виброшумопоглощающий листовой материал

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.%:

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

Описание изобретения к патенту

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/см ³, 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.

Таблица 1
№ п/п	Наименование инградиента	Обозначение НТД
1.	Битум нефтяной марки «Пластбит-II»	ТУ 38 101580-75
2.	Смола «Политер»	ТУ 2451-012-00149452-99
3.	Ди-(2-этилгексил)-фталат ДОФ	ГОСТ 8728-88
4.	Мел МТД- Б	ТУ 5743-114-00149289-2000
5.	Микросферы	ТУ 5717-37-00284351-20002
6.	Некондиционная базальтовая вата

Таблица 2
Наименование компонента	НТД	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Битум (Марка «Пластбит II»)		22,0	23,0	24,0	24,0	24,0	24,0	24,0	26,0	27,0	28,0
Смола (марка «Политер»)		6,0	8,0	9,0	9,0	9,0	9,0	9,0	10,0	10,0	11,0
Ди-(2-этилгексил)-фталат		2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Мел (марка МТД-Б)		48,0	45,0	44,0	42,0	40,0	38,0	40,0	36,0	35,0	34,0
Микросферы		20,0	19,0	18,0	17,0	17,0	17,0	15,0	16,0	16,0	15,0
Отходы базальтовой ваты		2,0	3,0	3,0	6,0	8,0	10,0	10,0	10,0	10,0	10,0
Физико-механические показатели
Огнестойкость		Самозат.	Самозат.	Самозат.	Самозат.	Самозат.	Самозат.	Самозат.	Самозат.	Самозат.	Самозат.
Масса 1 м2, кг		3,3	3,4	3,6	3,5	3,4	3,3	3,2	2,9	2,8	2,6
Толщина, мм		3,0	3,1	3,2	3,2	3,2	3,1	3,2	2,6	2,5	2,3
Термостойкость при температуре (180±2)°С		Не соответ.	Не соответ.	Соответ.	Соответ.	Соответ.	Соответ.	Соответ.	Соответ.	Соответ.	.Соответ.
Стабильность в размерах, %		3	1	0	0	0	0	0	0	0	1
Коэффициент потерь на частоте (200±5) Гц,
при Т=40°С		0,06	0,09	0,1	0,1	0,1	0,11	0,1	0,09	0,09	0,08
при Т=20°С		0,1	0,15	0,16	0,17	0,18	0,18	0,18	0,17	0,16	0,15