Композиция на основе низкомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука

Композиция на основе низкомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ НИЗКОМОЛЕ КУЛЯРНОГО ПОЛИДИМЕ ТИЛСИЛО КСАНОВОГО .КАУЧУКА с тсонцевыми.гидроксилъными группами. включакхцая трифункциональный вулканизукйций агент, дифункционапьный удлинитель макромолекулярных цепей и неорганический наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения эластичности вулканизатов, в качестве вулканизующего агента она содержит винил-трис-(ацетоксимо)сипаи , в качестве удлинителя макромолекулярных цепей - бис-0-силилуретан общей формулы (С Н) NC

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ1;ЛИК

09) (11) эсю С 08 L83/04: :С 08 К 5/54:

08 К 2

Ф т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /"

Низ комол е куля р ный полидиметил силоксановый каучук

Винил-три с — (ац етоксимо )силан

Окись цинка

Аэро сил

100!, 8-4,0

80-150

2,0-4,0

Низ комолекулярная полйди метил сил о к с ановая жидкость мол . м. 500- 1000

Бис-0-силилур етан приведенной формулы

10-40

l,0-3, 5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕИИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1 ) 35640 39 /2 3-05 (22) 18.03.83 (46) 23.10 84. Бюл. У 39 (72) В.В.Северный, P.N.Ìèíàñüÿí, О.А.Козлова, А.Д.Кирилин и В.Д.Шелудяков (71) Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений (53) 678.84 (088.8) (56) 1. Патент США !)- 3628996, кл. 117.138.8А, опублик. 1971.

2 . Пат ент США Р 3996 1 84, кп. 260-32.6К., опублик. 1976.

3. Минасьян P.È., Козлова О.А.

Исследование вулканизации d-, а) -дигидроксиполидиметилсилоксанов в присутствии дифункциональных удлинителей макромолекулярных цепей . — Тезисы докладов У Всесоюзной конференци по химии и применению кремнийорга,нических соединений (Тбилиси, 29.01 02.02. 1980, М., ГНИИХТЭОС, 1980, с. !91, 4. Патент США Ф 3766128, кл, 260-37 gB, опублик. 1973 (прототип) . (54) (57) КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ НИЗКОМОЛЕ КУЛЯРНОГО ПОЛИДИМЕ ТИЛСИЛО КСАНОВОГО КАУЧУКА с концевыми гидроксильными группами. включающая трифункциональный вулканизующий агент, дифункциональный удлинитель макромолекулярных цепей и неорганический наполнитель, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью новышения эластичности вулканизатов, в качестве вулканизующего агента она содержит винил-трис-(ацетоксимо)силан, в качестве удлинителя макромолекулярных цепей — бис-0-силилуре— тан общей формулы ((С Н ) NC(0)012 !

2 5

SiRR, где R = -СН1 -С Н С Н

31 2 5 Ь

-СН=СН, R --СН,, -C Í„-СН=СН,, а в качестве неорганического наполнителя — окись цинка и аэросил, и дополнительно — низ комолекулярную полидиметнлсилоксановую жидко сть мол. м. 500-1000 при следующем ,оотношении компонентов, мас. ч:!

12000!

Ниэкомолекулярный полидиметилсилокса новый каучук

Винил-трис-(ацеток симо ) силан!

1,8-,0

Изобретение относится к созда" нию композиций на основе низкомоле кулярно го полидиме тил сил о к с аново го каучука, которые могут быть использованы в качестве эластичных герметиков в строительстве, машиностроении, электронике и других отраслях промышленности.

Известна композиция холодной вулканизации на основе низкомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука, содержащая низкомолекулярную полидиметилсилоксановую жидкость 1.1 1.

Однако использование в подобных системах полидиметилсилоксановых жидкостей (ГИС! с целью повышения эластичности вулканизатов является малоэффективным, так как в относительно небольших количествах (до 100 мас.ч, и на !00 мас.ч. каучука) они повышают относительное удлинение силоксановых композиций холодной вулканизации всего в 1,21,5 раз, что в лучшем случае составляет около 1007 . Дальнейшее повышение содержания П1!С в композиции затрудняет ее вулканизацию, вызы— вает расслоение компонентов, липкость и не ст абил ьность физико-механических

ЗО характеристик вулканизатоз после различных сроков хранения композиции .

Известна композиция холодной вулканизации на основе полисилоксанового каучука с концевыми гидроксильными группами (СКТН) „содержащая

35 трифункционал ьный вулк анизующий агент — акиносилан, дифу,-.кциональнь.е удли:.итсли макроколекулярных це пей и неорганические наполг нители .

В качестве диЬункциональных удли— нителей композиция содержит акнопроизводные силанов — бис †(амидо)диорганосиланы. Укаэаннь|е композиции ис45 лол ьзуются для герметиз ации и склеивания различных детал и и узлов, в которых возникают злакопеременные нагрузки „поскольку удлинители спо-. собствуют чвгличению эластичнОгти вулканиэатов и снижению Ix модуля упругости (2) .

Однако испольэуекыс удлинители недостат очно эффективны .

При вулкапиэации низ комолекуляр- Ы ных силокс аловых каучуков трифункционал ьныки сшивающими агснтаки аминосилàíами в присутствии дифунк5 2 циональных удлинителей макромолекулярных цепей — амидоснланов, осуществляемой под действием влаги воздуха„ существенное значение имеет соотношение реакционных спссобностей функциональных групп сшивающего агента и удлинителя, в силу чего используемые удлинители принимают ограниченное участкие в образовании полимерной сетки в процессе вулканизации (3J и образующиеся вупканиэа-.ы обладают недостаточно высокой эластичностью.

Наиболее близкой к изобретению является композиция на основе низкомолекулярного полидиметил =илоксанов о го к ау чука с концевыми гидроксильными группами, включающ.эя трифункциональный B óëêàíèýóþùèé агент аминосилан, дифункциональный удлинитель макромолекулярных цепей — метилвинил-бис(N-метилацетамидо)силан и неорганический наполнитель — карбонат кальция при соотношении Компонентов (мас.ч. íà !00 мас..а. каучука ), соответственно, равном 0,54,0; 2-7, S; 0 — 150 (4 3.

Недостатками известной композиции я вляют ся малая эл астичнс ст ь (относительное удлинение до 6007 ), а также относительно BllcoKQE значение модуля упругости получаемых вулканизатов.

Целью изобретения является повышение эластичности вулканизатов.

Поставленная цель достигается тем, что композиция на основе низкоколекулярного полидиметилсилоксановогО каучука с концевыми гидроксильными

:.-рулпами типа СКТН, содержащий в качестве вулканизующего агента винил — трис-(ацетоксимо !силан, в качестве удлинителя макромолекуляр"»х цепей — бис-О-силилуретая общеи формулы ((С Н ) NC(О)0) i RR, а в качестве неорганического наполнителя — окись цинка и аэросил, и дополнительно — низкомолекулярную полидиметилсилоксановую жидкость с мол.м ° . 500 — 1000 при

=ледующем соотношении компоне нтов мас.ч.:

1120005 4

Бис-0- сил ил ур ет ан приведенной формулы

Окись цинка

Аэросил

Полиди ме тил сил оксановая жидкость мол .м. 500-1000

1,0-3,5

80-150

2,0-4,0

10-40

I

Технология приготовления композиции заключается в механическом смешении компонентов. Порядок смешения компонентов пасты (каучук, окись

40 цинка, аэросил К вЂ” 7-30, ПМС) на свойства композиции не влияет . Конечная композиция готовится смешением пастообразной основы композиции с трифункциональным сшиваю- — 45 щим агентом винил-трис-(ацетоксимо силаном и с дифункциональным удлинителем макромолекулярных цепей бис-0-силилуретаном (ОСУ), Оба компонента вводятся в пастообразную основу композиции в последнюю очередь и одФ новременно в течение 3-5 мин. Полученная композиция вулканизуется при комнатной температуре в течение

В качестве исходного каучука используют низкомолекулярный полидиметилсилоксановый каучук (ГОСТ

13835-73) мол.м. (30-60) IОЗ, вязкостью 1850-16300 сПз и содержанием концевых гидроксильных групп

0,08-0, I 8 мас.Е.

Физико-химические характеристики применяемых удлинителей макромолекулярных цепей бис-0-силилуретанов (ОСУ) представлены в табл. I.

В качестве неорганических наполнителей используют окись цинка (ГОСТ

10262-73 ) с влажностью до 0,15 мас.X и аэросил марки К-7-30 (ТУ-18-160-78) с влажностью до 1,0 мас.7.

Используемые в композициях полидиметилсилоксановые жидкости представляют собой линейные олигодиметилсилоксаны с концевыми триметилсилильными группами мол .м. 500-1000.

Указанные жидкости повышают тиксотропность системы и обеспечивают технологичность композиции при использовании ее на вертикальных поверхностях для герметизации и заделки швов и т.д.

7 сут при контакте с атмосферной влагой .

Пример. Композицию готовят смешением в течение 1 — 2 ч 100 r каучука СКТП (мол.м. 60000 ), 100 r окиси цинка, 20 г полидиметилсилоксановой жидкости IIMC (мол.м. 800 ) и

4 г аэросила К-7-30. В полученную смесь вводят при перемешивании в течение 3-5 мин 2 r винил-трис-(ацетоксимо) силана и 2 r диметил-бис-(диэтилкарбаминокси ) силана (ОСУ-З, табл. 1) . Полученная, композиция вулканизуется в течение 7 сут при комнаткой температуре.

По аналогичной методике приготовлены композиции 1-6, отличающиеся количественным содержанием компонентов, а также композиция 7 (известная ).

Испытания композиций проводят по определению относительного удлинения и модуля при IOOX-ном удлинении вулканизатов при 22 + 2 ОС по ГОСТУ 27075.

Состав композиций и свойства вулканизатов на их основе представлены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что максималь- . ные показатели по эластичности пред- лагаемых композиций (относительное удлинение до 1150X) достигаются в

1-4 композициях. Эти композиции по эластичности превышают известную 7 в 1,5-2 раза. При этом, значение модуля упругости вулканизатов, как пр авил о, ниже, чем в из ве сткой композиции (см. композиции 1-3).Это обеспечивает высокие эксплуатацион- ные характеристики герметизационного шва в строительных и других конструкциях при воздействии знакопеременных деформационных нагрузок, возникающих в результате перепада тем" ператур.

Композиции 5 и 6, в которых количество дифункционального силана (ОСУ) лежат за верхним .(5) и нижним (6) предел ами предл агаемых количеств, либо вулканизуются (5 ), либо образуют вулканизаты с относительно низкой эластичностью (6), где относительное удлинение не более

4807, и высоким модулем (около

8,5 кг/см ).

I 120005

Т & б JI и ц а, Физико-химические показаФормула

Название

Условное обозначетели ние

Т. кип. С

Показ атель преломления, „2о

9 (С Н ) Si(OC(0)N(C Н .) j Бис-(днэтил- > ОСУ-1 карбаминокси) диэ тил сил ан

138

I,4«50

3( (С Нs )г 7g

Метил-бис-(диэтилкарбамин- ОСУ-2 окси )фенилсилан

158

1,4514 (CH )pi(OC(O)N(C Н )Д Бис-(диэтил- ОСУ-3 карбаминокси днметилсилан

1,4373 (СН СН )Pi (OC(0)N (С,Й,), j

Бис-(диэтилкар" баминокси. ди- ОСУ-4 винил сил ан

l 30

1,4597 ублиц а 2

Но ме

Композиция

Компонен и свойства

J! Низкомолекулярный силоксановый кау Ê

Загрузка, мас. ч 100 100 100 I OG 100 100 00

Марк а

„1p-З

SO 50

SO S0 50

60 30

I 6 3Р0 1850 l 4 800 14 800

14800 14800

Вязкость р сПэ .,Содержание ОНгрупп, мас. Х

0,08 0,18 0,10 0,10

0,10 О, !О

4 1,8 3

-2 Трифункционапьный вул кани зующий агент

Винил-три с- (ацеток симо сил ан

Загрузка, мас.ч.

СКТН-Г СКТН-А СКТН-Г СКТН "Г СКТН-Г СКТН-Г СКТН-Г

1120005

Лр одолжение т абл . 2

НоКомпоненты

И с войс тв а мер

1 2 3

ОСУ-1 ОСУ-2 ОСУ-3 ОСУ-4 ОСУ-4

100 100

100

150

100

Аэросил К-7-30, ТУ -6- 18-160-78

Карбонат кальция

5 . Полидиметилсилоксановая жидкость

Загрузка. мас.ч 20

100

40 1О 20

1000 800 800

20 20

800 800

500

Мол. масса

6 Физико-механичесКомпо" зиция кие характеристики вулканиз атов

Относительное удлинение,7 1150 не

480 650

8,5 3,7

28 2,1 39

2,3

PlL

Филиал mm "Патеит, г .Уы ород, ул.Проектная, 4

Метил-трис(N-бутилами-но) силан

3 агруз ха, мас.ч.

3. Дифункциональный удлинитель макромолекулярных цепей

Бис-0-силилуре— тан

Марка

Загрузка,мас.ч.

Метилвинил-бис (ацетанидо)силан

Загрузка, мас.ч.

4. Неорганический наполнитель

Окись цинка

ГОСТ10262-73

Модуль упругости при

100% удлинении, кгс/см2 (1 T 1 1

4 5 6 7

950 1050 820 низуется