RU2249027C1 - Law molecular siloxane rubber-based sealing compound - Google Patents

Abstract

FIELD: hermetic based on law molecular siloxane rubber, in particular sealing composition.

SUBSTANCE: invention relates to sealing composition vulcanized by reaction with air moisture. Claimed rubber-based composition comprising zinc oxide, ethyl silicate, and diethylaminomethyltriethoxysilane, contains additionally pulverized grinded quartz. As a variant hermetic also contains chalk and/or dolomite. Composition of present invention is useful in sealing of various conjunctions operating in wide temperature limits where oil and gasoline resistance is required.

EFFECT: hermetic with low-cost components and excellent in operating characteristic.

1 cl, 2 tbl, 7 ex

Description

Изобретение относится к герметизирующим композициям на основе низкомолекулярного силоксанового каучука, а именно к однокомпонентным герметикам, применяемым в автомобильной промышленности для герметизации различных соединений, требующих повышенной масло-бензостойкости и эксплуатирующихся в интервале температур от -50 до +300°С.The invention relates to sealing compositions based on low molecular weight siloxane rubber, and in particular to one-component sealants used in the automotive industry to seal various compounds that require high oil-gas resistance and are used in the temperature range from -50 to + 300 ° C.

Известна герметизирующая композиция, включающая компаунд на основе низкомолекулярного силоксанового каучука и олигодиметилсилоксан, предназначенная для герметизации изделий электронной техники, работающих в условиях повышенной влажности (А.с. 2028361, 1995 г.). Целью данного изобретения является повышение стабильности электросопротивления вулканизата в условиях повышенной влажности и высокого питающего напряжения.Known sealing composition comprising a compound based on low molecular weight siloxane rubber and oligodimethylsiloxane, designed to seal electronic products operating in conditions of high humidity (A.S. 2028361, 1995). The aim of this invention is to increase the stability of the electrical resistance of the vulcanizate in conditions of high humidity and high supply voltage.

Состав герметизирующей композиции:The composition of the sealing composition:

Компаунд на основе низкомолекулярногоLow molecular weight compound

силоксанового каучука, мас.% 75-96siloxane rubber, wt.% 75-96

ОлигодиметилсилаксанOligodimethylsilaxane

вязкостью при 20°С 5-150 мм²/с 4-25viscosity at 20 ° С 5-150 mm ² / s 4-25

Недостатком данной герметизирующей композиции является неустойчивость в растворителях и маслах, пониженный (<250°С) диапазон рабочих температур.The disadvantage of this sealing composition is the instability in solvents and oils, low (<250 ° C) operating temperature range.

Известна герметизирующая композиция, включающая органополисилоксандиол, этилсиликат, карбоксилат диалкилолова, 8-оксихинолин, используемая для герметизации листовых прокладочных материалов, таких как прокладки стыка блока и головки двигателей внутреннего сгорания (А.с.1460985, 1992 г.).Known sealing composition, including organopolysiloxane diol, ethyl silicate, dialkyltin carboxylate, 8-hydroxyquinoline, used to seal sheet gasket materials, such as gaskets of the joint of the block and head of internal combustion engines (A.p. 1460985, 1992).

Целью данного изобретения является увеличение жизнеспособности композиции и снижение времени и температуры отверждения.The aim of this invention is to increase the viability of the composition and reduce the time and temperature of curing.

Состав герметизирующей композиции:The composition of the sealing composition:

Органополисилоксандиол, мас.ч. 100Organopolysiloxanediol, parts by weight 100

Этилсиликат 2,0-4,0Ethyl silicate 2.0-4.0

Карбоксилатдиалкилолова 0,9-3,0Carboxylated dialkyltin 0.9-3.0

8-Оксихинолин 0,7-2,08-hydroxyquinoline 0.7-2.0

Недостатком данной герметизирующей композиции является неустойчивость к растворителям, высокая температура отверждения (170°С), большое время до начала вулканизации (80-200 часов).The disadvantage of this sealing composition is instability to solvents, high curing temperature (170 ° C), a long time before vulcanization (80-200 hours).

Известен герметик, включающий каучук, оксид цинка, этилсиликат и ускоритель вулканизации и дополнительно содержащий полиметилгидроксисилан, а в качестве ускорителя вулканизации - NN-диметил-N-триэтоксисилинметилгидрозин (патент РФ №2188841, 2002 г.), предназначенный для герметизации различных агрегатов самолетных конструкций, эксплуатирующихся в широком интервале температур от -60 до +300°С. Состав имеет следующее соотношение компонентов, мас.ч.:Known sealant, including rubber, zinc oxide, ethyl silicate and a vulcanization accelerator and additionally containing polymethylhydroxysilane, and as a vulcanization accelerator - NN-dimethyl-N-triethoxysiline methylhydrosine (RF patent No. 2188841, 2002), designed to seal various units of aircraft structures operated in a wide temperature range from -60 to + 300 ° C. The composition has the following ratio of components, parts by weight:

Каучук (или кремнеорганический эластомер,Rubber (or organosilicon elastomer,

или полисульфидный эластомер) 100or polysulfide elastomer) 100

Оксид цинка 100-200Zinc oxide 100-200

Этилсиликат 5-16Ethyl silicate 5-16

Полиметилгидросилан 1-1,4Polymethylhydrosilane 1-1,4

NN-диметил-N-триэтоксисилинметилгидрозин 2-7NN-dimethyl-N-triethoxysiline methylhydrosine 2-7

Недостатком данного герметика является большое время до начала вулканизации (3-4 часа) и большое время полной вулканизации (24-48 часов), что не позволяет использовать его при ремонте.The disadvantage of this sealant is the long time before the start of vulcanization (3-4 hours) and the long time of complete vulcanization (24-48 hours), which does not allow its use in repair.

Наиболее близким по составу является герметик на основе диметилсилоксанового каучука, оксида цинка, этилсиликата и ускорителя вулканизации диэтиламинометилтриэтоксисилана (А.с. №456820, С 08 D 47108, С 09 К 3110).The closest in composition is a sealant based on dimethylsiloxane rubber, zinc oxide, ethyl silicate and a vulcanization accelerator diethylaminomethyltriethoxysilane (AS No. 456820, C 08 D 47108, C 09 K 3110).

Состав данного герметика следующий:The composition of this sealant is as follows:

Диметилсилоксановый каучук, мас.ч. 100Dimethylsiloxane rubber, parts by weight 100

Оксид цинка 100-200Zinc oxide 100-200

Этилсиликат 1-10Ethyl silicate 1-10

Диэтиламинометилтриэтоксисилан 2-6Diethylaminomethyltriethoxysilane 2-6

Этот герметик является водостойким, имеет удовлетворительные физико-механические показатели, а также имеет хорошую адгезию к поверхности металлов.This sealant is waterproof, has satisfactory physical and mechanical properties, and also has good adhesion to the surface of metals.

Недостатком данного герметика является пониженный предел прочности при растяжении, большое время до начала вулканизации (5 часов) и большое время полной вулканизации (72 часа), что не позволяет использовать его для ремонтных работ, малый диапазон рабочих температур (-30···+250°С).The disadvantage of this sealant is a reduced tensile strength, a long time before vulcanization (5 hours) and a long time of complete vulcanization (72 hours), which does not allow it to be used for repair work, a small range of operating temperatures (-30 ··· + 250 ° C).

Задачей настоящего изобретения является создание герметика, вулканизирующегося при взаимодействии с влагой воздуха и имеющего более высокие эксплуатационные характеристики, а также более низкую стоимость составляющих его компонентов.The objective of the present invention is to provide a sealant that cures when exposed to air moisture and has higher performance and lower cost of its constituent components.

Поставленная задача решается так, что герметик на основе низкомолекулярного силоксанового каучука, содержащий оксид цинка, этилсиликат, диэтиламинометилтриэтоксисилан, дополнительно содержит кварц молотый пылевидный при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:The problem is solved in such a way that the sealant based on low molecular weight siloxane rubber containing zinc oxide, ethyl silicate, diethylaminomethyltriethoxysilane additionally contains powdered silica in the following ratio, wt.h .:

Низкомолекулярный силоксановыйLow molecular weight siloxane

каучук 100rubber 100

Оксид цинка 5-30Zinc Oxide 5-30

Кварц молотый пылевидный 40-180Ground silica dust 40-180

Этилсиликат 1-3Ethyl Silicate 1-3

Диэтиламинометилтриэтоксисилан 1-3Diethylaminomethyltriethoxysilane 1-3

В варианте герметик дополнительно содержит мел 2-60 мас.ч. и/или доломит 2-95 мас.ч.In an embodiment, the sealant further comprises 2-60 parts by weight of chalk. and / or dolomite 2-95 parts by weight

В качестве основных компонентов берут:As the main components take:

- низкомолекулярный силоксановый каучук, например: СКТН марок “В”, “Г” и “Д”, ТУ 2294-002-00152000-96, ГОСТ 13835-73; или Силопрен Е 18 (паспорт фирмы “Bauer”);- low molecular weight siloxane rubber, for example: SKTN grades “B”, “G” and “D”, TU 2294-002-00152000-96, GOST 13835-73; or Siloprene E 18 (passport of the company "Bauer");

- этилсиликат, ТУ 6.02-895-78, ГОСТ 26371-84;- ethyl silicate, TU 6.02-895-78, GOST 26371-84;

- диэтиламинометилтриэтоксисилан (АДЭ-3), ТУ 6.02-573-87;- diethylaminomethyltriethoxysilane (ADE-3), TU 6.02-573-87;

- доломит (доломитовая мука), ТУ 21 БССР 166-86;- dolomite (dolomite flour), TU 21 BSSR 166-86;

- мел (кальций углекислый), ГОСТ 8253-79, ТУ 95-2317-91;- chalk (calcium carbonate), GOST 8253-79, TU 95-2317-91;

- оксид цинка, ГОСТ 202-84;- zinc oxide, GOST 202-84;

- кварц молотый пылевидный, ГОСТ 9077-72.- powdered quartz, GOST 9077-72.

Герметик готовят поэтапно. Сначала в смесителе приготавливают смесь исходных компонентов. Затем полученную смесь подвергают термообработке (сушка с целью удаления влаги). После термообработки смесь перегружают в реактор и в токе сухого азота добавляют диэтиламинометилтриэтоксисилан и этилсиликат. В реакторе смесь перемешивают до получения однородной массы в течение 1,5-2 часов и фасуют в герметичную упаковку (тубы, картуши).The sealant is prepared in stages. First, a mixture of the starting components is prepared in the mixer. Then the resulting mixture is subjected to heat treatment (drying to remove moisture). After heat treatment, the mixture is transferred to a reactor and diethylaminomethyltriethoxysilane and ethyl silicate are added in a stream of dry nitrogen. In the reactor, the mixture is stirred until a homogeneous mass for 1.5-2 hours and packaged in airtight packaging (tubes, cartridges).

Для доказательства соответствия заявленного состава критерию “промышленная применимость” приведены конкретные примеры получения герметика (табл.1).To prove the conformity of the claimed composition to the criterion of “industrial applicability”, specific examples of the production of sealant are given (Table 1).

 
Таблица 1
Table 1 Наименование компонентовName of components Нормы загрузки, № примера, мас.ч.Loading rates, example no., Parts by weight Прототип
7Prototype
7   11 22 33 44 55 66   СКТН “В”SKTN “B” 100100 -- -- -- 100100 -- -- СКТН “Г”SKTN “G” -- 100100 -- -- -- 100100 -- СКТН “Д”SKTN “D” -- -- 100100 -- -- -- 100100 СИЛОПРЕН Е18SILOPRENE E18 -- -- -- 100100 -- -- -- Оксид цинкаZinc oxide 20twenty 20twenty 20twenty 55 20twenty 30thirty 100-200100-200 Мелa piece of chalk -- 6060 3535 -- -- 6060 -- ДоломитDolomite -- -- 3535 -- 9595 -- -- Кварц молотый пылевидныйPowdered ground quartz 180180 9595 9595 180180 8080 9595 -- ЭтилсиликатEthyl silicate 22 22 22 22 22 22 1-101-10 ДиэтиламинометилтриэтоксисиланDiethylaminomethyltriethoxysilane 1,81.8 1,81.8 1,81.8 1,81.8 1,81.8 1,81.8 2-62-6

Порядок получения герметика рассмотрим на примере 1.The procedure for obtaining sealant will be considered in example 1.

В специальный смеситель с z-образным перемешивающим устройством загружают 100 кг низкомолекулярного силоксанового каучука (СКТН марок “В”, “Г”, “Д” или Силопрен Е 18). Затем добавляют при постоянном перемешивании 20 кг оксида цинка и 180 кг кварца молотого пылевидного. После тщательного перемешивания смесь подвергают термообработке с целью удаления влаги. Затем смесь перегружают в реактор и под прикрытием сухого азота в смесь подают 2 кг этилсиликата и 1,8 кг диэтиламинометилтриэтоксисилана (АДЭ-3). Полученную смесь перемешивают в течение 1,5-2 часов. Готовый герметик упаковывают в тубы или картуши.In a special mixer with a z-shaped mixing device load 100 kg of low molecular weight siloxane rubber (SKTN grades “B”, “G”, “D” or Siloprene E 18). Then, with constant stirring, 20 kg of zinc oxide and 180 kg of powdered silica are added. After thorough mixing, the mixture is heat-treated to remove moisture. Then the mixture is transferred to the reactor and under the cover of dry nitrogen 2 kg of ethyl silicate and 1.8 kg of diethylaminomethyltriethoxysilane (ADE-3) are fed into the mixture. The resulting mixture was stirred for 1.5-2 hours. Ready sealant is packaged in tubes or cartouches.

Герметик, соответствующий по составу примерам 2-6, получают аналогичным образом, как в примере 1. Изменяют только количественный и качественный состав герметика.The sealant corresponding to the composition of Examples 2-6 is obtained in a similar manner as in Example 1. Only the quantitative and qualitative composition of the sealant is changed.

Полученный в примерах продукт представляет собой густую пастообразную массу светло-серого цвета с характеристиками, указанными в табл.2.The product obtained in the examples is a thick pasty mass of light gray color with the characteristics indicated in table 2.

Представленные в примерах составы герметика испытывались на соответствие качественным показателям с помощью стандартных методик в соответствии с ГОСТ:The sealant compositions presented in the examples were tested for compliance with quality indicators using standard methods in accordance with GOST:

1. Предел прочности образца при растяжении определялся с помощью разрывной машины марки РМ-50 в соответствии с ГОСТ 21751-76.1. The tensile strength of the sample in tension was determined using a tensile testing machine brand PM-50 in accordance with GOST 21751-76.

2. Максимальное относительное удлинение стандартного образца при разрыве определялось в соответствии с ГОСТ 21751-76.2. The maximum elongation of the standard sample at break was determined in accordance with GOST 21751-76.

3. Предел прочности при отслаивании образца определялся в соответствии с ГОСТ 21981-76.3. The tensile strength upon peeling of the sample was determined in accordance with GOST 21981-76.

4. Твердость по Шору А определялась с помощью измерителя ТМ по ГОСТ 263-75.4. Shore A hardness was determined using a TM meter according to GOST 263-75.

5. Жизнестойкость герметика определялась по ТУ 2513-003-50643915-02.5. The viability of the sealant was determined according to TU 2513-003-50643915-02.

6. Время полной вулканизации определялось по ТУ 2513-003-50643915-02.6. The time of complete vulcanization was determined according to TU 2513-003-50643915-02.

7. Масло-бензостойкость определялась по ТУ 2513-003-50643915-02 и по ГОСТ 9.030-74 в масле и тосоле.7. Oil and gas resistance was determined according to TU 2513-003-50643915-02 and according to GOST 9.030-74 in oil and antifreeze.

8. Рабочий диапазон температур оценивался по потере массы в соответствии с ГОСТ 19338-90.8. The operating temperature range was estimated by weight loss in accordance with GOST 19338-90.

Таблица 2table 2 № примеровNo. of examples Физико-механические свойстваPhysical and mechanical properties Жизнеспособность, часVitality, hour Время полной вулканиз., часFull vulcanization time., Hour МаслобензостойкостьOil resistance Рабочий диапазон темпер-р, °СOperating temperature range, ° С   Предел. прочн. при раст., кгс/см² Limit. durable at growth., kgf / cm ² Максимальное относ. удлин., %Max Rel elongation.,% Предел проч. при отслаив.,
кгс/см² The limit of the rest. when exfoliating.,
kgf / cm ² Твердость по ШоруShore Hardness                       маслоoil ТосолAntifreeze   11 2222 120120 1,51,5 5858 0,50.5 18eighteen 0,510.51 0,50.5 -60 до +300-60 to +300 22 1919 110110 1,41.4 5252 0,750.75 20twenty 33 11 -60 до +300-60 to +300 33 2121 115115 1,41.4 50fifty 0,750.75 20twenty 33 11 -60 до +270-60 to +270 44 2121 120120 1,51,5 5656 0,50.5 18eighteen 0,60.6 0,50.5 -60 до +300-60 to +300 55 20twenty 110110 1,41.4 5454 0,60.6 18eighteen 33 22 -60 до +270-60 to +270 66 2121 120120 1,41.4 5252 0,750.75 20twenty 2,52,5 11 -60 до +270-60 to +270 77 17,617.6 120120 1,51,5 -- 55 7272 -- -- -30 до +250-30 to +250

Из представленных в табл.1 и 2 данных видно, что в указанном диапазоне изменения соотношения компонентов получают герметик с характеристиками, превышающими показатели герметика по прототипу.From the data presented in tables 1 and 2, it can be seen that in the specified range of changes in the ratio of components receive sealant with characteristics that exceed the performance of the sealant of the prototype.

Claims (2)

1. Герметик на основе низкомолекулярного силоксанового каучука, включающий оксид цинка, этилсиликат, диэтиламинометилтриэтоксисилан, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кварц молотый пылевидный при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:1. Sealant based on low molecular weight siloxane rubber, including zinc oxide, ethyl silicate, diethylaminomethyltriethoxysilane, characterized in that it further comprises powdered silica in the following ratio, wt.h .: Низкомолекулярный силоксановый каучук 100Low molecular weight siloxane rubber 100 Оксид цинка 5-30Zinc Oxide 5-30 Кварц молотый пылевидный 40-180Ground silica dust 40-180 Этилсиликат 1-3Ethyl Silicate 1-3 Диэтиламинометилтриэтоксисилан 1-3Diethylaminomethyltriethoxysilane 1-3 2. Герметик по п.1, отличающийся тем, что он допонительно содержит мел 2-60 мас.ч. и/или доломит 2-95 мас.ч.2. The sealant according to claim 1, characterized in that it additionally contains chalk of 2-60 wt.h. and / or dolomite 2-95 parts by weight