Полимерная композиция для заливки пьезокерамических приемоизлучающих модулей


 


Владельцы патента RU 2552740:

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

Изобретение относится к химической технологии получения герметиков и заливочных компаундов и предназначено для использования в производстве пьезокерамического приборостроения, в частности при изготовлении ультразвуковых приемоизлучающих модулей для бесконтактных датчиков уровня топлива. Полимерная композиция включает эпоксидную диановую смолу, эпоксидную алифатическую смолу, наполнители, аминный отвердитель, модифицирующие добавки - циклогексанол и смесь 2,4- и 2,6- изомеров толуилендиизоцианата, и наполнитель. В качестве наполнителя композиция содержит оксид вольфрама (VI) и оксид хрома (III). Полимерная композиция обладает повышенной скоростью звука и акустическим импедансом. Приемоизлучающие модули для датчиков уровня топлива, залитые полимерной композицией, обладают повышенным коэффициентом преобразования и устойчивостью к вибровоздействиям. 1 табл., 8 пр.

 

Изобретение относится к химической технологии герметиков и заливочных компаундов и предназначено для использования в производстве пьезокерамического приборостроения, в частности, при изготовлении ультразвуковых приемоизлучающих модулей для бесконтактных датчиков уровня топлива, работающих в диапазоне частот 500÷1500 кГц. В качестве ультразвуковых приемоизлучающих модулей используются преобразователи на основе пьезокерамического материала системы титанат-цирконата свинца, например, ЦТС-19.

Полимерная композиция должна обеспечивать акустический контакт между пьезоэлементом и металлическим днищем топливного бака, максимальный уровень отраженного от поверхности раздела «жидкость - воздух» ультразвукового импульса и устойчивость приемоизлучающих модулей к вибрационным воздействиям.

Известна полимерная композиция для заливки пьезокомпозитных элементов, включающая эпоксидную диановую смолу, эпоксидную алифатическую смолу, алифатический аминный отвердитель, полидиенуретандиэпоксид и продукт взаимодействия дифенилметадиизоцианата и глицидола при молярном соотношении компонентов от 1,0÷1,1 до 1,0÷1,5 [1]. Однако при заливке приемоизлучающих модулей для ультразвуковых датчиков уровня топлива известной композицией не обеспечивается хороший акустический контакт с металлической поверхностью, что приводит к ухудшению технических характеристик датчика.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является полимерная композиция 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 [2].

Полимерная композиция по прототипу характеризуется повышенным акустическим импедансом и адгезионной прочностью к пьезокерамическим материалам. Однако скорость звука в известной полимерной композиции относительно невысока, что также ухудшает акустический контакт между пьезоэлементом и металлическим днищем топливного бака, следствием чего является уменьшение амплитуды отраженного эхо-сигнала.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является достижение технического результата, заключающегося в улучшении технических характеристик ультразвуковых приемоизлучающих модулей для датчиков уровня топлива, залитых полимерной композицией по настоящему изобретению.

Поставленная задача решается в полимерной композиции для заливки приемоизлучающих модулей, включающей эпоксидную диановую смолу, эпоксидную алифатическую смолу, алифатический аминный отвердитель, например диэтилентриамин, в качестве неорганических наполнителей содержащей оксид вольфрама (VI) и оксид хрома (III), а в качестве модификатора содержащей циклогексанол и смесь 2,4- и 2,6- изомеров толуилендиизоцианата при молярном отношении компонентов от 2,1÷1,0 до 2,5÷1,0 при следующем соотношении компонентов (масс.ч.):

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 100
Эпоксидная алифатическая смола 5,0÷15,0
Алифатический аминный отвердитель 12,0÷18,0
Циклогексанол 10,5÷12,5
Указанная смесь 2,4- и 2,6- изомеров толуилендиизоцианата 9,0
Оксид вольфрама (VI) 200÷300
Оксид хрома (III) 4÷6

Таким образом, отличительными признаками изобретения является то, что полимерная композиция в своем составе в качестве неорганических наполнителей содержит оксид вольфрама (VI) и оксид хрома (III), а в качестве модификатора содержит циклогексанол и смесь 2,4- и 2,6- изомеров толуилендиизоцианата при молярном отношении компонентов от 2,1÷1,0 до 2,5÷1,0.

Указанная совокупность отличительных признаков позволяет достичь технического результата, заключающегося в улучшении технических характеристик ультразвуковых приемоизлучающих модулей, залитых полимерной композицией.

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 2225-027-00203306-97
Алифатический аминный отвердитель ТУ 6-09-2955-73
Циклогексанол ТУ 113-03-358-83
Толуилендиизоцианат 80/20 ТУ 113-38-95-90
Оксид вольфрама (VI) ТУ 6-09-17-250-79
Оксид хрома (III) ГОСТ 2912-79

Пример 1.

В ступке перетирают 350 масс.ч. оксида вольфрама (VI) и 6 масс.ч. оксида хрома (III), добавляют 100 масс.ч. эпоксидной диановой смолы ЭД-20, 15 масс.ч. эпоксидной алифатической смол ДЭГ-1 и 10 масс.ч. циклогексанола. Смесь еще раз перетирают в течение не менее десяти минут, нагревают до 65°C, затем по частям добавляют 9 масс.ч. толуилендиизоцианата 80/20 и перемешивают в течение 3÷5 минут. Далее реакционную массу охлаждают до комнатной температуры и добавляют 18 масс.ч. диэтилентриамина и 252 масс.ч. смеси оксида вольфрама и оксида хрома. Получившуюся смесь перетирают в ступке в течение 2÷3 минут.

В примере 1 взяты запредельные соотношения толуилендиизоцианата и циклогексанола - ниже нижнего предела.

Пример 2.

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

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 100
Эпоксидная алифатическая смола ДЭГ-1 15,0
Циклогексанол 10,5
Толуилендиизоцианат 80/20 9,0
Оксид вольфрама (VI) 250
Оксид хрома (III) 5,0
Полиэтиленполиамины 18,0

Пример 3.

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

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 100
Эпоксидная алифатическая смола ДЭГ-1 12,0
Циклогексанол 11,0
Толуилендиизоцианат 80/20 9,0
Оксид вольфрама (VI) 260,0
Оксид хрома (III) 5,2
Полиэтиленполиамины 15,0

Пример 4.

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

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 100
Эпоксидная алифатическая смола ДЭГ-1 8,0
Циклогексанол 12,5
Толуилендиизоцианат 80/20 9,0
Оксид вольфрама (VI) 280,0
Оксид хрома (III) 5,6
Полиэтиленполиамины 12,0

Пример 5.

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

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 100
Эпоксидная алифатическая смола ДЭГ-1 7,0
Циклогексанол 12,0
Толуилендиизоцианат 80/20 9,0
Оксид вольфрама (VI) 240
Оксид хрома (III) 4,8
Полиэтиленполиамины 12,0

Пример 6.

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

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 100
Эпоксидная алифатическая смола ДЭГ-1 5,0
Циклогексанол 13,0
Толуилендиизоцианат 80/20 9,0
Оксид вольфрама (VI) 200
Оксид хрома (III) 4,0
Полиэтиленполиамины 12,0

Пример 7. Осуществляют аналогично примеру 1 при молярном отношении циклогексанола и толуилендиизоцианата 2,2÷1,0 при следующем качественном и количественном соотношении компонентов (масс.ч.):

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 100
Эпоксидная алифатическая смола ДЭГ-1 5,0
Циклогексанол 12,4
Толуилендиизоцианат 80/20 9,0
Оксид вольфрама (VI) 200
Оксид хрома (III) 4,0
Полиэтиленполиамины 12,0

Пример 8. Осуществляют аналогично примеру 1 при молярном отношении

циклогексанола и толуилендиизоцианата 2,4÷1,0 при следующем качественном и количественном соотношении компонентов (масс.ч.):

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 100
Эпоксидная алифатическая смола ДЭГ-1 5,0
Циклогексанол 14,5
Толуилендиизоцианат 80/20 9,0
Оксид вольфрама (VI) 200
Оксид хрома (III) 4,0
Полиэтиленполиамины 12,0

В примере 6 взяты запредельные соотношения компонентов, содержание толуилендиизоцианата и циклогексанола выше верхнего заявляемого предела.

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

Как видно из данных таблицы, заявляемая полимерная композиция, приготовленная по примерам 2-5 и 7-8 обладает повышенной скоростью ультразвука и акустическим импедансом. Коэффициент преобразования приемоизлучающих модулей для датчиков уровня топлива, залитых заявляемой полимерной композицией, по сравнению с прототипом, выше в 1,5÷2 раза, и они устойчивы к вибрационным воздействиям.

При содержании компонентов вне заявляемых пределах технические характеристики полимерной композиции и приемоизлучающих модулей на их основе ухудшаются.

Литература

1. Патент RU №2409603, опубл. 10.09.2010 г.

2. Патент SU №1733440, опубл. 15.05.1992 г.

Полимерная композиция для заливки пьезокерамических приемоизлучающих модулей, включающая эпоксидную диановую смолу, эпоксидную алифатическую смолу, алифатический аминный отвердитель, неорганические наполнители и модификатор, отличающаяся тем, что полимерная композиция в качестве неорганических наполнителей содержит оксид вольфрама (VI) и оксид хрома (III), а в качестве модификатора содержит циклогексанол и смесь 2,4- и 2,6- изомеров толуилендиизоцианата при молярном отношении компонентов от 2,1÷1,0 до 2,5÷1,0 при следующем соотношении компонентов (масс.ч.):

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 100
Эпоксидная алифатическая смола 5,0÷15,0
Алифатический аминный отвердитель 12,0÷18,0
Циклогексанол 10,5÷12,5
Указанная смесь 2,4- и 2,6- изомеров толуилендиизоцианата 9,0
Оксид вольфрама (VI) 200÷300
Оксид хрома (III) 4÷6



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области ракетной техники и касается разработки эпоксидного состава для оперативного исправления дефектов и выравнивания поверхности технологической оснастки, необходимой при заполнении форм различных геометрических размеров термореактивными составами.

Изобретение относится к области эпоксидных композиций, в частности быстроотверждающихся эпоксидных композиций, используемых в качестве клеев, связующего для производства композиционных материалов.

Изобретение относится к области эпоксидных композиций, в частности к быстроотверждающимся эпоксидным композициям горячего формования, используемым в качестве связующего для производства композиционных материалов методами пултрузии, литья, автоклавного формования.
Изобретение относится к области получения огнестойких композиций на основе полимерного связующего и может найти применение для производства деталей и изделий в электротехнике, радиотехнике и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к композиции для склеивания и покрытия на основе эпоксидной смолы для защиты строительных конструкций, например в составах для наливных полов, а также для склеивания металлов в различных областях народного хозяйства и в быту.

Изобретение относится к эпоксидной композиции для получения высокопрочных, тепло-, щелочестойких стеклопластиковых материалов, которые могут быть использованы при изготовлении строительной арматуры для упрочнения бетонных конструкций.

Изобретение относится к компаундам на основе термореактивных смол и может быть использовано для пропитки и герметизации конденсаторов, обмоток транзисторов, трансформаторов в различных отраслях промышленности.
Изобретение относится к гибридным органонеорганическим нанокомпозиционным покрытиям. Композиция для получения матрицы с фотокаталитической активностью включает золь на основе элементорганического соединения и эпоксидной составляющей, в которой в качестве элементоорганического соединения в составе композиции использован алкоксид титана при следующем соотношении компонентов, мас.%: алкоксид титана 30-70, эпоксидная составляющая золя 30-70, при этом в качестве эпоксидных соединений композиция содержит диглицидиловый эфир дициклогексилпропана, а в качестве алкоксида титана - тетрабутоксититан.

Изобретение относится к машиностроительной промышленности, а именно к вибропоглощающим составам. Композиция содержит, мас.%: эпоксидную диановую смолу - 17,0-30,0; моноглицидиловый эфир бутилцеллозольва - 10,0-17,0; тальк - 22,0-40,0; графит - 2,0-6,0; порошок ферритовый стронциевый - 7,0-20,0; микрослюду - 5,0-12,0; инженерную глину на основе обогащенных бентонитов и сепиолитов - 2,5-9,5; отвердитель аминофенольный - 7,0-11,0.

Изобретение относится к технологии производства композиционных материалов, препрегов, в частности к эпоксидному связующему для армированных пластиков и может быть применено в машиностроении, ракетно-космической технике и т.п.
Изобретение относится к резинотехнической промышленности, в частности к производству резиновых смесей для изготовления изделий различного целевого назначения, эксплуатирующихся в условиях низких температур.
Настоящее изобретение относится к композициям для покрытия банки и упаковки. Описан способ нанесения покрытия на банку или упаковку, включающий: a) приготовление латексной эмульсии способом, включающим i) смешивание этиленненасыщенного мономерного компонента и стабилизатора, содержащего сильную кислоту, в носителе, включающем воду и водорастворимый сорастворитель, с образованием эмульсии мономера, где сильная кислота имеет константу диссоциации в водном растворе, рК меньше чем 4, где стабилизатор присутствует в количестве от примерно 0,1% до примерно 2,0% от массы полимерного твердого вещества и где сильную кислоту выбирают из группы, включающей додецилбензолсульфокислоту, динонилнафталинсульфокислоту, динонилнафталиндисульфокислоту, бис(2-этилгексил)сульфоянтарную кислоту; и ii) проведение реакции эмульсии мономера с инициатором с образованием латексной эмульсии; b) реакцию латексной эмульсии с нейтрализующим агентом с образованием композиции для покрытия; и c) нанесение композиции для покрытия на банку или упаковку.

Изобретение относится к созданию резиновой композиции на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука с повышенным содержанием акрилонитрила и малой непредельностью и может быть использовано в резиновой и резинотехнической промышленности для изготовления многослойных резинокордных изделий, эксплуатирующихся в условиях воздействия динамических нагружений, топлив и масел при повышенных температурах в течение длительного времени.
Изобретение относится к строительным материалам, получаемым экструзией древесно-полимерных композитов с использования отходов лесопиления, мебельного и деревообрабатывающего производства и может быть использовано в отделке при строительстве зданий.

Группа изобретений относится к полимеризационноспособной фотохромной изоцианатной композиции, содержащей фотохромное соединение, к фотохромному сетчатому оптическому материалу и к способу его получения.
Изобретение относится к способам антикоррозийной и гидроизоляционной защиты конструкций зданий и сооружений и может быть использовано для ускорения отверждения полимерных покрытий на основе дивинилацетиленового лака - лака этиноль.

Изобретение относится к огнестойким термопластичным композициям, предпочтительно термопластичным полиуретановым (TPU) композициям, которые используются там, где желательна высокая огнестойкость, например для применения в проводе и кабеле.

Изобретение относится к композиции стабилизатора галогенсодержащих полимеров, не содержащей тяжелых металлов, и может быть использовано для стабилизации галогенсодержащих полимеров, в частности - для предотвращения появления нежелательного розового оттенка, а также к формованным изделиям, содержащим эту композицию стабилизатора.

Изобретение относится к стабилизированным полимерным композициям, содержащим бромированный полимерный антипирен, предназначенным, в частности, для получения пеноматериала.

Изобретение относится к конструкции автомобильной пневматической шине. Две боковины шины соединяются в коронной зоне, содержащей усилитель коронной зоны, который проходит в аксиальном направлении между двумя определяемыми в аксиальном направлении концами и поверх которого расположен протектор.
Наверх