ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

теплостойкая клеевая композиция

Классы МПК:C09J161/14 модифицированных продуктов феноло-альдегидной конденсации
C09J183/04 полисилоксаны
Автор(ы):, , , , , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2004-11-29
публикация патента:

Настоящее изобретение относится к области теплостойких модифицированных клеевых композиций на основе фенолоформальдегидных смол, обладающих высокой прочностью клеевых соединений при температурах от 400 до 450°С, предназначенных для склеивания конструкций различного назначения, в том числе в изделиях авиационной техники. Технической задачей изобретения является повышение прочности при сдвиге клеевых соединений при высоких температурах при сохранении исходной прочности клеевых соединений. Поставленная задача решается тем, что композиция включает в себя новолачную фенолоформальдегидную смолу, резольную фенолоформальдегидную смолу, кремнийорганический олигомер-гидроксилсодержащий титанкремнийорганический олигомер или метилфенилспиросилоксановый олигомер в виде раствора в ацетоне, органический растворитель - этиловый спирт, наполнители - порошок алюминиевый и бор аморфный. 2 табл.

Изобретение относится к области теплостойких модифицированных клеевых композиций на основе фенолоформальдегидных смол, обладающих высокой прочностью клеевых соединений при температурах от 400 до 450°С, предназначенных для склеивания конструкций различного назначения, в т.ч. в изделиях авиационной техники.

Известна теплостойкая клеевая композиция следующего химического состава, мас.ч.:

новолачная фенолоформальдегидная смола 9,0-11,0
резольная фенолоформальдегидная смола30,0-34,0
карбоксилатный бутадиен-нитрильный каучук 9,0-11,0
1,7-ди(оксиметил)-м-карборан 0,8-1,5
органический растворитель75,0-80,0

(патент РФ №2002786).

Недостатком известной теплостойкой клеевой композиции является то, что она обладает невысоким уровнем прочности клеевых соединений при сдвиге при температуре испытания 400°С и не работоспособна при температуре 450°С.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является теплостойкая клеевая композиция следующего химического состава, мас. ч.:

новолачная фенолоформальдегидная смола 15,0-35,0
резольная фенолоформальдегидная смола15,0-35,0
карбоксилатный бутадиен-нитрильный каучук 10,0-50,0
1,7-ди(оксиметил)-м-карборан 15,0-25,0
органический растворитель156,0-431,0
олигометилфенилкарборансилоксан30,0-70,0

(патент РФ №2203917).

Недостатком теплостойкой клеевой композиции-прототипа является недостаточная прочность клеевых соединений при температуре испытания 400°С и невысокая прочность клеевых соединений при температуре 450°С.

Технической задачей изобретения является повышение прочности при сдвиге клеевых соединений при температурах от 400 до 450°С при сохранении исходной прочности клеевых соединений на уровне клеевой композиции - прототипа.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предлагается теплостойкая клеевая композиция, включающая новолачную фенолоформальдегидную смолу, резольную фенолоформальдегидную смолу, кремнийорганический олигомер и органический растворитель, которая в качестве кремнийорганического олигомера содержит гидроксилсодержащий титанкремнийорганический олигомер или метилфенилспиросилоксановый олигомер в виде раствора в ацетоне, в качестве органического растворителя - этиловый спирт и дополнительно содержит наполнители - порошок алюминиевый и бор аморфный при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

новолачная фенолоформальдегидная смола 25,0-75,0
резольная фенолоформальдегидная смола25,0-75,0
гидроксилсодержащий титанкремнийорганический 25,0-60,0
олигомер  
или раствор метилфенилспиросилоксанового  
олигомера в ацетоне70,0-175,0
порошок алюминиевый150,0-250,0
бор аморфный70,0-90,0
этиловый спирт50,0-160,0

В составе теплостойкой клеевой композиции могут быть использованы различные фенолоформальдегидные смолы, но наилучший технический результат достигается при использовании новолачных фенолоформальдегидных смол по ГОСТ 18694-80, например, марок СФ-010, СФ-014, СФ-010А, СФ-010М с вязкостью раствора смолы 90-180 мПа.с, массовой долей свободного фенола не более 8% и температурой каплепадения 95-105°С в сочетании с резольными фенолоформальдегидными смолами по ГОСТ 18694-80, например, марок СФ-3021 К, СФ-3021С с массовой долей свободного фенола не более 17%, массовой долей воды не более 3% и временем желатинизации 370-550 сек или в сочетании с резольной фенолоформальдегидной смолой по ТУ 2221-001-35907133-01, например, марки ФС-117 с вязкостью при 20°С 13000 мПа.с, массовой долей свободного фенола не более 11% и временем желатинизации 300-480 сек.

В качестве кремнийорганического олигомера в заявляемом изобретении использованы гидроксилсодержащий титанкремнийорганический олигомер по ТУ 6-02-933-74 с вязкостью при 20°С 400-1400 сСт, содержанием титана 1,5-3,0%, содержанием кремния 18-24% и содержанием гидроксильных групп 0,5-3,5% и метоксильных групп 0,5-3,5% или метилфенилспиросилоксановый олигомер в виде 35-45%-ного раствора в ацетоне по ТУ 6-02-1352-87 с вязкостью при 20°С не более 45 сСт, содержанием кремния 5-25% и временем гелеобразования при 200°С не менее 30 сек.

В качестве наполнителей были использованы порошок алюминиевый сферический дисперсный по ТУ48-226-82 и бор аморфный по ТУ 2112-001-4953204-2003 с массовой долей бора общего не менее 90-94% и массовой долей бора элементарного не менее 88,5-92,5%. В качестве органического растворителя в составе теплостойкой клеевой композиции использован спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-72 или спирт этиловый синтетический абсолютированный очищенный по ТУ 075 - 06004-64-99.

Сочетание новолачной и резольной фенолоформальдегидных смол с гидроксилсодержащим титанкремнийорганическим олигомером или метилфенилспиросилоксановым олигомером, используемым в виде раствора в ацетоне, и наполнителями - порошком алюминиевым и бором аморфным позволило повысить прочность клеевых соединений при сдвиге при температурах от 400 до 450°С при сохранении исходной прочности клеевых соединений на уровне клеевой композиции - прототипа.

Примеры осуществления

Клеевые композиции по примерам 1-4 готовили путем растворения твердых новолачной и резольной фенолоформальдегидных смол в спирте с последующим добавлением в полученный раствор остальных компонентов. Композицию перемешивали после введения каждого из компонентов.

Составы клеевой композиции по примерам 1-4 представлены в таблице 1.

Клеевые композиции по примерам 1-4 наносили на подготовленную под склеивание (одробеструенную или зашкуренную и затем обезжиренную) поверхность кистью или шпателем и выдерживали для удаления растворителей в течение 30-40 мин.

Склеивание проводили при температуре 200-250°С в течение 5-3 часов соответственно при удельном давлении 0,45-0,5 МПа.

Прочностные характеристики клеевых соединений определяли по ГОСТ 14759-69 на образцах, изготовленных из стали З0ХГСА.

Свойства клеевых композиций по примерам 1-4 приведены в таблице

Таблица 1
Наименование компонентовСостав, мас.ч., по примерам:Прототип
12 34
Новолачная фенолоформальдегидная смола       
СФ-010 25- --35
СФ014- 50-- -
СФ-010А --75 --
СФ-010М -- -25-
Резольная фенолоформальдегидная смола       
СФ-3021К75 --- 35
СФ-3021С --- 75-
ФС-117 -50 25--
Титанкремнийорганический -40- --
олигомер       
Раствор метилфенилспиросилоксанового олигомера в ацетоне175 -70114 -
Порошок алюминиевый 250200150 250-
Бор аморфный9080 7090 -
Спирт этиловый 1005075 160-
Карбоксилатный бутадиен-нитрильный каучук- --- 10
1,7-ди(оксиметил)-м-карборан -- --15
Олигометилфенилкарборансилоксан --- -30
Смесь спирта этилового с этилацетатом в соотношении 1:7 --- -156

Таблица 2
ПоказателиПредлагаемая теплостойкая клеевая композиция по примерам Прототип
1 234
Прочность при сдвиге, МПа, клеевых соединений ст. З0ХГСА при температуре испытания:       
20°С21,022,0 21,022,0 22,0
400°С 12,013,011,0 12,09,0
450°С6,05.5 6,05,5 4,0

Как видно из таблицы 2, предложенная теплостойкая клеевая композиция в сравнении с композицией-прототипом обеспечивает повышение прочности клеевых соединений при температуре испытания 400°С на 30-45%, а при температуре испытания 450°С - на 37-50%. Качественное и количественное соотношение компонентов теплостойкой клеевой композиции позволяют достичь технического результата: повышения прочности при сдвиге клеевых соединений при температурах от 400 до 450°С при сохранении исходной прочности клеевых соединений на уровне клеевой композиции-прототипа. Выход за пределы предложенного соотношения компонентов теплостойкой клеевой композиции снижает прочность клеевых соединений при температуре испытания 20, 400 и 450°С. Введение в состав предложенной клеевой композиции 1,7-ди(оксиметил)-м-карборана в качестве термостабилизатора не приводит к достижению поставленной технической задачи. Наблюдается охрупчивание клеевой композиции, что приводит к снижению прочности клеевых соединений при температуре испытания 20, 400 и 450°С.

Применение предлагаемой теплостойкой клеевой композиции для склеивания конструкций различного назначения, в т.ч. в изделиях авиационной техники, эксплуатирующихся при температурах до 450°С, позволит повысить надежность работы клеевых соединений в указанном диапазоне рабочих температур.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Теплостойкая клеевая композиция, включающая новолачную фенолоформальдегидную смолу, резольную фенолоформальдегидную смолу, кремнийорганический олигомер и органический растворитель, отличающаяся тем, что в качестве кремнийорганического олигомера она содержит гидроксилсодержащий титанкремнийорганический олигомер или метилфенилспиросилоксановый олигомер в виде раствора в ацетоне, в качестве органического растворителя - этиловый спирт и дополнительно она содержит наполнители - порошок алюминиевый и бор аморфный при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Новолачная фенолоформальдегидная смола 25,0-75,0
Резольная фенолоформальдегидная смола25,0-75,0
Гидроксилсодержащий титанкремнийорганический  
олигомер 25,0-60,0
Или метилфенилспиросилоксановый олигомер 
в виде раствора в ацетоне70,0-175,0
Порошок алюминиевый 150,0-250,0
Бор аморфный 70,0-90,0
Этиловый спирт 50,0-160,0


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2276679

patent-2276679.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C09J161/14 модифицированных продуктов феноло-альдегидной конденсации

Класс C09J183/04 полисилоксаны

Патенты РФ в классе C09J183/04:
органосиликатная композиция -  патент 2520481 (27.06.2014)
аминоалкоксимодифицированные силсесквиоксановые адгезивы для улучшения и сохранения адгезии металлов к вулканизированному каучуку -  патент 2516199 (20.05.2014)
композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для огнестойкого материала -  патент 2490288 (20.08.2013)
способ изготовления клеящей композиции и клеящая композиция -  патент 2486221 (27.06.2013)
способ получения силиконового клея и состав клея -  патент 2467048 (20.11.2012)
быстроотвердевающаяся при комнатной температуре композиция органополисилоксана и способ ее отвердевания -  патент 2458089 (10.08.2012)
композиции для получения герметика для связывания поверхности без грунтовки со стеклом и пластиком -  патент 2440395 (20.01.2012)
фотополимеризуемая кремнийорганическая композиция для склеивания и герметизации оптических элементов и способ получения ее основы -  патент 2393195 (27.06.2010)
термостойкий ярлык, применимый при высокой температуре -  патент 2359001 (20.06.2009)
инициируемые органоборан-аминным комплексом полимеризующиеся композиции, содержащие силоксановые полимеризующиеся компоненты, способы их полимеризации, клеевые композиции на их основе и способ склеивания двух подложек с их использованием -  патент 2335517 (10.10.2008)


Наверх