Теплозащитный материал

Авторы патента:

Новопольцева Оксана Михайловна (RU)

Кейбал Наталья Александровна (RU)

Кочетков Владимир Григорьевич (RU)

Каблов Виктор Федорович (RU)

Лапина Анна Геннадьевна (RU)

C08L23/16 - сополимеры этен-пропена или этен-пропен-диена

C08K3/36 - диоксид кремния

C08K3/22 - металлов

C08K3/06 - сера

C08J3/28 - обработка волновой энергией или облучением частицами

Владельцы патента RU 2632442:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал состоит из, мас.ч.: этиленпропилендиенового каучука - 100, серы - 2, оксида цинка - 5, стеарина - 1, технического углерода П-324 - 2, тетраметилтиурамдисульфида - 0,75, 2-меркаптобензотиазола - 1,5 , дитиодиморфолина - 2, канифоли сосновой - 3, белой сажи БС-120 - 27 и модифицирующей добавки - фосфорборазотсодержащего олигомера - 6. Фосфорборазотсодержащий олигомер предварительно обрабатывают коллоидной кремнекислотой и микроволновым излучением. Изобретение позволяет снизить скорость прогрева теплозащитного материала и обеспечить повышение теплозащитных свойств. 2 табл.

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении.

Известен теплозащитный материал АР-998 (ТУ 38.1051211-83), который представляет собой композицию, включающую армирующий теплостойкий наполнитель из асбестовой ткани с двухсторонней обкладкой резиновой смесью на основе синтетического этиленпропилендиенового каучука.

Существенным недостатком этого материала является то, что асбестовая ткань обладает более высоким коэффициентом теплопроводности, чем резиновая смесь, что в свою очередь приводит к увеличению скорости прогрева теплозащитного материала и, как следствие, снижению его теплозащитных характеристик.

Известен теплозащитный материал (пат. 2404209 РФ, МПК C08L 23/16, В32В 25/10, F16L 59/00, F02K 9/34, 20.11.2010), выполненный из сформированного слоя арамидного волокна нетканой структуры, проложенного между двумя слоями резиновой смеси марки 51-2110 (ТУ 38.10551177-88) на основе этиленпропилендиенового каучука с последующей вулканизацией в составе изделия.

Недостатком данного теплозащитного материала является то, что в процессе его работы происходит разрушение резинового слоя и унос вещества с поверхности теплозащитного материала, что, в свою очередь, приводит к увеличению скорости прогрева теплозащитного материала, снижению его теплозащитных характеристик и уменьшению ресурса работоспособности изделия или узла в целом.

Известен теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука (пат. 2486215 РФ, МПК C08L 23/16, 27.06.2013), включающий вулканизующую группу, наполнитель и технологические добавки, дополнительно содержит модифицирующую добавку поливинилиденхлорид или адамантан.

Недостатком данного теплозащитного материала является то, что он не обеспечивает снижение скорости прогрева теплозащитного материала на основе этиленпропилендиенового каучука.

Наиболее близкой по составу является резиновая смесь на основе этиленпропилендиенового каучука, включающая этиленпропилендиеновый каучук - 100,0, сера - 2,0, оксид цинка - 5,0, стеариновую кислоту - 1,0, технический углерод - 2,0, тетраметилтиурамдисульфид - 0,75, меркаптобензтиазол - 1,5, дитиоморфолин - 2,0, канифоль сосновая - 3,0, белая сажа - 30,0 и модификатор - фосфорборазотсодержащий олигомер (ФЭДА) - 5,0 (пат. 2563016 РФ, МПК C08J 3/28, 10.09.2015).

Недостатком данной резиновой смеси является то, что она не обеспечивает снижение скорости прогрева вулканизата на его основе.

Задачей предлагаемого изобретения является получение материалов с высокими теплозащитными характеристиками.

Техническим результатом заявленного изобретения является снижение скорости прогрева теплозащитного материала.

Технический результат достигается при использовании теплозащитного материала, состоящего из этиленпропилендиенового каучука, серы, оксида цинка, стеарина, технического углерода П-324, тетраметилтиурамдисульфида, 2-меркаптобензотиазола, дитиоморфолина, канифоли сосновой, белой сажи и модифицирующей добавки - фосфорборазотсодержащего олигомера, обработанного коллоидной кремнекислотой и микроволновым излучением, при следующем соотношении компонентов, масс. ч.: каучук СКЭПТ-40 - 100,0; сера - 2,0; дитиодиморфолин - 2,0; тетраметилтиурамдисульфид - 0,75; 2-меркаптобензотиазол - 1,5; оксид цинка - 5,0; стеарин - 1,0; технический углерод П-324 - 2,0; канифоль сосновая - 3,0; белая сажа БС-120 - 27,0; указанная модифицирующая добавка - 6,0.

В предлагаемом теплозащитном материале используют следующие компоненты.

Этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40, содержащий в качестве диенового сополимера дициклопентадиен (ТУ 2294-087-05766563-2010).

Вулканизующая группа, включающая: вулканизующие агенты - сера (ГОСТ 127-76), дитиодиморфолин (ТУ 2478-033-05807983-2002), тетраметилтиурамдисульфид (Тиурам Д) (ТУ 6-14-943-79); ускоритель вулканизации - 2-меркаптобензотиазол (каптакс) (ТУ 113-00-05761631-23-91); активаторы вулканизации - оксид цинка (ГОСТ 202-84), стеарин (ГОСТ 6484-96).

Наполнитель - белая сажа БС-120 (ГОСТ 18307-78).

В качестве технологических добавок используются канифоль сосновая (ГОСТ 19113-84) и технический углерод П-324 (ГОСТ 7885-86).

В качестве модифицирующей добавки используется фосфорборазотсодержащий олигомер (ФЭДА) (пат. 2526980 РФ, МПК C09D 127/24, C09D 5/18, 27.08.2014), предварительно обработанный коллоидной кремнекислотой.

Для предварительной обработки фосфорборазотсодержащего олигомера используют коллоидную кремнекислоту в виде белой сажи марки БС-100 (состав 1, ФЭДА:БС-100=1 масс. ч. : 1 масс. ч.), БС-120 (состав 2, ФЭДА:БС-120=2 масс. ч. : 1 масс. ч.), Осил 175 (состав 3, ФЭДА:Осил 175=3 масс. ч. : 1 масс. ч.) или Аэросил R812 (состав 4, ФЭДА:Аэросил R812=2 масс. ч. : 1 масс. ч.). После обработки кремнекислотой осуществляют микроволновое воздействие излучением мощностью 800 Вт и частотой 1,45 ГГц.

В результате проведенной обработки кремнекислотой и МВИ изменяется индекс агломерации ФЭДА. Для необработанной ФЭДА индекс агломерации равен 6, для ФЭДА, используемой в составах 1-4, индексы агломерации будут соответственно равны 10, 8, 7 и 8.

Использование в качестве модифицирующей добавки обработанного коллоидной кремнекислотой фосфорборазотсодержащего олигомера придает теплозащитному материалу на основе этиленпропилендиенового каучука повышенную теплостойкость, т.к. в ней содержатся ингибиторы окисления и горения - фосфор, бор, азот, кремний.

Заявленное количество модифицирующей добавки в сочетании с используемыми ускорителями вулканизации и остальными компонентами резиновой смеси позволяет получить теплозащитный материал, обладающий повышенными теплозащитными характеристиками.

Резиновую смесь готовят в резиносмесителе при температуре 40-75°С.

Продолжительность смешения 15 минут. Затем проводят вулканизацию резиновой смеси при температуре 165°С в течение 45 минут.

Полученные образцы подвергают необходимым испытаниям.

В таблице 1 приведены составы приготовленных смесей и прототипа.

Оценка скорости прогрева теплозащитного материала при высокотемпературном нагреве (теплостойкость) проводилась следующим образом: определялось время прогрева обратной стороны образца, изготовленного в виде шайбы диаметром 30 мм и толщиной 6 мм, до температуры 100°С.

Нагрев образца проводился открытым пламенем плазмотрона (на поверхности создавалась температура 2000°С). Образец закреплялся в штативе под углом 45° к пламени горелки. Для уменьшения стока тепла и уменьшения погрешности опыта образец по краю изолировался асбестом.

Для измерения температуры на необогреваемой поверхности образца использовался пирометр марки С-300.3 «Фотон» (ГОСТ 28243-96 «Пирометры. Общие технические требования»). Принцип работы пирометра основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света; и контактная хромель-копелевая термопара регулятора «Овен» ТРМ-1.

Теплозащитные свойства предлагаемого теплозащитного материала приведены в таблице 2.

Как видно из представленных данных, предлагаемые теплозащитные материалы в сравнении с прототипом обладают более высокими теплозащитными свойствами.

Таким образом, использование в теплозащитном материале в качестве модифицирующей добавки фосфорборазотсодержащего олигомера, предварительно обработанного коллоидной кремнекислотой и микроволновым излучением, позволяет существенно снизить скорость прогрева теплозащитного материала, что обеспечивает повышение его теплозащитных свойств.

Теплозащитный материал, состоящий из этиленпропилендиенового каучука, серы, оксида цинка, стеарина, технического углерода П-324, тетраметилтиурамдисульфида, 2-меркаптобензотиазола, дитиоморфолина, канифоли сосновой, белой сажи и модифицирующей добавки - фосфорборазотсодержащего олигомера, обработанного коллоидной кремнекислотой и микроволновым излучением, при следующем соотношении компонентов, масс. ч.:

Каучук СКЭПТ-40	100,0
Сера	2,0
Дитиодиморфолин	2,0
Тетраметилтиурамдисульфид	0,75
2-Меркаптобензотиазол	1,5
Оксид цинка	5,0
Стеарин	1,0

Технический углерод П-324

2,0

Канифоль сосновая	3,0
Белая сажа БС-120	27,0
Указанная модифицирующая добавка	6,0

Изобретение относится к области производства модификаторов для резиновых смесей и резинотехнических изделий на их основе. Модификатор получают путем взаимодействия фуллеренов фракции С50-С92, индолил-3-масляной кислоты, метилбензола, диметилкетона, серной кислоты, параформа.

Кровельные мембраны, содержащие терморасширяющийся графит в качестве антипирена // 2620414

Изобретение относится к полимерным обшивочным материалам, в частности к кровельным мембранам. Кровельная мембрана содержит 2 слоя.

Способ получения маслостойкой термопластичной резины // 2619947

Изобретение относится к способу получения термопластичной резины (ТПР) с повышенной стойкостью к углеводородным маслам, которая может быть использована для изготовления различных эластичных резинотехнических изделий, работающих в условиях контакта с нефтепродуктами.

Резиновые смеси // 2619696

Группа изобретений относится к резино-технической промышленности и может быть использована для изготовления формованных изделий, применяемых в деталях и элементах пневматических подвесок, шинах, протекторах шин, оболочках кабелей, шлангах, приводных ремнях, конвейерных лентах, покрышках, обувных подошвах и в амортизирующих элементах.

Набухающие эластомерные полимерные материалы // 2619317

Изобретение относится к эластомерным полимерным материалам для изготовления набухающих уплотняющих изделий с контролируемыми свойствами набухания и к использованию таких материалов.

Теплозащитный материал // 2616006

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука, содержащий серу, оксид цинка, стеарин, технический углерод П-324, тетраметилтиурамдисульфид, 2-меркаптобензотиазол, дитиоморфолин, канифоль сосновую, белую сажу и модифицирующую добавку - фосфорборазотсодержащий олигомер, материал, отличается тем, что содержит фосфорборазотсодержащий олигомер, предварительно обработанный коллоидной кремнекислотой в виде белой сажи БС-120, при следующем соотношении компонентов, масс.

Смесь материалов // 2613436

Изобретение относится к уплотнительному профилю для дверей и окон, выполненных из смеси материалов, включающих, об.%: этиленпропилендиеновый каучук 10-50, сополимер пропилена с этиленом 8-50, наполнитель 5-70, парафиновое масло 0-20, ускоритель-донор серы 0,1-5, сера 0,5-5, оксид цинка 0,5-3.

Теплозащитный материал // 2612304

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука содержит серу, оксид цинка, стеарин, технический углерод, тетраметилтиурамдисульфид, 2-меркаптобензтиазол, канифоль сосновую, белую сажу и фосфорборазотсодержащий олигомер, материал отличается тем, что дополнительно содержит алюмосиликатные полые микросферы, предварительно обработанные фосфорборазотсодержащим олигомером при 80°C, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40 100,0, сера 2,0, тетраметилтиурамдисульфид 0,75, 2-меркаптобензтиазол 1,5, оксид цинка 5,0, стеарин 1,0, технический углерод П-324 2,0, канифоль сосновая 3,0, белая сажа БС-120 30,0, алюмосиликатные полые микросферы 5,0, фосфорборазотсодержащий олигомер 1,0-3,0.

Пропиленовые ударочные сополимеры с высокой жесткостью и высокой ударной прочностью // 2603640

Изобретение относится к пропиленовым ударопрочным сополимерам. Ударопрочный пропиленовый сополимер содержит матрицу, включающую гомополимер пропилена или статистический сополимер пропилена и альфа-олефина, и дисперсную фазу.

Статистический сополимер пропилена с этиленом // 2602894

Настоящее изобретение относится к термопластичным полиолефиновым композициям и изготовленным из них изделиям. Композиция статистического сополимера пропилена содержит (A) 60-85 мас.% сополимера, включающего пропилен и от 0,1 до 2 мас.% звеньев, образованных из этилена, и (B) 15-40 мас.% сополимера, включающего пропилен и от 7 до 17 мас.% звеньев, образованных из этилена.

Вибродемпфирующий эластомерный материал высокой плотности // 2631789

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству вибродемпфирующих эластомерных материалов высокой плотности, и применяется в промышленных установках, электронных приборах, в строительстве и домашнем хозяйстве.

Вибродемпфирующий эластомерный материал высокой плотности // 2631787

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству вибродемпфирующих эластомерных материалов высокой плотности, и может быть использовано в промышленных установках, электронных приборах, в строительстве и домашнем хозяйстве.

Сополимер, резиновая композиция с его использованием и шина // 2631318

Изобретение относится к резиновой композиции, включающей сополимер, каучуковый компонент по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, включающей технический углерод со средним размером частиц от 5 до 100 нм и диоксид кремния со средним размером частиц от 0,5 до 200 нм.

Сополимер, резиновая композиция с его использованием и шина // 2629197

Изобретение относится к резиновой композиции, включающей сополимер, каучуковый компонент, по меньшей мере, один компонент, выбранный из группы, включающей технический углерод со средним размером частиц от 5 до 100 нм и диоксида кремния со средним размером частиц от 0,5 до 200 нм.

Элемент шины, гидрированный полимер на основе сопряженного диена и полимерная композиция // 2628603

Изобретение относится к элементу шины, который является удовлетворительным в отношении показателя минимального расхода топлива и имеет более высокую прочность и более превосходное сопротивление истиранию по сравнению с обычными элементами шин.

Термически отверждаемая, теплопроводная композиция силиконовой смазки // 2627868

Изобретение относится к термически отверждаемой, теплопроводной композиции силиконовой смазки, содержащей следующие основные компоненты: (A) 100 мас.ч. органополисилоксана, обладающего вязкостью от 100 до 100000 мПа⋅с при 25°С и содержащего, по меньшей, мере одну алкенильную группу на молекулу, (B) от 10 до 900 мас.ч.

Каучуковая композиция для использования в протекторе шины // 2627853

Изобретение относится к каучуковой композиции для использования в протекторе шины. Каучуковая композиция содержит: на 100 мас.ч.

Эпоксидное клеевое связующее и пленочный клей на его основе // 2627419

Группа изобретений относится к клеевой промышленности и может быть использована для соединения полимерных композиционных материалов и металлических материалов. Эпоксидное клеевое связующее содержит компоненты при следующем соотношении, мас.

Способ получения осаждённого диоксида кремния и продукт, полученный согласно этому способу // 2625850

Изобретение относится к области неорганической химии, а именно к способам получения тонкодисперсного осажденного диоксида кремния и соответствующему продукту, который может быть использован в качестве минерального наполнителя в резиновой промышленности.

Зимняя шина // 2625390

Изобретение относится к зимней шине для автомобильных колес, в частности к шине, пригодной для езды по обледенелым дорогам. Шина (1) включает структуру (2) каркаса, структуру (6) брекерного пояса, нанесенную в радиально наружном положении к структуре (2) каркаса, и беговой пояс (7) шины, нанесенный в радиально наружном положении к структуре (6) брекерного пояса.

Композиция, наполненная полиолефином и актинидным порошком // 2632020

Настоящее изобретение относится к композиции, наполненной актинидным порошком. Описана композиция для ядерного топлива, наполненная актинидным порошком, содержащая органическую матрицу и актинидный порошок или смесь актинидных порошков, отличающаяся тем, что в ней содержатся, по меньшей мере: пластифицирующее вещество, содержащее алкан, в котором цепь наиболее длинного радикала содержит по меньшей мере несколько десятков атомов углерода, и присутствующее в объемном содержании, составляющем от 20 до 70% по отношению к суммарному объему только органических соединений; связующее вещество, содержащее, по меньшей мере, полиолефиновый полимер, представляющий собой полиэтилен низкой плотности и/или полипропилен, и присутствующее в объемном содержании, составляющем от 20 до 50% по отношению к суммарному объему только органических соединений; диспергирующее вещество, содержащее карбоновую кислоту или ее соответствующие соли и присутствующее в объемном содержании, составляющем менее чем 10% по отношению к суммарному объему только органических соединений; причем вышеупомянутый актинидный порошок или вышеупомянутая смесь актинидных порошков составляют от 40 до 65 об.% по отношению к объему наполненной матрицы.