Патент на изобретение №2223296

(54) ГЕРМЕТИЗИРУЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к высокомолекулярным соединениям, а именно к герметикам, применяемым в авиационной промышленности для герметизации агрегатов самолетных конструкций, эксплуатирующихся в широком интервале температур (от -60 до 280^oС). Технической задачей изобретения является создание теплотопливостойкого герметика, который обладает удовлетворительными физико-механическими свойствами, морозостойкостью, способностью вулканизоваться при комнатной температуре, также обладает высокой топливостойкостью, тепло- и термостойкостью. Для достижения этой задачи предложена герметизирующая композиция, содержащая фторсилоксановый каучук, минеральный наполнитель, вулканизирующий агент. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

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 280^oС.

За рубежом известны фторированные силиконовые компаунды, наполненные оксидами кремния, железа, цинка или сажей, примерно 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^oС (заявка РСТ WO 01/32750, C 08 J 77/50).

Недостатком данных композиций является недостаточный температурный диапазон работоспособности теплотопливостойких материалов.

Известны фторсилоксановые резиновые смеси на основе высокомолекулярных каучуков, которые обладают низкой усадкой при сжатии и малым набуханием в среде полярных растворителей (патент Японии 2729871, C 08 L 83/08, С 08 К 3/36).

Недостатком данной композиции является ее высокая вязкость и то, что низкие температуры эксплуатации не позволяют использовать эту смесь в качестве герметизирующей композиции.

Также известна герметизирующая композиция, содержащая фторсилоксановый каучук с мол. в. 20000, полиоксибутиленуретандиэпоксид, отвердитель, этилсиликат и октоат олова (авт. св. СССР 979481, С 08 L 83/14, С 08 L 75/04). Данная композиция обладает достаточно высокой эластичностью, морозостойкостью, маслостойкостью, но не работоспособностью в интервале температур от -60 до 280^oС, что ограничивает ее применение.

Наиболее близким по составу и назначению к заявляемому изобретению является теплотопливостойкий герметик холодной вулканизации на основе фторсилоксанового полимера, имеющий следующий состав (мас.ч.):
Фторсилоксановый каучук –
полидиметилметилтрифторпропилсилоксан-СКТНФТ-50 – 100
Наполнитель – диоксид титана – 50-150
Вулканизующий агент, состоящий из структурирующего агента и ускорителя вулканизации – 0,5-8,0
Вулканизующий агент состоит из смеси структурирующего агента – гидрополисилоксановой жидкости ГКЖ-94 и ускорителя вулканизации – диэтилдикаприлата олова или дибутилдилаурината олова (авт. св. СССР 473732, C 08 g 47/06. Бюл. 22, 1974 г.).

Этот герметик, применяемый для герметизации топливных отсеков самолетов, отличается пастообразной консистенцией без применения растворителей и способностью вулканизоваться при комнатной температуре. Недостатком этого герметика является недостаточно высокая топливостойкость, тепло- и термостойкость.

В современных летательных аппаратах к подобному виду герметиков предъявлены более высокие требования по температурному диапазону работоспособности.

Технической задачей данного изобретения является создание теплотопливостойкого герметика, который наряду с удовлетворительными физико-механическими свойствами, морозостойкостью, способностью вулканизоваться при комнатной температуре также обладает более высокой топливостойкостью, тепло- и термостойкостью, работоспособностью от -60 до 280^oС.

Для достижения поставленной задачи предложена герметизирующая композиция, содержащая в качестве связующего фторсилоксановый каучук, минеральный наполнитель и вулканизующий агент, состоящий из смеси структурирующего агента и ускорителя вулканизации – диэтилдикаприлата олова, отличающийся тем, что в качестве фторсилоксанового каучука использован низкомолекулярный сополимер, состоящий из диметилсилоксановых и метилгексафторпропеновых звеньев с содержанием последних не менее 33 мол.%, а в качестве структурирующего агента – метилметоксисилоксановый олигомер или тетраэтоксисилан при следующем соотношении компонентов (мас.ч.):
Фторсилоксановый каучук – 100
Минеральный наполнитель – 60-300
Вулканизующий агент – 10-30
Структурирующий агент – метилметоксисилоксановый олигомер или тетраэтоксисилан и ускоритель вулканизации берут, например, в соотношении 1:0,1-1.

В качестве минерального наполнителя используют диоксид титана, оксид цинка, диоксид кремния.

Получают данный фторсилоксановый каучук сополимеризацией диметилсилоксанового и метилгексафторпропенового мономеров.

За счет наличия метилгексафторпропеновых звеньев в предлагаемой композиции возможно увеличение топливостойкости герметика и расширение температурного интервала работоспособности, а также остается возможность отверждения предлагаемой композиции при комнатной температуре.

Для достижения технического результата соотношение структурирующего агента и ускорителя вулканизации может быть любым, однако уменьшение количества ускорителя приводит к увеличению продолжительности технологического процесса, а увеличение количества ускорителя влечет за собой некоторое ухудшение технологических свойств герметика, поэтому предпочтительным является соотношение указанных компонентов, равное 1:0,1 -1.

Наличие метилметоксисилоксанового олигомера или тетраэтоксисилана в качестве структурирующего агента в смеси с ускорителем вулканизации при определенном их соотношении позволило улучшить топливостойкость и расширить температурный интервал работоспособности.

Примеры осуществления изобретения.

Пример 1.

Для получения предлагаемой герметизирующей композиции использовали композицию на основе фторсилоксанового каучука (производитель НИИСК имени академика С.В.Лебедева) с содержанием 33 мол.% метилгексафторпропеновых звеньев в количестве 100 мас.ч., в него при постоянном перемешивании добавляли при комнатной температуре минеральный наполнитель – оксид цинка (ГОСТ 202-84) в количестве 60 мас.ч., также структурирующий агент – метилметоксисилоксановый олигомер марки К-101 О в количестве 9,0 мас.ч. (ТУ 6-02-850-74 ВИАМ) и ускоритель вулканизации – диэтилдикаприлат олова (ДЭДКО, ТУ – 6-02-953-74) в количестве 0,9 мас.ч.

Пример 2.

Использовали тот же фторсилоксановый каучук (производитель НИИСК имени академика С. В. Лебедева) с содержанием 70 мол.% метилгексафторпропеновых звеньев 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 150 мас.ч., также структурирующий агент – метилметоксисилоксановый олигомер марки К-101 О в количестве 10 мас.ч. (ТУ 6-02-850-74 ВИАМ) и ускоритель вулканизации – диэтилдикаприлат олова (ДЭДКО, ТУ 6-02-953-74) в количестве 4,0 мас.ч.

Пример 3.

Использовали тот же фторсилоксановый каучук (производитель НИИСК имени академика С. В. Лебедева) с содержанием 55 мол.% метилгексафторпропеновых звеньев в количестве 100 мас.ч., в него при постоянном перемешивании добавляли при комнатной температуре минеральный наполнитель – диоксид кремния (ТУ 6-18-184-87) в количестве 300 мас.ч., также ускоритель вулканизации – тетраэтоксисилан в количестве 10 мас.ч. (ТУ 6-02-641-76), ускоритель вулканизации – диэтилдикаприлат олова (ДЭДКО, ТУ 6-02-953-74) в количестве 10 мас. ч.

Пример 4. (является прототипом нашего изобретения).

Использовали полидиметилтрифторпропилсилоксановый каучук (СКТНФТ-50, ВТУ НИИСК имени академика С.В.Лебедева в количестве 100 мас.ч.), в него при постоянном перемешивании при комнатной температуре добавляли двуокись титана “ТС” (ТУ 6-10-1252-86) в количестве 100 мас.ч., также этилсиликат (ТУ 6-02-641-76) в количестве 2,0 мас.ч., дибутилдилауринат олова (МРТУ 6-02-257-62) в количестве 2,0 мас.ч.

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 физико-механическими свойствами не ниже, чем у прототипа, и в то же время большей топливостойкостью (в 1,8-3,4 раз большей) и более расширенным температурным интервалом работоспособности при 280^oС.

Таким образом, применение предлагаемого герметика позволяет повысить надежность и ресурс топливных отсеков и других агрегатов самолетов нового поколения. Кроме того, в качестве основы теплотопливостойкого герметика использовали отечественное сырье, что значительно снижает стоимость предлагаемого герметика.

Формула изобретения

1. Герметизирующая композиция, содержащая в качестве связующего фторсилоксановый каучук, минеральный наполнитель и вулканизующий агент, представляющий собой смесь структурирующего агента и ускорителя вулканизации – диэтилдикаприлата олова, отличающаяся тем, что в качестве фторсилоксанового каучука использован низкомолекулярный сополимер, состоящий из диметилсилоксановых и метилгексафторпропеновых звеньев, с содержанием последних не менее 33 мол.%, а в качестве структурирующего агента – метилметоксисилоксановый олигомер или тетраэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Фторсилоксановый каучук 100

Минеральный наполнитель 60-300

Вулканизующий агент 10-20

2. Герметизирующая композиция по п.1, отличающаяся тем, что структурирующий агент и ускоритель вулканизации взяты в соотношении 1:(0,1-1).

3. Герметизирующая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве минерального наполнителя используют диоксид титана, оксид цинка, диоксид кремния.

РИСУНКИ