Герметизирующая композиция пониженной плотности
Владельцы патента RU 2372370:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") (RU)
Изобретение относится к уплотнительным материалам, в частности к герметизирующей композиции пониженной плотности, предназначенной для уплотнения и герметизации различных агрегатов самолетных конструкций (планера, топливных отсеков и т.д.), эксплуатирующихся в широком интервале температур от -60°С до +130°С. Герметизирующая композиция пониженной плотности, содержит, мас.ч.: жидкий тиокол - 100, адгезионную добавку - 6-14, технический углерод - 18-28, дибутилфталат - 3,2-6,5, дифенилгуанидин - 0,9-1,05, диоксид марганца - 5,6-7,0 микросферы - 8-18, стеариновую кислоту - 0,028-0,38 и канифоль - 1-3. Технический результат состоит в повышении прочности при разрыве и топливостойкости герметизирующей композиции, в увеличении ее жизнеспособности, что позволит использовать ее при герметизации длинномерных конструкций, при сохранении низкой плотности и адгезионных характеристик. 2 табл.
Изобретение относится к уплотнительным материалам, в частности к герметизирующим композициям пониженной плотности, предназначенным для уплотнения и герметизации различных агрегатов самолетных конструкций (планера, топливных отсеков и т.д.), эксплуатирующихся в широком интервале температур от -60°С до +130°С.
Известен легковесный герметик, включающий жидкий полисульфид, облегченный наполнитель, эпоксидированый полисульфид, адгезионную добавку, растворитель и вулканизующий агент (патент США №5663219).
Недостатком известного герметика является невысокий уровень адгезионных свойств.
Наиболее близким из аналогов, принятым за прототип, является герметизирующая композиция пониженной плотности следующего состава, мас.ч.:
Полисульфидный полимер (сочетание линейного и разветвленного полимеров) 50-85
Адгезионная добавка 0,1-8
Минеральный наполнитель 0-49
Облегченный наполнитель 0-35
Микросферы 0,3-10
Композиция содержит вулканизующую систему, в которую входят отвердитель в количестве 10 мас.ч. на 100 мас.ч. композиции и сшивающий агент в количестве 0-5 мас.ч. При необходимости композиция может включать реологические, биоцидные, антикоррозионные и другие добавки (заявка США №2004/097643).
Недостатками композиции-прототипа являются невысокая прочность при разрыве, невысокая жизнеспособность (не более 6 ч), недостаточно высокая топливостойкость.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение прочности при разрыве и топливостойкости герметизирующей композиции, увеличение жизнеспособности, что позволит использовать ее при герметизации длинномерных конструкций, при сохранении плотности и адгезионных характеристик на уровне прототипа.
Для решения поставленной задачи предложена герметизирующая композиция пониженной плотности, включающая жидкий тиокол, адгезионную добавку - смесь фенолоформальдегидной смолы и эпоксидной диановой смолы, наполнитель - технический углерод, микросферы, дибутилфталат, дифенилгуанидин, диоксид марганца, стеариновую кислоту и канифоль при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| жидкий тиокол | 100,0 |
| указанная адгезионная добавка | 6,0-14,0 |
| технический углерод | 18,0-28,0 |
| дибутилфталат | 3,2-6,5 |
| дифенилгуанидин | 0,9-1,05 |
| диоксид марганца | 5,6-7,0 |
| микросферы | 8,0-18,0 |
| стеариновая кислота | 0,028-0,38 |
| канифоль | 1,0-3,0 |
Введение технического углерода и заявляемое качественное и количественное соотношение всех компонентов позволяют повысить прочность герметизирующей композиции при разрыве и топливостойкость, а за счет дополнительного введения стеариновой кислоты в сочетании с канифолью - увеличить жизнеспособность композиции до 10 ч, что дает возможность использовать ее при герметизации длинномерных конструкций. Сохранение высоких адгезионных характеристик композиции осуществляется за счет того, что компоненты адгезионной добавки частично химически связываются с подвижным атомами водорода в SH-группе полисульфидного полимера, а частично остаются в несвязанной форме и выполняют функции пластификатора, а за счет наличия в канифоли 60-67% абиетиновой кислоты с системой сопряженных двойных связей композиция хорошо вулканизуется и имеет высокую адгезию.
В заявляемом изобретении наиболее предпочтительно использовать жидкие тиоколы марок 1 и II по ТУ38-50309-93 с массовой долей SH-групп 1,7-3,3% и вязкостью при 25°С 15-50 Па·с.
В заявляемом изобретении также использовали эпоксидные диановые смолы марок ЭД-20 по ГОСТ 10587, Э-40 по ТУ 2225-154-05011907-97, фенолоформальдегидные смолы марок СФ010А, СФ030А по ГОСТ 18694, канифоль по ГОСТ 19113, технический углерод марок П-803, Т-900 по ГОСТ 7885, дибутилфталат (ГОСТ 8728).
В качестве вулканизующей системы использовали сочетание диоксида марганца (ГОСТ 4470) и дифенилгуанидина (ТУ 6-09-3680-76) в стандартных соотношениях.
В качестве микросфер могут быть использованы стеклянные полые микросферы марок МС-А9 по ТУ 6-48-108-94, МС-ВП-А9 по ТУ 6-48-91-92, полимерные микросферы марки БВ-01 по ТУ 6-05-221-258-87, зольные микросферы по ТУ 6-15-02-306-92. Размер микросфер составляет 15-200 мкм.
Примеры осуществления изобретения
Пример 1.
К жидкому тиоколу при постоянном перемешивании добавляли при комнатной температуре технический углерод, эпоксидную смолу, фенолоформальдегидную смолу, канифоль, микросферы. Затем добавляли дибутилфталат, дифенилгуанидин, диоксид марганца, стеариновую кислоту и снова перемешивали до однородного состояния.
Технология изготовления композиций по примерам 2,3 аналогична примеру 1.
Составы композиций приведены в таблице 1, свойства - в таблице 2.
Как видно из данных таблицы 2, заявляемая герметизирующая композиция по сравнению с прототипом при сохранении низкой плотности имеет повышенную на 20-25% прочность при разрыве, повышенную топливостойкость - сохранение высокого уровня адгезионной прочности после выдержки 600 (3×200) ч в топливе при 100°С, увеличенную жизнеспособность - до 10 ч, что позволит в одном цикле производить герметизацию длинномерных конструкций.
Применение заявляемой герметизирующей композиции пониженной плотности позволит увеличить надежность и ресурс работы элементов конструкций и снизить вес летательных аппаратов.
Герметизирующая композиция пониженной плотности, включающая жидкий тиокол, адгезионную добавку - смесь фенолоформальдегидной смолы и эпоксидной диановой смолы, наполнитель - технический углерод, микросферы, дибутилфталат, дифенилгуанидин, диоксид марганца, стеариновую кислоту и канифоль при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| жидкий тиокол | 100 |
| указанная адгезионная добавка | 6-14 |
| технический углерод | 18-28 |
| дибутилфталат | 3,2-6,5 |
| дифенилгуанидин | 0,9-1,05 |
| диоксид марганца | 5,6-7,0 |
| микросферы | 8-18 |
| стеариновая кислота | 0,028-0,38 |
| канифоль | 1-3 |
