур от -60 до +300°С. Состав имеет следующее соотношение компонентов, мас.ч.:
Каучук (или кремнеорганический эластомер,
или полисульфидный эластомер) 100
Оксид цинка 100-200
Этилсиликат 5-16
Полиметилгидросилан 1-1,4
NN-диметил-N-триэтоксисилинметилгидрозин 2-7
Недостатком данного герметика является большое время до начала вулканизации (3-4 часа) и большое время полной вулканизации (24-48 часов), что не позволяет использовать его при ремонте.
Наиболее близким по составу является герметик на основе диметилсилоксанового каучука, оксида цинка, этилсиликата и ускорителя вулканизации диэтиламинометилтриэтоксисилана (А.с. №456820, С 08 D 47108, С 09 К 3110).
Состав данного герметика следующий:
Диметилсилоксановый каучук, мас.ч. 100
Оксид цинка 100-200
Этилсиликат 1-10
Диэтиламинометилтриэтоксисилан 2-6
Этот герметик является водостойким, имеет удовлетворительные физико-механические показатели, а также имеет хорошую адгезию к поверхности металлов.
Недостатком данного герметика является пониженный предел прочности при растяжении, большое время до начала вулканизации (5 часов) и большое время полной вулканизации (72 часа), что не позволяет использовать его для ремонтных работ, малый диапазон рабочих температур (-30···+250°С).
Задачей настоящего изобретения является создание герметика, вулканизирующегося при взаимодействии с влагой воздуха и имеющего более высокие эксплуатационные характеристики, а также более низкую стоимость составляющих его компонентов.
Поставленная задача решается так, что герметик на основе низкомолекулярного силоксанового каучука, содержащий оксид цинка, этилсиликат, диэтиламинометилтриэтоксисилан, дополнительно содержит кварц молотый пылевидный при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Низкомолекулярный силоксановый
каучук 100
Оксид цинка 5-30
Кварц молотый пылевидный 40-180
Этилсиликат 1-3
Диэтиламинометилтриэтоксисилан 1-3
В варианте герметик дополнительно содержит мел 2-60 мас.ч. и/или доломит 2-95 мас.ч.
В качестве основных компонентов берут:
- низкомолекулярный силоксановый каучук, например: СКТН марок “В”, “Г” и “Д”, ТУ 2294-002-00152000-96, ГОСТ 13835-73; или Силопрен Е 18 (паспорт фирмы “Bauer”);
- этилсиликат, ТУ 6.02-895-78, ГОСТ 26371-84;
- диэтиламинометилтриэтоксисилан (АДЭ-3), ТУ 6.02-573-87;
- доломит (доломитовая мука), ТУ 21 БССР 166-86;
- мел (кальций углекислый), ГОСТ 8253-79, ТУ 95-2317-91;
- оксид цинка, ГОСТ 202-84;
- кварц молотый пылевидный, ГОСТ 9077-72.
Герметик готовят поэтапно. Сначала в смесителе приготавливают смесь исходных компонентов. Затем полученную смесь подвергают термообработке (сушка с целью удаления влаги). После термообработки смесь перегружают в реактор и в токе сухого азота добавляют диэтиламинометилтриэтоксисилан и этилсиликат. В реакторе смесь перемешивают до получения однородной массы в течение 1,5-2 часов и фасуют в герметичную упаковку (тубы, картуши).
Для доказательства соответствия заявленного состава критерию “промышленная применимость” приведены конкретные примеры получения герметика (табл.1).
| Таблица 1 | |||||||
| Наименование компонентов | Нормы загрузки, № примера, мас.ч. | Прототип 7 | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
| СКТН “В” | 100 | - | - | - | 100 | - | - |
| СКТН “Г” | - | 100 | - | - | - | 100 | - |
| СКТН “Д” | - | - | 100 | - | - | - | 100 |
| СИЛОПРЕН Е18 | - | - | - | 100 | - | - | - |
| Оксид цинка | 20 | 20 | 20 | 5 | 20 | 30 | 100-200 |
| Мел | - | 60 | 35 | - | - | 60 | - |
| Доломит | - | - | 35 | - | 95 | - | - |
| Кварц молотый пылевидный | 180 | 95 | 95 | 180 | 80 | 95 | - |
| Этилсиликат | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1-10 |
| Диэтиламинометилтриэтоксисилан | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 2-6 |
Порядок получения герметика рассмотрим на примере 1.
В специальный смеситель с z-образным перемешивающим устройством загружают 100 кг низкомолекулярного силоксанового каучука (СКТН марок “В”, “Г”, “Д” или Силопрен Е 18). Затем добавляют при постоянном перемешивании 20 кг оксида цинка и 180 кг кварца молотого пылевидного. После тщательного перемешивания смесь подвергают термообработке с целью удаления влаги. Затем смесь перегружают в реактор и под прикрытием сухого азота в смесь подают 2 кг этилсиликата и 1,8 кг диэтиламинометилтриэтоксисилана (АДЭ-3). Полученную смесь перемешивают в течение 1,5-2 часов. Готовый герметик упаковывают в тубы или картуши.
Герметик, соответствующий по составу примерам 2-6, получают аналогичным образом, как в примере 1. Изменяют только количественный и качественный состав герметика.
Полученный в примерах продукт представляет собой густую пастообразную массу светло-серого цвета с характеристиками, указанными в табл.2.
Представленные в примерах составы герметика испытывались на соответствие качественным показателям с помощью стандартных методик в соответствии с ГОСТ:
1. Предел прочности образца при растяжении определялся с помощью разрывной машины марки РМ-50 в соответствии с ГОСТ 21751-76.
2. Максимальное относительное удлинение стандартного образца при разрыве определялось в соответствии с ГОСТ 21751-76.
3. Предел прочности при отслаивании образца определялся в соответствии с ГОСТ 21981-76.
4. Твердость по Шору А определялась с помощью измерителя ТМ по ГОСТ 263-75.
5. Жизнестойкость герметика определялась по ТУ 2513-003-50643915-02.
6. Время полной вулканизации определялось по ТУ 2513-003-50643915-02.
7. Масло-бензостойкость определялась по ТУ 2513-003-50643915-02 и по ГОСТ 9.030-74 в масле и тосоле.
8. Рабочий диапазон температур оценивался по потере массы в соответствии с ГОСТ 19338-90.
| Таблица 2 | |||||||||
| № примеров | Физико-механические свойства | Жизнеспособность, час | Время полной вулканиз., час | Маслобензостойкость | Рабочий диапазон темпер-р, °С | ||||
| Предел. прочн. при раст., кгс/см2 | Максимальное относ. удлин., % | Предел проч. при отслаив., кгс/см2 | Твердость по Шору | ||||||
| масло | Тосол | ||||||||
| 1 | 22 | 120 | 1,5 | 58 | 0,5 | 18 | 0,51 | 0,5 | -60 до +300 |
| 2 | 19 | 110 | 1,4 | 52 | 0,75 | 20 | 3 | 1 | -60 до +300 |
| 3 | 21 | 115 | 1,4 | 50 | 0,75 | 20 | 3 | 1 | -60 до +270 |
| 4 | 21 | 120 | 1,5 | 56 | 0,5 | 18 | 0,6 | 0,5 | -60 до +300 |
| 5 | 20 | 110 | 1,4 | 54 | 0,6 | 18 | 3 | 2 | -60 до +270 |
| 6 | 21 | 120 | 1,4 | 52 | 0,75 | 20 | 2,5 | 1 | -60 до +270 |
| 7 | 17,6 | 120 | 1,5 | - | 5 | 72 | - | - | -30 до +250 |
Из представленных в табл.1 и 2 данных видно, что в указанном диапазоне изменения соотношения компонентов получают герметик с характеристиками, превышающими показатели герметика по прототипу.
1. Герметик на основе низкомолекулярного силоксанового каучука, включающий оксид цинка, этилсиликат, диэтиламинометилтриэтоксисилан, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кварц молотый пылевидный при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Низкомолекулярный силоксановый каучук 100
Оксид цинка 5-30
Кварц молотый пылевидный 40-180
Этилсиликат 1-3
Диэтиламинометилтриэтоксисилан 1-3
2. Герметик по п.1, отличающийся тем, что он допонительно содержит мел 2-60 мас.ч. и/или доломит 2-95 мас.ч.
