Полимерная композиция для герметизации пьезокерамических приемоизлучающих гидроакустических устройств


 


Владельцы патента RU 2529542:

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

Изобретение относится к химической технологии герметиков и заливочных компаундов и предназначено для использования в производстве пьезокерамических приемоизлучающих гидроакустических устройств, используемых для ультразвуковых систем визуализации подводных объектов и акустической микроскопии и других технологических и технических задач. Композиция включает триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты, дифенилметандиизоцианат и циклогексанол. Соотношение компонентов следующее, мас.ч.: триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты - 100; дифенилметандиизоцианат - 36,0-45,;, циклогексанол - 5,0-15,0. Результат заключается в повышении жизнеспособности, сокращении времени отверждения и улучшении прочностных и адгезионных характеристик полимерной композиции и уменьшении ее пористости. 1 табл., 6 пр.

 

Изобретение относится к химической технологии герметиков и заливочных компаундов и предназначено для использования в производстве пьезокерамических приемоизлучающих гидроакустических устройств, используемых для ультразвуковых систем визуализации подводных объектов и акустической микроскопии и других технологических и технических задач.

Полимерная композиция для герметизации пьезокерамических приемоизлучающих гидроакустических устройств должна иметь повышенную прочность и адгезию к конструктивным элементам (алюминий) и пьезокерамике, а также достаточную жизнеспособность для полного заполнения зазоров между пьезоэлементами и минимальную пористость.

Известен полиуретановый герметик К-31, представляющий собой продукт сополимеризации 2,4- и 2,6-изомеров толуилендиизоцианата, триглицерида 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты и стирола [1].

Герметик К-31 характеризуется повышенной морозостойкостью, влагостойкостью, высоким коэффициентом демпфирования, улучшенной пропитывающей способностью. Применяется для заливки и пропитки узлов аппаратуры высоковольтных трансформаторов, а также герметизации схем, содержащих хрупкие и чувствительные элементы.

Недостатком герметика К-31 является относительно невысокая адгезия к пьезокерамике и повышенная пористость.

Еще известна полимерная композиция, включающая триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты, продукт сополимеризации дивинила с изопреном с концевыми гидроксильными группами (низкомолекулярный каучук ПДИ-1К) и диизоцианаты (заявка №2011137503/05, опубл. 20.03.13 г.). Недостатком известной композиции является повышенная вязкость, что в ряде случаев ограничивает ее применение для герметизации гидроакустических устройств, а также малая адгезионная прочность системы пьезокерамика-герметик-алюминий, что приводит к ее разрушению при воздействии давления свыше 5 МПа.

Также известен эластомер полиуретановый двухкомпонентный СПБ-ХП-80 на основе дифенилметандиизоцианата и полиэфира [2], предназначенный для изготовления изделий методом литья и герметизации радиоэлектронной аппаратуры, в том числе и гидроакустических устройств. Известный герметик легко полимеризуется при комнатной температуре, устойчив к абразивному износу, механическим нагрузкам и агрессивным средам. Его недостатком является относительно невысокий выход годных изделий на операции герметизации из-за образования воздушных пузырей.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является герметик полиуретановый (Патент RU №2385888) на основе триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты, изомеров толуилендиизоцианата, диэтиленгликольуретана, кремнийорганического соединения, представляющего собой продукт согидролиза метилтрихлорсилана с диметилдихлорсиланом [3].

Недостатками прототипа являются небольшая жизнеспособность, длительное время отверждения, относительно невысокая прочность и адгезия к пьезокерамике и алюминию.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является достижение технического результата, заключающегося в повышении жизнеспособности полимерной композиции, сокращении времени отверждения, улучшении ее прочностных и адгезионных характеристик и уменьшении пористости.

Поставленная задача решается в полимерной композиции для герметизации пьезокерамических приемоизлучающих гидроакустических устройств, включающей триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты, причем в качестве диизоцианата используют дифенилметандиизоцианат, а в качестве модифицирующей добавки - циклогексанол, мас.ч.:

Триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты 100
Дифенилметандиизоцианат 36,0-45,0
Циклогексанол 5,0-15,0

Таким образом, отличительными признаками изобретения является то, что полимерная композиция в качестве диизоцианата содержит дифенилметандиизоцианат, а в качестве модифицирующей добавки содержит циклогексанол.

Герметизация приемопередающего гидроакустического устройства должна обеспечивать возможность передачи механической энергии от пьезокерамики в воду и обратно. Передача механической энергии от активного элемента в воду осуществляется через герметизирующую оболочку, которая, в свою очередь, должна обеспечивать акустический контакт в системе герметик-пьезокерамика-алюминий [4].

Указанная совокупность отличительных признаков позволяет достичь технического результата, заключающегося в повышении жизнеспособности, сокращении времени отверждения, что сокращает число технологических операций при изготовлении гидроакустических устройств, улучшении прочностных и адгезионных характеристик полимерной композиции, что увеличивает надежность системы пьезокерамика-герметик-алюминий, а также уменьшении ее пористости, что улучшает акустические характеристики устройства.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

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

Триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты ГОСТ 6757-73
Дифенилметандиизоцианат ТУ 113-38-181-96
Циклогексанол ТУ 6-09-06-101 -72

Пример 1.

К 100 мас.ч. касторового масла добавляют 16 мас.ч. циклогексанола, перемешивают в течение 3÷5 мин, сушат при температуре 115÷125°C в течение 3-х часов, затем вакуумируют при остаточном давлении не более 100 мм рт.ст. в течение 10 мин. При комнатной температуре добавляют 58 мас.ч. дифенилметандиизоцианата, перемешивают в течение 2÷3 мин, вакуумируют в течение 1÷2 мин.

Качественное и количественное соотношении компонентов (мас.ч.):

Триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты 100,0
Дифенилметандиизоцианат 58,0
Циклогексанол 16,0

Пример 2.

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

Триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты 100,0
Дифенилметандиизоцианат 40,0
Циклогексанол 5,0

Пример 3.

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

Триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты 100,0
Дифенилметандиизоцианат 45,0
Циклогексанол 8,0

Пример 4.

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

Триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты 100,0
Дифенилметандиизоцианат 38,0
Циклогексанол 6,0

Пример 5.

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

Триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты 100,0
Дифенилметандиизоцианат 36,0
Циклогексанол 15,0

Пример 6.

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

Дифенилметандиизоцианат 32,0
Циклогексанол 16,0

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

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

Показатели Величина показателей по примерам
1 2 л 4 5 6 Прототип
Прочность при растяжении, МПа 5,6 8,3 10,4 9,1 11,6 5,2 5,4
Удлинение при растяжении, % 230 280 240 230 260 265 125
Акустический импеданс, ×103 г/см2·с 1,4 1,43 1,44 1,52 1,52 1,52 1,54
Адгезионная прочность «герметик-пьезокерамика», МПа 3,6 4,1 4,2 4,6 5,0 3,9 3,8
Адгезионная прочность «герметик-алюминий», МПа 4,0 6,8 7,1 6,8 8,9 3,6 4,8
Жизнеспособность при 25°C, мин 18 20 19 21 24 16 5
Время отверждения при 25°C, час 12 12 12 12 12 12 48
Пористость, % 0,2 0,4 0,3 0,5 0,4 0,3 1,5

В примере 1 количество дифенилметандиизоцианата взято много больше верхнего предела, что приводит к низкой адгезионной прочности системы герметик-алюминий, что влечет ухудшение акустических свойств гидроакустического преобразователя.

В примере 6 количество дифенилметандиизоцианата взято 32 мас.ч., как видно из таблицы, что при таком количественном соотношении компонент ухудшаются прочностные свойства герметизирующего материала и уменьшается время жизни полимерной композиции, что технологически не выгодно.

Оптимальное соотношение компонент, которое позволяет достичь хорошей адгезии системы пьезокерамика-герметик-алюминий, благодаря чему улучшаются акустические свойства приемоизлучающего гидроакустического устройства, показано на примерах 2-5.

Как видно из данных таблицы, по физико-механическим характеристикам и адгезии заявляемая полимерная композиция существенно превосходит прототип, жизнеспособность выше в 2,8÷3,6 раза, при этом время отверждения сокращается в 4 раза. Также уменьшается пористость отвержденной композиции.

При содержании компонентов выше верхнего и ниже нижнего заявляемых пределов свойства композиции ухудшаются и цели изобретения не достигаются.

Источники информации

1. Кацнельсон М.Ю., Балаев Г.А. Полимерные материалы. Справочник. - Л.: Химия, 1982, с. 215.

2. ТУ 2224-001-20507988-2003.

3. Полимерная композиция для герметизации пьезокерамических гидроакустических сенсоров. Патент на изобретение №2385888, кл. C08L 75/04, опубл. 10.04.2010, бюл. №10.

4. Подводные электроакустические преобразователи. Справочник./ Под ред. В.В.Богородского. М., «Судостроение», 1983, с. 69.

Полимерная композиция для герметизации пьезокерамических гидроакустических приемоизлучающих устройств, включающая триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты, диизоцианат и модифицирующую добавку, отличающаяся тем, что в качестве диизоцианата используют дифенилметандиизоцианат, а в качестве модифицирующей добавки используют циклогексанол при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты 100
дифенилметандиизоцианат 36,0-45,0
циклогексанол 5,0-15,0.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к отверждающейся композиции для получения электроизоляционного конструкционного материала для электрических или электронных компонентов.

Изобретение относится к способу непрерывного производства отверждаемых влагой полиуретановых продуктов, используемых в качестве герметиков и адгезивов. Способ заключается в том, что в первичную реакционную зону двухшнекового экструдера подают полиол.
Замазка // 2518752
Изобретение относится к области получения замазки и может использоваться в оптическом приборостроении для герметизации приборов, эксплуатируемых в широком диапазоне температур.

Изобретение относится к герметизирующим композициям, в частности, для герметизации проколотой шины транспортного средства, надувного изделия. Композиция для герметизации проколотой шины, включающая жидкий носитель, один или более регулирующих вязкость и суспендирующих агентов, один или более наполнителей и герметиков и полиакрилат натрия.
Настоящее изобретение относится к композиции для получения напыляемых жестких пенополиуретанов тепло- и гидроизоляционного назначения, например, для герметизации строительных конструкций (кровли, стен и полов), для обустройства холодильных камер, для теплоизоляции трубопроводов и т.п.

Изобретение относится к полимерным строительным материалам и может быть использовано для изготовления покрытий беговых дорожек, спортивных залов, кровельных и гидроизоляционных, термо- и агрессивостойких покрытий.

Изобретение относится к полимерным строительным материалам и может быть использовано для изготовления покрытий беговых дорожек, спортивных залов, кровельных и гидроизоляционных, термо- и агрессивостойких покрытий.

Настоящее изобретение относится к однокомпонентной влагоотверждающейся композиции для получения адгезивов, герметиков и покрытий. Композиция содержит: (a) по меньшей мере, один полиизоцианат Р; (b) по меньшей мере, один альдимин А формулы (I): где n означает 2 или 3 или 4, Е означает органический остаток n-валентного амина В после удаления n первичных аминогрупп, и Y означает одновалентный углеводородный остаток с 1-35 атомами углерода, необязательно содержащий, по меньшей мере, один гетероатом; (с) по меньшей мере, один органометоксисилан OS, имеющий, по меньшей мере, один фрагмент формулы (VI): где а означает 0 или 1 или 2, предпочтительно 0 или 1, и R7 означает алкильный остаток с 1-8 атомами углерода, в особенности метильный остаток; (d) по меньшей мере, один катализатор на основе олова Z в форме соединения диалкилолово-(IV); (e) по меньшей мере, одну кислоту S; при условии, что в композиции (i) соотношение V1 между числом альдиминогрупп и числом изоцианатных групп находится в диапазоне от 0,2 до 0,8, и что (ii) соотношение V2 между числом метоксигрупп органометоксисилана OS и числом изоцианатных групп находится в диапазоне от 0,2 до 0,7, и что (iii) соотношение V3 между числом атомов олова из катализатора на основе олова Z и числом изоцианатных групп находится в диапазоне от 0,002 до 0,006.

Настоящее изобретение относится к однокомпонентной влагоотверждаемой композиции для получения адгезивов, герметиков и покрытий. Композиция содержит: (a) по меньшей мере один полиизоцианат Р; (b) по меньшей мере один альдимин А формулы (I), причем n означает 2, или 3, или 4, Е означает органический остаток n-атомного амина В после удаления n первичных аминогрупп, и Y означает одновалентный углеводородный остаток с 1-35 атомами С, который при необходимости содержит по меньшей мере один гетероатом; (с) по меньшей мере один органоалкоксисилан OS, который имеет по меньшей мере один фрагмент формулы (VI), причем а означает 0, или 1, или 2, предпочтительно 0 или 1, R7 означает алкильный остаток с 1-5 атомами С, в частности, метильный или этильный остаток, R8 означает алкильный остаток с 1-8 атомами С, в частности, метильный остаток, и Х означает атом кислорода или замещенный атом азота; (d) по меньшей мере одну кислоту S; при условии, что в композиции (i) соотношение V1 между числом альдиминовых групп и числом изоцианатных групп лежит в интервале от 0,2 до 0,8, и (ii) соотношение V2 между числом алкокси-групп органоалкоксисилана OS и числом изоцианатных групп лежит в интервале от 0,1 до 0,5.

Настоящее изобретение относится к простым тиоэфирам, пригодным для использования в композиции герметика, содержащим структуру, описывающуюся формулой (I): -[-S-(RX)p-(R1X)q-R2-]n- (I), в которой (a) каждый из R, которые могут быть идентичными или различными, обозначает C2-10 н-алкиленовую группу; C2-10 разветвленную алкиленовую группу; C6-8 циклоалкиленовую группу; C6-14 алкилциклоалкилен; или C8-10 алкилариленовую группу; (b) каждый из R1, которые могут быть идентичными или различными, обозначает C1-10 н-алкиленовую группу; C2-10 разветвленную алкиленовую группу; C6-8 циклоалкиленовую группу; C6-14 алкилциклоалкилен; или C8-10 алкилариленовую группу; (c) каждый из R2, которые могут быть идентичными или различными, обозначает C2-10 н-алкиленовую группу; C2-10 разветвленную алкиленовую группу; C6-8 циклоалкиленовую группу; C6-14 алкилциклоалкилен; или C8-10 алкилариленовую группу; (d) X обозначает O; (e) p имеет значение в диапазоне от 1 до 5; (f) q имеет значение в диапазоне от 0 до 5; (g) n имеет значение в диапазоне от 1 до 60; и (h) R и R1 являются отличными друг от друга.
Изобретение относится к получению битумно-уретановых вяжущих для гидроизоляционных и антикоррозионных материалов и асфальтобетонных смесей. Вяжущее содержит битум, продукт алкоголиза отходов эластичных пенополиуретанов и изоцианатный компонент.
Изобретение относится к однокомпонентной полиуретановой пене с низким содержанием мономеров, пригодной для герметизации, изолирования и/или монтирования швов, поверхностей кровли, окон и дверей или для заполнения полостей.
Изобретение относится к способу получения термопластической композиции на основе крахмала, включающему следующие этапы, на которых: (a) выбирают, по меньшей мере, один гранулированный крахмал (компонент 1) и, по меньшей мере, один органический пластификатор (компонент 2) этого крахмала; (b) получают пластифицированную композицию путем термомеханического смешивания этого крахмала и этого органического пластификатора; (c) при необходимости включают в пластифицированную композицию, полученную на этапе (b), по меньшей мере, одно функциональное вещество (необязательный компонент 4), отличное от гранулированного крахмала, содержащее функциональные группы, имеющие активный водород, и/или функциональные группы, которые дают посредством гидролиза такие функциональные группы, имеющие активный водород; и (d) включают в полученную пластифицированную композицию, по меньшей мере, один связующий агент (компонент 3), имеющий молекулярный вес менее чем 5000, выбранный из органических двухосновных кислот и соединений, содержащих, по меньшей мере, две одинаковые или различные, свободные или скрытые функциональные группы, выбранные из функциональных групп изоцианата, карбамоилкапролактама, эпоксида, галогена, кислотного ангидрида, ацилгалогенида, оксихлорида, триметафосфата и алкоксисилана, причем указанный гранулированный крахмал представляет собой нативный крахмал, а указанный пластификатор выбирают из диолов, триолов и полиолов.

Изобретение относится к рецептурам жидких "гибридных" гидроксиламинных отвердителей для уретановых форполимеров с концевыми изоцианатными группами, применяющихся при получении напыляемых толстослойных полимочевинуретановых покрытий, предназначенных для защиты от коррозии металлических труб, фасонных соединительных деталей, запорной арматуры компрессорных и насосных станций, монтажных узлов магистральных и промысловых нефтегазопроводов, резервуаров подземного хранения сжиженного газа и нефтехранилищ в условиях заводского или трассового нанесения покрытий при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте.

Изобретение относится к технологической добавке, которая используется при переработке термопластичных полиуретанов, а также к ее получению и применению при переработке термопластичных полиуретанов в самонесущие пленки.

Изобретение относится к модифицированным полисилоксаном полигидроксиполиуретановым смолам. Предложена полигидрокси-полиуретановая смола, модифицированная полисилоксаном, отличающаяся тем, что ее получают взаимодействием соединения полисилоксана с пятичленным циклическим карбонатом формулы (1) и аминного соединения, причем содержание полисилоксановых сегментов в молекуле смолы составляет от 1 до 75 масс.%.

Настоящее изобретение относится к полиуретановому составу для получения голографических сред. Данный состав включает: A) полиизоцианатный компонент; B) изоцианат-реакционно-способный компонент, включающий, по меньшей мере, 50 вес.% в расчете на общую смесь B) полиэфирполиолов В1) со среднечисленными молекулярными весами больше 1000 г/моль, которые имеют показатель преломления nD 20<1,55 и содержат одно или несколько оксиалкильных звеньев формул (I)-(III): -СН2-СН2-О- (I) -CH2-CH(R)-O- (II) -СН2-СН2-СН2О- (III), при этом R является алкильным или арильным остатком, который может быть замещен или прерван гетероатомами; C) соединения, которые имеют показатель преломления nD 20>1,55 и содержат группы, реагирующие при действии актиничного излучения с этилен-ненасыщенными соединениями с полимеризацией (отверждаемые излучением группы), и сами не содержат NCO-групп; D) стабилизаторы радикалов; E) фотоинициаторы; F) при необходимости катализаторы; G) при необходимости вспомогательные вещества и добавки.

Изобретение относится к модифицированным полисилоксаном полигидроксиполиуретановым смолам. Предложена полигидроксиполиуретановая смола, модифицированная полисилоксаном, отличающаяся тем, что ее получают в реакции между пятичленным циклическим карбонатом и полисилоксановым соединением, модифицированным амином, причем содержание полисилоксановых сегментов в молекуле смолы составляет от 1 до 75 % масс.
Настоящее изобретение относится к композиции для получения напыляемых жестких пенополиуретанов тепло- и гидроизоляционного назначения, например, для герметизации строительных конструкций (кровли, стен и полов), для обустройства холодильных камер, для теплоизоляции трубопроводов и т.п.
Настоящее изобретение относится к заливочной композиции для получения жесткого пенополиуретана для предизолированных труб (труба в трубе). Композиция включает полиэфирполиол - оксипропилированный глицерин, вспенивающий агент - воду, катализатор, антипирен, пеностабилизатор, полиизоцианат и дополнительно содержит полиэфирполиолы: простой полиэфир, получаемый окисипропилированием глицерина и сахарозы, простой полиэфир, получаемый полимеризацией окиси этилена с этиленгликолем, в качестве пеностабилизатора - негидролизуемое силиконовое поверхностно-активное вещество, в качестве катализатора - пентаметилдиэтилентриамин, в качестве антипирена - трихлорпропилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксипропилированный глицерин 12,0-18,0; простой полиэфир, получаемый окисипропилированием глицерина и сахарозы 10,0-14,0; простой полиэфир, получаемый полимеризацией окиси этилена с этиленгликолем 1,0-2,0; вода 2,0-4,0; пентаметилдиэтилентриамин 0,1-0,5; негидролизуемое силиконовое поверхностно-активное вещество 0,5-1,0; трихлорпропилфосфат 8,0-10,0; полиизоцианат остальное.

Изобретение относится к отверждающейся композиции для получения электроизоляционного конструкционного материала для электрических или электронных компонентов.
Наверх