Патент на изобретение №2326142

(54) ВИБРОШУМОПОГЛОЩАЮЩИЙ ЛИСТОВОЙ МАТЕРИАЛ

(57) Реферат:

Изобретение относится к виброшумопоглощающим материалам, изготавливаемым на основе битумных композиций и предназначенным для применения в автомобилестроении. Описан виброшумопоглощающий листовой материал, выполненный из композиции на основе битума и мела в качестве наполнителя, отличающийся тем, что материал дополнительно включает микросферы, получаемые из водной суспензии золы тепловой электростанции, продукт термической полимеризации ненасыщенных ароматических углеводородов – смола “Политер”, ди-(2-этилгексил)-фталат и некондиционную базальтовую вату, при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум нефтяной – 20,0-26,0; смола «Политер» – 8,0-10,0; ди-(2-этилгексил)-фталат – 2,0; мел – 38,0-41,0; микросферы, получаемые из водной суспензии золы тепловой электростанции, – 15,0-17,0; некондиционная базальтовая вата – 6,0-10,0. Технический эффект – расширение средств виброшумопоглощения, улучшение вибропоглощающих и прочностных свойств с одновременным снижением массы, исключение из рецептуры канцерогенного асбеста. 2 табл.

Изобретение относится к виброшумопоглощающим материалам, изготавливаемым на основе битумных композиций и предназначенным для применения в автомобилестроении для эффективного снижения вибраций инженерных конструкций и шума двигателя в салоне транспортного средства. Широко применяемые виброшумопоглощающие листовые материалы на основе битумных композиций способствуют значительной изоляции салона транспортных средств от вибрации – это, как правило, битумные прокладки панелей пола, щитка передка (перегородки между салоном и моторным отсеком), дверей и крыши.

Известна композиция для изготовления вибропоглощающего материала, включающая битум, асбест, латекс и дополнительно стирольно-инденовую смолу и баритовый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 25-27, асбест 13-15, латекс – 1-2, стирольно-инденовая смола – 4-6, баритовый концентрат – 50-57 [Авт. Св. СССР 0960052, кл. В32В 11/00, С04В 43/00].

Недостатками данной композиции являются наличие в рецептуре в большом количестве 13-15 мас.% канцерогенного наполнителя асбеста и труднодоступного, дорогого наполнителя – баритового концентрата.

Известен виброшумопоглощающий листовой материал, предназначенный, например, для применения в автотракторной технике для изоляции салона транспортного средства от вибрации и шума двигателя, выполненный из композиции на основе битума, включающей, мас.ч.: битум нефтяной 100, графит 8,0-12,0, каолин 60-80, тальк 40-60 [Патент RU 2188214 МПК, С08L 95/00, В32В 11/02, В60R 13/08].

Недостатками данного материала является недостаточная термостойкостью и низкое значение коэффициента потерь.

В качестве прототипа выбран листовой шумопоглощающий материал, изготавливаемый из битума, резиновой крошки и в качестве наполнителя – графитовой стружки и асбеста, взятых в следующем соотношении, мас.%: битум 53-54, резиновая крошка 34-35, графитовая стружка 2-10, асбест 2-10 [Авт. Св. СССР 1060602, МПК С04В 43/04, 43/02].

Недостатками данного материала являются наличие в рецептуре канцерогенного наполнителя асбеста, а также труднодоступность и небольшие объемы другого исходного сырья графитовой стружки.

Задачей изобретения является расширение спектра ассортимента виброшумопоглощения, в частности материалов на основе битума, улучшение вибропоглощающих и прочностных свойств с одновременным снижением массы деталей автомобилей, исключение из рецептуры канцерогенного асбеста с сохранением высоких термостойких свойств материала.

Это достигается тем, что созданный виброшумопоглощающий листовой материал выполнен из композиции на основе битума, включающей, мас.%: битум нефтяной «Пластбит II» – 20,0-26,0, продукт термической полимеризации ненасыщенных ароматических углеводородов – смола «Политер» – 8,0-10,0, ди-(2-этилгексил)-фталат – 2,0, мел – 38,0-41,0, микросферы, получаемые из водной суспензии золы тепловой электростанции, – 15,0-17,0, некондиционная базальтовая вата – 6,0-10,0.

Физико-механические характеристики используемых компонентов соответствуют требованиям НТД (научно-техническая документация), приведеннымв таблице 1. Наиболее существенными являются следующие физико-механические показатели. Для битума нефтяного «Пластбит II»: глубина проникновения иглы при 25°С, 0,1 мм – 30-40; температура размягчения, °С – 80-90; температура хрупкости, °С – минус 17; растяжимость при 25°С, см, не менее – 2,2; температура вспышки, °С, не ниже – 230. Для смолы «Политер»: температура размягчения, °С – 85-100; массовая доля воды, % не более – 0,2; массовая доля механических примесей, %, не более – 0,1; массовая доля летучих веществ, % не более – 0,5. Для ди-(2-этилгексил)-фталата: плотность при 20°С, г/см³ – 0,982-0,986; температура вспышки, °С, не ниже – 205; кислотное число, мг КОН/г, не более – 0,07. Для мела: массовая доля углекислого кальция и углекислого магния в пересчете на углекислый кальций (СаСО₃+MgCO₃), %, не менее – 96, массовая доля влаги, %, не более – 0,2; массовая доля песка, %, не более – 0,05. Для микросфер: массовая доля фракции более 0,5 мм, % – 0; насыпная плотность, г/см³, не более – 0,5; массовая доля фракций плотностью более 1 г/см³, %, не более – 10; влажность, %, не более – 5,0.

Некондиционная базальтовая вата – это отходы теплоизоляции реакторов азотно-кислородных станций ОАО «Саратоворгсинтез». Некондиционная и кондиционная базальтовая вата м. БСТВ (производитель ОАО «ИВОТСТЕКЛО» г.Ивот, Брянская обл., ТУ 21-23-247-88).

Материал дополнительно может включать лицевой слой из алюминиевой фольги, например, марки А-5М (ГОСТ 745), АД 1М (ГОСТ 618) толщиной 100 мкм. Для монтажа на месте применения используется клеевой монтажный слой с постоянной липкостью, например, на основе водной акриловой дисперсии, защищенный силиконизированной бумагой, или термореактивный клеевой слой на основе, например, сополимера метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты.

Эффективная толщина листа, изготавливаемого из указанной композиции, составляет 2,0-3,5 мм.

Способ получения предлагаемого вибропоглощающего листового материала включает приготовление битумной композиции в смесителе, куда в разогретый до 120°С битум вводят частями остальные инградиенты, перемешивание в течение 30 минут и калибрование на вальцах в лист, совмещенное с дублированием с силиконизированной бумагой или фольгой.

Отличительными признаками заявленного виброшумопоглощающего листового материала от прототипа являются: использование в качестве наполнителя мела – 38,0-41,0%; микросфер – 15,0-17,0%; вместо асбеста – некондиционной базальтовой ваты – 6,0-10,0% от общей массы композиции.

Примеры выполнения листового виброшумопоглощающего материала и результаты его испытаний приведены в таблице 2.

Измерение коэффициента механических потерь осуществляют по методу вынужденных резонансных колебаний на установке для измерения динамического модуля упругости консольно зажатого составного стержня [И.И.Боголепов «Промышленная звукоизоляция», 1986, с.313]. В положении резонанса определяют резонансную частоту (f_рез) и максимальную амплитуду (A_max). Затем определяют частоты, соответствующие 0,7 A_max (f₁ и f₂). Изменяя длину образца от 265 до 150 мм, находят несколько резонансов и определяют коэффициент механических потерь составного стержня () по формуле =(f₁-f₂)/f_рез. Затем строят график зависимости от f_рез. По графику методом интерполяции определяют на частоте 200 Гц.

Источники информации

1. Боголепов И.И. Промышленная звукоизоляция. – М. – 1986. – 313 с.

2. А.С. 0960052; Заявл. 01.11.2000; Опубл. 27.08.2002.

3. Степанова Е.В. Диссертация на соискание ученой степени кандитата технических наук «Структура и свойства базальтопластиков, армированных базальтовыми нитями разных производителей, и модификация их физическими и химическими методами», 22.11.2006.

Формула изобретения

Виброшумопоглощающий листовой материал, выполненный из композиции на основе битума и мела в качестве наполнителя, отличающийся тем, что материал дополнительно включает микросферы, получаемые из водной суспензии золы тепловой электростанции, продукт термической полимеризации ненасыщенных ароматических углеводородов – смола “Политер”, ди-(2-этилгексил)-фталат и некондиционную базальтовую вату, при следующем соотношении компонентов, мас.%: