RU2036947C1

RU2036947C1 - Anaerobic hermetic composition

Info

Publication number: RU2036947C1
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Мурох; Д.А. Аронович; А.П. Синеоков
Priority date: 1991-12-28
Filing date: 1991-12-28
Publication date: 1995-06-09

Abstract

FIELD: machine engineering. SUBSTANCE: composition has, mas. p.: (meth)acrylic acid ester 100; initiating additive 1.5-10.5; stabilizing additive 0.01-0.5; powder-like polymeric filler (particle size is 100 mcm, not more) 5-50, and non-ionogenic surface-active substance 0.5-20. EFFECT: enhanced quality of composition. 2 tbl

Description

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к анаэробным герметизирующим композициям, используемым в машиностроении и других областях техники для фиксации, контровки и уплотнения резьбовых, скользящих и фланцевых соединений. Изобретение может быть использовано в машинах, аппаратах и конструкциях, где имеют место высокие вибрационные и динамические нагрузки и возникает необходимость разборки узлов для проведения юстировочных или ремонтных работ. В этих случаях используемые анаэробные герметизирующие композиции должны сочетать низкие прочностные показатели: (прочность при отрыве и отвинчивании менее 10 МПа) и высокие показатели ударного сдвига (более 20 кДж/м²).The invention relates to the chemistry of polymers, namely to anaerobic sealing compositions used in mechanical engineering and other fields of technology for fixing, locking and sealing threaded, sliding and flange joints. The invention can be used in machines, devices and structures, where there are high vibrational and dynamic loads and there is a need to disassemble the nodes for adjustment or repair work. In these cases, the used anaerobic sealing compositions must combine low strength indicators: (tear and unscrew strength less than 10 MPa) and high impact shear rates (more than 20 kJ / m ² ).

Известные анаэробные герметизирующие композиции не обладают таким комплексом свойств. Known anaerobic sealant compositions do not possess such a set of properties.

Разработаны промышленные марки анаэробных герметизирующих композиций Анатерм-17 (ТУ 6-01-1215-79), Анатерм-17М (ТУ 6-01-2-728-86), Анатерм-8К (ТУ 6-01-2-726-86), Унигерм-2М (ТУ 6-01-2-761N-85), Анатерм-125Ц (ТУ 6-01N-1214-79), Анатерм-4 (ТУ 6-01-1214-79), Унигерм-2Н (ТУ 6-01-1211-79), Унигерм-2С (ТУ 6-01-1211-79), обладающие низкой прочностью при отрыве (менее 10 МПа). Однако и ударный сдвиг у данных анаэробных композиций невелик (не более 10 кДж/м²).Industrial brands of anaerobic sealing compositions Anaterm-17 (TU 6-01-1215-79), Anaterm-17M (TU 6-01-2-728-86), Anaterm-8K (TU 6-01-2-726-86 ), Unigerm-2M (TU 6-01-2-761N-85), Anaterm-125Ts (TU 6-01N-1214-79), Anaterm-4 (TU 6-01-1214-79), Unigerm-2N ( TU 6-01-1211-79), Unigerm-2C (TU 6-01-1211-79), which have low tensile strength (less than 10 MPa). However, the shock shift in these anaerobic compositions is small (not more than 10 kJ / m ² ).

Известна анаэробная герметизирующая композиция, содержащая смесь метакриловых мономеров, инициирующей добавки органической перекиси, стабилизирующей добавки, порошкообразного наполнителя органического полимера. Known anaerobic sealing composition containing a mixture of methacrylic monomers, initiating additives of organic peroxide, stabilizing additives, powdered filler of an organic polymer.

Предложенная герметизирующая композиция отличается от известной тем, что она содержит порошкообразный полимерный наполнитель с размером частиц не более 10 мкм и дополнительно неионогенное поверхностно-активное вещество при следующем соотношении компонентов, мас. ч. The proposed sealing composition differs from the known one in that it contains a powdery polymer filler with a particle size of not more than 10 μm and an additional nonionic surfactant in the following ratio of components, wt. h

Эфир /мет/акриловой кислоты 100 Инициирующая добавка 1,5-10,5
Стабилизирующая добавка 0,01-0,5
Порошкообразный поли-
мерный наполнитель с
размером частиц не более 10 мкм 5-50
Неионогенное поверхност- но-активное вещество 0,5-20
Герметик на основе этой композиции сочетает низкие прочностные показатели прочность при отрыве и отвинчивании и высокий показатель ударного сдвига.Ether / meth / acrylic acid 100 Initiative 1.5-10.5
The stabilizing additive of 0.01-0.5
Powdery poly
volumetric filler with
particle size no more than 10 microns 5-50
Non-ionic surfactant 0.5-20
A sealant based on this composition combines low tensile strengths when tearing and unscrewing and a high rate of impact shear.

В качестве порошкообразного полимерного наполнителя композиция содержит порошки /со/полимеров с размером частиц не более 100 мкм, например, фторопласты различных марок (Ф-4, ГОСТ 10007-80, Ф-3, ГОСТ 13744-87, Ф-42 ГОСТ 25428-82, Ф-40 ГОСТ 14906-77), полиэтилен (ПЭВД, ГОСТ 16337-77, ПЭНД ГОСТ 16338-85), поливинилхлорид (АВХ, ГОСТ 14039-78), полученные отсеиванием на сите с размером ячейки 100 мкм. As a powdery polymer filler, the composition contains powders / co / polymers with a particle size of not more than 100 microns, for example, fluoroplastics of various grades (F-4, GOST 10007-80, F-3, GOST 13744-87, F-42 GOST 25428- 82, F-40 GOST 14906-77), polyethylene (HDPE, GOST 16337-77, HDPE GOST 16338-85), polyvinyl chloride (ABX, GOST 14039-78) obtained by sieving on a sieve with a mesh size of 100 microns.

В качестве неионогенного ПАВ композиция содержит моноалкилфениловые эфиры полиэтиленгликоля формулы:
C_nH_2n+1C₆H₄O(C₂H₄O)_mH, где n 8-10, m 6-7, ОП-7 (ГОСТ 8433-81)
C₄H_2n+1C₆H₄O(C₂H₄O)_mH, где n 8-10, m 10-12 ОП-10 (ГОСТ 8433-81) полиэтиленгликоль моноолеат (олеок-7) формулы:
C₁₇H₃₃COO(C₂H₄O)_mH, m 7 моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля формулы
C_nH_2n+1O(C₂H₄O)_mH, где n 14-18, m 20 OC-20
В качестве /мет/акриловых мономеров композиция содержит диметакрилаты /поли/этиленгликолей диметакрилат этиленгликоля (ДМЭГ, ТУ 6-01-543-78), диметакрилат триэтиленгликоля (ТГМ-3, СТП 2-9-88), диметакрилат тетраэтиленгликоля (ТГМ-4, СТП-2-9-88), диметакрилат полиэтиленгликоля (ТГМ-13, СТП 2-8-79) и их смеси с монометакрилатами октилметакрилатом (ОМАК, СТП 2-15-79), метакрилатом этиленгликоля (МЭГ, ТУ 6-01-1240-80), метоксиэтиленгликоль метакрилатом (МДЭМ, СТП 2-17-79), децилметакрилатом (ДМАК, СТП 2-12-79).As a nonionic surfactant, the composition contains monoalkylphenyl ethers of polyethylene glycol of the formula:
C _n H _{2n + 1} C ₆ H ₄ O (C ₂ H ₄ O) _m H, where n 8-10, m 6-7, OP-7 (GOST 8433-81)
C ₄ H _{2n + 1} C ₆ H ₄ O (C ₂ H ₄ O) _m H, where n 8-10, m 10-12 OP-10 (GOST 8433-81) polyethylene glycol monooleate (oleok-7) of the formula:
C ₁₇ H ₃₃ COO (C ₂ H ₄ O) _m H, m 7 monoalkyl ethers of a polyethylene glycol of the formula
C _n H _{2n + 1} O (C ₂ H ₄ O) _m H, where n 14-18, m 20 OC-20
As / meth / acrylic monomers, the composition contains dimethacrylates / poly / ethylene glycols ethylene glycol dimethacrylate (DMEG, TU 6-01-543-78), triethylene glycol dimethacrylate (TGM-3, STP 2-9-88), tetraethylene glycol dimethacrylate (TGM-4 , STP-2-9-88), polyethylene glycol dimethacrylate (TGM-13, STP 2-8-79) and their mixtures with octyl methacrylate monomethacrylates (OMAC, STP 2-15-79), ethylene glycol methacrylate (MEG, TU 6-01 -1240-80), methoxyethylene glycol methacrylate (MDEM, STP 2-17-79), decyl methacrylate (DMAK, STP 2-12-79).

Инициирующая добавка обеспечивает отверждение анаэробной композиции при попадании в зазор между металлическими поверхностями при нарушении контакта с кислородом воздуха. The initiating additive provides curing of the anaerobic composition when it enters the gap between metal surfaces when contact with oxygen is broken.

В качестве инициирующей добавки могут быть использованы гидропероксидный инициатор-гидропероксид кумила (ГПК, ТУ 6-01-579-79), гидропероксид трет-бутила (ГПТБ ТУ 6-01-463-76), сульфимидный ускоритель-0-бензосульфимид (ОБСИ, ТУ 64-6-126-79), ди-бензосульфимид (ДБСИ, ТУ 6-09-10-923-73), аминный ускоритель диметиланилин (ДМА ГОСТ 5655-79), диметил-n-толуидин (ДМПТ, ТУ 6-09-2597-77), диметил-n-анизидин (ДМАН, ТУ 6-09-1757-72), дигидроксиэтил-n-толуидин (ДГЭПТ). Cumyl hydroperoxide initiator-hydroperoxide (GPC, TU 6-01-579-79), tert-butyl hydroperoxide (GPTB TU 6-01-463-76), sulfimide accelerator-0-benzosulfimide (OBSI, TU 64-6-126-79), di-benzosulfimide (DBSI, TU 6-09-10-923-73), amine accelerator dimethylaniline (DMA GOST 5655-79), dimethyl-n-toluidine (DMPT, TU 6- 09-2597-77), dimethyl-n-anisidine (DMAN, TU 6-09-1757-72), dihydroxyethyl-n-toluidine (DHEPT).

Стабилизирующая добавка обеспечивает жизнеспособность анаэробной композиции и предохраняет ее от преждевременной полимеризации при хранении. The stabilizing additive ensures the viability of the anaerobic composition and protects it from premature polymerization during storage.

В качестве стабилизирующей добавки могут быть использованы 2,2,6,6-тетраметил-4-оксопиридин-1-оксил (ТМОП, ТУ 6-06-32-304-79), гидрохинон (ГХ, ГОСТ 19627-74), бензохинон (БХ, ТУ 6-09-159-70), нафтохинон (НХ, ТУ 6/09-2520-72), щавелевая кислота (ЩК, ГОСТ 22180-76), 4,4-бис(диметиламино)трифенилметаноксо- лат (МЗ-малахитовый зеленый, ТУ 6-09-1551-77), динатриевая соль этилендиамин-N, N, N',N'-тетрауксусной кислоты (трилон Б, ГОСТ 10652-73). As a stabilizing additive, 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxopyridin-1-oxyl (TMOP, TU 6-06-32-304-79), hydroquinone (GC, GOST 19627-74), benzoquinone can be used (BH, TU 6-09-159-70), naphthoquinone (HX, TU 6 / 09-2520-72), oxalic acid (SC, GOST 22180-76), 4,4-bis (dimethylamino) triphenylmethanoxotate ( MZ-malachite green, TU 6-09-1551-77), disodium salt of ethylenediamine-N, N, N ', N'-tetraacetic acid (Trilon B, GOST 10652-73).

В состав анаэробной герметизирующей композиции могут также входить: загуститель для повышения вязкости композиций, пластификаторы для варьирования прочностными показателями, красители для придания цветности композиции в видимой части спектра, тиксотропные агенты для придания композиции тиксотропных свойств. The composition of the anaerobic sealing composition may also include: a thickener to increase the viscosity of the compositions, plasticizers for varying strength indicators, dyes to impart color to the composition in the visible part of the spectrum, thixotropic agents to impart thixotropic properties to the composition.

При совместном использовании порошкообразного полимерного наполнителя с размером частиц не более 100 мкм и неионогенного поверхностно-активного вещества (ПАВ) получен эффект многократного увеличения ударного сдвига, что является неочевидным эффектом (табл. 1). When using a powdered polymer filler with a particle size of not more than 100 μm and a nonionic surfactant (SAW), the effect of a multiple increase in shock shear is obtained, which is an unobvious effect (Table 1).

Введение катионоактивных ПАВ не позволяют достичь желаемого результата (см. пример 6 табл. 1), где в качестве катионоактивного ПАВ использовали бензилтриэтиламмонийхлорид-БТЭАХ), анионоактивные ПАВ нельзя вводить в анаэробные герметизирующие композиции, так как они вызывают быструю полимеризацию композиций при хранении. The introduction of cationic surfactants does not allow to achieve the desired result (see Example 6 of Table 1), where benzyltriethylammonium chloride-BTEAX was used as cationic surfactant), anionic surfactants cannot be introduced into anaerobic sealing compositions, since they cause rapid polymerisation of the compositions during storage.

Анаэробную герметизирующую композицию готовят путем смешения составляющих ее компонентов в стеклянном реакторе при комнатной температуре. An anaerobic sealing composition is prepared by mixing its constituent components in a glass reactor at room temperature.

П р и м е р 1. Анаэробную герметизирующую композицию готовят путем смешения 50 мас.ч. ТГМ-3; 50 мас. ч. ОМАК; 1,5 мас. ч. ГПК; 1,0 мас. ч. ОБСИ; 1 мас. ч. ДМПТ; 0,05 мас. ч. ТМОП; 0,05 мас. ч. ГХ; 0,1 мас. ч. ЩК; 5 мас. ч. тиксотропного агента аэросила, 10 мас. ч. ОП-7 и 30 мас. ч. наполнителя-порошкообразного полиэтилена (ПЭНД) с размером частиц не более 100 мкм. Испытания проводят следующим образом. PRI me R 1. Anaerobic sealing composition is prepared by mixing 50 wt.h. TGM-3; 50 wt. h. OMAC; 1.5 wt. h. CCP; 1.0 wt. h. OBSI; 1 wt. h. DMPT; 0.05 wt. h. TMOP; 0.05 wt. h GC; 0.1 wt. h. SCHK; 5 wt. including thixotropic agent Aerosil, 10 wt. including OP-7 and 30 wt. including filler-powdered polyethylene (HDPE) with a particle size of not more than 100 microns. The tests are carried out as follows.

Предел прочности при отрыве определяют по ГОСТ 14760-69. На поверхность образцов из ст. 12Х18Н10Т наносят анаэробную композицию, образцы совмещают, отверждение проводят при 20-25^oС в течение 24 ч.The tensile strength at separation is determined according to GOST 14760-69. On the surface of samples from Art. 12X18H10T is applied anaerobic composition, the samples are combined, curing is carried out at 20-25 ^o C for 24 hours

Предел прочности при отвинчивании определяют на резьбовых парах М10х1,5 из ст. 30. На резьбу болта наносят анаэробную композицию, затем навинчивают гайку. Отверждают при 20-25^oС в течение 24 ч, после чего с помощью динамометрического ключа определяют прочность при отвинчивании.The tensile strength when unscrewing is determined on threaded pairs M10x1.5 from Art. 30. Anaerobic composition is applied to the thread of the bolt, then a nut is screwed. It is cured at 20-25 ^{° C.} for 24 hours, after which the unscrewing strength is determined using a torque wrench.

Ударный сдвиг определяется на копpе Изода на образцах из ст. 12Х18Н10Т с площадью склейки 1 см² после отверждения при 20-25^оС в течение 24 ч.Impact shear is determined on the Izoda head on samples from art. 12X18H10T gluing with an area of 1 cm ² after curing at 20-25 ^{° C} for 24 hours.

Результаты испытаний представлены в табл. 2. The test results are presented in table. 2.

П р и м е р 2. Анаэробную герметизирующую композицию готовят путем смешения 100 мас. ч. ТГМ-4; 4,5 мас. ч. ГПТБ; 3,0 мас. ч. ДБСИ; 3,0 мас. ч. ДМА; 0,3 мас. ч. НХ; 0,2 мас. ч. МЗ; 0,05 мас. ч. красителя; 20 мас. ч. пластификатора диоктилфталата (ДОФ); 5 мас. ч. ОП-10 и 15 мас. ч. порошкообразного полиэтилена (ПЭВД) с размером частиц не более 100 мкм. Испытания проводят по примеру 1. PRI me R 2. Anaerobic sealing composition is prepared by mixing 100 wt. h. TGM-4; 4.5 wt. h. GPTB; 3.0 wt. h. DBSI; 3.0 wt. h. DMA; 0.3 wt. h. HX; 0.2 wt. h. MOH; 0.05 wt. including dye; 20 wt. including plasticizer dioctyl phthalate (DOP); 5 wt. including OP-10 and 15 wt. including powdered polyethylene (LDPE) with a particle size of not more than 100 microns. The tests are carried out as in example 1.

Результаты испытаний приведены в табл. 2. The test results are given in table. 2.

П р и м е р 3. Анаэробную герметизирующую композицию готовят путем смешения 40 мас. ч. ДМЭГ; 60 мас. ч. МДЭМ; 0,5 мас. ч. ГПК; 0,5 мас. ч. ОБСИ; 0,5 мас. ч. ДМАН; 0,01 мас. ч. ТМОП; 0,03 мас. ч. БХ; 0,05 мас. ч. трилона Б; 12 мас. ч. пластификатора дидодецилфталата (ДДДФ), 2 мас. ч. ОС-20 и 50 мас. ч. порошкообразного поливинилхлорида (ПВХ) с размером частиц не более 100 мкм. Испытания проводят по примеру 1. Результаты испытаний приведены в табл. 2. PRI me R 3. Anaerobic sealing composition is prepared by mixing 40 wt. h. DMEG; 60 wt. h. MDEM; 0.5 wt. h. CCP; 0.5 wt. h. OBSI; 0.5 wt. h. DMAN; 0.01 wt. h. TMOP; 0.03 wt. h. BH; 0.05 wt. including Trilon B; 12 wt. including plasticizer didodecylphthalate (DDDF), 2 wt. including OS-20 and 50 wt. including powdered polyvinyl chloride (PVC) with a particle size of not more than 100 microns. The tests are carried out as in example 1. The test results are shown in table. 2.

П р и м е р 4. Анаэробную герметизирующую композицию готовят путем смешения 70 мас. ч. ТГМ-3; 30 мас. ч. ДМАК; 2,5 мас. ч. ГПТБ; 1,5 мас. ч. ОБСИ; 1,8 мас. ч. ДГЭПТ; 0,005 мас. ч. ТМОП; 0,03 мас. ч. НХ; 0,005 мас. ч. ЩК; 0,01 мас. ч. трилона Б; 5 мас. ч. пластификатора дибутилового эфира полиэтиленгликольальдипината (ПДЭА-4), 0,05 мас. ч. красителя; 20 мас. ч. олеокса-7 и 40 мас. ч. порошкообразного фторопласта (Ф-42) с размером частиц не более 100 мкм. Испытания проводят по примеру 1. Результаты испытаний приведены в табл. 2. PRI me R 4. Anaerobic sealing composition is prepared by mixing 70 wt. h. TGM-3; 30 wt. h. DMAK; 2.5 wt. h. GPTB; 1.5 wt. h. OBSI; 1.8 wt. h. DHEPT; 0.005 wt. h. TMOP; 0.03 wt. h. HX; 0.005 wt. h. SCHK; 0.01 wt. including Trilon B; 5 wt. including plasticizer dibutyl ether polyethylene glycol alipdinate (PDEA-4), 0.05 wt. including dye; 20 wt. including oleoxa-7 and 40 wt. including powdered fluoroplastic (F-42) with a particle size of not more than 100 microns. The tests are carried out as in example 1. The test results are shown in table. 2.

П р и м е р 5. Анаэробную герметизирующую композицию готовят путем смешения 90 мас. ч. ТГМ-3; 10 мас. ч. МЭГ; 1,0 мас. ч. ГПК; 0,7 мас. ч. ОБСИ; 0,8 мас. ч. ДМПТ; 0,003 мас. ч. ТМОП; 0,002 мас. ч. трилона Б; 0,005 мас. ч. МЗ; 40 мас. ч. пластификатора дубиловый эфир полипропиленгликольадипината (ППА-7); 6,7 мас. ч. ОП-10 и 5 мас. ч. порошкообразного фторопласта (Ф-3) с размером частиц не более 100 мкм. Испытания проводят по примеру 1. Результаты испытаний приведены в табл. 2. PRI me R 5. Anaerobic sealing composition is prepared by mixing 90 wt. h. TGM-3; 10 wt. h. MEG; 1.0 wt. h. CCP; 0.7 wt. h. OBSI; 0.8 wt. h. DMPT; 0.003 wt. h. TMOP; 0.002 wt. including Trilon B; 0.005 wt. h. MOH; 40 wt. including plasticizer tannic ether polypropylene glycol adipate (PPA-7); 6.7 wt. including OP-10 and 5 wt. including powdered fluoroplastic (F-3) with a particle size of not more than 100 microns. The tests are carried out as in example 1. The test results are shown in table. 2.

П р и м е р 6. Анаэробную герметизирующую композицию готовят путем смешения 100 мас. ч. ТГМ-4; 3,5 мас. ч. ГПК; 1,5 мас. ч. ДБСИ; 1,6 мас. ч. ДМА; 0,05 мас. ч. ТМОП; 0,1 мас. ч. ЩК; 0,3 мас. ч. трилона Б; 30 мас. ч. загустителя каучука марки СКН-18-1А (ТУ 38.10316-76), 0,5 мас. ч. ОП-7 и 30 мас. ч. порошкообразного фторопласта (Ф-40) с размером частиц не более 100 мкм. Испытания проводят по примеру 1. Результаты испытаний приведены в табл. 2. PRI me R 6. Anaerobic sealing composition is prepared by mixing 100 wt. h. TGM-4; 3.5 wt. h. CCP; 1.5 wt. h. DBSI; 1.6 wt. h. DMA; 0.05 wt. h. TMOP; 0.1 wt. h. SCHK; 0.3 wt. including Trilon B; 30 wt. including thickener rubber brand SKN-18-1A (TU 38.10316-76), 0.5 wt. including OP-7 and 30 wt. including powdered fluoroplastic (F-40) with a particle size of not more than 100 microns. The tests are carried out as in example 1. The test results are shown in table. 2.

П р и м е р 7. Анаэробную герметизирующую композицию готовят путем смешения 95 мас. ч. ТГМ-3; 5 мас. ч. ТГМ-12; 2 мас. ч. ГПК; 0,8 мас. ч. ОБСИ; 0,7 мас. ч. ДМПТ; 0,3 мас. ч. ГХ; 0,05 мас. ч. МЗ; 30 мас. ч. загустителя каучука марки СКН-30КТРА (ТУ 38.10374-86); 3 мас. ч. ОС-20; 10 мас. ч. Ф-4 с размером частиц не более 100 мкм и 10 мас. ч. ПВХ с размером частиц не более 100 мкм. Испытания проводят по примеру 1. Результаты испытаний приведены в табл. 2. PRI me R 7. Anaerobic sealing composition is prepared by mixing 95 wt. h. TGM-3; 5 wt. h. TGM-12; 2 wt. h. CCP; 0.8 wt. h. OBSI; 0.7 wt. h. DMPT; 0.3 wt. h GC; 0.05 wt. h. MOH; 30 wt. including thickener rubber brand SKN-30KTRA (TU 38.10374-86); 3 wt. h. OS-20; 10 wt. including F-4 with a particle size of not more than 100 microns and 10 wt. including PVC with a particle size of not more than 100 microns. The tests are carried out as in example 1. The test results are shown in table. 2.

Claims

ANAEROBIC SEALING COMPOSITION comprising an (meth) acrylic acid ester, an initiating additive, a stabilizing additive and a powdery polymer filler, characterized in that it contains a powdery polymer filler with a particle size of not more than 100 μm and an additional non-ionic surfactant in the following ratio of components parts by weight

Ether (meth) acrylic acid 100
Trigger Additive 1.5 10.5
Stabilizing additive 0.01 0.5
Powdered polymer filler with a particle size of not more than 100 μm 5.0 50.0
Nonionic surfactant 0.5 20.0