ВИБРОШУМОПОГЛОЩАЮЩИЙ ЛИСТОВОЙ МАТЕРИАЛ
VIBRONOISE-ABSORBING SHEET MATERIAL

Изобретение относится к виброшумопоглощающим материалам, изготавливаемым на основе битумных композиций и предназначенным для применения в автомобилестроении для эффективного снижения вибраций инженерных конструкций и шума двигателя в салоне транспортного средства. Широко применяемые виброшумопоглощающие листовые материалы на основе битумных композиций способствуют значительной изоляции салона транспортных средств от вибрации - это, как правило, битумные прокладки панелей пола, щитка передка (перегородки между салоном и моторным отсеком), дверей и крыши.
Известна композиция для изготовления вибропоглощающего материала, включающая битум, асбест, латекс и дополнительно стирольно-инденовую смолу и баритовый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 25-27,асбест 13-15, латекс - 1-2, стирольно-инденовая смола - 4-6, баритовый концентрат - 50-57 [Авт.св. СССР 0960052, кл. В32В 11/00, С04В 43/00].
Недостатками данной композиции является наличие в рецептуре в большом количестве 13-15 мас.% канцерогенного наполнителя асбеста и труднодоступного, дорогого наполнителя - баритового концентрата.
Известен листовой шумопоглощающий материал, изготавливаемый из битума, резиновой крошки и в качестве наполнителя - графитовой стружки и асбеста, взятых в следующем соотношении, мас.%: битум 53-54, резиновая крошка 34-35, графитовая стружка 2-10, асбест 2-10 [Авт.св. СССР 1060602, МПК С04В 43/04, 43/02].
Недостатками данного материала являются наличие в рецептуре канцерогенного наполнителя асбеста, а также труднодоступность и небольшие объемы другого исходного сырья графитовой стружки.
Известен виброшумопоглощающий листовой материал, изготовленный из композиции на основе битума, включающей, мас.%: битум нефтяной «Пластбит II» - 20,0-26,0, продукт термической полимеризации ненасыщенных ароматических углеводородов - смола «Политер» - 8,0-10,0, ди-(2-этилгексил)-фталат - 2,0, мел - 38,0-41,0, микросферы, получаемые из водной суспензии золы тепловой электростанции, - 15,0-17,0, некондиционная базальтовая вата - 6,0-10,0 [Патент RU 2326142 C1, C08/L 95/00, В32В 11/02, B60R 13/08].
Недостатками данного материала являются длительное время изготовления битумной смеси и недостаточно хорошие технологические свойства.
В качестве прототипа выбран виброшумопоглощающий листовой материал, предназначенный, например, для применения в автотракторной технике для изоляции салона транспортного средства от вибрации и шума двигателя, выполненный из композиции на основе битума, включающей, мас.ч.: битум нефтяной 100, графит 8,0-12,0, каолин 60-80, тальк 40-60 [Патент RU 2188214, МПК С08L 95/00, В32В 11/02, B60R 13/08].
Недостатками данного материала являются недостаточная термостойкость и низкое значение коэффициента потерь.
Задачей изобретения является расширение спектра ассортимента виброшумопоглощения, в частности, материалов на основе битума, улучшение вибропоглощающих и технологических характеристик, сокращение времени изготовления битумной смеси, что позволит сократить время изготовления готового материала.
Это достигается тем, что созданный виброшумопоглощающий листовой материал выполнен из композиции на основе битума, включающей, мас.%: битум нефтяной - 20,0-25,0; смола стирольно-инденовая, получаемая из кубовых остатков ректификации сырого бензола и смолы пиролиза, а также из полимеров бензольного отделения - 9-12; ди-(2-этилгексил)-фталат - 1,0-3,0; слюда флогопит молотая для металлургической промышленности СМФФ-160 - 3,0-4,0; слюда дробленая СДФ-3 - 3,0-4,0; микросферы, получаемые из водной суспензии золы тепловой электростанции - 20,0-25,0; мел - 25,0-30,0; микроволластонит фракционированный (МИВОЛЛ), полученный путем измельчения, классификации и модификации природного или обогащенного волластонита - 3-7; некондиционная базальтовая вата - 3,0-7,0.
3
3
3
3
3
Физико-механические характеристики используемых компонентов соответствуют требованиям технических документов, приведенным в таблице 1. Наиболее существенными являются следующие физико-механические показатели. Для битума нефтяного «Пластбит II»: глубина проникновения иглы при 25°С, 0.1 мм - 30-40; температура размягчения, °С - 80-90; температура хрупкости, °С - -17; растяжимость при 25°С, см, не менее - 2,2; температура вспышки, °С, не ниже - 230. Для смолы стирольно-инденовой: температура размягчения, °С - 80-100; зольность, %, не более - 3; массовая доля влаги, %, не более - 0,4; кислотность или щелочность, %, не более - 0,05. Для ди-(2-этилгексил)-фталата: плотность при 20°С, г/см - 0,982-0,986; температура вспышки, °С, не ниже - 205; кислотное число, мг КОН/г, не более - 0,07. Для мела: массовая доля углекислого кальция и углекислого магния в пересчете на углекислый кальций (CaCO+MgCO), %, не менее - 96, массовая доля влаги, %, не более - 0,2; массовая доля песка, %, не более - 0,05. Для микросфер: массовая доля фракции более 0,5 мм, % - 0; насыпная плотность, г/см, не более - 0,5; массовая доля фракций плотностью более 1 г/см, %, не более - 10; влажность, %, не более - 5,0. Для слюды марки СДФ: остаток на сетке №7,%, не более - 1,0; просев через сито №016,%, не более - 5,0; содержание песка крупностью более - 0,5 мм, %, не более - 1,0; содержание влаги, %, не более - 2,0. Для слюды флогопит молотой для металлургической промышленности СМФФ-160: тонина помола, остаток, %, не более на сетке №063 - 6; содержание влаги, %, не более - 1; содержание двуокиси кремния, %, не более - 32. Для микроволластонита фракционированного (МИВОЛЛ): массовая доля кальция (CaO), %, - 44-50; массовая доля кремния в пересчете на диоксид кремния, %, - 48-52; массовая доля железа в пересчете на окись железа, %, - 0,1-0,4; массовая доля алюминия в пересчете на окись алюминия, %, - 0,3-0,4; массовая доля влаги, %, не более - 0,5; массовая доля остатка на сите, %, не более на сетке №0,045 - 0,01; диаметр частиц, мкм, средний - 3, максимальный - 25.
Некондиционная базальтовая вата - это отходы теплоизоляции реакторов азотно-кислородных станций ОАО «Саратоворгсинтез». Некондиционная и кондиционная базальтовая вата м. БСТВ (производитель ОАО «ИВОТСТЕКЛО», г.Ивот, Брянская обл., ТУ 21-23-247-88) упоминается Степановой Е.В. в диссертации на соискание ученой степени кандитата технических наук по спец. 05.11.06 «Технология и переработка полимерных композиций», тема которой «Структура и свойства базальтопластиков, армированных базальтовыми нитями разных производителей и модификация их физическими и химическими методами» (22.11.2006 г.).
Материал дополнительно может включать лицевой слой из алюминиевой фольги, например, марки А-5М (ГОСТ 745), АД 1М (ГОСТ 618) толщиной 100 мкм. Для монтажа на месте применения используется клеевой монтажный слой с постоянной липкостью, например на основе водной акриловой дисперсии, защищенный силиконизированной бумагой, или термореактивный клеевой слой на основе, например, сополимера метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты.
Эффективная толщина листа, изготавливаемого из указанной композиции, составляет 2,0-3,5 мм.
Способ получения предлагаемого вибропоглощающего листового материала включает приготовление битумной композиции в смесителе, куда в разогретый до 120°С битум вводят частями остальные ингредиенты, перемешивание в течение 30 минут и калибрование на вальцах в лист, совмещенное с дублированием с силиконизированной бумагой или фольгой.
Отличительными признаками заявленного виброшумопоглощающего листового материала от прототипа являются: материал включает смолу стирольно-инденовую, получаемую из кубовых остатков ректификации сырого бензола и смолы пиролиза, а также из полимеров бензольного отделения, пластификатор ди-(2-этилгесил)-фталата и дополнительно включает наполнители - слюду флогопит молотую для металлургической промышленности марки СМФФ-160 и слюду дробленую марки СДФ-3, микросферы, получаемые из водной суспензии золы тепловой электростанции, микроволластонит фракционированный (МИВОЛЛ), полученный путем измельчения, некондиционную базальтовую вату. Примеры выполнения листового виброшумопоглощающего материала и результаты его испытаний приведены в таблице 2.
рез
max
max
1
2
1
2
рез
рез
Измерение коэффициента механических потерь осуществляют по методу вынужденных резонансных колебаний на установке для измерения динамического модуля упругости консольно зажатого составного стержня [И.И.Боголепов «Промышленная звукоизоляция», 1986, с.313]. В положении резонанса определяют резонансную частоту (f) и максимальную амплитуду (A). Затем определяют частоты, соответствующие 0,7 A (f и f). Изменяя длину образца от 265 до 150 мм находят несколько резонансов и определяют коэффициент механических потерь составного стержня (η) по формуле η=(f-f)/f. Затем строят график зависимости η от f. По графику методом интерполяции определяют η на частоте 200 Гц.
Источники информации
1. Боголепов И.И. Промышленная звукоизоляция. - М. - 1986. - 313 с.
2. А.С. 0960052; заявл. 01.11.2000; опубл. 27.08.2002.
3. Степанова Е.В. Диссертация на соискание ученой степени кандитата технических наук «Структура и свойства базальтопластиков, армированных базальтовыми нитями разных производителей, и модификация их физическими и химическими методами», 22.11.2006.
Таблица 1
№ п/п
Наименование инградиента
Обозначение НТД
1.
Битум нефтяной марки «Пластбит-II»
ТУ 38 101580-75
2.
Смола стирольно-инденовая
ТУ 14-6-89-73
3.
Ди-(2-этилгексил)-фталат ДОФ
ГОСТ 8728-88
4.
Мел МТД-Б
ТУ 5743-114-00149289-2000
5.
Микросферы
ТУ 5717-37-00284351-20002
6.
Слюда дробленая
ГОСТ 19571-74
7.
Слюда флогопит молотая для металлургической промышленности
ТУ 21-25-241-80
8.
Микроволластонит фракционированный (МИВОЛЛ)
ТУ 5777-006-40705684-2003
9.
Некондиционная базальтовая вата
Таблица 2
Наименование компонента
Содержание компонентов, %
1
2
3
4
5
6
7
Битум (марка «Пластбит II»)
21,0
22,0
22,0
23,0
24,0
24,0
25,0
Смола стирольно-инденовая
9,0
10,0
10,0
10,0
11,0
12,0
12,0
Ди-(2-этилгексил)-фталат
3,0
2,0
2,0
2,0
2,0
3,0
2,0
Мел (марка МТДБ)
28,0
28,0
27,7
27,0
26,0
25,0
25,0
Слюда СМФФ-160
3,0
4,0
3,1
3,0
3,0
3,0
3.0
Слюда СДФ-3
3,0
3,0
3,7
3,0
3,0
3,0
3,0
Микросферы
23,0
21,0
23,5
22,0
21,0
20,0
20,0
МИВОЛЛ
7,0
5,0
3,0
4,0
4,0
4,0
3,0
Отходы базальтовой ваты
3,0
5,0
5,0
6,0
6,0
6,0
7,0
Физико-механическиепоказатели
Норма по ТУ 38.105-15-40-84
Огнестойкость
Самозатухающий
Самозат.
Самозат.
Самозат.
Самозат.
Самозат.
Самозат.
Самозат
Масса 1 м<sup>2</sup>, кг
Не более 3,6
3,3
3,2
3,2
3,1
2,9
2,9
2,7
Толщина, мм
3,0-3,3
3,2
3,2
3,1
3,2
3,0
3,0
3,0
Термостойкость при температуре (180±2)°С
Материал должен плотно прилегать к металлу. На поверхности образцов не должно быть пузырей, подтеков
Соответ.
Соответ.
Соотв ет.
Соответ.
Соответ..
Соотв ет.
.Соответ.
Стабильность в размерах, %
В пределах ±5
0
0
0
0
0
1
1
Коэффициент потерь на частоте (200±5) Гц, при Т=40°С при Т=20°С
Не менее
0,1
0,1
0,11
0,11
0,1
0,1
0,1
0,1
0,17
0,17
0,18
0,18
0,18
0,17
0,18
0,18