ТЕРМО-, ТОПЛИВОСТОЙКАЯ СИЛОКСАНОВАЯ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ ХОЛОДНОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ
HEAT- AND FUEL-RESISTANT COLD-SETTING SILOXANE SEALNIG COMPOSITION

Изобретение относится к области получения герметиков на основе фторсилоксанов, применяемых в авиационной промышленности для герметизации агрегатов самолетных конструкций (штепсельных разъемов, топливных отсеков, датчиков, гермовводов и т.д.), эксплуатирующихся в широком интервале температур.
Известна герметизирующая композиция (авт. св. СССР 473732, С08К 3/10, C08L 83/08, приор. от 12.08.63 г.), включающая:
низкомолекулярный полидиметилметил(3,3,3-трифторпропил)-силоксановый каучук - 100 мас.ч.,
минеральный наполнитель - диоксид титана - 50-150 мас.ч.,
структурирующий агент - 2,5-7,0 мас.ч.,
октоат олова - 0,5-1,5 мас.ч.
Данный герметик отличается пастообразной консистенцией без применения растворителей и способностью вулканизоваться при комнатной температуре.
Недостатком этого герметика является недостаточно высокая термостойкость (предел рабочих температур - 240°С), что ограничивает его применение.
Известен топливостойкий герметик (пат. РФ2223296, C08L 83/14, С09К 3/10, приор. от 18.11.02 г.), содержащий:
полиметилгексафторалкилсилоксановый каучук, состоящий из диметилсилоксановых и метилгексафторпропеновых звеньев с содержанием последних не менее 33 мол.%, - 100 мас.ч.,
минеральный наполнитель - 60-300 мас.ч.,
вулканизующий агент (смесь структурирующего агента метилметоксиолигосилоксана или тетраэтоксисилана и ускорителя вулканизации, взятых в соотношении 1:0,1÷1), - 10-30 мас.ч.
Данный герметик вулканизуется при комнатной температуре и обладает хорошей термостойкостью: по данным авторов настоящей заявки 13% потеря в весе наступает при 390°С.
Недостатком данного герметика является удовлетворительная топливостойкость: набухание в топливе ТС-1 за 24 ч при 20°С составляет 17%.
Наиболее близким аналогом является герметизирующая композиция (пат. РФ2290424, C08L 83/04, C09K 3/10, приор. от 29.11.04 г.), содержащая:
низкомолекулярный полифенилсилсесквиоксан-полиметил(3,3,3-трифторпропил)силоксановый каучук, состоящий из 92-97% лестничного полимера и 3-8% полиметил(3,3,3-трифторпропил)силоксанового полимера, - 100 мас.ч.,
минеральный наполнитель (диоксид титана, оксид кремния, диоксид кремния) - 60-250 мас.ч.,
структурирующий агент - 2,5-7,0 мас.ч.,
октоат олова - 0,5-1,5 мас.ч.
Данная композиция отличается пастообразной консистенцией без применения растворителей и способностью вулканизоваться при комнатной температуре.
Однако данный герметик также обладает недостаточно высокими термо- и топливостойкостью:
набухание в топливе ТС-1 при 20°С в течение 24 ч - 12% (мас.), температура, при которой потеря в весе составляет 13%, всего лишь 380°С.
Технической задачей данного изобретения является создание герметика на основе фторсилоксана, способного вулканизоваться при комнатной температуре и обладающего повышенными показателями по топливо- и термостойкости.
Поставленная задача достигается созданием герметизирующей композиции на основе фторсилоксанового полимера, включающей минеральный наполнитель, структурирующий (сшивающий) агент и катализатор вулканизации, где в качестве фторсилоксанового полимера используют полидиметилметил(гексафторалкил)силоксановый полимер общей формулы I
где Rf
n=99-50, m=1-50, l=3-15,
при следующем соотношении компонентов (мас.ч.):
полидиметилметил(гексафторалкил)силоксановый каучук - 100,
минеральный наполнитель - 60-300,
катализатор вулканизации - 0,5-1,5,
структурирующий (сшивающий) агент - 2,5-7,0.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем: в смеситель загружают каучук, затем при постоянном перемешивании и температуре 20-25°С загружают минеральный наполнитель, катализатор вулканизации и структурирующий (сшивающий) агент.
В качестве минерального наполнителя используют диоксид титана, оксид цинка или диоксид кремния (аэросил).
В качестве катализатора используют соли олова: октоат, дибутилдилауринат или дибутилдикаприлат олова.
В качестве структурирующего (сшивающего) агента используют тетраэтоксисилан или этилсиликат.
Определение условной прочности отвержденного герметика при растяжении и относительного удлинения при разрыве проводят по ГОСТ 21751.
Термостойкость определяют методом термогравиметрического анализа на приборе GTA-6000 фирмы Perkin Elmer. Масса навесок составляет 12-20 мг, скорость нагрева 10 град/мин в пределах от 40° до 600°С.
Определение изменения массы после воздействия топлива ТС-1 проводят по ГОСТ 9.030 на образцах размером 2×2 мм. Образцы выдерживают при температуре (23±2)°С в течение (24±1) ч в топливе для реактивных двигателей ТС-1 по ГОСТ 10227.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами.
Пример 1
Для получения герметизирующей композиции в смеситель при перемешивании и температуре 20°С вводят:
полидиметилметил-(2'-(2,3,3-трифтор-2-трифторметилциклобутил)-этил)силоксановый каучук формулы I, где n=99, m=1, l=3, взятого в количестве 100 мас.ч.,
оксид титана - 60 мас.ч.,
октоат олова - 0,5 мас.ч.,
тетраэтоксисилан - 2,5 мас.ч.
Пример 2
В условиях примера 1 проводят смешение:
полидиметилметил-(2'-(2,3,3-трифтор-2-трифторметилциклобутил)-этил)силоксанового каучука формулы I, где n=80, m=20, l=15, - 100 мас.ч.,
оксида цинка - 300 мас.ч.,
дибутилдилаурината олова - 1,5 мас.ч.,
этилсиликата - 7,0 мас.ч.
Пример 3
В условиях примера 1 проводят смешение:
полидиметилметил-(2'-(2,2,3-трифтор-3-трифторметилциклобутил)-этил)силоксанового каучука формулы I, где n=70, m=30, l=10, - 100 мас.ч.,
оксида кремния - 180 мас.ч.,
дибутилдикаприлата олова - 1,0 мас.ч., тетраэтоксисилана - 4,5 мас.ч.
Пример 4
В условиях примера 1 проводят смешение:
полидиметилметил-(2'-(2,2,3-трифтор-3-трифторметилциклобутил)-этил)силоксанового каучука формулы I, где n=50, m=50, l=8 - 100 мас.ч.,
оксида кремния - 120 мас.ч.,
дибутилдилаурината олова - 0,8 мас.ч.,
этилсиликата - 5,0 мас.ч.
Пример 5
В условиях примера 1 проводят смешение:
смеси полидиметилметил-(2'-(2,3,3-трифтор-2-трифторметилциклобутил)этил)силоксанового каучука формулы I, где n=90, m=10, 1=6, взятого в количестве 50 мас.ч., и полидиметилметил-(2'-(2,2,3-трифтор-3-трифторметилциклобутил)-этил)силоксанового каучука формулы I, где n=90, m=10, l=6, взятого в количестве 50 мас.ч.,
оксида кремния - 200 мас.ч.,
октоата олова - 1,2 мас.ч.,
тетраэтоксислана - 4,5 мас.ч.
Пример 6 (контрольный)
В условиях примера 1 проводят смешение:
полифенилсилсесквиоксан-полиметил(3,3,3-трифторпропил)-силоксанового каучука - 100 мас.ч.,
оксида титана - 300 мас.ч.,
октоата олова - 1,1 мас.ч.,
тетраэтоксисилана - 7,0 мас.ч.
Свойства вулканизатов данных герметиков приведены в таблице, где 1-5 - примеры предлагаемого герметика, 6 - пример по прототипу.
№ п/п
Режим вулканизации, °С
Прочность при разрыве, σ, МПа
Относительное удлинение, L, %
Набухание в топливе ТС-1, 20°С, 24 ч, %
Температура, при которой потеря в вес составляет 13% (мас.)
1
20
2,5
160
9
429
2
20
2,6
150
7
425
3
20
2,6
155
8
428
4
20
2,3
154
8
431
5
20
2,5
151
7
429
6
20
2,5
150
12
380
Как видно из приведенных в таблице данных, предлагаемая герметизирующая композиция обладает более высокими термо- и топливостойкостью, при этом по физико-механическим свойствам не уступает прототипу и способна вулканизоваться при комнатной температуре.