Композиция для теплоаккумулирующего материала

 

Изобретение относится к композициям для получения формоустойчивых теплоаккумулирующих материалов, используемых в качестве покрытий, обеспечивающих многоразовую защиту от перегрева приборов и оборудования в различных областях техники. Описывается композиция для теплоаккумулирующего материала, содержащая органический каучук, оксид металла, тетраметилтиурамдисульфид, стеариновую кислоту, отличающаяся тем, что в качестве органического каучука используют хлорсульфированный полиэтилен, в качестве оксида металла - оксид магния и дополнительно дифенилгуанидин и полиэтилен при следующем соотношении компонентов, мас. ч. : хлорсульфированный полиэтилен 100; полиэтилен 200-350, оксид магния 10-25, тетраметилтиурамдисульфид 1-3, дифенилгуанидин 0,3-0,8, кислота стеариновая - 1-6. 1 табл.

Изобретение относится к составам для получения теплоаккумулирующих материалов (ТАМ), которые могут быть использованы в качестве защиты от многократных нагревов приборов и оборудования в различных областях техники.

К таким материалам предъявляют следующие требования: сохранение формы при перегреве выше рабочей температуры материала, поглощение большого количества тепла без изменения температуры в течение длительного времени, удовлетворительные прочностные свойства.

Известен состав (а.с. 1715815), включающий полиэтилен и предельную органическую кислоту, используемую в качестве рабочего тела. Наибольшая температура стабилизации достигает 70 - 80oС. Состав позволяет получать материалы, сохраняющие форму в течение 2 часов при температуре 120oС. При более высоких температурах или более длительных временах использования материал данного состава теряет форму и стекает с защищаемой поверхности.

Известен также теплоаккумулирующий материал на основе полиэтилена, поверхность гранул или волокон которого обработана аргоновой ионной плазмой с температурой накопления тепла (или теплосъема) 130oС (пат. США 4463799). Ограниченный размер частиц или волокон (до 3 мм) с довольно большой толщиной поверхностного устойчивого слоя (0,3 - 1,0 мм) значительно уменьшает теплопоглощающую способность материала. Недостатком материала является также то, что его можно использовать только в дисперсном состоянии в контакте с жидким теплоносителем. Отформовать покрытия из данного материала невозможно. Кроме того, получение материала требует сложного аппаратурного оснащения.

Наиболее близкой из известных теплоаккумулирующих материалов по назначению и технологии изготовления и выбранная нами в качестве прототипа является композиция, состоящая из органического каучука - сополимера этилена, пропилена и дициклопентадиена, смеси твердых углеводородов в качестве фазопереходного вещества (церезин), вулканизующей группы, включающей оксид цинка, тетраметилтиурамдисульфид, меркаптобентиазол, серу и технологических добавок - стеариновой кислоты и диэтиленгликоля. Технология изготовления материала соответствует стандартной технологии резинового производства (заявка РФ N 93045929/04 от 27.09.93).

Этот состав позволяет получить материал, обеспечивающий температуру стабилизации 80oС, имеет сравнительно невысокую прочность при растяжении (не превышает 26 кг/см2) и широкий температурный интервал эндотермического эффекта (в интервале температур 40 - 90oС).

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание композиции для теплоаккумулирующего материала, обеспечивающего температуру стабилизации 125oС, обладающего высоким суммарным эндотермическим тепловым эффектом в более узком температурном диапазоне и повышенными прочностными свойствами.

Для решения поставленной задачи предлагается композиция для теплоаккумулирующего материала на основе органического каучука - хлорсульфированного полиэтилена, вулканизующей группы, содержащей оксид магния и органический ускоритель вулканизации: тетраметилтиурамдисульфид, стеариновую кислоту в качестве технологической добавки и дополнительно композиция содержит дифенилгуанидин в качестве органического ускорителя вулканизации и полиэтилен в качестве фазопереходного вещества при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Хлорсульфированный полиэтилен - 100 Полиэтилен - 200 - 350 Оксид магния - 10 - 25 Кислота стеариновая - 1 - 6 Тетраметилтиурамдисульфид - 1 -3 Дифенилгуанидин - 0,3 - 0,8 В качестве фазопереходного вещества использовался полиэтилен высокой плотности (ТУ 6-051870-79).

В составе используется хлорсульфированный полиэтилен (ТУ 6-01-1415-90), оксид магния (ГОСТ 4526-75), тетраметилтиурамдисульфид (ГОСТ 740-67), дифенилгуанидин (ГОСТ 5-1350-72), стеариновая кислота (ГОСТ 9419-72).

Неожиданным эффектом заявляемого изобретения является то, что при температурах от 100oС до 150oС отмечается скачкообразное увеличение удельной теплоемкости от 2,30 до 6,00 кДж/кгград, и коэффициента теплопроводности с 2,0 х 107 до 8,20 х 107 м2/сек.

Технология изготовления предлагаемого материала соответствует стандартной технологии переработки резиновых материалов и заключается в последовательном введении компонентов и перемешивании на вальцах или в резиносмесителе, калибровке заготовок и компрессионном формовании покрытий при температуре 143 + 2,0oС и удельном давлении 5 кг/см2.

По вышеописанной технологии изготовлены образцы материалов с различным содержанием компонентов (см. таблицу).

Испытания физико-механических свойств проведены по ГОСТ 21751-76 на разрывной машине РМИ-60 при скорости нагружения 500 мм/мин, формоустойчивость материала оценивалась по сохранению образцами геометрических размеров при нагреве в подвешенном состоянии. Температура стабилизации, определяемая фазовым переходом наполнителя, температурный интервал реализации эндотермического эффекта определяли методом дифференциального термического анализа.

Состав композиции и свойства заявляемого материала и материала-прототипа приведены в таблице. Из представленной таблицы видно, что предлагаемый материал обеспечивает стабилизацию температуры на уровне 125oС, имеет более узкий температурный интервал реализации эндотермического эффекта, чем материал-прототип (25oС вместо 60oС).

Формоустойчивость и суммарный эндотермический тепловой эффект на уровне свойств материала-прототипа.

Предложенная композиция удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к теплоаккумулирующим материалам, применяемым в качестве защитных покрытий приборов и оборудования, чувствительных к перегревам. Покрытия из материала данной композиции позволяют обеспечить многоразовую защиту при сохранении температуры внутри прибора до 125oС. Высокая формоустойчивость позволяет использовать материал при температурах, значительно превышающих температуру фазового перехода наполнителя. Высокий суммарный эндотермический эффект и его реализация в узком интервале температур позволяет защитить приборы и оборудование от значительных внешних тепловых потоков при сохранении внутри приборов постоянной температуры в течение длительного времени.

Высокие прочностные свойства материала позволяют использовать его в виде самостоятельных покрытий, не требующих дополнительных конструкций.

Формула изобретения

Композиция для теплоаккумулирующего материала, содержащая органический каучук, оксид металла, тетраметилтиурамдисульфид, стеариновую кислоту, отличающаяся тем, что в качестве органического каучука используют хлорсульфированный полиэтилен, в качестве оксида металла - оксид магния и дополнительно дифенилгуанидин и полиэтилен при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Хлорсульфированный полиэтилен - 100
Полиэтилен - 200 - 350
Оксид магния - 10 - 25
Тетраметилтиурамдисульфид - 1 - 3
Дифенилгуанидин - 0,3 - 0,8
Стеариновая кислота - 1 - 6

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к составам для получения теплоаккумулирующих материалов и может быть использовано для защиты от многократного нагрева приборов и оборудования в различных областях техники

Изобретение относится к смеси солей для аккумулирования тепловой энергии в виде теплоты фазового превращения, к применению этих смесей солей в качестве средства аккумулирования скрытой теплоты для накопления и использования тепла отработавших газов двигателей безрельсовых сухопутных транспортных средств с моторным приводом (далее везде "транспортных средств"), а также к соответствующему тепловому аккумулятору для использования в вышеназванных транспортных средствах

Изобретение относится к полимерным материалам, конкретно к полимерным теплоаккумулирующим материалом, и может быть использовано для сохранения тепла и нагрева объектов, в частности для прогрева тканей при медицинских тепловых процедурах

Изобретение относится к теплоаккумулирующим материалам, которые применяются в термостабилизирующих устройствах, например, для системы обогрева тепловозов в период отстоя и для аккумулирования солнечной энергии

Изобретение относится к области теплотехники и может быть применено для аккумулирования тепла с использованием теплоты фазового перехода в высокотемпературных аккумуляторах энергетических установок с рабочей температурой до 1400oC

Изобретение относится к теплоаккумулирующим материалам, которые могут быть применены для термостатирования объекта в условиях извне, в частности, для транспортировки медицинских объектов: плазмы, донорской крови, биопрепаратов, вакцин, пищевых продуктов

Изобретение относится к теплоаккумулирующим материалам, которые могут быть применены для термостатирования объекта в условиях нагрева извне, в частности для транспортировки медикаментов, биопрепаратов в контейнерах специального назначения и в полевых аптечках

Изобретение относится к холодоаккумулирующим материалам, которые могут быть применены для термостатирования объекта в условиях нагрева извне, в частности для хранения и транспортировки внутренних органов-трансплантантов, донорской крови, плазмы, термонестабильных физиологических растворов и других объектов медицинского назначения
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах терморегулирования и теплоснабжения
Изобретение относится к теплоаккумулирующим материалам, которые могут быть использованы, например, для защиты электронных устройств от тепловых перегрузок, в теплостабилизирующих устройствах
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах терморегулирования и теплоснабжения

Изобретение относится к составам для получения термоиндикаторного покрытия и может быть использовано для цветовой индикации температуры твердых тел, например для идентификации ценной бумаги или товара, снабженного этикеткой (ярлыком) с меткой из упомянутой краски

Изобретение относится к материалам-покрытиям, предназначенным для защиты различных объектов от мощных тепловых воздействий (нежелательного перегрева, пламени, короткого замыкания, различных излучений и т.д.), в результате которых может иметь место пожар или выход из строя приборов, оборудования и т

Изобретение относится к эластичным материалам, назначение которых защита узлов и конструкций от высокотемпературных тепловых потоков и полей, может быть использовано в приборо- и машиностроении, строительстве
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в тепловых аккумуляторах систем теплоснабжения и терморегулирования

Изобретение относится к теплоаккумулирующим материалам, которые могут быть применены для термостатирования объекта в условиях нагрева извне, в частности, в пищевой промышленности для хранения ферментов, для селективной пастеризации различных субстратов, для селективного выращивания различных культур дрожжей
Изобретение относится к области переохлаждаемых теплоаккумулирующих материалов, обладающих скрытой теплотой фазового перехода жидкость - твердое, которые могут применяться для защиты человека от переохлаждения при длительном выполнении работ в условиях воздействия холода, а также использоваться в медицинских грелках и компрессах

Изобретение относится к композициям для получения теплоаккумулирующих материалов, которые могут быть использованы в качестве защиты от многократных нагревов приборов и оборудования, чувствительных к воздействию повышенных температур, а также в качестве греющих элементов в защитной одежде или в помещениях

Изобретение относится к композициям для теплоаккумулирующих материалов, используемых в качестве защиты от многократных нагревов приборов и оборудования, а также в качестве греющих элементов в защитной одежде или в помещениях
Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к разработке составов на основе органических веществ, включающих предельные углеводороды и циклогексан

Изобретение относится к композициям для получения формоустойчивых теплоаккумулирующих материалов, используемых в качестве покрытий, обеспечивающих многоразовую защиту от перегрева приборов и оборудования в различных областях техники

Наверх