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

полимерная композиция для герметизации пьезокерамических приемоизлучающих гидроакустических устройств

Классы МПК:C08L63/00 Композиции эпоксидных смол; композиции производных эпоксидных смол
C08L75/04 полиуретаны
C09K3/10 для герметизации или уплотнения соединений или крышек 
C08K5/05 спирты; алкоголяты металлов
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Элпа" с опытным производством" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-05-07
публикация патента:

Изобретение относится к химической технологии герметиков и заливочных компаундов и предназначено для использования в производстве пьезокерамических приемоизлучающих гидроакустических устройств, используемых для ультразвуковых систем визуализации подводных объектов и акустической микроскопии и других технологических и технических задач. Композиция включает триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты, дифенилметандиизоцианат и циклогексанол. Соотношение компонентов следующее, мас.ч.: триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты - 100; дифенилметандиизоцианат - 36,0-45,;, циклогексанол - 5,0-15,0. Результат заключается в повышении жизнеспособности, сокращении времени отверждения и улучшении прочностных и адгезионных характеристик полимерной композиции и уменьшении ее пористости. 1 табл., 6 пр.

Изобретение относится к химической технологии герметиков и заливочных компаундов и предназначено для использования в производстве пьезокерамических приемоизлучающих гидроакустических устройств, используемых для ультразвуковых систем визуализации подводных объектов и акустической микроскопии и других технологических и технических задач.

Полимерная композиция для герметизации пьезокерамических приемоизлучающих гидроакустических устройств должна иметь повышенную прочность и адгезию к конструктивным элементам (алюминий) и пьезокерамике, а также достаточную жизнеспособность для полного заполнения зазоров между пьезоэлементами и минимальную пористость.

Известен полиуретановый герметик К-31, представляющий собой продукт сополимеризации 2,4- и 2,6-изомеров толуилендиизоцианата, триглицерида 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты и стирола [1].

Герметик К-31 характеризуется повышенной морозостойкостью, влагостойкостью, высоким коэффициентом демпфирования, улучшенной пропитывающей способностью. Применяется для заливки и пропитки узлов аппаратуры высоковольтных трансформаторов, а также герметизации схем, содержащих хрупкие и чувствительные элементы.

Недостатком герметика К-31 является относительно невысокая адгезия к пьезокерамике и повышенная пористость.

Еще известна полимерная композиция, включающая триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты, продукт сополимеризации дивинила с изопреном с концевыми гидроксильными группами (низкомолекулярный каучук ПДИ-1К) и диизоцианаты (заявка № 2011137503/05, опубл. 20.03.13 г.). Недостатком известной композиции является повышенная вязкость, что в ряде случаев ограничивает ее применение для герметизации гидроакустических устройств, а также малая адгезионная прочность системы пьезокерамика-герметик-алюминий, что приводит к ее разрушению при воздействии давления свыше 5 МПа.

Также известен эластомер полиуретановый двухкомпонентный СПБ-ХП-80 на основе дифенилметандиизоцианата и полиэфира [2], предназначенный для изготовления изделий методом литья и герметизации радиоэлектронной аппаратуры, в том числе и гидроакустических устройств. Известный герметик легко полимеризуется при комнатной температуре, устойчив к абразивному износу, механическим нагрузкам и агрессивным средам. Его недостатком является относительно невысокий выход годных изделий на операции герметизации из-за образования воздушных пузырей.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является герметик полиуретановый (Патент RU № 2385888) на основе триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты, изомеров толуилендиизоцианата, диэтиленгликольуретана, кремнийорганического соединения, представляющего собой продукт согидролиза метилтрихлорсилана с диметилдихлорсиланом [3].

Недостатками прототипа являются небольшая жизнеспособность, длительное время отверждения, относительно невысокая прочность и адгезия к пьезокерамике и алюминию.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является достижение технического результата, заключающегося в повышении жизнеспособности полимерной композиции, сокращении времени отверждения, улучшении ее прочностных и адгезионных характеристик и уменьшении пористости.

Поставленная задача решается в полимерной композиции для герметизации пьезокерамических приемоизлучающих гидроакустических устройств, включающей триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты, причем в качестве диизоцианата используют дифенилметандиизоцианат, а в качестве модифицирующей добавки - циклогексанол, мас.ч.:

Триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты100
Дифенилметандиизоцианат36,0-45,0
Циклогексанол5,0-15,0

Таким образом, отличительными признаками изобретения является то, что полимерная композиция в качестве диизоцианата содержит дифенилметандиизоцианат, а в качестве модифицирующей добавки содержит циклогексанол.

Герметизация приемопередающего гидроакустического устройства должна обеспечивать возможность передачи механической энергии от пьезокерамики в воду и обратно. Передача механической энергии от активного элемента в воду осуществляется через герметизирующую оболочку, которая, в свою очередь, должна обеспечивать акустический контакт в системе герметик-пьезокерамика-алюминий [4].

Указанная совокупность отличительных признаков позволяет достичь технического результата, заключающегося в повышении жизнеспособности, сокращении времени отверждения, что сокращает число технологических операций при изготовлении гидроакустических устройств, улучшении прочностных и адгезионных характеристик полимерной композиции, что увеличивает надежность системы пьезокерамика-герметик-алюминий, а также уменьшении ее пористости, что улучшает акустические характеристики устройства.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Стандарты, в соответствии с которыми выпускаются использованные вещества, приведены ниже.

Триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислотыГОСТ 6757-73
ДифенилметандиизоцианатТУ 113-38-181-96
Циклогексанол ТУ 6-09-06-101 -72

Пример 1.

К 100 мас.ч. касторового масла добавляют 16 мас.ч. циклогексанола, перемешивают в течение 3÷5 мин, сушат при температуре 115÷125°C в течение 3-х часов, затем вакуумируют при остаточном давлении не более 100 мм рт.ст. в течение 10 мин. При комнатной температуре добавляют 58 мас.ч. дифенилметандиизоцианата, перемешивают в течение 2÷3 мин, вакуумируют в течение 1÷2 мин.

Качественное и количественное соотношении компонентов (мас.ч.):

Триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты100,0
Дифенилметандиизоцианат58,0
Циклогексанол16,0

Пример 2.

Осуществляют аналогично примеру 1, но при следующем качественном и количественном соотношении компонентов (мас.ч.):

Триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты100,0
Дифенилметандиизоцианат40,0
Циклогексанол5,0

Пример 3.

Осуществляют аналогично примеру 1, но при следующем качественном и количественном соотношении компонентов (мас.ч.):

Триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты100,0
Дифенилметандиизоцианат45,0
Циклогексанол8,0

Пример 4.

Осуществляют аналогично примеру 1, но при следующем качественном и количественном соотношении компонентов (мас.ч.):

Триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты100,0
Дифенилметандиизоцианат38,0
Циклогексанол6,0

Пример 5.

Осуществляют аналогично примеру 1, но при следующем качественном и количественном соотношении компонентов (мас.ч.):

Триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты100,0
Дифенилметандиизоцианат36,0
Циклогексанол15,0

Пример 6.

Осуществляют аналогично примеру 1, но при следующем качественном и количественном соотношении компонентов (мас.ч.):

Дифенилметандиизоцианат 32,0
Циклогексанол 16,0

В примере 6 взяты запредельные соотношения компонентов, содержание дифенилметандиизоцианата ниже нижнего заявляемого предела, а циклогексанола - выше верхнего заявляемого предела.

Свойства заявляемой полимерной композиции в сравнении с прототипом приведены в таблице.

полимерная композиция для герметизации пьезокерамических приемоизлучающих   гидроакустических устройств, патент № 2529542
Показатели Величина показателей по примерам
12 л45 6Прототип
Прочность при растяжении, МПа5,6 8,310,4 9,111,65,2 5,4
Удлинение при растяжении, %230 280240230 260265 125
Акустический импеданс, ×10 3 г/см2полимерная композиция для герметизации пьезокерамических приемоизлучающих   гидроакустических устройств, патент № 2529542 с1,41,43 1,441,52 1,521,521,54
Адгезионная прочность «герметик-пьезокерамика», МПа3,64,1 4,24,6 5,03,93,8
Адгезионная прочность «герметик-алюминий», МПа4,06,8 7,16,8 8,93,64,8
Жизнеспособность при 25°C, мин 1820 192124 165
Время отверждения при 25°C, час12 1212 121212 48
Пористость, % 0,20,40,3 0,50,4 0,31,5

В примере 1 количество дифенилметандиизоцианата взято много больше верхнего предела, что приводит к низкой адгезионной прочности системы герметик-алюминий, что влечет ухудшение акустических свойств гидроакустического преобразователя.

В примере 6 количество дифенилметандиизоцианата взято 32 мас.ч., как видно из таблицы, что при таком количественном соотношении компонент ухудшаются прочностные свойства герметизирующего материала и уменьшается время жизни полимерной композиции, что технологически не выгодно.

Оптимальное соотношение компонент, которое позволяет достичь хорошей адгезии системы пьезокерамика-герметик-алюминий, благодаря чему улучшаются акустические свойства приемоизлучающего гидроакустического устройства, показано на примерах 2-5.

Как видно из данных таблицы, по физико-механическим характеристикам и адгезии заявляемая полимерная композиция существенно превосходит прототип, жизнеспособность выше в 2,8÷3,6 раза, при этом время отверждения сокращается в 4 раза. Также уменьшается пористость отвержденной композиции.

При содержании компонентов выше верхнего и ниже нижнего заявляемых пределов свойства композиции ухудшаются и цели изобретения не достигаются.

Источники информации

1. Кацнельсон М.Ю., Балаев Г.А. Полимерные материалы. Справочник. - Л.: Химия, 1982, с. 215.

2. ТУ 2224-001-20507988-2003.

3. Полимерная композиция для герметизации пьезокерамических гидроакустических сенсоров. Патент на изобретение № 2385888, кл. C08L 75/04, опубл. 10.04.2010, бюл. № 10.

4. Подводные электроакустические преобразователи. Справочник./ Под ред. В.В.Богородского. М., «Судостроение», 1983, с. 69.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Полимерная композиция для герметизации пьезокерамических гидроакустических приемоизлучающих устройств, включающая триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты, диизоцианат и модифицирующую добавку, отличающаяся тем, что в качестве диизоцианата используют дифенилметандиизоцианат, а в качестве модифицирующей добавки используют циклогексанол при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

триглицерид 12-гидрокси-цис-9 октадеценовой кислоты100
дифенилметандиизоцианат36,0-45,0
циклогексанол5,0-15,0.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2529542

patent-2529542.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C08L63/00 Композиции эпоксидных смол; композиции производных эпоксидных смол

Патенты РФ в классе C08L63/00:
термоотверждающаяся композиция эпоксидной смолы и полупроводниковое устройство -  патент 2528849 (20.09.2014)
прямая заливка -  патент 2528845 (20.09.2014)
полимерная композиция -  патент 2528681 (20.09.2014)
стабилизаторы для полимеров, содержащих бром алифатического присоединения -  патент 2528677 (20.09.2014)
растворимый в воде амин и его применение -  патент 2528335 (10.09.2014)
эпоксидное связующее для полимерных композиционных материалов -  патент 2527086 (27.08.2014)
использование полимеризуемых смол, характеризующихся низким газовыделением в вакууме, для изготовления композитных материалов, предназначенных для использования в космосе -  патент 2526973 (27.08.2014)
способ получения наномодифицированного связующего -  патент 2522884 (20.07.2014)
заливочный состав для пожаробезопасного остекления -  патент 2522335 (10.07.2014)
эпоксидный компаунд -  патент 2521588 (27.06.2014)

Класс C08L75/04 полиуретаны

Патенты РФ в классе C08L75/04:
битумно-уретановое вяжущее и способ его получения -  патент 2527470 (27.08.2014)
полиуретановая пена с низким содержанием мономеров -  патент 2524938 (10.08.2014)
способ получения термопластических композиций на основе пластифицированного крахмала и полученные им композиции -  патент 2524382 (27.07.2014)
жидкий гидроксиламинный отвердитель изоцианатных форполимеров для получения напыляемых полимочевинуретановых покрытий -  патент 2522427 (10.07.2014)
технологическая добавка для термопластичных полиуретанов -  патент 2520441 (27.06.2014)
полигидрокси-полиуретановая смола, модифицированная полисилоксаном, способ ее получения, содержащий эту смолу термочувствительный материал для записи, искусственная кожа, кожеподобный материал из термопластичной полиолефиновой смолы, материал для уплотнителя и уплотнитель -  патент 2518465 (10.06.2014)
полиуретановый состав и его применение для получения голографических сред -  патент 2518125 (10.06.2014)
полигидрокси-полиуретановая смола, модифицированная полисилоксаном, способ ее получения, содержащий эту смолу термочувствительный материал для записи, искусственная кожа, кожеподобный материал из термопластичной полиолефиновой смолы, материал для уплотнителя и уплотнитель -  патент 2518095 (10.06.2014)
композиция для получения жесткого напыляемого пенополиуретана -  патент 2517756 (27.05.2014)
заливочная композиция для получения жесткого пенополиуретана для предизолированных труб -  патент 2517755 (27.05.2014)

Класс C09K3/10 для герметизации или уплотнения соединений или крышек 

Класс C08K5/05 спирты; алкоголяты металлов

Патенты РФ в классе C08K5/05:
смеси на основе бутилового каучука, содержащие трехкомпонентную смешанную систему модификаторов -  патент 2485148 (20.06.2013)
состав праймера для алюминиевой фольги -  патент 2464289 (20.10.2012)
способ получения антитурбулентной присадки суспензионного типа для нефти и нефтепродуктов -  патент 2463320 (10.10.2012)
полое волокно, композиция прядильного раствора для формования полого волокна и способ получения полого волокна с использованием этой композиции -  патент 2461671 (20.09.2012)
состав и способ изготовления связующего, препрега и сотовой панели -  патент 2460745 (10.09.2012)
форполимерная композиция для изготовления герметиков и покрытий, способ ее получения и герметик на ее основе (варианты) -  патент 2434889 (27.11.2011)
технологическая добавка для резиновых смесей -  патент 2396293 (10.08.2010)
термопластичная резина -  патент 2394855 (20.07.2010)
композиция на основе полиакриламида (ее варианты) -  патент 2291169 (10.01.2007)
пластификатор для резин на основе полярных каучуков -  патент 2255944 (10.07.2005)


Наверх