СПОСОБ ТЕРМОШУМОИЗОЛЯЦИИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
METHOD OF HEAT-AND-NOISE INSULATION OF VEHICLE

Изобретение относится к технологии термошумоизоляции транспортных средств, а более конкретно к способам нанесения теплоизоляции и уменьшения шума транспортного средства.
Известны способы звукоизоляции транспортных средств путем изготовления панелей и других шумопоглощающих элементов (экранов), повторяющих поверхность и очертания рельефов кузова и других частей транспортного средства из специальных шумоизоляционных материалов. Шумоизолирующие элементы наклеивают на шумоизолирующую поверхность. Как правило, эти звукоизолирующие пакеты представляют собой соединение эластичного пружинящего слоя с тяжелым воздухонепроницаемым слоем и используются прежде всего для шумоизоляции моторного отсека, приводного и вспомогательного механизмов, системы выхлопных газов транспортного средства [1].
Такие способы тепло- и звукоизоляции транспортных средств основаны на применении материалов на основе плотного весового слоя, что существенно увеличивает вес транспортного средства. Следует отметить также, что такие материалы отличаются высокой стоимостью, сложной и часто не безвредной технологией изготовления. Кроме того, в случае отклеивания шумоизолирующих панелей от поверхности возможно проникновение воздуха и возникновение коррозии металлических поверхностей каркаса транспортного средства.
В автомобилестроении известны также способы для исключения воздушного шума, например в полостях, вблизи опор осей, путем введения в изолируемую полость транспортного средства элемента из пенопласта, который перед вводом в полость транспортного средства сжимают и заваривают в воздухонепроницаемую пленку и в этом состоянии легко вводят в полость через отверстие в полости. Затем пленку открывают (разрывом или прокалыванием), и при доступе воздуха элемент из пенопласта расширяется в форме, ограниченной, по меньшей мере, двумя стенками полости [2].
Известен также способ изготовления элемента для уплотнения полостей. Плоский уплотняющий элемент содержит основание, состоящее из структурированного полимера и уплотняющего слоя, состоящего из неструктурированного пенополимера, который входит в плотный контакт с основанием и покрывает уплотняемую деталь [3].
Однако применение известных способов связано с ухудшением коррозионной стойкости каркаса кузова в зонах пустотелых коробчатых элементов, ограниченных акустическими заглушками, вследствие возможного накопления в них конденсата.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ шумоизолирования транспортного средства путем крепления на стальных панелях кузова шумоизолирующего материала, при котором на поверхности пеноматериала, получаемого вспениванием синтетической смолы, формируют выступы и углубления. Выступы покрывают связующим материалом, например битумом, резиной, и прижимают к стальной панели [4].
В известном способе наличие чередующихся выступов и впадин создает дополнительный шумоизолирующий эффект. Однако при использовании данного способа в результате крепления шумоизолирующего материала на стальной панели транспортного средства из-за его неплотного прилегания образуется конденсат и, как следствие, коррозия панелей и повреждение внутренней отделки салона транспортного средства. Кроме того, известный способ нельзя использовать на деталях, обладающих большой поверхностью, такие как потолок, передние стенки кузова, боковые облицовки, которые в силу их незначительной аэродинамической устойчивости обнаруживают во время движения тенденцию к деформации, вибрации и колебаниям.
Задачей заявляемого технического решения является обеспечение системы термошумоизоляции транспортного средства исключающего коррозию и повышающего пожаробезопасность, обеспечивающего нанесение покрытия транспортного средства в месте монтажа.
Поставленная задача решается тем, что в способе термошумоизоляции транспортного средства, включающем нанесение пеноматериала, пеноматериал наносят напылением с помощью пистолета-распылителя на металлические поверхности каркаса транспортного средства толщиной 10-50 мм. В качестве пеноматериала используют смесь компонентов полиизоцианата, полиола и антипирена, при этом перед напылением первоначально смешивают полиол и антипирен в соотношении: 5-35% антипирена и 95-65% полиола при температуре 15-25°С. Полученную смесь и полиизоцианат подают в пистолет-распылитель и смешивают в пистолете-распылителе непосредственно перед напылением при следующем соотношении компонентов:
полиизоцианат 47-53%
смесь полиола с антипиреном остальное.
Пеноматериал наносят слоями в несколько этапов.
Нанесение термошумоизоляционного материала напылением с помощью пистолета-распылителя непосредственно на металлические поверхности каркаса транспортного средства позволяет избежать возникновения зазоров, неплотностей, а следовательно, и серьезных потерь тепла. Напыление покрытия на большие горизонтальные поверхности кузова, склонные к образованию и накоплению конденсата при перепадах температур, позволяет исключить коррозию, каплепадение в салоне, а также повреждение внутренней отделки салона. Использование при напылении в качестве термошумоизоляционного покрытия таких компонентов, как полиол, антипирен и полиизоционат, позволяет получить пожаробезопасное покрытие с хорошими прочностными свойствами, которое легко наносится на вертикальные и горизонтальные поверхности, а также обеспечивает плотное прилегание покрытия, что не только защищает от коррозии, но и повышает жесткость металлических панелей, не позволяя им вибрировать и создавать шум.
Способ осуществляли следующим образом: непосредственно на месте монтажа каркаса транспортного средства проводили защиту конструктивных элементов, не подлежащих напылению, бумагой, гибкой лентой и жировой смазкой. Затем обезжиривали мыльным раствором или растворителем для удаления консервационной смазки внутренние поверхности облицовки каркаса транспортного средства, подлежащие напылению. В качестве термошумоизоляционного материала использовали пеноматериал из смеси компонентов полиола, антипирена и полиизоцианата. Смешивание компонентов проводили в два этапа. Каждый из компонентов - полиол и полиизоцианат загружали в соответствующую ему емкость. В емкость с полиолом добавляли антипирен при соотношении: антипирен от 5 до 35%, полиол 65-95%. Введение компонента антипирена в полиол свыше 35% приводило к потере термошумоизоляционных свойств пеноматериала из-за повышения плотности наносимого материала. Введение антипирена ниже 5% не обеспечивало необходимых огнестойких свойств. Одновременно в одной емкости проводили механическое перемешивание компонентов полиола с антипиреном, а в другой перемешивали полиизоцианат. Для получения однородного состава компонентов и для предупреждения расслоения полиола на составляющие перемешивание проводили при нагреве компонентов до 15-25°С в течение 3-5 минут. Учитывая, что способ осуществляли непосредственно на месте монтажа транспортного средства, нагрев производили с использованием гибкой нагревательной ленты. Затем под давлением 3 атм по рукавам низкого давления шестеренчатыми насосами в пистолет-распылитель раздельно подавали смесь полиола с антипиреном и полиизоционат. В смесительной камере пистолета-распылителя происходил 2-й этап смешивания компонентов: смесь полиола с антипиреном смешивали с полиизоционатом при соотношении компонентов: 47-53% полиизоционата, остальное - смесь полиола с антипиреном, и сразу осуществляли напыление материала непосредственно на металлические поверхности каркаса транспортного средства. Благодаря прочностным свойствам используемого пеноматериала не наблюдалось отекания материала на вертикальных и горизонтальных поверхностях. Толщина первого слоя составляла не менее 10 мм. Поверхность, образованная при нанесении пистолетом-распылителем, имела выступы и углубления, что создает дополнительный акустический эффект по сравнению с гладкими поверхностями. Второй слой наносили пистолетом-распылителем после отверждения первого слоя через 5 минут для получения равнопрочного слоя. Общая толщина нанесенного покрытия составляла от 20 до 50 мм. Химическое отверждение термошумоизоляционного покрытия происходило через 20 минут.
Используя данный способ, можно получить любую толщину покрытия, которая необходима для термошумоизоляции конкретного транспортного средства путем нанесения многослойного покрытия.
Заявляемый способ является универсальным и может быть использован для термошумоизоляции любых поверхностей транспортных средств, как больших горизонтальных и вертикальных поверхностей, так и полостей сложной геометрической формы, расположенных в труднодоступных для заполнения местах. Данный способ может быть использован непосредственно на рабочем месте в местах монтажа транспортного средства.
Как показали испытания, покрытие, нанесенное данным способом, сохраняет свои свойства во всем диапазоне температур, возникающих в процессе эксплуатации автомобильной техники. За счет плотного прилегания пеноматериала к металлической поверхности каркаса транспортного средства не происходит обмена воздуха с окружающей атмосферой, что является эффективной защитой от коррозии.
Предлагаемый способ термошумоизоляции может быть использован при производстве любого вида наземного или водного транспорта. Например, для термошумоизоляции троллейбусов, автобусов, трамваев, грузового и легкового автотранспорта, электро- и дизель поездов, пассажирских и грузовых вагонов, пароходов, теплоходов, паромов.
Источники информации
1. Патент РФ №2198798, МПК B60R 13/08, опубл. 20.02.2003 г.
2. Патент РФ №2155689, МПК B61D 17/18, опубл. 10.09.2000 г.
3. Патент США №5931474, МПК B60R 13/08, ИСМ, вып.29. №15, 2000 г.
4. Патент Японии №6026953 В4, МПК B60R 13/08, опубл. ИСМ, вып.29, №2, 1997 г. - прототип.