Теплоизоляционный полимерный материал и способ его получения

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2558103:

Исаев Алексей Юрьевич (RU)

Изобретение относится к полимерным материалам на основе кремнийорганического связующего для тепловой изоляции изделий авиастроения, ракетостроения, машиностроения и другой техники, которые могут эксплуатироваться до температуры 400ºС. Теплоизоляционный полимерный материал включает неорганический наполнитель и полимерную матрицу на основе кремнийорганического блок-сополимера сшивающего агента и антипирена. Теплоизоляционный полимерный материал содержит в качестве полимерной матрицы силоксановый блок-сополимер Лестосил-СМ общей формулы: НО{[C₆H5SiO_1,5]_n[Si(СН₃)₂O]_m}Н, где n=30÷60, m=80÷130, растворенный в бутилацетате в соотношении 100:70, неорганический наполнитель - стеклянные микросферы, сщивающий агент 119-54 марки А, антипирен наносиликат монтмориллонит, смешанный с бутилацетатом в соотношении 0,6:30. В качестве наполнителя используют неорганические микросферы стеклянные марки МС-ВП-А9 группа 2л (ТУ 6-48-91-92). В качестве сшивающего агента используют продукт 119-54 марки А (ТУ 6-02-1281-84). Способ изготовления теплоизоляционного полимерного материала включает смешение силоксанового блок-сополимера с наполнителем, антипиреном и сшивающим агентом и последующее отверждение и термостабилизацию, при смешении компонентов применяют ультразвуковую обработку при частоте 40-50 кГц и эффективной мощности 250-360 Вт. Техническим результатом изобретения является снижение плотности материала и понижение его дымовыделения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.

Известен теплозащитный полимерный материал следующего состава, масс. ч.:

Неорганический наполнитель	17-56
Кремнийорганический блок-сополимер	20-60
Диэтилдикаприлат олова	1-4
Олигоорганосилоксан	10-30

В качестве неорганического наполнителя используют неорганические микросферы, вспученный перлит и поликристаллические волокна оксида алюминия или их смесь.

Способ изготовления теплозащитного полимерного материала, заключающийся в пропитке неорганического наполнителя полимерной матрицей на основе кремнийорганического блок-сополимера с последующим введением сшивающего агента, состоящего из диэтилдикаприлата олова и олигоорганосилоксана, и термообработкой полученного материала при 50-80°C.

Недостатками этого материала являются высокая плотность и сильное дымовыделение.

Наиболее близким аналогом является следующий способ получения огнестойкого покрытия: нанесение на поверхность теплоизоляционных слоев из композиции, содержащей силоксановый каучук 30,0-60,0; микросферы стеклянные 40,0-70,0; а затем огнестойких слоев из композиции, содержащей силоксановый каучук 20,0-79,5; микросферы стеклянные 20,0-60,0; нитрид бора 0,5-20,0; при этом сушку каждого слоя проводят при 20-80°C, а окончательную термообработку покрытия при 80-150°C, причем суммарная толщина огнестойких слоев не превышает 3 мм.

Недостатками этого способа являются высокая плотность и сильное дымовыделение получаемого покрытия.

Технической задачей изобретения является снижение плотности материала и понижение дымовыделения полимерного материала.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен теплоизоляционный полимерный материал, включающий неорганический наполнитель и полимерную матрицу на основе кремнийорганического блок-сополимера сшивающего агента и антипирена.

Теплоизоляционный полимерный материал содержит в качестве полимерной матрицы силоксановый блок-сополимер Лестосил-СМ (ТУ 2294-098-00151963-2004) общей формулы:

НО {[C₆H₅SiO_l,5]_n[Si(CH₃)₂O]_m}Н,

где n=30÷60,

m=80÷130,

при следующих соотношениях компонентов блок-сополимера, мас.%:

силоксановый блок-сополимер	100
неорганический наполнитель	20-50
сшивающий агент	8-12
антипирен	0,5-2

В качестве наполнителя используют неорганические микросферы стеклянные марки МС-ВП-А9 группа 2 л (ТУ 6-48-91-92).

В качестве сшивающего агента используют продукт 119-54 марки А винилтрис(ацетоксимо)силан (ТУ6-02-1281-84).

В качестве антипирена используют наносиликат монтмориллонит химическую структуру в виде упрощенной формулы: (Са, Mg, Na)_x (Al, Mg)₄ (OH)₄[Si, Al)₈O₂₀]*nH₂O.

Способ изготовления теплоизоляционного полимерного материала включает смешение силоксанового блок-сополимера с наполнителем, антипиреном и сшивающим агентом, при смешении компонентов применяют ультразвуковую обработку при частоте 40-50кГц и эффективной мощности 250-360 Вт, отверждение и термостабилизацию, в качестве полимерной матрицы используют силоксановый блок-сополимер Лестосил-СМ (ТУ 2294-098-00151963-2004) общей формулы:

НО{[C₆H₅SiO_1,5]_n[Si(СН₃)₂O]_m}Н,

где n=30÷60, m=80÷130.

Термостабилизацию осуществляют при 115-120ºС.

Авторами установлено, что предложенный теплоизоляционный материал при заявленном соотношении ингредиентов позволяет повысить прочностные свойства, снизить горючесть, улучшить технологичность, а использование в качестве наполнителя стеклянных микросфер позволяет снизить плотность материала.

Пример осуществления

Пример 1.

Изготовление теплоизоляционного материала состоит из следующих основных операций:

1. Приготовление раствора блок-сополимера Лестосил-СМ в бутилацетате.

2. Приготовление суспензии наносиликата в бутилацетате.

3. Смешение раствора блок-сополимера и суспензии наносиликата.

4. Введение в полученную композицию стеклянных микросфер.

5. Введение вулканизующего агента в композицию.

6. Пневматическое напыление композиции на подложку.

7. Сушка теплоизоляционного покрытия.

8. Термостабилизация покрытия.

9. Контроль толщины покрытия.

Для приготовления эластомерной матрицы гранулы блок-сополимера Лестосил-СМ растворяли в бутилацетате в соотношении 100:70 в течение 3-х часов с периодическим перемешиванием через 2-Змин в течение 1 мин.

Для обеспечения равномерного распределения наполнителя в эластомерной матрице использовали центробежно-лопастную мешалку. В смесителях подобного типа происходит замкнутая циркуляция материала по внутреннему объему, при этом происходит равномерное распределение микросфер в эластомере без нарушения их целостности, что важно для дальнейшей эксплуатации материала и обеспечения им необходимых теплофизических свойств.

Стеклянные микросферы перед дальнейшей переработкой должны быть высушены в термостате при температуре (125±5)ºC в течение не менее 5 ч, толщина слоя не более 3 см.

Наносиликата также нуждаются в сушке при температуре (125±5)ºC в течение 12 часов.

Введение ноносиликата в композицию производили, предварительно смешав его с бутилацетатом в соотношении 0,6:30 и обработав ультразвуком в течении 1 часа при частоте 40кГц и эффективной мощности 360 Вт. Далее производили смешение с композицией каучука и микросфер в пропеллерно-лопасной мешалке в течение 30 мин, с последующим «озвучиванием» полученной композиции в ультразвуковой ванне в течение 1 часа.

Далее в композицию вводили вулканизующий агент - продукт 119-54 марки А винилтрис(ацетоксимо)силан и в течение 10 мин. перемешивали в пропеллерно-лопасной мешалке и производили пневматическое напыление.

При пневматическом напылении материал наносили в несколько слоев на опескоструенную и обезжиренную поверхность металла в соответствии с ОСТ 1.41713-77[71]. Количество слоев зависит от требуемой толщины теплоизоляционного покрытия. За одну операцию наносится толщиной покрытие около 1 мм. Разрыв между операциями составляет от 30 до 60 мин. Толщина покрытия контролируется на образцах-свидетелях. После нанесения покрытие сушат при комнатной температуре в течение 48 часов и термостабилизируют при температуре 120°C в течение 1 часа в термостате. Далее контролируют толщину покрытия неразрушающим методом на изделии по 12 точкам, согласно утвержденному эскизу.

Данные по составу опытной композиции приведены в таблице 1.

В таблице 2 приведены данные по результатам сравнительных испытаний комплекса характеристик, полученных на предлагаемом составе теплоизоляционного материала и материала прототипа.

Из таблице 2 видно, что дымовыделение предложенного материала меньше, чем у прототипа, а плотность предложенного материала ниже на 210-490 кг/м³.

Материал прост в переработке не требует сложной технологической оснастки.

Применение предложенного теплоизоляционного материала позволяет изготовить изделия с высокими эксплуатационными свойствами без сложной и дорогостоящей оснастки.

Патент РФ 2220169 от 08.10.2001 г. кл. C08L 83|04.

Патент РФ 2039070 от 09.07.1995 г. кл. C09D 183|04.

1. Теплоизоляционный полимерный материал содержит в качестве полимерной матрицы силоксановый блок-сополимер Лестосил-СМ общей формулы:
НО {[C₆H₅SiO_1,5]_n[Si(CH₃)₂O]_m}Н,
где n=30÷60, m=80÷130,
при следующих соотношениях компонентов, мас. ч.:
силоксановый блок-сополимер Лестосил-СМ,

растворенный в бутилацетате в соотношении 100:70	100
неорганический наполнитель стеклянные микросферы	40-50
сшивающий агент продукт 119-54 марки А	10-12
антипирен наносиликат монтмориллонит, смешанный
с бутилацетатом в соотношении 0,6:30	1,5-2

2. Способ изготовления теплоизоляционного полимерного материала, включающий смешение силоксанового блок-сополимера, растворенного в бутилацетате с наполнителем, антипиреном, растворенным в бутилацетате, и сшивающим агентом, отверждение и термостабилизацию, в качестве полимерной матрицы используют силоксановый блок-сополимер Лестосил-СМ общей формулы:
НО {[C₆H5SiO_1,5]_n[Si(CH₃)₂O]_m}Н,
где n=30÷60, m=80÷130,
термостабилизацию осуществляют при 115-120°C.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве сшивающего агента используют продукт 119-54 марки А, а в качестве антипирена используют наносиликат монтмориллонит, при смешении компонентов применяют ультразвуковую обработку при частоте 40-50кГц и эффективной мощности 250-360 Вт.

Похожие патенты:

Состав защитного покрытия // 2547502

Изобретение относится к защитным покрытиям. Состав защитного покрытия включает акриловую смолу, реакционно-способный полиорганосилоксан или его исходный реагент, гексаметилдисилоксан и систему растворителей.

Композиция для защитного покрытия (варианты) // 2546151

Изобретение относится к области защитных антикоррозионных покрытий на основе полиорганосилоксанов и предназначено для теплоизоляционной и антикоррозийной защиты металлоконструкций.

Антикоррозионное покрытие с низким коэффициентом трения // 2544706

Изобретение имеет отношение к защитным покрытиям, к крепежу и другим поверхностям, покрытым этими покрытиями, например к таким покрытиям и крепежу, которые способны к защите одного или обоих из двух различных металлов, соединенных вместе, от коррозии или повреждения, такой как структурная коррозия или разрушение.

Полимерная композиция для поглощения высокочастотной энергии // 2543186

Изобретение относится к полимерным композициям, обладающим экранирующими свойствами, предназначенным для улучшения электрогерметичности разъемных фланцевых соединений СВЧ-устройств, особенно для бортовой аппаратуры.

Композиции и способы, включающие фотокатализаторы // 2537838

Настоящее изобретение относится к композиции для обработки субстрата, содержащей: a) активный материал, который имеет одну или более функциональных групп, образующих ковалентные присоединения к комплементарным функциональным группам субстрата в присутствии кислоты или основания, при этом активный материал выбран из группы, состоящей из гидрофильных активных материалов, гидрофобных активных материалов и их смесей; b) фотокатализатор, способный генерировать кислоту или основание под действием света, при этом фотокатализатор поглощает свет внутри электромагнитного спектра от инфракрасной области до видимого и ультрафиолетового света, от 1200 нм до 200 нм; и фотокатализатор является фотокислотой, выбранной из группы, состоящей из ароматических гидроксильных соединений, сульфонированных пиреновых соединений, ониевых солей, производных диазометана, производных биссульфона, производных дисульфида, производных нитробензилсульфоната, производных сложных эфиров сульфоновой кислоты, N-гидроксиимидов сложных эфиров сульфоновой кислоты и их комбинаций; и c) носитель для доставки комбинации элементов 1(a) и 1(b); при этом субстраты исключают физиологические материалы.

Композиция для получения термозащитного покрытия // 2536505

Изобретение относится к производству термозащитных покрытий, предназначенных для конструкций и оборудования, эксплуатируемых в условиях температур от минус 50°С до плюс 300°С, и может быть использовано в строительстве, машиностроении, химической промышленности, транспорте, авиационной, нефтегазовой, ЖКХ и других отраслях промышленности.

Способ придания материалам гидрофильных свойств при помощи органосилоксанового покрытия с нитрилотриметиленфосфоновой кислотой // 2531818

Изобретение относится к производству модифицированных материалов, например текстильных, полимерных, из силикатного стекла, дерева, кожи, металла, керамики, и может быть использовано для придания гидрофильных свойств поверхностям этих материалов.

Композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для покрытия огнестойкого защитного материала // 2529227

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к композиции на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для покрытия огнестойкого защитного материала.

Органосиликатная композиция // 2520481

Изобретение относится к полимерным композициям для получения антикоррозионных, электроизоляционных, теплостойких покрытий горячего отверждения на металлах и получения клея для глиноземной керамики и может быть использовано в электротехнике, радиоэлектронной промышленности, энергетике, машиностроении и металлургии.

Покрытие на основе двуокиси кремния для повышенной гидрофильности // 2519258

Изобретение относится к составам покрытия на основе наночастиц двуокиси кремния. Предложен состав покрытия для обработки поверхности, включающий: а) водную дисперсию наночастиц двуокиси кремния с уровнем рН менее чем 7,5, где наночастицы имеют среднее значение диаметра 40 нанометров или менее, b) алкоксисилановый олигомер; с) кремневодородный стыковочный агент; и d) факультативно металлический β-дикетоновый комплексообразующий агент.

Керамообразующая огнестойкая силиконовая резина // 2545327

Изобретение относится к области создания огнестойких керамообразующих электроизоляционных силиконовых резин. Керамообразующая огнестойкая силиконовая резина, полученная вулканизацией по перекисному, аддиционному или поликонденсационному механизму, включающая резиновую смесь (на основе силиконового каучука, усиливающего наполнителя, антиструктурирующей добавки), сшивающий реагент, керамообразующий наполнитель и катализатор, который включает 1-10 мас.ч.

Полимерная композиция для поглощения высокочастотной энергии // 2543186

Огнестойкая резиновая смесь // 2540597

Изобретение относится к резиновым кремнийорганическим смесям повышенной огнестойкости и может применяться для изготовления огнестойких полимерных оболочек высоковольтных электротехнических изделий.

Резиновая смесь для получения композиционных материалов // 2539661

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к созданию резиновых смесей на основе силоксановых каучуков, и может быть использовано для изготовления электроизоляционных трубок и изоляционных оболочек кабеля, полимерных изоляторов высоковольтных линий, резинотехнических изделий и материалов, работающих в контакте с бензинами, органическими растворителями и минеральными маслами.

Термо-, топливостойкая силоксановая герметизирующая композиция холодного отверждения // 2534793

Изобретение может быть использовано для герметизации агрегатов самолетных конструкций, эксплуатирующихся в широком интервале температур. Термо-, топливостойкая герметизирующая композиция на основе полидиметилметил(гексафторалкил)силоксанового полимера формулы где Rf n=99-50, m=1-50, l=3-15, включает минеральный наполнитель, выбранный из оксида цинка, диоксида титана, диоксида кремния, структурирующий - тетраэтоксисилан или этилсиликат - агент и катализатор - соль олова.

Устройство для вакуум-терапии ран // 2530054

Изобретение относится к устройству для вакуум-терапии ран, содержащему покрывной материал (2) для воздухонепроницаемого закрывания раны и окрестности раны (1); средство (7), подходящее для создания разрежения в зоне раны, в частности для функционального соединения зоны раны с находящимся наружи покрывного материала источником вакуума, чтобы можно было создать вакуум в зоне раны и отсосать жидкости из зоны раны; и накладку на рану (3), причем накладка на рану содержит пеноматериал с открытыми порами на основе сшитого полиорганосилоксана, где пеноматериал (c) может быть получен реакцией отверждаемой смеси, содержащей компоненты: (i) полиорганосилоксан, содержащий одну или несколько групп с C2-C6-алкенильной группой, предпочтительно содержащий одну или несколько винильных групп, (ii) полиорганосилоксан, содержащий одну или несколько групп Si-H, (iii) порообразователь, содержащий одну или несколько OH-групп и (iv) металлоорганический катализатор.

Покрытия для хирургических игл и способы их нанесения // 2526164

Настоящее изобретение относится к способам нанесения покрытий на хирургические иглы из металлического сплава. На иглу наносят нижнее покрытие, включающее функционализированный винилом органополисилоксан, отверждают нижнее покрытие, наносят верхнее покрытие, включающее полидиметилсилоксан, при этом нижнее покрытие связывается с верхним.

Керамообразующая резиновая смесь (варианты) // 2519379

Изобретение относится к области химии, в частности к резиновым кремнийорганическим смесям повышенной огнестойкости, и может применяться для изготовления защитных полимерных оболочек силовых электрических кабелей и проводов с повышенными требованиями безопасности.

Применение полиорганосилоксанов при переработке и вулканизации каучука // 2518611

Изобретение относится к применению полиорганосилоксана с 3 или более элементарными силоксановыми звеньями, который содержит один или более органических компонентов R1, причем R1 содержит одну или более углерод-углеродных связей и выбран из циклоалкенила, алкенила, винила, алкила, норборнила, (ди)циклопентенила или производных метакрилата или акрилата, и один или более углеводородных компонентов R2, причем R2 имеет длину цепи от 5 до 50 атомов углерода, в качестве присадки при переработке каучука, где переработка представляет собой пероксидную вулканизацию.

Композиционный материал для изготовления композиционных материалов // 2516500

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к получению композиционных материалов, используемых для изготовления резинотехнических изделий - кабелей, проводов, уплотнительных материалов.

Термопластическая эластомерная композиция и формованные продукты с использованием указанной композиции // 2559317

Изобретение относится к термопластической эластомерной композиции и формованным продуктам, таким как листовой материал, материал для внутренней отделки автомобиля, слоистым пластикам и приборным панелям, полученных с использованием указанной композиции. Термопластическая композиция получена сшиванием композиции, которая содержит смолу на основе полипропилена, гидрированный продукт блок-сополимера, мягчитель и полиорганосилоксан. Причем гидрированный продукт блок-сополимера имеет, по меньшей мере, один блок, включающий сопряженное диеновое мономерное звено и, по меньшей мере, один блок, включающий винилароматическое мономерное звено. Полученная по изобретению термопластическая композиция обладает высокой текучестью при формовании, высокими физико-механическими свойствами и износостойкостью, что обеспечивает хороший внешний вид и тактильное ощущение формованных продуктов с применением указанной композиции. 6 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил., 5 табл., 28 пр.