RU2196161C2

RU2196161C2 - Sealing composition

Info

Publication number: RU2196161C2
Application number: RU2000132482A
Authority: RU
Inventors: А.А. Донской; Б.В. Молчанов; В.А. Евсеева; С.В. Виноградов; М.А. Шашкина; Е.А. Чупрова; Н.В. Баритко
Original assignee: Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов"
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2003-01-10

Abstract

FIELD: hermetics. SUBSTANCE: invention relates to sealing sacks when performing autoclaved molding of polymer composites at temperatures up to 450 C, for example in aircraft construction, rubber industry, and other areas. Composition contains, wt parts: methyl phenyl vinyl siloxane rubber 100, silica powder 10-30, dicumyl peroxide 5-15, and oligotrimethyl siloxysiloxane 5-15. Components are mixed on rollers and resulting mixture is pressed on metal support at pressure 3-5 kgf/cm². Further, polyimide film in the form of bundle is rolled up to upper surface of composition material. Removal of bundle from metal support increased adhesive strength of film-metal joint. EFFECT: ensured tightness of sealed construction up to 450 C. 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области полимерных композиций, а именно к составам для герметизации мешков при автоклавном формовании полимерных композиционных материалов при температурах до 450^oС, используемых в авиастроении, в резиновой промышленности и в других отраслях народного хозяйства.The invention relates to the field of polymer compositions, and in particular to compositions for sealing bags during autoclave molding of polymer composite materials at temperatures up to 450 ^o C, used in aircraft manufacturing, in the rubber industry and in other sectors of the economy.

К этим материалам, как правило, выполненным в виде жгута, предъявляют следующие требования: адгезионная прочность при отслаивании от полиимидной пленки не менее 0,15 кгс/см², высокая когезионная прочность, т.е. после окончания процесса вакуумного формования жгут должен легко отходить от металла, при этом сохраняя адгезию к пленке.The following requirements are imposed on these materials, as a rule, made in the form of a bundle: adhesive strength when peeling from a polyimide film of at least 0.15 kgf / cm ² , high cohesive strength, i.e. after the end of the vacuum molding process, the bundle should easily move away from the metal, while maintaining adhesion to the film.

Известна уплотнительная замазка ТГ-18, состоящая из кремнийорганического каучука, наполнителя окиси цинка и вулканизующего агента перекиси бензоила, предназначенная для герметизации клепаных и сварных соединений конструкций, работающих в интервале температур до плюс 250^oС (Замазка уплотнительная ТГ-18 ТУ 38-10555-81).Known sealing putty TG-18, consisting of silicone rubber, filler of zinc oxide and a vulcanizing agent of benzoyl peroxide, designed to seal riveted and welded joints of structures operating in the temperature range up to plus 250 ^o C (Putty sealing TG-18 TU 38-10555- 81).

Однако при более высокой температуре (450^oС) она не может быть использована, так как, обладая хорошей липкостью в исходном состоянии, после воздействия температуры (450^oС) не отстает от металлической подложки.However, at a higher temperature (450 ^o C) it cannot be used, since, having good tack in the initial state, after exposure to temperature (450 ^o C) it does not lag behind the metal substrate.

Известна герметизирующая композиция на основе кремнийорганического каучука, включающая наполнитель - оксид цинка и вулканизующий агент, включающий тетраэтоксисилан и диэтилдикаприлатолов. Композиция способна переходить из пастообразного состояния в резиноподобную, работать только при температуре 300^oС, но имея в исходном состоянии хорошую липкость, при температуре 450^oС композиция приваривается к металлу и не отстает (Виксинт У-1-18 ТУ 38.303-04-04-90).Known sealing composition based on silicone rubber, including a filler - zinc oxide and a curing agent, including tetraethoxysilane and diethyldicaprilatols. The composition is able to switch from a paste-like state to a rubber-like one, work only at a temperature of 300 ^o С, but having good stickiness in the initial state, at a temperature of 450 ^o С, the composition is welded to the metal and does not lag behind (Vixint U-1-18 TU 38.303-04-04 -90).

Известна композиция на основе частично сшитого бутилкаучука в сочетании с полибутеном, этерифицированной канифолью, фенолформальдегидной смолой, сажей, каолином, окисью кальция. Однако она теплостойка до температуры 150^oС, а при температуре 450^oС не может быть использована, так как не отстает от металлической подложки (Пат. GB 1541609).A known composition based on partially crosslinked butyl rubber in combination with polybutene, esterified rosin, phenol-formaldehyde resin, soot, kaolin, calcium oxide. However, it is heat resistant to a temperature of 150 ^o C, and at a temperature of 450 ^o C cannot be used, as it does not lag behind a metal substrate (US Pat. GB 1541609).

Наиболее близкой к заявленной композиции по составу и назначению является герметизирующая композиция, содержащая (мас.ч.):
Хлорбутилкаучук - 100
Наполнитель:
Белая сажа - 8 - 16
Карбонат кальция - 50 - 95
Вулканизирующий агент:
Окись цинка - 8 - 12
Стеариновая кислота - 2 - 4
Адгезионная добавка:
Канифоль сосновая - 30 - 59
Масло вакуумное - 25 - 45 (RU 2103306, 27.1998)
Известная композиция обладает высокими адгезионными свойствами только при температуре 180^oС и не может быть использована при температуре 450^oС, так как дымит, выделяя много летучих компонентов. Обладая хорошей липкостью в исходном состоянии, она сохраняет ее на высоком уровне, но не отстает от металлической подложки после процесса вакуумного формования при температуре 450^oС. Материал из композиции выполнен в виде жгута.Closest to the claimed composition in composition and purpose is a sealing composition containing (parts by weight):
Chlorobutyl Rubber - 100
Filler:
White soot - 8 - 16
Calcium Carbonate - 50 - 95
Vulcanizing agent:
Zinc Oxide - 8 - 12
Stearic acid - 2 - 4
Adhesive Additive:
Pine Rosin - 30 - 59
Vacuum oil - 25 - 45 (RU 2103306, 27.1998)
The known composition has high adhesive properties only at a temperature of 180 ^o C and can not be used at a temperature of 450 ^o C, as it smokes, emitting many volatile components. Having good stickiness in the initial state, it keeps it at a high level, but does not lag behind the metal substrate after the vacuum molding process at a temperature of 450 ^o C. The material from the composition is made in the form of a bundle.

Технической задачей изобретения является создание герметизирующей композиции для материала в виде жгута, обладающей высокими адгезионными свойствами, обеспечивающей герметичность уплотняемой ею конструкции при температурах до 450^oС и возможностью удаления жгута с металлической подложки после вакуумного формования.An object of the invention is to provide a sealing composition for a material in the form of a tow, having high adhesive properties, ensuring the tightness of the structure sealed by it at temperatures up to 450 ^o C and the ability to remove the tow from the metal substrate after vacuum molding.

Для решения этой задачи герметизирующая композиция для материала в виде жгута, содержащая каучук, наполнитель, вулканизующий агент и адгезионную добавку, в качестве каучука содержит метилфенилвинилсилоксан, в качестве наполнителя - аэросил, в качестве вулканизующего агента - перекись дикумила, а в качестве адгезионной добавки - олиготриметилсилоксисилоксан при следующем соотношении компонентов (мас.ч):
Каучук метилфенилвинилсилоксан - 100
Аэросил - 10 - 30
Перекись дикумила - 5 - 15
Олиготриметилсилоксисилоксан - 5 - 15
Предложенный состав позволяет получить жгутовую герметизирующую композицию с повышенной адгезионной прочностью при отслаивании от полиимидной пленки, обеспечивает герметичность уплотняемой ею конструкции, обеспечивает возможность удаления герметика с металлической подложки после воздействия повышенных температур до 450^oС.To solve this problem, a sealing composition for a material in the form of a tow, containing rubber, a filler, a vulcanizing agent and an adhesive additive, contains methyl phenyl vinyl siloxane as a rubber, aerosil as a filler, dicumyl peroxide as a vulcanizing agent, and oligisiloxanes as an adhesive additive in the following ratio of components (wt.h):
Rubber methylphenylvinylsiloxane - 100
Aerosil - 10 - 30
Dicumyl peroxide - 5 - 15
Oligotrimethylsiloxysiloxane - 5 - 15
The proposed composition allows to obtain a bundle sealing composition with increased adhesive strength when peeling from a polyimide film, ensures the tightness of the structure sealed by it, provides the ability to remove the sealant from the metal substrate after exposure to elevated temperatures up to 450 ^o C.

Адгезионные свойства композиции улучшаются за счет введения в ее состав олиготриметилсилоксисилоксана структурной формулы {[(СН₃)₃SiO_1/2]х[SiO₂]_у} при х/у=0,8, содержащего остаточные функциональные группы при кремнии (Si-ОН и Si-OC₂H₅), суммарное содержание которых (в зависимости от глубины протекания процесса поликонденсации при получении олигомера) колеблется от 2-х до 6 мас. %, обладающего большой совместимостью с кремнийорганическим каучуком СКТФВ-803.The adhesive properties of the composition are improved by introducing into its composition oligotrimethylsiloxysiloxane of the structural formula {[(CH ₃ ) ₃ SiO _1/2 ] x [SiO ₂ ] _y } at x / y = 0.8, containing residual functional groups in silicon (Si- OH and Si-OC ₂ H ₅ ), the total content of which (depending on the depth of the polycondensation process upon receipt of the oligomer) ranges from 2 to 6 wt. %, having great compatibility with silicone rubber SKTFV-803.

Технология изготовления композиции поясняется на следующих примерах. The manufacturing technology of the composition is illustrated by the following examples.

Пример 1
Взвешивали компоненты при следующем их содержании:
Каучук метилвинилсилоксан марки СКТФВ-803 - 100
Аэросил - 15
Перекись дикумила - 10
Олиготриметилсилоксисилоксан {[(CH₃)₃SiO_1/2]_0,8[SiO₂]₁} - 10
Затем последовательно смешивали на вальцах. Полученная смесь запрессовывалась на металлическую подложку при давлении 3-5 кгс/см², затем непосредственно перед испытанием на адгезионную прочность при отслаивании от полиимидной пленки на верхнюю поверхность материала жгута прикатывали роликом полиимидную пленку.Example 1
The components were weighed at the following content:
Rubber methylvinylsiloxane brand SKTFV-803 - 100
Aerosil - 15
Dicumyl Peroxide - 10
Oligotrimethylsiloxysiloxane {[((CH ₃ ) ₃ SiO _1/2 ] _0.8 [SiO ₂ ] ₁ } - 10
Then sequentially mixed on rollers. The resulting mixture was pressed onto a metal substrate at a pressure of 3-5 kgf / cm ² , then immediately before testing the adhesion strength when peeling from the polyimide film, a polyimide film was rolled onto the upper surface of the bundle material.

Испытания проводились на испытательной машине "Teratect" no PTM 1.2-015-81, "Методы механических испытаний клеевых соединений металлов". The tests were carried out on a testing machine "Teratect" no PTM 1.2-015-81, "Methods of mechanical testing of adhesive joints of metals".

Технология приготовления композиций по примерам 2,3 аналогична примеру 1. The technology for preparing the compositions of examples 2,3 is similar to example 1.

Составы и свойства герметизирующих жгутов по примерам 1,2,3 и прототип приведены в таблице. The compositions and properties of the sealing harnesses according to examples 1,2,3 and the prototype are shown in the table.

Как следует из таблицы, получаемый положительный эффект обеспечивается при определенном сочетании и дозировке компонентов. As follows from the table, the resulting positive effect is achieved with a certain combination and dosage of the components.

Предлагаемая композиция обеспечивает повышенную адгезионную прочность при отслаивании от полиимидной пленки до 0,25 кгс/см. The proposed composition provides increased adhesive strength when peeling from a polyimide film to 0.25 kgf / cm

После окончания процесса вакуумного формования герметизирующий материал в виде жгута легко отходит от металла, при этом сохраняется адгезия к полиимидной пленке при температуре 450^oС, а также обеспечивается герметичность.After the vacuum molding process is completed, the sealing material in the form of a bundle easily leaves the metal, while maintaining adhesion to the polyimide film at a temperature of 450 ^o C, and also ensures tightness.

Таким образом, применение предлагаемой герметизирующей композиции, обладающей адгезионной прочностью при температуре 450^oС, позволяет применить ее для герметизации мешков при автоклавном формовании новых полимерных композиций при температуре до 450^oС, которые используются в авиации и др. отраслях народного хозяйства.Thus, the use of the proposed sealing composition having adhesive strength at a temperature of 450 ^o C, allows you to use it to seal bags during autoclave molding of new polymer compositions at temperatures up to 450 ^o C, which are used in aviation and other sectors of the economy.

Claims

A sealing composition for a material in the form of a tow, containing rubber, filler, a vulcanizing agent and an adhesive additive, characterized in that it contains methylphenyl vinyl siloxane as rubber, aerosil as a filler, dicumyl peroxide as a vulcanizing agent, and dicumyl peroxide as an adhesive additive oligotrimethylsiloxysiloxane in the following ratio of components wt. hours:
Rubber methylphenylvinylsiloxane - 100
Aerosil - 10-30
Dicumyl Peroxide - 5-15
Oligotrimethylsiloxysiloxane - 5-15