Способ получения материала низкой плотности на основе силоксанового каучука

 

Использование: резиновая и электротехническая промышленности, судостроение , приборостроение, изготовление гидрокостюмов, спасательных средств на воде, медтехника. Сущность изобретения: смешение полых стеклянных микросфер с полидиметилсилоксаном с концевыми триметилсилильными группами при массовом соотношении 1,5:1-4:1, введение силоксанового каучука и катализатора отверждения и вулканизация полученной смеси при 20- 25°С. При плотности 0,53 T/CMJ коэффициент теплопроводности при избыточном давлении 10 МПа 0,129 Вт/мК, р-2,3 х хЮ OM.M,tg 5-менее 10 , Unp: 28кВ/мм, относительное сжатие при нагрузке 0,1 МПа 1,7%, водопоглощение через 10 сут. при давлении 0,1 МПа 4%. 1 табл. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 08 J 9/32, С 081 83/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ давлении 0,1 МПа 4%. 1 табл. (21) 4870459/05 (22) 01.10,90 (46) 23,06.92. Бюл. М 23 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) M.Í.ÖâåòêoBà, Н.А.С епанова, Н.А,Катуркин, Н.А.Панфилов и В.Д.Куприянов (53) 62-405.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N309029,,кл. С 08 1 83/04, 1960, Авторское свидетельство СССР

N726139,,кл. С 08 L 83/00, 1958. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА

НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ НА ОСНОВЕ СИЛОКСАНОВОГО КАУЧУКА

Изобретение относится к технологии получения эластичных материалов низкой плотности и может быть использовано в резиновой, электротехнической промыш-, ленностях, судостроении, приборостроении, при изготовлении гидрокостюмов, спасательных средств на воде, медтехники.

Известен способ получения теплостойкого материала низкой плотности на основе силоксанового каучука смешением силоксанового каучука с оксидом цинка, диоксидом титана, кремнийорганической жидкостью, органическим амином и катализатором отверждения с последующей вулканизацией смеси, Недостатком полученного по этому способу материала является низкая прочность на сжатие, высокое водопоглощение, выделение вредных веществ при его получении.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ пол. Ж 1742285 А1 (57) Использование; резиновая и электротехническая промышленности, судостроение, приборостроение, изготовление гидрокостюмов, спасательных средств на воде, медтехника. Сущность изобретения: смешение полых стеклянных микросфер с полидиметилсилоксаном с концевыми триметилсилильными группами при массовом соотношении 1,5;1 — 4;1, введение силоксанового каучука и катализатора отверждения и вулканизация полученной смеси при 2025 С. При плотности 0,53 r/ñì коэффицент теплопроводности при избыточном давлении 10 МПа 0,129 Вт/мК, р--2,3 v х10 Ом м, Т9 д — менее 10, Олр-. 28 кВ/мм, относительное сжатие при нагрузке 0,1 МПа

1,7%, водопоглощение через 10 сут, при учения материала низкой плотности на основе силоксанового каучука, включающий смешение силоксанового каучука с перекисью бензоила, оксидом цинка и олигоэтил гидридсилоксаном — жидкостью ГКЖ-94, с последующей вулканизацией полученной смеси при 150 С.

Недостатками известного способа являются неудовлетворительные электроизоляционные характеристики в условиях повышенной влажности вследствие большой открытой поверхности и способности поглощать водяные пары, высокая величина относительного сжатия, повышенное водопоглощение, что исключает эксплуатацию указанных материалов в условиях гидростатического нагружения, Кроме того, при сжатии пористой резины происходит изменение структуры пеноматериала, сопровождающееся разрывом стенок пор и необратимыми деформациями при сжатии.

1742285

При этом увеличивается коэффициент теплопроводности, приближаясь к величине исходной матрицы, что ухудшает теплоизоляционные свойства материала.

Пористые резины, особенно мягкие, вследствие большой поверхности легко подвержены старению.

Кроме того, введение органического порофора может оказывать отрицательное влияние на процесс вулканизации, Целью изобретения является улучшение теплоизоляционных свойств материала при гидростатическом нагружении, снижение его относительного сжатия и водопоглощения и повышение электроизоляционных свойств в условиях повышенной влажности, Указанная цель достигается тем, что в способе получения материала низкой плотности на основе силоксанового каучука, включающем смешение силоксанового каучука с наполнителем, кремнийорганической жидкостью и катализатором отверждения с последующей вулканизацией полученной смеси, в качестве наполнителя используют стеклянные полые микросферы, а в качестве кремнийорганической жидкости — полидиметилсилоксан с концевыми триметилсилильными группами, при этом сначала смешивают наполнитель с кремнийорганической жидкостью при массовом соотношении 1,5;1 — 4:1 с последующим введением силоксанового каучука и катализатора отверждения, а вулканизацию проводят при

20-25 С, Пример 1, Готовят смесь стеклянных полых микросфер с размером 10-150 мкм с полидиметилсилоксаном с концевыми трим етил сил ил b Hbl ми группами (жидкость ю

ПМС-10) в массовом соотношении 1,5:1 (60 г микросфер и 40 r ПМС-10), Затем проводят смешение на вальцах силоксанового каучука с наполнителем— стеклянными полыми микросферами, предварительно смешанными с ПМС-10, и вводят катализатор отверждения, Используют полидиметилметилвинилсилоксан мол.м, 570000 (СКТВ).

Соотношение компонентов в смеси, мас.ч.; каучук СКТВ 100; сгеклянные полые микросферы 60. полидиметилсилоксан с концевыми триметилсилильными группами

40; катализатор отверждения 5 (смесь диэтилдикаприлата олова с этилсиликатом 40 в массовом соотношении 1:4), Из полученной композиции изготавливают образцы для испытаний в виде пластин толщиной 5 мм или в виде цилиндров диаметром 10 мм и высотой 10 мм путем подпрессовки композиции в формах при комнатной температуре в течение 5 ч.

Пример 2. То же, что и в примере 1, но массовое соотношение сферы — ПМС-10 составляет 2;1, а вместо каучука СКТВ используют каучук СКТ (пол идиметилсилоксан мол.м. 670000), Пример 3. Аналогично примеру 1, но массовое соотношение сферы — ПМС-10 составляет 4:1, а вместо каучука СКТВ используют каучук марки СКТФТ-50 (полидиметилметил.1 "трифторпропилсилоксан, содержащий 50 y трифторпропильных звеньев мол.м. 490000), Пример 4 (контрольный). Аналогично примеру 1, но массовое соотношение сферы — ПМС-10 составляет 1,5:2.

Увеличение содержания ПМС-10 в смеси приводит к бесполезному расходованию и выпотеванию ее из композиционного материала, Пример 5 (контрольный). Аналогично примеру 1, но массовое соотношение сферы — ПМС-10 составляет 4,5:1.

При этом наблюдается недостаточное содержание ПМС-10 для обеспечения смачивания всех частиц стеклянных микросфер, что затрудняет их диспергирование в силоксановом каучуке. Скопление несмоченных микросфер при смешении на вальцах с каучуком приводит к их раздавливанию, при этом плотность материала возрастает.

Пример 6 (контрольный), Аналогично примеру 1, только исключает операцию предварительного смешения микросфер с

ПМС-10, а вводят ее одновременно с микросферами, Пример 7 (контрольный). Аналогично примеру 6, только исключает ПМС-10 из композиции.

Результаты испытаний, полученные согласно приведенным примерам, представлены в таблице.

Как следует из данных таблицы, при близкой плотности материалов, полученных по известному способу и предлагаемому, последний обладает лучшими электроизоляционными характеристиками (более высоким удельным объемным сопротивлением, меньшим тангенсом угла ди: чектрических потерь, более высоким пробивным напряжением в условиях повышенной влажности), Кроме того, указанный материал обладает меньшим (в 2 раза) коэффициентом теплопроводности в условиях гидростатического нагружения, существенно меньшим (в 25 раз) относительным сжатием, меньшим водопоглощением при гидростатическом сжатии, Положительный эффект достигается только в том случае, ког1742285 да приготовление композита проводят по предлагаемому способу, включающему стадию предварительного смешения полых стеклосфер с полидиметилсилоксаном с концевыми триметилсилильными группами. териала при гидротатическом нагружении, снижения его относительного сжатия и водопоглощения и. повышения электроизоляционных свойств в условиях повышенной

5 влажности, в качестве наполнителя используют стеклянные полые микросферы, а в качестве кремнийорганической жидкости— полидиметилсилоксан с концевыми триметилсилил ьн ыми группами, Il ðè этом сначала

10 смешивают наполнитель с кремнийорганической жидкостью при массовом соотношении 1,5 — 4:1 соответственно с последующим введением силоксанового каучука и катализатора отверждения, а вулканизацию про15 водят при 20 — 25 С, Формула изобретения

Способ получения материала низкой плотности на основе силоксанового каучука, включающий смешение силоксанового каучука с наполнителем, кремнийорганической жидкостью и катализатором отверждения с последующей вул канизацией полученной смеси, отличающийся тем,что,сцелью улучшения теплоизоляционных свойств маКоэффициент теплопроводности л, Вт/м К, при избыточном давлении Р, ИПа

Плотность, г/смз

Пример

0,0 1,0 2,5

5,0

10,0

7,5

Известный

0,165

0,138

0,128

0,120

0,138

0,137

0,223, О, 305

0,08

0,128

0,120

0,115

О, 128

0,136

О, "-31, О, 125

0,137

0,130

0,125

0,135

О, 131

О, 126

0,136

0,142

2

0,136

0,137

0,139

О, 141

0,.1 27

0,230 0 312

О, 302

Продолжение таблицы

Относительное сжатие

Еодопоглощение через 10 сут, при P=0,1 МПа, о, Злектроизоляционные свойства при влажности 904

Пример при нагрузке 0,1 МПа, o

p,0ì. м

ЦОГ э квlмм

4 1О

2-103

Известный

4,5

4,0

4,2

l0

2 -)0>

1,7

1,5

30 10 . 28

1

3

25 .1 8

2>1

6

5,1

4,8

2,3

0,55

0,55

0,53

0,50

0,58

0,65

0,84

1,08

4 ° 10

9 "10

2,3 10

5,1 10

9,.1 О

1,5 10

0,179 0,190 0,240

0,285

0,136

0,129

0,125

0,136

0,145