Полимерная композиция для заливки пьезокомпозитных элементов


 


Владельцы патента RU 2409603:

Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Элпа" с опытным производством" (ОАО "НИИ "Элпа") (RU)

Изобретение относится к химической технологии герметиков и заливочных компаундов и предназначено для использования в производстве пьезокерамических устройств. В частности, для использования при изготовлении пьезокомпозитных элементов связности 1-3, работающих в условиях воздействия динамических механических нагрузок. Полимерная композиция для заливки пьезокомпозитных элементов включает эпоксидную диановую смолу, эпоксидную алифатическую смолу и алифатический аминный отвердитель. Дополнительно композиция в своем составе содержит полидиенуретандиэпоксид и продукт взаимодействия лифенилметандиизоцианата и глицидола при молярном соотношении компонентов от 1,0-1,1 до 1,0-1,5. Полимерная композиция обладает улучшенными физико-механическими и технологическими свойствами. На основе полимерной композиции получают пьезокомпозиты с улучшенными динамическими характеристиками. 1 табл.

 

Изобретение относится к химической технологии герметиков и заливочных компаундов и предназначено для использования в производстве пьезокерамических устройств, в частности, при изготовлении пьезокерамических композитных элементов связности 1-3, работающих в условиях воздействия динамических механических нагрузок.

Полимерная композиция для заливки пьезокомпозитных элементов связности 1-3 должна иметь пониженную вязкость, повышенную ударную вязкость и адгезию к пьезокерамическим материалам, обеспечить монолитность композита (отсутствие воздушных включений и трещин) и устойчивость к динамическим механическим нагрузкам.

Известна полимерная композиция для заливки пьезокерамических датчиков, предназначенных для сборки электронных медицинских приборов, включающая эпоксидную диановую смолу, алифатический аминный отвердитель, в качестве модифицирующих добавок - эпоксидную алифатическую смолу, продукт согидролиза метилтрихлорсилана с диметилдихлорсиланом и наполнитель (Аналог. А.с. СССР №1733440, кл. C08L 3/00; C08K 13/02; C08L 63/00, опубл. 15.05.92. Бюл. №18).

Известная композиция имеет повышенный акустический импеданс и адгезию к пьезокерамическим материалам, однако при заливке композиционных пьезоэлементов не обеспечивает полного удаления воздушных включений из-за недостаточно низкой вязкости.

Также известна эпоксидная композиция для герметизации полупроводников, включающая диановую и алифатическую эпоксидную смолу, отвердитель, ускоритель и поверхностно-активные вещества (Аналог. Яп. Заявка 61-89247. Заявл.: 8.10.84. №59-209841. Опубл.: 7.05.86. Кл. C08L 63/00; C08G 59/20).

Известная композиция устойчива к растрескиванию, однако имеет относительно невысокую адгезию к пьезокерамическим материалам.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является полимерная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, эпоксидную алифатическую смолу, аминный отвердитель и в качестве модификатора продукт взаимодействия мономерного диизоцианата с глицидолом при стехиометрическом соотношении компонентов (Прототип. А.с. СССР №730752, кл. C08L 63/02, опубл. 30.04.80. Бюл. №16).

Полимерная композиция по прототипу характеризуется улучшенными физико-механическими показателями.

Недостатком известной композиции является пониженная адгезия к пьезокерамике и повышенная вязкость, что затрудняет заливку пьезокомпозитов и приводит к образованию воздушных пузырей.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является достижение технического результата, заключающегося в снижении вязкости полимерной композиции, повышении адгезии к пьезокерамическим материалам при сохранении высокой ударной вязкости и повышение динамической прочности композиционных пьезоэлементов.

Поставленная задача решается в полимерной композиции для заливки пьезокерамических композиционных элементов связности 1-3, включающей эпоксидную диановую смолу, эпоксидную алифатическую смолу, алифатический аминный отвердитель, и в качестве модификатора в своем составе содержащей полидиенуретандиэпоксид и продукт дифенилметандиизоцианата с глицидолом при молярном соотношении компонентов от 1,0-1,1 до 1,0-1,5 при следующем соотношении компонентов (мас.ч.):

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 100
Эпоксидная алифатическая смола ДЭГ-1 5-15
Полидиенуретандиэпоксид 0,5-5,0
Дифенилметандиизоцианат 3,8-19,0
Глицидол 1,2-6,0
Алифатический аминный отвердитель 12,0-18,0

Таким образом, отличительными признаками изобретения является то, что полимерная композиция в своем составе в качестве модификатора содержит полидиенуретандиэпоксид и продукт взаимодействия дифенилметандиизоцианата с глицидолом при молярном соотношении компонентов от 1,0-1,1 до 1,0-1,5.

Указанная совокупность отличительных признаков позволяет достичь технического результата, заключающегося в улучшении технологических свойств полимерной композиции, повышении адгезии к пьезокерамическим материалам и обеспечении устойчивости к воздействию динамических механических нагрузок.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Стандарты, в соответствии с которыми выпускаются использованные вещества, приведены ниже.

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 ГОСТ 10587-84
Эпоксидные алифатические смолы ДЭГ-1 и ТЭГ-1 ТУ 2225-527-00203521-98
Алифатические амины ТУ 2413.35700203447-99
Полидиенуретандиэпоксид ПДИ-3АК ТУ 38.103410-85
Дифенилметандиизоцианат ТУ 113-03-609-86
Глицидол ТУ 38.402-62-162-88

Пример 1.

К 100 мас.ч. эпоксидной диановой смолы ЭД-20 добавляют 4 мас.ч. эпоксидной алифатической смолы ДЭГ-1, нагревают до 80 С, затем вводят 1,0 мас.ч. глицидола и 0,4 мас.ч. полидиенуретандиэпоксида, перемешивают в течение 5 мин, по частям добавляют 3,4 мас.ч. дифенилметандиизоцианата и при температуре 80°С перемешивают в течение 30 мин. Затем реакционную массу охлаждают до комнатной температуры и вводят 11 мас.ч. алифатического аминного отвердителя, в качестве которого берут диэтилентриамин. Смесь перемешивают в течение 2-3 мин.

В примере 1 взяты запредельные соотношения компонентов - ниже нижнего предела.

Пример 2.

Осуществляют аналогично примеру 1, но при следующем качественном и количественном соотношении компонентов (мас.ч.):

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 100
Эпоксидная алифатическая смола ДЭГ-1 6,0
Полидиенуретандиэпоксид 0,5
Дифенилметандиизоцианат 16,0
Глицидол 5,0
Полиэтиленполиамины 12,0

Пример 3.

Осуществляют аналогично примеру 1, но при следующем качественном и количественном соотношении компонентов (мас.ч.):

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 100
Эпоксидная алифатическая смола ДЭГ-1 15,0
Полидиенуретандиэпоксид 2,0
Дифенилметандиизоцианат 19,0
Глицидол 6,0
Триэтилендиамин 15,0

Пример 4.

Осуществляют аналогично примеру 1, но при следующем качественном и количественном соотношении компонентов (мас.ч.):

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 100
Эпоксидная алифатическая смола ДЭГ-1 10,0
Полидиенуретандиэпоксид 2,0
Дифенилметандиизоцианат 14,0
Глицидол 4,0
Триэтилендиамин 14,0

Пример 5.

Осуществляют аналогично примеру 1, но при следующем качественном и количественном соотношении компонентов (мас.ч.):

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 100
Эпоксидная алифатическая смола ДЭГ-1 8,0
Полидиенуретандиэпоксид 2,0
Дифенилметандиизоцианат 14,5
Глицидол 5,0
Полиэтиленполиамины 15,0

Пример 6.

Осуществляют аналогично примеру 1, но при следующем качественном н количественном соотношении компонентов (мас.ч.):

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 100
Эпоксидная алифатическая смола ДЭГ-1 18,0
Полидиенуретандиэпоксид 6,0
Дифенилметандиизоцианат 20,0
Глицидол 1,0
Триэтилендиамин 16,0

В примере 6 взяты запредельные соотношения компонентов, содержание глицидола - ниже нижнего заявляемого предела, а остальных компонентов - выше верхнего заявляемого предела.

Свойства заявляемой полимерной композиции в сравнении с прототипом приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы, заявляемая полимерная композиция по технологическим характеристикам существенно превосходит прототип, адгезионная прочность к пьезокерамике выше в 1,4-1,8 раза. Композитные пьезоэлементы, залитые заявляемой полимерной композицией, обладают устойчивостью к воздействию динамических механических нагрузок.

Таблица
Показатели Величина показателей по примерам
1 2 3 4 5 6 Прототип
Динамическая вязкость при 20°С, Па·с 4,0 5,0 5,4 5,2 4,8 4,2 15-30
Температура заливки, °С 20 20 20 20 20 20 80
Жизнеспособность при температуре заливки, мин 20 20 20 20 20 20 10
Адгезионная прочность с пьезокерамикой, МПа 18 26 28 25 31 15 17
Устойчивость композитных пьезоэлементов к воздействию динамических механических нагрузок - + + + + - -
+ - устойчив;
- - не устойчив.

Полимерная композиции для заливки пьезокерамических композиционных элементов связности 1-3, включающая эпоксидную диановую смолу, эпоксидную алифатическую смолу, алифатический аминный отвердитель и модификатор, отличающаяся тем, что полимерная композиция в своем составе в качестве модификатора содержит полидиенуретандиэпоксид и продукт взаимодействия дифенилметандиизоцианата с глицидолом при молярном соотношении компонентов от 1,0-1,1 до 1,0-1,5 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 100
Эпоксидная алифатическая смола ДЭГ-1 5-15
Полиденуретандиэпоксид 0,5-5,0
Дифенилметандиизоцианат 3,8-19,0
Глицидол 1,2-6,0
Алифатический аминный отвердитель 12-18


 

Похожие патенты:
Изобретение относится к получению, полимерных композиций для эпоксидных пенокомпаундов, применяемых в качестве герметизирующего материала для изделий радиотехнического назначения.
Паронит // 2407641
Изобретение относится к полимерным композициям, применяемым для производства гидроизоляционных и герметизирующе-клеящих покрытий. .
Паронит // 2406611
Изобретение относится к парониту, предназначенному для изготовления прокладок для эксплуатации в уплотнительных узлах с плоскими уплотняемыми поверхностями. .
Паронит // 2406610
Изобретение относится к парониту, предназначенному для уплотнения плоских неподвижных уплотняемых поверхностей, эксплуатирующихся при температуре окружающей среды.

Изобретение относится к антибактериальному средству, состоящему из серебросодержащих частиц гидроксида сульфата алюминия, представленных следующими формулами (X-I) или (Y-I): (Ag aBb-a)bAlcAx (SO4)y(OH)z·pH2 O (X-I), где а, b, с, х, у, z и р удовлетворяют неравенствам 0,00001 а<0,5 0,7 b 1,35; 2,7<с<3,3; 0,001 х 0,5; 1,7<у<2,5; 4<z<7 и 0 р 5 соответственно, В представляет собой по меньшей мере один одновалентный катион, выбранный из группы, состоящей из Na+,NH4 +, K+ и Н3О+ , суммарная величина (1b+3с), полученная путем умножения валентностей на число молей катионов, удовлетворяет неравенству 8<(1b+3с)<12, и А представляет собой анион органической кислоты; [Aga Bb-a]b[M3-cAlc](SO 4)y(OH)z·pH2O (Y-I), где а, b, с, у, z и р удовлетворяют неравенствам 0,00001 а<0,5; 0,8 b 1,35; 2,5 с 3; 1,7<у<2,5; 4<z<7 и 0 р 5 соответственно, В представляет собой по меньшей мере один одновалентный катион, выбранный из группы, состоящей из Na+, NH4 +, К+ и Н3О+ , и М представляет собой Ti или Zn.
Изобретение относится к композиции для пенокомпаунда, используемого для заливки изделий радио- и электротехнического назначения, включающей в мас.ч.: 75-85 эпоксидной диановой смолы ЭД-20, триглицидиловые эфиры полиоксипропилентриола 43,5-49,3 Лапроксида-703 и 10,5-11,9 Лапроксида-301, 30-34 этилендиаминометилфенола АФ-2, 30-34 низкомолекулярной полиамидной смолы ПО-300, 15-17 полигидросилоксановой жидкости 136-41, 1,5-1,7 пенорегулятора Пента-483, 1,5-1,7 катализатора К-1 марки А, 3,7-4,3 этилсиликата-40 и 0,02-0,03 ацетона.
Изобретение относится к композиции для грунтовки, содержащей по меньшей мере один полиуретановый форполимер А с изоцианатными группами; по меньшей мере один алифатический полиизоцианат В; по меньшей мере один ароматический полиизоцианат С; по меньшей мере один продукт реакции D, полученный из по меньшей мере одного эпоксисилана и по меньшей мере одного аминосилана при количественном соотношении атомов активного водорода амина к количеству эпоксидных групп эпоксисилана, равном 3:1-1:3 или из по меньшей мере одного эпоксисилана и по меньшей мере одного меркаптосилана при количественном соотношении меркаптогрупп и эпоксидных групп 1,5:1-1:1,5, при содержании продукта D 0,5-15 вес.% в расчете на суммарный вес A+B+C+D.

Изобретение относится к брикетированным герметикам стекол. .

Изобретение относится к водной двухкомпонентной композиции промотора адгезии, а также к ее применению в процессе склеивания или герметизации. .
Изобретение относится к получению, полимерных композиций для эпоксидных пенокомпаундов, применяемых в качестве герметизирующего материала для изделий радиотехнического назначения.
Изобретение относится к добавкам для эластомеров, а именно противостарителям и модификаторам, и может быть использовано в резиновой промышленности. .

Изобретение относится к фотоотверждаемой композиции для трехмерного изделия, содержащей в % мас. .
Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к резиновой смеси на основе этиленпропилендиенового каучука, резина из которой характеризуется повышенной адгезией.

Изобретение относится к композиции эпоксидного порошкового покрытия и к способу ее получения. .

Изобретение относится к композиции эпоксидного порошкового покрытия и к способу ее получения. .
Изобретение относится к технологии изготовления рабочих колес погружного электроцентробежного насоса, предназначенного для перекачки текучих сред в нефтяных и газовых скважинах, в нефтепромысловых транспортных системах и установках для подготовки нефти и газа, преимущественно для перекачки вязких водонефтяных смесей с высоким содержанием сероводорода, в частности к рецептуре составов для их изготовления, и может быть использовано в области гидромашиностроения.
Изобретение относится к полимерным композициям на основе эпоксидных связующих ангидридного отверждения, которые могут быть использованы в качестве клеев, покрытий, пропиточных составов, связующих для композиционных материалов, изготавливаемых преимущественно методом мокрой намотки.

Изобретение относится к полимерным связующим для композиционных материалов, изготавливаемых преимущественно методом мокрой намотки или препреговой технологии
Наверх