Термопластичный материал, предназначенный для звукопоглощения и виброизоляции

 

Использование: материалы для звукопоглощения и виброизоляции. Сущность изобретения: термпластичный материал, включающий хлорированный полиэтилен с содержанием хлора 20-95% (200-225 мас.ч.), мягчитель, выбранный из группы: ароматическое масло, полуароматическое масло, додецилизофталат (425-850 мас. ч.) и мелкодисперсный наполнитель (4000-4500 мас.ч.). 2 табл.

Предметом изобретения является термопластичный материал, который обладает свойствами звукопоглощения и виброизоляции и может быть использован, в частности, в переборке между двигателем и внутренним помещением автомобиля (например, с кузовом типа "седан"), а вообще в других местах автомобилей, поездов, самолетов и т.д. а также в стенках, полах, потолках, металлической облицовке зданий и в бытовых приборах, и промышленных машинах (в двух последних случаях для виброизоляции).

Известен термопластичный материал, описанный в /1/, включающий хлорированный полиэтилен с содержанием хлора 20-95% масло, содержащее до 15% ненасыщенных соединений (по стандарту ASTM Д2007), большое количество ароматических соединений и мелкодисперсный наполнитель /1/.

Термопластичный материал, пригодный для применения в переборке между двигателем и внутренним помещением автомобиля, должен обладать: превосходными акустическими характеристиками (звуковым барьером и антивибрацией); хорошими показателями, отражающими свойство, известное как потускнение (которое является результатом выделения летучих веществ, осаждающихся на холодных поверхностях, в частности на таких поверхностях стекла, как поверхность окон салона автомобиля, препятствуя обзору сквозь них); высокой гибкостью; способностью легко сцепляться с другими компонентами и со стенками салона автомобиля или его отсека; высокой стабильностью и сопротивлением при экстремальных температурах; оптимальными величинами модуля Юнга, который представляет собой модуль упругости при сжатии, и коэффициента механических потерь (известного как тангенс дельта), которым измеряют характеристики рассеивания энергии материалом); стойкостью к старению и высокими свойствами листования; способностью легко ламинироваться и обрабатываться, и способностью перерабатываться экономически эффективно.

При исследовании материала и получаемых из него изделий в соответствии с патентом /1/, заявителем обнаружено, что желаемой цели можно достичь путем использования в качестве мягчителя соединения, выбранного из группы - ароматическое масло со следующими характеристиками:
Удельный вес при 15^oC 0,98-1,00
Вязкость ^oE при 50^oC 180-260
Температура вспышки в открытом тигле, ^oC 270 минимум
Температура застывания, ^oC +15 макс
Анилиновая точка, ^oC 75 макс
Вода, об. 0,1 макс,
или полуароматическое масло со следующими характеристиками:
Удельный вес при 15^oC 0,92-0,94
Вязкость, ^oE при 50^oC 65-80
Температура вспышки в открытом тигле, ^oC 270 минимум
Температура застывания, ^oC -9 макс
Анилиновая точка, ^oС 102
Цвет 7 максимум
Число нейтрализации, мг КОН/г 0,05
Вода, об. 0,1 максимум
Насыщение, вес. 46
Ароматические, вес. 43,5
Полярные, вес. 10,5
Асфальтены 0
Парафиновые углеводороды, вес. 63
Нафтеновые углеводороды, вес. 22
Ароматические углеводороды, вес. 15
Показатель преломления п²_Д⁰ 1,517
сера, вес. 2,8
или диизододецилфталат со следующими характеристиками:
Удельный вес при 20^oC, г /см³ 0,966-0,970
при 25^oC 0,963-0,967
Вязкость при 20^oC ОСТ 156
Температура застывания, ^oC -47
Показатель преломления п²_Д⁰ 1,482-1,488
Температура вспышки (открытый тигель Pens Ky Martens/, ^oC > 200
Растворимость в воде при 20^oC, вес. 0,01
Летучесть, потери веса через 24 час при 180^oC 7,1
Кислотное число мг КОН/г 0,07 максимум
Содержание эфиров, вес/вес 99 минимум
Содержание свободного спирта, вес/вес 0,1 максимум
Содержание воды, вес/вес 0,1 максимум
Анилиновая точка, ^oC < 25
при следующем соотношении компонентов материала, мас.ч.

Хлорированный полиэтилен 200-225
Указанный мягчитель 425-850
Мелкодисперсный наполнитель 4000-4500
Методы испытаний, которые были применены для измерения величин, характеризующих свойства материала:
а) потускнение, являющееся результатом выделения летучих веществ и материала, являющегося предметом изобретения, и последующей концентрации их на холодных поверхностях, главным образом на стеклянных поверхностях (в частности на поверхностях окон салона автомобиля), должно быть как можно меньше. Более того, осадки летучих материалов должны иметь очень низкую непрозрачность, чтобы они не затрудняли обзор сквозь стекло, в частности через ветровое стекло автомобиля. Это свойство измерялось согласно методам, изложенным в стандарте 1ПN75201, можно также применять методы, рекомендуемые "SAABSCANIA 1082", и применяемый в лабораториях Форда, метод испытаний (EUBN 1-1"/;
б) гибкость материала измеряется путем статической деформации, которая определяется как деформация, наблюдаемая в испытываемом образце под действием собственно веса, когда часть образца лежит на столе, а другая его часть свешивается со стола. Экспериментальным путем показано, что листы, сделанные из очень гибких материалов, имеют барьеры больше, чем листы, изготовленные из жестких материалов;
в) поведение при низких температурах изучается с помощью хрупкости полученного материала. Этот параметр измеряется путем сбрасывания на материал стального шарика весом 500 г с высоты 30 см и наблюдения появляющихся на поверхности испытуемого материала трещин;
г) сопротивление и стабильность при высоких температурах измеряются путем помещения материала на склон с углом 75^o и выдерживания в течение пяти часов при температуре 80^oC с последующим наблюдением, потек материал или нет. Обнаружено, что продукты, полученные в соответствии с данным изобретением, не подвержены изменению или преобразованию;
д) модуль Юнга, являющийся модулем статической упругости при сжатии, измеряется с помощью прибора, который называется "Метравиб", при смещении ±60 единиц. Тангенс дельта (или tgδ) представляет собой коэффициент механических потерь и выражает характеристики рассеивания энергии материалом. Этот параметр измеряется косвенно при измерении модуля Юнга. Меньшая величина модуля Е (действительной части модуля Юнга) соответствует большей упругости материала, а большее значение tgδ соответствует большему рассеиванию энергии материалом.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Было приготовлено несколько термопластичных материалов, которым присвоены номера от одного до пяти, материал по примеру 1 соответствует типичному материалу, приготовленному согласно /V/, приготовленные по примерам 2-5 материалы соответствуют данному изобретению.

Согласно упомянутым выше методам испытаний были проведены измерения величин, характеризующих такие свойства материалов, подготовленных по примерам 1-5, как точка анилина, потускнение и хрупкость.

Состав материала и его свойства приведены в таблицах 1 и 2.

В этих таблицах /1/ обозначает ароматическое масло продукт "Репекс Е-7" фирмы "Репсол деривейдорз", /2/ обозначает полуароматическое масло продукт "SMR" фирмы "Репсол деривейдорз", а /3/ обозначает диизододецилфталат пластификатор "DIDP", наполнитель карбонат кальция. Частицы наполнителя имеют размер частиц от 1 микрона до 1,25 мм.

На материалах по примерам 2-5 и на образце продукта, уже известного на рынке и составленного на основе асфальта и этиленпропилендиенового полимера, были проведены замеры звукоизоляции в форме определения уровня звукопоглощения, выраженного в децибелах, на различных частотах. Эти замеры проводились с применением кабины, состоящей из двух маленьких камер с совместными характеристиками глушения звука, разделенных металлической плитой. В одной из камер находится акустическая система, а в другой микрофон, с помощью которого измеряется уровень давления звука.

Сначала уровень давления звука измеряли при толщине стальной плиты между камерами 0,8 мм, а затем камеры разделяли комплексной перегородкой, состоявшей из стальной плиты, поглотителя (пористого войлока толщиной 19 мм) и соответствующего данному изобретению листа погонным весом 7 кг/м. Выраженная в децибелах разница результатов характеризует замер звукоизоляции, достигнутой с помощью комплексной перегородки, образованной поглощающим материалом и испытываемым звукопоглощающим материалом, соответствующим данному изобретению.

Из таблицы 2 следует, что уровень звукопоглощения материала образца ниже, чем у материалов по примерам 2-5.

Формула изобретения

Термопластичный материал, предназначенный для звукопоглощения и виброизоляции, содержащий хлорированный полиэтилен с содержанием хлора 20 - 95% мягчитель и мелкодисперсный наполнитель, отличающийся тем, что в качестве мягчителя он содержит соединение, выбранное из группы: ароматическое масло со следующими характеристиками:
Удельный вес при 15^oС 0,98 1,00
Вязкость,^oE при 50^oС 180 260
Температура вспышки в открытом тигле, ^oС 270 минимум
Температура застывания, ^oС +15 максимум
Анилиновая точка, ^oС 75 максимум
Вода, об. 0,1 максимум
или полуароматическое масло со следующими характеристиками:
Удельный вес при 15^oС 0,92 0,94
Вязкость,^oЕ при 50^oС 65 80
Температура вспышки в открытом тигле, ^oC 300 минимум
Температура застывания, ^oС -9 максимум
Анилиновая точка, ^oС 102
Цвет 7 максимум
Число нейтрализации, мг·КОН/г 0,05
Вода, об. 0,1 максимум
Насыщенные, мас. 46
Ароматические, мас. 43,5
Полярные, мас. 10,5
Асфальтены 0
Парафиновые углеводороды, маc. 63
Нафтеновые углеводороды, мас. 22
Ароматические углеводороды, мас. 15
Показатель преломления при 20^oС 1,517
Сера, мас. 2,8
или ди-изодецилфталат, имеющий следующие характеристики:
Удельный вес при 20^oС, г/см^З 0,966 0,970
Удельный вес при 25^oС, г/см^З 0,963 0,967
Вязкость при 20^oС, сст 156
Температура застывания, ^oС -47
Показатель преломления n²_D⁰ 1,482 1,488
Температура вспышки (открытый тигель Pensky morteus)^oC > 200
Растворимость в воде при 20^oC, мас. < 0,01
Летучесть, потери веса через 24 ч при 180^oC 7,1
Кислотное число, мг·КОН/г 0,07 максимум
Содержание эфиров, мас./вес 99 минимум
Содержание свободного спирта, мас./вес 0,1 максимум
Содержание воды, мас./вес 0,1 максимум
Анилиновая точка, ^oС < 25
при следующем соотношении компонентов материала, мас. ч.

Хлорированный полиэтилен 200 225
Мягчитель 425 850
Мелкодисперсный наполнитель 4000 4500

РИСУНКИ

Рисунок 1