Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий

Классы МПК:C08L9/00 Композиции гомополимеров или сополимеров диеновых углеводородов с сопряженными двойными связями
C08L9/02 сополимеры с акрилонитрилом
C08L27/06 гомополимеры или сополимеры винилхлорида
C08K13/02 органические и неорганические компоненты
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-03-12
публикация патента:

Изобретение относится к высокопрочным композиционным полимерным материалам для палубных и напольных покрытий. Композиционный полимерный материал, представляющий собой резиновую смесь, перерабатываемую по формовой технологии, включающую полимерную матрицу, вулканизующую систему, состоящую из тиурама, альтакса, оксида цинка и стеариновой кислоты, наполнитель и технологические добавки. В качестве полимерной матрицы использован бензо-, масло- и озоностойкий полимер, модифицированный поливинилхлоридом и содержащий 26÷34 мас.% нитрила акриловой кислоты, при этом в него дополнительно введены сера, сульфенамид и полимеризованный 2,2,4-триметил 1,2-дигидрохинолин. Наполнитель состоит из диоксида кремния марки БС-100, диоксида титана пигментного, природного гидрофобного мела при их массовом соотношении 35÷115:4÷20:5÷50 мас. частей соответственно. Технологические добавки включают пластификатор олигоэфиракрилат ТГМ-3 и антипирены, содержащие триоксид сурьмы и борат цинка в соотношении 3÷20:5÷25, N-циклогексилтиофталимид. Изобретение обеспечивает получение высокопрочного бензо-, масло- и озоностойкого напольного покрытия с антистатическими, огнестойкими и вибропоглощающими свойствами. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

Изобретение относится к наполненным композиционным полимерным материалам, предназначенным для получения озоностойких акустических покрытий с антистатическими, огнестойкими и вибропоглощающими свойствами, и может быть использовано в производстве элементов судового палубного и напольного покрытия для судостроительной промышленности, строительства и других областей техники.

Композиционные полимерные материалы широко используются для ослабления звуковой вибрации судовых корпусных конструкций и механизмов. Применение полимерных материалов для защиты судового оборудования от вибрации основано на том, что они из-за своей высокой эластичности обладают максимальными механическими потерями.

Известны различные технические решения по созданию композиционных полимерных материалов (далее - КПМ), предназначенных для традиционных напольных покрытий и соответствующих самым высоким требованиям по качественным характеристикам и функциональности.

КПМ (патенты РФ № 2281962, № 02156266, № 02051933, № 02148497, № 99124375), традиционно используемые для напольных покрытий - линолеумы. В качестве полимерной основы указанных материалов применяется поливинилхлорид, являющийся полимером с линейным строением и жесткой структурой пространственной сетки, которая определяет низкое акустическое сопротивление и низкую динамическую упругость композиционного материала. На основании вышеуказанного, линолеумы не обеспечивают требуемую защиту от вибрации современных конструкций и механизмов. Кроме того, введение в линолеумы в качестве стабилизаторов, пластификаторов и других технологических добавок (эпоксифталатов, крезилдифенилфосфатов, хлорпарафинов, сульфатов свинца и др.) не позволяет осуществлять процесс производства по экологически чистой технологии. Наиболее эффективными полимерными материалами для виброзащиты являются резиновые смеси на основе высокомолекулярных полимеров - каучуков. Наиболее близкой к заявляемой композиции по составу, способу изготовления и уровню технических параметров является «Резиновая смесь для изготовления акустического слоя покрытия» (патент РФ № 2258718) - прототип, содержащая цис-изопреновый каучук СКИ-3, вулканизующую систему из тиурама, альтакса, каптакса и дополнительно - противостаритель нафтам-2, оксид цинка, стеариновую кислоту и технический углерод марки Т900.

Представленный в виде резиновой смеси КПМ обеспечивает вулканизатам и изделиям, изготовленным из него, высокие прочностные характеристики и эксплуатационные свойства. Однако для данного полимерного материала характерен низкий уровень динамических характеристик, являющихся критериями оценки звуко- и вибропоглощения.

Динамические характеристики включают: модуль сдвига (изгиба), коэффициент механических потерь, модуль потерь.

Полимерный материал прототипа уступает предлагаемому материалу по ряду технических, эксплуатационных свойств и не обеспечивает защиту от вибрации.

Задачей предлагаемого изобретения является создание высокопрочного КПМ, перерабатываемого по формовой технологии, для получения бензо-, масло- и озоностойких напольных покрытий с антистатическими, огнестойкими и вибропоглощающими свойствами.

Это достигается тем, что известный КПМ, предназначенный для получения палубных и напольных покрытий, представляет собой резиновую смесь, перерабатываемую по формовой технологии, включающую полимерную матрицу, вулканизующую систему, состоящую из тиурама, альтакса, оксида цинка и стеариновой кислоты, и наполнитель. В качестве полимерной матрицы использован выпускаемый отечественной промышленностью бензо-, масло- и озоностойкий полимер, который модифицирован поливинилхлоридом и содержит 26÷34% мас. нитрила акриловой кислоты, при этом в него дополнительно введены сера, сульфенамид и полимеризованный 2,2,4-триметил 1,2-дигидрохинолин, а наполнитель состоит из диоксида кремния марки БС-100, диоксида титана пигментного, природного гидрофобного мела при их массовом соотношении 35÷115:4÷20:5÷50 мас. частей соответственно и технологических добавок в виде пластификатора олигоэфиракрилата ТГМ-3 и антипиренов, включающих триоксид сурьмы и борат цинка в соотношении 3÷20:5÷25, N-циклогексилтиофталимида.

Кроме того, в состав КПМ введены красители, органические или пигменты в количестве 3-50% мас. на долю полимера, а также непылящие красители в виде гранул, паст и пластин.

Предлагаемый КПМ представляет собой многокомпонентную систему, состоящую из полимерной матрицы и целевых добавок. Введение в его состав вышеперечисленных компонентов в определенных дозировках позволяет создать в материале прочную структуру с высокой плотностью энергии когезии и получить высокие значения физико-механических показателей (прочность при растяжении и разрыве, твердость) и динамических характеристик (модуль сдвига, изгиба, упругости и коэффициент механических потерь), которые и обеспечивают решение поставленной задачи. Высокий уровень антистатических свойств, огнестойкость и озоностойкость достигаются правильным выбором и оптимальным соотношением наполнителей, антипиренов и антиоксидантов, а использование малосерной вулканизующей системы, включающей тиурам в количестве 1,0÷1,5% мас. на долю каучука, гарантирует КПМ грибостойкость. При этом материал обладает повышенной устойчивостью к термоокислительной деструкции. Определяющим фактором достижения высокого уровня прочностных и динамических свойств готового изделия является создание прочной сетчатой структуры КПМ, в том числе, за счет использования в качестве мягчителя олигоэфиракрилата ТГМ-3, который представляет собой олигомерный эфир триэтиленгликоля метакриловой кислоты. В этом случае ТГМ-3 служит «реакционным» пластификатором, обеспечивающим переработку КПМ и способным в процессе формирования изделия превращаться в сетчатый полимер, химически и физически связанный с полимером (матрицей). Обеспечение высоких значений физико-механических и динамических характеристик реализуется экспериментальным подбором соотношений компонентов и технологией изготовления полимерного материала. Бензо-, масло- и озоностойкость композиционного материала обеспечиваются выбором полимерной основы. Правильность выбора подтверждается результатами ускоренного теплового и озонного старения КПМ, а также показателями равновесного весового набухания в бензине и масле АИ-20.

Антистатические свойства и огнестойкость КПМ получены оптимальным соотношением комбинированного наполнителя и антипиренов, не приводящим к ухудшению технологических параметров. Для устранения преждевременной вулканизации композиционного полимерного материала в его состав введен N-циклогексилтиофталимид, особенно эффективный в составах, содержащих сульфенамидные ускорители, и обладающий хорошей диспергируемостью в выбранном полимере. Для получения разнообразных цветовых решений в композиционный полимерный материал вводят органические красители или пигменты. Дозировки красителей устанавливаются экспериментально по требуемой глубине окраски в количестве 0,5÷50,0% мас. на долю полимера.

Новизна технических решений, изложенных в заявке данного изобретения, заключается в том, что в результате ее реализации достигается решение поставленной технической задачи, а именно - создание озоностойкого композиционного материала с антистатическими, огнестойкими и шумо-, вибропоглощающими свойствами, высоким уровнем прочностных характеристик, которые обеспечивают изделиям повышенные эксплуатационные свойства.

Техническая сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется экспериментальными данными. В таблице 1 приведены составы композиционного полимерного материала прототипа и варианты заявляемой композиции. В таблице 2 приведены физико-механические и эксплуатационные характеристики прототипа и предлагаемых композиционных полимерных материалов.

Таблица 1
Составы композиционного полимерного материала прототипа и варианты заявляемой композиции
Компоненты композиционного полимерного материала Содержание в составе, мас.ч.
прототипПримеры конкретного выполнения предлагаемого материала
123 45
Цис-изопреновый каучук СКИ-3100 --- --
Бутадиеннитрильный каучук СКН-26 ПВХ-30композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 100100 100100 100
Тиурам 1,5÷2,01,0 1,1251,251,375 1,5
Альтакс 1,5÷2,00,8 0,91,0 1,11,2
Каптакс1,2÷1,5 --- --
Нафтам-2 1,2÷1,5- -- --
Оксид цинка10÷12 5,05,76,4 7,17,8
Стеариновая кислота 1,5÷2,01,0 1,251,51,75 2,0
Технический углерод Т90012÷20 --- --
Сера -0,4 0,6750,951,225 1,5
Сульфенамид -0,7 0,91,11,3 1,5
N-циклогексилтиофталимид -0,5 0,6250,750,875 1,0
Полимеризованный 2,2,4-триметил 1,2-дигидрохинолинкомпозиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 0,50,75 1,01,25 1,5
Диоксид кремния БС-100 -95 100105110 115
Диоксид титана-4,5 6,07,5 9,010,5
Мел гидрофобныйкомпозиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 3025 2015 10
Олигоэфиракрилат ТГМ-3 -10 11,2512,513,75 15
Триоксид сурьмы-15 13,7512,5 11,2510
Борат цинка-25 2015 105

Таблица 2
Физико-механические и эксплуатационные характеристики предлагаемых композиционных полимерных материалов в сравнении с прототипом
Показатели композиционных полимерных материалов после переработки по формовой технологии (145±5)ºС×(40±1) мин Составы из таблицы 1 по примерам
Прототип12 34 5
12 34 567
Температурный диапазон эксплуатации, ºС -20+50 (кратковременно до 100)
Условная прочность при растяжении, МПа при температуре (20±5)ºС 18,315,616,0 14,913,0 12,9
Относительное удлинение при разрыве, %, при температуре (20±5)ºС 890152120 110140 130
Твердость по Шору А, ед. Шор А3096-97 97-9897-98 9797-98
Сопротивление раздиру, кгс/см40 71,572,167,7 58,459,4
Набухание (до равновесного) в среде, % композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223
бензин «галоша», 1 сут2,0 0,84
вода пресная, 30 сут 5,83,21
вода морская (10% NaCl), 30 сут.7,0 3,25
масло АИ-20, 30 сут11 0,69
вода дезинфицирующая (10% ПВА), 30 сут- 3,89
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·м1015 композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 5×1010
Огнестойкость: индекс распространения пламени по поверхности >20композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 20
показатель горючести K>1 Kкомпозиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 1
Озоностойкость

Концентрация О3~0,1%, растяжение 20% (время до появления трещин), мин
25 240

12 345 67
условная прочность при растяжении, МПа16 9,28,89,6 10,59,8
относительное удлинение, % 85011090 130120 100
твердость по Шору А, ед. Шор А30÷4093 94÷9594÷95 93÷9693÷96
После старения в озонной камере, 300 чкомпозиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223
Динамические свойства композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223
Динамический модуль сдвига, МПа14÷17 1100÷14001100÷1500 300÷7001100÷1550 1350÷1800
Динамический модуль изгиба, МПа40 19000÷2500022800÷23500 28000÷3000017500÷23800 27000÷29000
Динамический модуль упругости, МПа42 2520027500 16800÷2100024000 28000
Коэффициент механических потерь, tgкомпозиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 в частотном диапазоне 7,8-1000 Гц при механическом смещении композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223 композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, патент № 2507223
1,0 мкм 0,08÷0,240,10÷0,30 0,12÷0,620,12÷0,25 0,10÷0,280,20÷0,22
0,1 мкм0,35 0,501,0 0,450,421,0
модуль динамических потерь, МПа 3,5÷108000 700017400 70006500

Для сравнения аналогичные динамические испытания приведены для вариантов композиции и прототипа. В заявленных составах достигаются высокие прочностные показатели: сопротивление раздиру, твердость, антистатические и озоностойкие свойства, и стойкость к указанным средам (таблица 2). Вулканизаты композиционного полимерного материала являются трудногорючими и токсикологически безопасными, обладают высокими динамическими характеристиками, обеспечивающими по сравнению с прототипом не только шумопоглощающие, но и вибропоглощающие свойства за счет создания новой структуры композиционного полимерного материала заявленных составов и высоких значений модулей потерь. Композиционные полимерные материалы составов 1-5 обеспечивают решение поставленной задачи.

Введение в состав композиционного полимерного материала красителей (органических, пигментов), а также в виде гранул, паст и пластин в количестве 0,5÷50% мас. на долю полимера не приводит к существенному изменению свойств композиционного полимерного материала и позволяет повысить качественные характеристики изготавливаемых из него покрытий и их функциональность, а также получить многообразие всевозможных цветовых акцентов.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, представляющий собой резиновую смесь, перерабатываемую по формовой технологии, включающую полимерную матрицу, вулканизующую систему, состоящую из тиурама, альтакса, оксида цинка и стеариновой кислоты, и наполнитель, отличающийся тем, что в качестве полимерной матрицы использован бензо-, масло- и озоностойкий полимер, который модифицирован поливинилхлоридом и содержит 26÷34 мас.% нитрила акриловой кислоты, при этом в него дополнительно введены сера, сульфенамид и полимеризованный 2,2,4-триметил 1,2-дигидрохинолин, а наполнитель состоит из диоксида кремния марки БС-100, диоксида титана пигментного, природного гидрофобного мела при их массовом соотношении 35÷115:4÷20:5÷50 мас. ч. соответственно и технологических добавок в виде пластификатора олигоэфиракрилата ТГМ-3 и антипиренов, включающих триоксид сурьмы и борат цинка в соотношении 3÷20:5÷25, N-циклогексилтиофталимида.

2. Композиционный полимерный материал по п.1, отличающийся тем, что в его состав введены красители, органические или пигменты в количестве 3÷50 мас.% от доли полимера, а также непылящие красители в виде гранул, паст и пластин.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2507223

patent-2507223.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C08L9/00 Композиции гомополимеров или сополимеров диеновых углеводородов с сопряженными двойными связями

Патенты РФ в классе C08L9/00:
антикоррозионная композиция и способ получения покрытий на ее основе -  патент 2529545 (27.09.2014)
сополимер, каучуковая композиция, сшитая каучуковая композиция и покрышка -  патент 2528410 (20.09.2014)
способ получения полимерной основы пропиточного состава для шинного корда -  патент 2527855 (10.09.2014)
шина, содержащая слой-хранилище антиоксиданта -  патент 2525596 (20.08.2014)
огнестойкая резиновая смесь -  патент 2522627 (20.07.2014)
морозостойкая резиновая смесь -  патент 2522610 (20.07.2014)
резиновые композиции, содержащие полимерный компонент с мультимодальным молекулярно-массовым распределением -  патент 2522568 (20.07.2014)
резиновая смесь для усиливающего слоя боковины или для боковины и шина -  патент 2520491 (27.06.2014)
полимерная композиция -  патент 2519402 (10.06.2014)
резиновая смесь для шин с улучшенным вулканизующим агентом -  патент 2518600 (10.06.2014)

Класс C08L9/02 сополимеры с акрилонитрилом

Класс C08L27/06 гомополимеры или сополимеры винилхлорида

Патенты РФ в классе C08L27/06:
стабилизирующая для галогенированных полимеров, не содержащая тяжелых металлов -  патент 2528994 (20.09.2014)
способ получения высоконаполненной древесно-полимерной композиции на основе поливинилхлорида -  патент 2527468 (27.08.2014)
способ получения экструзионной окрашенной поливинилхлоридной композиции и экструзионная окрашенная поливинилхлоридная композиция строительного назначения -  патент 2524386 (27.07.2014)
полимерная композиция для кабельного пластика -  патент 2520097 (20.06.2014)
способ изготовления профиля из пвх для оконных и дверных блоков с содержанием ионов серебра, обладающих антибактериальными свойствами -  патент 2508988 (10.03.2014)
способ изготовления профиля из пвх для оконных и дверных блоков с содержанием ионов серебра, обладающих антибактериальными свойствами -  патент 2508197 (27.02.2014)
4-(2,3-эпоксипропокси)-4'-(2,2-дицианоэтенил)азобензол, проявляющий свойства светотермостабилизатора поливинилхлорида -  патент 2502728 (27.12.2013)
электроизоляционная полимерная композиция -  патент 2501108 (10.12.2013)
поливиниловый спирт в качестве состабилизатора пвх -  патент 2500698 (10.12.2013)
электроизоляционная композиция -  патент 2500048 (27.11.2013)

Класс C08K13/02 органические и неорганические компоненты



Наверх