Способ формирования защитного слоя кузова железнодорожного транспорта

Изобретение относится к области создания защитных покрытий, в том числе теплоизоляционных и шумоизоляционных, для транспортных средств. Способ формирования защитного слоя кузова включает очистку поверхности, нанесение на кузов транспортного средства грунтовочного покрытия, на который наносится слой шумопоглощающего покрытия. Формируется не менее одного слоя теплоизоляции нанесением теплоизоляционной мастики в жидком состоянии, выполненного из композиции, включающей полимерное связующее и полые микросферы, при этом слой теплоизоляции имеет теплопроводность не более 0,003 Вт/м °С, плотность в диапазоне от 350 до 400 кг/м³. Слой теплоизоляции формируется из технологических слоев, в количестве от одного до пяти. Каждый технологический слой имеет толщину не более 1500 мкм и образуется посредством нанесения вспомогательных слоев в количестве не более пяти. После нанесения каждого вспомогательного слоя производится его сушка и контроль толщины слоя. Изобретение повышает технологичность. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области создания защитных покрытий, в том числе теплоизоляционных и шумоизоляционных, для транспортных средств.

Проблеме формирования защитных покрытий уделено достаточно большое внимание. Известно огромное количество решений в этой области, например нанесение антикоррозийных покрытий, шумозащитных (в том числе для устранения вибраций), а также теплоизоляционных.

Например, по материалам сайта http://www.rs-trade.ru/pages/bibl/noise4.htm (создан 30.09.2005 года, действует до 30.09.2015 года) традиционно используются следующие решения:

- вибропоглощающий битумно-мастичный материал, представляющий собой многослойную конструкцию, состоящую из сдублированных слоев вибропоглащающих материалов: алюминиевой фольги, эластомерно-битумной композиции и мастики, являющейся одновременно липким монтажным слоем. Монтажный слой защищен антиадгезионной бумагой.

Указанные материалы сочетают в себе все лучшие качества битумных и мастичных материалов: конструкционную жесткость и одновременно удобство монтажа, клейкость и надежность крепления. Обеспечивают защиту кузова от коррозии. Однако материал имеет слишком большую массу, сложен в использовании и обладает высокой стоимостью.

Еще одно решение - пенополиэтилен с мастичным монтажным слоем.

Оба материала в достаточной степени гасят шумы и вибрации, но мастичный клеевой слой обладает сильной адгезией. После наклейки на поверхность его невозможно оторвать без повреждения конструкции, что накладывает повышенные требования к использованию.

Применение перфорированного изолона на мастике существенно улучшает звукопоглощение, начиная со средних частот.

По приведенным примерам можно сделать следующие выводы.

Существенным фактором является избирательность каждого из материалов к определенному виду воздействия. Как следствие, для улучшения звукоизолирующих свойств покрытие формируется из нескольких видов материалов. (Например, рекомендуется накладывать пористые материалы (в том числе поролоны) на битумные покрытия.)

Некоторые материалы эффективны в диапазонах определенных частот, некоторые при вибрациях.

То есть необходимость использования конкретного материала зависит от наличия определенного фактора воздействия, который следует предвидеть.

Решение проблемы шумоизоляции не гарантируют исключение проблем с теплоизоляцией (как и наоборот, комплексная теплоизоляция не является шумоизоляцией).

Не все виды защитных покрытий гарантируют защиту от коррозии, образования конденсата на поверхности каркаса, имеющего отрицательные последствия как для конструкции, так и для человека (способствует образованию плесени). Многие виды покрытий имеют большой вес.

В итоге, использование каждого вида покрытия требует существенных ресурсов, ведет к удорожанию транспортных средств, увеличению массы кузова, времени изготовления кузова и накладывает ограничение на эксплуатацию кузова, требует обязательное периодическое проведение регламентных работ по контролю и восстановлению свойств покрытия.

Использование многослойного покрытия увеличивает габариты транспортных средств, а также уменьшает полезный объем внутри транспорта.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому решению является технология нанесения жидкой шумоизоляции (по материалам сайта http://autoshum.com/materiali/zhidkaya-shumoizolyaciya-avto/, (создан 09.10.2014 года, действует до 09.10.2017 года)).

Используемый в прототипе материал представляет собой эластичную, шумовиброизоляционую пасту на основе водорастворимого полимера. За счет высокой пластичности материал предотвращает возникновение резонансных частот и эффективно поглощает вибрации акустического диапазона. Кроме того, взаимное перемещение слоев поглощающего материала приводит к превращению механической энергии колебаний в тепло.

Покрытие из используемого материала не имеет большого сопротивления в прямом направлении, но в обратном направлении сопротивление чрезвычайно велико. Благодаря этому рассеиваются колебания, приостанавливается нежелательная вибрация и шум.

Также отмечены и дополнительные положительные свойства. Покрытие из водорастворимого полимера препятствует возникновению конденсата на нанесенной поверхности (кузов транспортного средства), а также имеет высокие антикоррозийные и антигравийные свойства. Обладает высокой устойчивостью к механическим нагрузкам.

Однако у данного способа формирования защитного слоя основным недостатком является отсутствие теплоизоляционных свойств.

Задачей изобретения является разработка такого способа формирования защитного слоя кузова железнодорожного транспорта, реализация которого была бы способна компенсировать основные факторы воздействия на транспортные средства: звуковое, вибрационное, температурное, агрессивных компонентов внешней среды, а также сопутствующие им производные факторы: обледенение или повышение влажности внутри кузова (каркаса), испарения материалов и другое. Способ формирования защитного слоя должен быть технологичным и недорогим в применении.

При этом защитный слой должен работать в широком диапазоне температур, иметь минимальные габариты (не занимать полезный объем транспортных средств), не оказывать вредных побочных эффектов.

Задача изобретения достигается тем, что в способе формирования защитного слоя кузова железнодорожного транспорта, включающего подготовку кузова, заключающегося в очистке поверхности, нанесении на кузов транспортного средства грунтовочного покрытия, на который наносится слой шумопоглощающего покрытия, дополнительно включено следующее.

Формируется не менее одного слоя теплоизоляции нанесением теплоизоляционной мастики в жидком состоянии, выполненного из композиции, включающей полимерное связующее и полые микросферы, при этом слой теплоизоляции имеет теплопроводность не более 0,003 Вт/м °С, плотность в диапазоне от 350 до 400 кг/м. куб, указанный слой теплоизоляции формируется из технологических слоев, в количестве от одного до пяти, определяемым зависимостью:

n=1+N, где

n - количество технологических слоев в слое теплоизоляции;

N - коэффициент, определяемый в соответствии со значениями термического сопротивления теплопередаче R слоя теплоизоляции по прилагаемой ниже зависимости:

каждый технологический слой имеет толщину не более 1500 мкм и образуется посредством нанесения вспомогательных слоев в количестве не более пяти, при этом после нанесения каждого вспомогательного слоя производится его сушка, после формирования каждого технологического слоя производится его сушка в течение времени порядка 24 часов, после сушки последнего слоя производится контроль толщины слоя теплоизоляции.

Также в решении может быть использовано следующее, что в способе формирования защитного слоя кузова железнодорожного транспорта дополнительно формируется теплоизоляционный слой из твердых плит.

Указанные твердые плиты дополнительного теплоизоляционного слоя могут быть выполнены из минеральной ваты или пеноизола, а шумопоглощающее покрытие может быть выполнено из водорастворимого полимера.

Очередность нанесения вида покрытия и, соответственно, материала принципиально не имеет значения. Для ряда предприятий более технологичным является изначальное нанесение теплоизоляционной мастики (в жидком состоянии) при соответствующем проведении подготовительных работ с кузовом (включая его грунтовку). На слой теплоизоляции наносится шумоизоляция.

Наряду с такой последовательностью не менее эффективным остается первичное нанесение шумоизоляционных полимеров, на покрытие из которых наносится теплоизоляционный слой.

Защитный слой может быть сформирован как внутри кузова транспортного средства, так и на внешней его части.

Исключением является формирование теплоизоляционного слоя из твердых плит, выполненного, например, из минеральной ваты или пеноизола.

Применение пеноизола целесообразно в случаях, когда эксплуатация кузова подвергается внешнему звуковому воздействию на частотах 800-3200 Гц, так как наиболее эффективное поглощение пеноизолом звуковых волн происходит в этом диапазоне.

Практика показывает, что более целесообразно формировать этот слой внутри кузова. Причем, твердые плиты наносятся на сформированное ранее защитное покрытие. (Тем не менее положительный эффект был достигнут и при нанесении в жидком виде описанных выше шумозащитных и теплоизоляционных материалов на слой из твердых плит.)

На приведенных фигурах 1-5 схематично показаны варианты формируемого защитного слоя кузова железнодорожного транспорта, где позиционно обозначены:

1 - кузов;

2 - теплоизоляционный слой;

3 - шумоизоляционный слой;

4 - теплоизоляционный слой из твердых плит;

5 - внутренняя часть кузова.

Приведенный выше способ формирования защитного слоя кузова железнодорожного транспорта был испытан в производственной практике. Задача изобретения была достигнута. Отмечен дополнительный эффект - смещение точки росы внутрь слоя защитного покрытия, вследствие чего устранилось формирование конденсата атмосферной влаги внутри транспортного средства, что привело к ряду положительных свойств: устранились причины для образования грибковой плесени, улучшился состав воздуха, увеличилась долговечность материалов и др.

Таким образом, при минимальных габаритах были улучшены теплоизоляционные и шумоизоляционные свойства железнодорожного транспорта.

Приведенный способ формирования защитного слоя кузова железнодорожного транспорта может быть рекомендован для повсеместного применения.

1. Способ формирования защитного слоя кузова железнодорожного транспорта, включающий подготовку кузова, заключающийся в очистке поверхности, нанесении на кузов транспортного средства грунтовочного покрытия, на который наносится слой шумопоглощающего покрытия, отличающийся тем, что формируется не менее одного слоя теплоизоляции нанесением теплоизоляционной мастики в жидком состоянии, выполненного из композиции, включающей полимерное связующее и полые микросферы, при этом слой теплоизоляции имеет теплопроводность не более 0,003 Вт/м⋅°С, плотность в диапазоне от 350 до 400 кг/м³, указанный слой теплоизоляции формируется из технологических слоев, в количестве от одного до пяти, определяемым зависимостью:

n=1+N, где

n - количество технологических слоев в слое теплоизоляции;

N - коэффициент, определяемый в соответствии со значениями термического сопротивления теплопередаче R слоя теплоизоляции по прилагаемой ниже зависимости:

,

каждый технологический слой имеет толщину не более 1500 мкм и образуется посредством нанесения вспомогательных слоев в количестве не более пяти, при этом после нанесения каждого вспомогательного слоя производится его сушка, после формирования каждого технологического слоя производится его сушка в течение времени порядка 24 часов, после сушки последнего слоя производится контроль толщины слоя теплоизоляции.

2. Способ формирования защитного слоя кузова железнодорожного транспорта по п.1, отличающийся тем, что дополнительно формируется теплоизоляционный слой из твердых плит.

3. Способ формирования защитного слоя кузова железнодорожного транспорта по п.2, отличающийся тем, что теплоизоляционный слой из твердых плит выполнен из минеральной ваты или пеноизола.