ВИБРОПОГЛОЩАЮЩАЯ МАСТИКА
VIBRATION ABSORBING PASTE

Изобретение относится к области вибропоглощающих составов для жестких покрытий, в частности для внутрикорпусных покрытий судовых помещений и железнодорожных вагонов, трубопроводов, защитных кожухов, а также частей машин и механизмов.
4
Известна [Авторское свидетельство СССР №1451150, МКИ C09D 3/74, опубл. 15.01.89, Бюл. №2] вибропоглощающая мастика, включающая (мас.%) 45,5÷50,0 водной поливинилацетной дисперсии (ПВАД), 14,0÷18,0 нефелинового антипирена (НА) и 36,0÷40,0 наполнителя - кристаллического графита (КГ).
Покрытия из нее обладают комплексом ценных эксплуатационных характеристик в диапазоне комнатных температур: высокими (значение коэффициента механических потерь при 20°C составляет 0,19÷0,20), стабильными во времени (за три года коэффициент механических потерь снижается не более чем на 8÷10%) виброакустическими параметрами, хорошими адгезионными свойствами, пониженной горючестью (индекс распространения пламени составляет 9,2).
Недостатками известной мастики являются:
1. Низкая виброакустическая эффективность в диапазоне температур 50÷90°C - значение коэффициента механических потерь не превышает 0,07.
2. Нестабильность технологических свойств самой мастики: уже через 3÷5 суток с момента изготовления мастика начинает заметно терять свою подвижность, а через один месяц хранения значение этого показателя падает приблизительно в три раза. Негативными последствиями загустевания мастики являются:
- сложность выгрузки мастики из емкостей хранения (бидонов, бочек), так как загустевшую мастику невозможно растаривать механическими способами и ее приходится буквально выковыривать из тары вручную;
- сложность процесса подготовки мастики после хранения к использованию, так как выгруженную крошку мастики с трудом при длительном перемешивании с подогревом до 35÷40°C удается превратить в однородную пасту, какой является свежеприготовленная мастика;
- неоднородная мастика плохо наносится на демпфируемые поверхности;
- более низкие (на 25÷30%) виброакустические показатели демпфирующих покрытий из мастики, хранившейся в течение одного месяца, чем у покрытий, сформированных из свежеприготовленного материала.
6
Наиболее близкой к заявляемой вибропоглощающей мастике по совокупности существенных признаков является [Патент РФ №2044018, МКИ C09D 131/04, опубл. 20.09.95, Бюл. №26] вибропоглощающая мастика, включающая (мас.%) 41,7÷46,0 ПВАЭД, содержащей 50÷57 мас.% сухого вещества и модифицированной 10÷30 мас.% диановой или аминофенольной эпоксидной смолой, 3,2÷5,0 отвердителя ПЭПА или диэтилентриамина (ДЭТА), 14,0÷18,0 НА, 35,0÷40,0 КГ и 0,8÷5,0 алкилбензилпиридинийхлорида (АБПХ).
Известная мастика обладает стабильностью технологических свойств на протяжении одного месяца, а сформированные из нее в течение указанного периода времени демпфирующие покрытия характеризуются комплексом ценных эксплуатационных характеристик: высокими (коэффициент механических потерь при 70°C равен 0,16÷0,17), стабильными во времени (за три года коэффициент механических потерь снижается не более чем на 6÷9%) виброакустическими параметрами, хорошими адгезионными свойствами (1,4÷1,7 МПа), пониженной горючестью (индекс распространения пламени составляет 2,0÷2,5).
Однако для решения многих современных технических задач уровень поглощения механической энергии, демонстрируемый покрытиями из известной вибропоглощающей мастики, уже недостаточно велик.
Задачей предлагаемого технического решения является создание вибропоглощающей мастики, которая приводит к повышению уровня поглощения механической энергии (увеличению коэффициента механических потерь) сформированного из нее демпфирующего покрытия.
2
3
2
2
2
Поставленная задача достигается тем, что вибропоглощающая мастика, включающая водную поливинилацетатэпоксидную дисперсию, содержащую 50÷57 мас.% сухого вещества и модифицированную 10÷30 мас.% диановой или аминофенольной эпоксидной смолой, нефелиновый антипирен, алкилбензилпиридинийхлорид, отвердитель в виде полиэтиленполиамина или диэтилентриамина и наполнитель, согласно изобретению в качестве наполнителя содержит боксит, характеризующийся массовым соотношением основных компонентов AlO, SiO, TiO, равным (81-85):(10-14):(3,0-3,5) соответственно, размером частиц 63 мкм и менее, удельной поверхностью (2,6-3,3) м/г и степенью кристалличности 91% и более, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
водная поливинилацетатэпоксидная дисперсия,
содержащая 50÷57 мас.% сухого вещества и
модифицированная 10÷30 мас.% диановой или
аминофенольной эпоксидной смолой
41,7÷46,0
нефелиновый антипирен
14,0÷18,0
алкилбензилпиридинийхлорид
0,8÷5,0
полиэтиленполиамин или диэтилентриамин
3,2÷5,0
боксит
35,0÷40,0
Заявляемая вибропоглощающая мастика позволяет обеспечить увеличение коэффициента механических потерь сформированного из нее демпфирующего покрытия.
В качестве водной поливинилацетатэпоксидной дисперсии используют грубодисперсную непластифицированную ПВАЭД, содержащую 50÷57 мас.% сухого вещества и модифицированную 10÷30 мас.% диановой или аминофенольной эпоксидной смолой, по ТУ 6-05-05-39-80, а также полиэтиленполиамин по ТУ 6-02-594-80, диэтилентриамин по ТУ 6-02-914-86, нефелиновый антипирен по ТУ 6-08-340-76, алкилбензилпиридинийхлорид по ТУ 6-01-1026-75, боксит по ГОСТ 25465-95.
Вибропоглощающая мастика может дополнительно содержать регулятор вязкости - воду в количестве 5÷30% от массы мастики.
Получаемые вибропоглощающие мастики в зависимости от вязкости могут быть нанесены на демпфируемые поверхности методами шпателирования (при подвижности мастики 8÷10 см) или напыления (при подвижности мастики 12,5÷15 см)
Изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами, но не ограничено ими.
Пример 1.
3
Вибропоглощающую мастику готовили в промышленном вертикальном смесителе марки MVA-3000 емкостью 3 м, используя комбинированный (совмещение вертикального и горизонтального) режим перемешивания со скоростями 36 и 72 об/мин. Температуру реакционной массы поддерживали путем подачи теплоносителя (горячая или холодная вода) в рубашку смесителя. В аппарат загружали 417 кг ПВАЭД марки 1-2-30 (содержит 57 мас.% сухого остатка и 30 мас.% эпоксидной смолы УП-610), включали перемешивающее устройство и с помощью шнекового питателя, обеспечивающего равномерное, с заданной скоростью поступление порошкообразных ингредиентов, загружали при перемешивании 140 кг НА, 361 кг БК, 50 кг АБПХ и в течение 30 минут проводили совмещение компонентов до получения однородной, не содержащей комков массы. Готовую вибропоглощающую мастику выгружали в широкогорлые полиэтиленовые бочки емкостью 60 л.
Отвердитель ПЭПА или ДЭТА хранились в заводской упаковке отдельно от мастики и вводились в мастику перед ее применением в количестве, указанном в табл.1.
Демпфирующие покрытия формировали путем нанесения мастики на демпфируемые поверхности методом шпателирования. Покрытие высушивали при 60°C в течение трех суток.
Испытания проводили в соответствии со следующими методиками.
1. Технологические свойства мастики:
- определение подвижности мастики по ГОСТ 5802-86;
- определение показателя тиксотропии по ТТП 743. 4152-027-88;
- определение плотности мастики по ТУ 2243-038-00203521-97.
2 Свойства демпфирующих покрытий:
- определение температурно-частотных характеристик коэффициента механических потерь энергии изгибных колебаний пластин, демпфированных покрытием, - по методическим указаниям 74-0109-25-80. Размер пластин - 750×500×(4-6) мм или 300×150×(1,5-2) мм. Материал пластин - сталь. Способ нанесения покрытия по типовым технологическим схемам и инструкциям;
- определение адгезионной прочности покрытия к стали на сдвиг по ГОСТ 14759-69;
- определение плотности покрытия по ТУ 2243-038-00203521-97;
- определение горючести материала демпфирующего покрытия по ГОСТ 12.1.044-84.
Состав мастики, характеристики боксита, свойства мастики и сформированного из нее демпфирующего покрытия по примеру 1 и всем последующим примерам представлены в таблицах 1-5.
Примеры 2-6.
Вибропоглощающие мастики готовили и испытывали как в примере 1, но варьируя соотношение компонентов в мастике в заявляемых пределах.
Кроме основных компонентов в мастику добавляли регулятор вязкости (вода) в количестве, обеспечивающем заданный уровень подвижности мастики, который в свою очередь определяет способ нанесения материала на демпфируемую поверхность (напыление или шпателирование).
Примеры 7, 8 (контрольные).
Вибропоглощающие мастики готовили аналогично примеру 1, но используя боксит с запредельными значениями физических и физико-химических характеристик.
Примеры 9, 10 (контрольные по прототипу и аналогу).
Вибропоглощающие мастики готовили аналогично примеру 1, но используя рецептуры мастики, описанные в прототипе - патент РФ №2044018 (пример 9к по прототипу) и аналоге - авторское свидетельство СССР №1451150 (пример 10к по аналогу).
Грибостойкость всех мастик по примерам 1-10 составляет 4÷5 баллов по методу Б в соответствии с ГОСТ 13410-67.
Как видно из приведенных в таблицах 1-5 данных, заявляемая вибропоглощающая мастика позволяет формировать демпфирующие покрытия, которые характеризуются на 40÷50% более высокими значениями коэффициента механических потерь по сравнению с известными материалами и обладают необходимой стабильностью виброакустических характеристик во времени. При этом ни по одному из показателей заданного комплекса свойств (адгезия, плотность, огнестойкость) заявляемая мастика не уступает известным материалам.