Вибродемпфирующий материал (варианты)
Владельцы патента RU 2782522:
Общество с ограниченной ответственностью "Автопластик" (RU)
Изобретение относится к вибродемпфирующему материалу, предназначенному для использования в автомобиле-, судо- и авиастроении, в гражданском и промышленном строительстве для снижения вибрации и структурного шума различных конструкций, таких как тонкостенные металлические и пластиковые конструкции. Вибродемпфирующий материал включает в себя в качестве основы бутилкаучук и легкий наполнитель, при этом полимерный слой дополнительно включает низкомолекулярный полиизобутилен, а в качестве легкого наполнителя использована древесная мука или смесь древесной муки и алюмосиликатной микросферы. Изобретение обеспечивает повышение вибродемпфирующих свойств вибродемпфирующего материала, выполненного в конструкции с ограничивающим слоем и включающего в себя полимерный слой с плотностью от 0,75 до 1 г/см3. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Настоящее изобретение относится к вибродемпфирующему материалу, предназначенному для использования в автомобиле-, судо- и авиастроении, в гражданском и промышленном строительстве для снижения вибрации и структурного шума различных конструкций, таких как тонкостенные металлические и пластиковые конструкции.
В частности, неотверждаемая композиция используется в вибродемпфирующих материалах, предназначенных для использования в автомобильной промышленности для снижения вибрации и структурного шума кузова легкового и грузового автомобиля, в гражданском и промышленном строительстве для снижения вибрации и структурного шума, а так же дополнительной герметизации металлической кровли, систем вентиляции, сантехнических изделий, оконных отливов и др. Также вибродемпфирующий материал с низкой плотностью может быть использован для снижения вибрации и структурного шума гражданского судна, в частности, для маломерного моторного и парусно-моторного судна, и снижения вибрации и структурного шума воздушного суда, например, пассажирского самолета.
Известен вибродемпфирующий материал (US №5840797 от 16.09.1996 г.), выполненный в конструкции с ограничивающим слоем и включающий в себя полимерный слой с плотностью от 1 до 1,2 г/см3, при этом полимерный слой содержит в качестве основы бутилкаучук, низкомолекулярный полиизобутилен, смолу, повышающую адгезию и присутствующую в количестве, достаточном для увеличения вибродемпфирующих свойств, микросферы и, по меньшей мере, еще один легкий наполнитель, имеющий плотность, меньшую или равную 1,31 г/см3.
Недостатком указанного аналога является высокая плотность используемой неотверждаемой композиции, из которой выполнен полимерный слой.
Ближайшим аналогом настоящего изобретения является вибродемпфирующий материал (US №2019299571 от 10.06.2016 г.), выполненный в конструкции с ограничивающим слоем и включающий в себя полимерный слой с плотностью от 0,75 до 0,9 г/см3, при этом полимерный слой содержит в качестве основы синтетический каучук, низкомолекулярный полиизобутилен и множество легких наполнителей, при этом в качестве синтетического каучука может использоваться бутилкаучук.
Недостатком ближайшего аналога является низкие вибродемпфирующие свойства.
Задачей настоящего изобретения является создание вибродемпфирующего материала с высокими вибродемпфирующими свойствами, выполненного в конструкции с ограничивающим слоем и включающего в себя полимерный слой с плотностью от 0,75 до 1 г/см3.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение вибродемпфирующих свойств вибродемпфирующего материала, выполненного в конструкции с ограничивающим слоем и включающего в себя полимерный слой с плотностью от 0,75 до 1 г/см3.
Заявленный технический результат достигается за счет использования нового состава полимерного слоя вибродемпфирующего материала, включающего в себя в качестве основы бутилкаучук и легкий наполнитель, при этом полимерный слой дополнительно включает низкомолекулярный полиизобутилен, а в качестве легкого наполнителя использована древесная мука или смесь древесной муки и алюмосиликатной микросферы.
Характеристикой вибродемпфирующих свойств вибродемпфирующего материала является коэффициент механических потерь, определяемый при 200 Гц по ГОСТ Р 56803-2015 (ИСО 6721-3:1994) «Пластмассы. Определение механических свойств при динамическом нагружении. Часть 3. Колебания изгиба. Метод резонансной кривой».
Полимерный слой вибродемпфирующего материала является неотверждаемым и самоклеющимся и имеет высокую адгезию к различным поверхностям, таким как металл, пластик, бетон, дерево и др.
Состав полимерного слоя содержит основные компоненты, которые необходимы для достижения технического результата, и может содержать вспомогательные компоненты, которые необходимы для достижения требуемых эксплуатационных характеристик. При этом при введении вспомогательных компонентов соотношение основных компонентов должно сохраняться постоянным, а плотность полимерного слоя должна быть от 0,75 до 1 г/см3.
При использовании в качестве легкого наполнителя древесной муки, состав полимерного слоя включает следующие основные компоненты:
1) бутилкаучук - 6-25 масс.ч.;
2) низкомолекулярный полиизобутилен - 5-45 масс. ч.;
3) древесная мука - 30-70 масс. ч.
При использовании в качестве легкого наполнителя древесной муки и алюмосиликатной микросферы, состав полимерного слоя включает следующие основные компоненты:
1) бутилкаучук - 6-25 масс. ч.;
2) низкомолекулярный полиизобутилен - 5-20 масс. ч.;
3) алюмосиликатная микросфера - 4-25 масс. ч.;
4) древесная мука - 30-70 масс. ч.
Состав полимерного слоя определяется условиями эксплуатации вибродемпфирующего материала, в частности, определяется требованиями к коэффициенту механических потерь, теплостойкости, морозостойкости, адгезии, когезионной прочности и др. В состав полимерного слоя дополнительно могут включаться вспомогательные компоненты, такие как, но не ограничиваясь: армирующие наполнители (полимерное волокно), термопласты (полиэтилен, полипропилен), антиоксиданты, высокоактивные добавки (технический углерод и др.), смолы (нефтеполимерные смолы, канифоль и др.), пластификаторы, антипирены и др.
В составе полимерного слоя может быть использован как первичный бутилкаучук, так и регенерат бутилкаучука, получаемый путем переработки отработанных резиновых отходов, в частности, автокамер, диафрагм для форматоров-вулканизаторов, и других резиново-технических изделий, полученных на основе бутилкаучука. При использовании регенерата бутилкаучука учитывается содержание в нем бутилкаучука и содержание иных компонентов, в частности, технического углерода, и в соответствии с этим выбирается состав полимерного слоя.
Низкомолекулярный полиизобутилен, используемый в составе полимерного слоя, может иметь среднюю молекулярную массу от 900 до 2500 г/моль.
Легкие наполнители, используемые в составе полимерного слоя, имеют следующие характеристики:
-древесная мука представляет собой продукт механического измельчения хвойных, лиственных или смешанных пород древесины и имеет размер частиц не более 600 мкм.
-алюмосиликатные микросферы имеют размер частиц не более 500 мкм.
Содержание основных компонентов полимерного слоя выбирается исходя из того, что для смещения пика механических потерь в положительную область температур и увеличения теплостойкости вибродемпфирующего материала, увеличивается содержание древесной муки или древесной муки и алюмосиликатных микросфер, а для смещения пика механических потерь в отрицательную область температур и увеличения морозостойкости увеличивается содержание низкомолекулярного полиизобутилена. Содержание бутилкаучука выбирается исходя из содержания низкомолекулярного полиизобутилена и содержания легких наполнителей, и исходя из требований к когезионной прочности полимерного слоя.
Вибродемпфирующий материал выполняется в конструкции с ограничивающим слоем. В качестве ограничивающего слоя могут быть использованы, но не ограничиваясь: алюминиевая фольга, нетканый текстильный материал, полиэтилентерефталатная или полиэтиленовая пленка. Ограничивающий слой выбирается исходя из назначения вибродемпфирующего материала и влияет на смещение пика коэффициента механических потерь и его интенсивность. Влияние ограничивающего слоя на смещение пика коэффициента механических потерь и его интенсивность известно из уровня техники.
Толщина ограничивающего слоя может изменяться от 20 до 300 мкм и завит от требований к эксплуатационным характеристикам вибродемпфирующего материала и требований к пику коэффициента механических потерь и необходимостью его смещения в положительную или отрицательную область.
В автомобилестроении наиболее предпочтительно использование в качестве ограничивающего слоя алюминиевой фольги толщиной 50-100 мкм.
Толщина полимерного слоя может изменяться от 0,3 до 5 мм и зависит от требований к эксплуатационным характеристикам вибродемпфирующего материала и области его применения.
Полимерный слой вибродемпфирующего материала дополнительно защищен антиадгезионным материалом, в качестве которого может быть использована антиадгезионная бумага или пленка. Антиадгезионный материал для вибродемпфирующего материал подбирается в соответствии с существующим уровнем техники и не влияет на достижение технического результата и служит только для защиты полимерного слоя от загрязнений и повреждений.
Вибродемпфирующий материал поясняется чертежом, на котором представлена конструкция вибродемпфирующего материала, состоящая из алюминиевой фольги (1), полимерного слоя (2) и антиадгезионного материала (3).
Примеры осуществления вибродемпфирующего материала толщиной 2 мм в конструкции с алюминиевой фольгой толщиной 90 мкм и включающего в себя полимерный слой приведены в таблице 1.
Таблица 1.
| Наименование компонента | Состав вибродемпфирующего материала, масс. ч. | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Первичный бутилкаучук | 14 | - | 14 |
| Бутиловый регенерат | - | 20 | |
| Полиизобутилен с молекулярной массой 900 г/моль | 36 | 30 | 36 |
| Древесная мука | 50 | 50 | 45 |
| Алюмосиликатная микросфера | 0 | 0 | 5 |
| Температура, °С | Коэффициент механических потерь приведенный к 200 Гц, у.е. | ||
| -20 | 0,12 | 0,11 | 0,12 |
| -10 | 0,18 | 0,16 | 0,17 |
| 0 | 0,27 | 0,25 | 0,28 |
| +10 | 0,32 | 0,26 | 0,33 |
| +20 | 0,26 | 0,31 | 0,25 |
| +30 | 0,21 | 0,24 | 0,20 |
| +40 | 0,15 | 0,16 | 0,14 |
1. Вибродемпфирующий материал, выполненный в конструкции с ограничивающим слоем и включающий в себя полимерный слой на основе бутилкаучука и легкого наполнителя, отличающийся тем, что полимерный слой имеет плотность от 0,75 до 1 г/см3, включает дополнительно низкомолекулярный полиизобутилен и содержит в качестве легкого наполнителя древесную муку.
2. Вибродемпфирующий материал, выполненный в конструкции с ограничивающим слоем и включающий в себя полимерный слой на основе бутилкаучука и легкого наполнителя, отличающийся тем, что полимерный слой имеет плотность от 0,75 до 1 г/см3, включает дополнительно низкомолекулярный полиизобутилен и содержит в качестве легкого наполнителя древесную муку и алюмосиликатные микросферы.
3. Вибродемпфирующий материал по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве бутилкаучука использован регенерат бутилкаучука, полученный путем переработки отработанных резиновых отходов.
4. Вибродемпфирующий материал по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что ограничивающий слой представляет собой алюминиевую фольгу.
5. Вибродемпфирующий материал по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что ограничивающий слой представляет собой нетканый текстильный материал.
6. Вибродемпфирующий материал по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что ограничивающий слой представляет собой полиэтилентерефталатную или полиэтиленовую пленку.
7. Вибродемпфирующий материал по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что древесная мука получена из хвойных, лиственных или смешанных пород древесины.
8. Вибродемпфирующий материал по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что древесная мука имеет размер частиц не более 600 мкм.
9. Вибродемпфирующий материал по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что алюмосиликатные микросферы имеют размер частиц не более 500 мкм.
10. Вибродемпфирующий материал по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что низкомолекулярный полиизобутилен имеет молекулярную массу от 900 до 2500 г/моль.
