Герметизирующая композиция
SEALING COMPOSITION

Предлагаемое изобретение относится к области получения герметизирующей композиции на основе церезина и сосновой канифоли и может быть использовано в оптическом приборостроении для заполнения зазоров и уплотнения швов между деталями из стекла, стали и сплавов цветных металлов приборов, эксплуатируемых в широком диапазоне температур.
Герметизирующая композиция должна обеспечивать возможность свободной разборки загерметизированных приборов и оборудования для их ремонта и профилактики.
Известна замазка черного цвета по патенту РФ №2002788 от 11.07.1991 г., МПК С09K 3/10, содержащая, мас. %: церезин марки 80 50, канифоль сосновую 18, воск пчелиный 10, диоксилсебацинат 8, мел 10, меламиналкидную эмаль 2,5, полиизобутилен 1,0, сажу 0,5.
Замазка имеет недостаточную эластичность, что приводит к плохой герметизации оптического прибора.
Известна замазка 110П черная по ОСТ 3-5605-91, содержащая, мас. %: канифоль 24, церезин марки 80 5,0, смазку пушечную 19, масло касторовое 1, сплав воскоозакеровый 51,0.
Замазка имеет недостаточную холодостойкость: образцы растрескиваются при низких температурах.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению - прототипом - является замазка по патенту РФ №2518752 от 24.10.2011 г., МПК С09K 3/10, содержащая, мас. %: церезин марки 75 50, канифоль сосновую 18, воск пчелиный 10, диоксилсебацинат 6,5, мел 10, меламиналкидную эмаль 4,0, полиизобутилен 1,0, углерод технический 0,5.
Данная замазка может использоваться в широком температурном диапазоне от минус 50°С до 60°С, однако ей присущи следующие недостатки:
1. Невозможность длительного использования замазки при низких температурах (-50°С). Использование замазки при низких температурах более 2 часов приводит к ее растрескиванию, отслаиванию, следовательно, к разгерметизации оптических приборов.
2. Низкая эластичность из-за недостаточного количества в составе замазки пластифицирующих компонентов, следовательно, недостаточная адгезия к материалу линз и корпуса прибора, отслаивание, что требует более длительного времени заполнения зазоров и уплотнения швов и приводит к плохой герметизации прибора.
Техническая проблема заключается в создании герметизирующей композиции с достижением следующего технического результата: повышение холодостойкости, т.е. увеличение срока сохранения стабильных показателей герметизирующей композиции (без растрескивания) при низких температурах, а также повышение эластичности герметизирующей композиции.
Технический результат достигается тем, что герметизирующая композиция, включающая церезин марки 75, канифоль сосновую, воск пчелиный, диоксилсебацинат, мел, меламиналкидную эмаль, полиизобутилен и углерод технический, имеет следующее соотношение компонентов, мас. %:
церезин марки 75
47,5-48,5
канифоль сосновая
18
воск пчелиный
11
диоксилсебацинат
7,0
мел
9,0-7,0
меламиналкидная эмаль
4,5-5,5
полиизобутилен
2,0
углерод технический
1,0.
Заявляемая герметизирующая композиция отличается от прототипа процентным соотношением компонентов. Для получения технического результата уменьшено содержание церезина марки 75 и мела, увеличено содержание диоксилсебацината, воска пчелиного, меламиналкидной эмали, полиизобутилена и углерода технического.
Церезин марки 75 (ГОСТ 2488) - смесь твердых углеводородов, более пластичен по сравнению с церезином марки 80, имеет более низкую температуру размягчения. Используется как компонент пластичных смазок, изоляционных материалов, для пропитки упаковочных материалов.
Канифоль сосновая (ГОСТ 19113) используется в производстве синтетического каучука, в целлюлозно-бумажной, резиновой и лакокрасочной промышленности.
Воск пчелиный (ГОСТ 21179-2000) применяется для изготовления искусственной вощины, компонентов полировочных паст, мазей.
Диоксилсебацинат (ГОСТ 8728) - морозостойкий пластификатор виниловых полимеров, эфиров целлюлозы, каучуков, компонент морозостойких смазочных материалов.
Мел (ГОСТ 12085) применяется в качестве наполнителя в резиновой, кабельной, лакокрасочной промышленности.
Меламиналкидная эмаль (ГОСТ 9754) используется для окраски предварительно загрунтованных и зашпаклеванных металлических поверхностей.
Полиизобутилен (ТУ 38-163-47-70) применяется для получения антикоррозионных гидроизоляционных покрытий, электроизоляции герметиков, а также используется как присадка к смазочным маслам, загуститель консистентных смазок.
Углерод технический (ГОСТ 7885) используется для производства резин и пластмасс.
Уменьшение содержания церезина и мела, а также соответствующее увеличение содержания пластификатора - диоксилсебацината и загустителя - полиизобутилена, в сочетании с остальными компонентами способствует увеличению времени, в течение которого не происходит растрескивание композиции при низких температурах. Использование такой композиции приводит к увеличению времени стабильной работы прибора.
При этом увеличение содержания полиизобутилена улучшает эластичность герметизирующей композиции. Повышению эластичности способствует также увеличение содержания меламиналкидной эмали.
Герметизирующая композиция с заявляемым процентным соотношением компонентов имеет стабильные показатели при длительной работе при температуре от минус 50°С до 60°С: не дает усадку, трещин, что привело бы к разгерметизации оптических приборов, обладает хорошей адгезией к стеклу, цветным и черным металлам. Ее можно использовать для уплотнения всех швов оптических приборов.
Технология приготовления заявляемой герметизирующей композиции следующая. Для приготовления 100 г композиции в алюминиевую или эмалированную посуду загружают 2,0 г полиизобутилена и 7,0 г диоксилсебацината и нагревают при постоянном перемешивании и температуре не более 160°С до полного растворения полиизобутилена. Далее вводят 48 г церезина марки 75, 18 г канифоли сосновой, 11 г воска пчелиного и выдерживают смесь до полного растворения всех составляющих при температуре не более 145°С. Горячую смесь остужают до 100°С, после чего добавляют 8,0 г мела и 1,0 г углерода технического, предварительно просушенных и просеянных, при постоянном перемешивании. В полученную однородную массу при температуре не менее 80°С при постоянном перемешивании вводят 5,0 г меламиналкидной эмали. Затем замазку уваривают до готовности в течение одного часа при температуре не ниже 135°С при постоянном перемешивании. Готовую горячую замазку фильтруют, затем остужают до температуры 80°С и разливают по формам.
С целью повышения холодостойкости и эластичности композиции авторами проведено большое количество экспериментов по определению процентного соотношения компонентов герметизирующей композиции. В таблице 1 приведена рецептура шести образцов разрабатываемой герметизирующей композиции.
Характеристики герметизирующей композиции на основе заявленных компонентов приведены в таблице 2.
Полученные экспериментальные данные показывают, что характеристики герметизирующей композиции зависят от процентного соотношения компонентов, что следует из табл. 1, 2.
Из таблицы 2 следует, что наилучшими характеристиками обладают образцы №3, №4, №5: они более холодостойки, чем прототип и другие образцы, т.к. выдерживают до 4-х часов стабильной работы без растрескивания. Прототип и образцы №1, №2, №6 выдерживают только 2 часа работы с сохранением стабильных характеристик.
Исследования показали, что образцы №3, №4, №5 обладают наибольшей эластичностью по сравнению с прототипом и вариантами №1, №2, №6. Композиция по образцам №3, №4, №5 быстрее наносится на поверхность прибора, т.к. при взятии инструментом данная герметизирующая композиция не отслаивается, не отрывается от используемой массы герметизирующей композиции отдельными кусочками, а тянется и в процессе нанесения не требует многократного взятия инструментом последующих небольших порций герметизирующей композиции. Использование образцов №3, №4, №5 позволяет ускорить процесс герметизации.
Кроме того, заявляемая герметизирующая композиция имеет температуру каплепадения минус 72°С, что на 2°С ниже, чем у прототипа и образцов №1, №2, №6. При этом другие указанные в таблице 2 необходимые для герметизирующей композиции характеристики в образцах №3, №4, №5 не ухудшаются.
Таким образом, предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом позволяет повысить холодостойкость, т.е. увеличить срок сохранения стабильных показателей (без растрескивания) герметизирующей композиции при низких температурах до 4-х часов, а также повысить эластичность герметизирующей композиции, без ухудшения остальных характеристик.