ГИБКИЙ ИЗОЛЯЦИОННЫЙ ЛИСТОВОЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 1995 года по МПК B32B25/02 

Изобретение относится к теплоизоляционным самоуплотняющимся материалам, предназначенным для использования в качестве изоляционного слоя между двумя фиксированными поверхностями, например, в каталитических нейтрализаторах выхлопных газов от автомобильных двигателей для заполнения зазора между рабочим органом (керамическим или металлическим блоком) и корпусом.

Основными эксплуатационными требованиями, предъявляемыми к подобным материала, являются устойчивость к циклическому температурному воздействию (от минус 40 до плюс 900^оС), низкая теплопроводность, вибростойкость, газонепроницаемость, достаточная плотность и прочность для исключения сдвига изолируемых поверхностей относительно одна другой. Кроме того, в исходном состоянии материал должен иметь необходимую прочность на разрыв и монтажную гибкость.

Известен ряд материалов, отвечающих названным требованиям и изготовляемых из керамических (алюмосиликатных) волокон, тонкомолотого неорганического наполнителя и органического эластомерного связующего, например, известен гибкий огнеупорный картон [1] который содержит 100% тонкомолотого неорганического огнеупорного материала или его смеси с неорганическими волокнами или его смеси с органическими и неорганическими волокнами, 3-5% (по сухому веществу) эластомера в виде поливинилацетата и/или каучукового латекса с температурой пленкообразования более 50^оС. Использование в составе картона невспучиваемых при температуре неорганических огнеупорных материалов не позволяет обеспечить его надежную фиксацию между изолируемыми поверхностями, особенно при наличии вибрации.

Известен изоляционный материал, полученный с использованием керамического, огнеупорного и теплостойкого волокна диаметром 1-3 мкм и длиной 1-5 мм, невспученного вермикулита с максимальным размером частиц до 1 мм при их соотношении (80:20)-(30:70), а также 5-40 мас. органических полимерных волокон из ряда полиолефинов на основе полиэтилена с Т_размяг=125-135^оС или полипропилена с Т_размяг=155-165^оС. Последние (после формования и сушки изделий) при нагревании до температуры размягчения полимера расплавляются и в последующем выполняют функции связующего компонента [2] Эти изделия не обладают достаточной прочностью на разрыв из-за слабой адгезии (низкая смачиваемость из-за высокой вязкости) расплавленного полимера к неорганическим компонентам, а также неравномерности распределения органических волокон по объему материала. Кроме того, придание материалу требуемой толщины вызывает необходимость в специальных антиадгезионных мероприятиях при его прессовании.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является известный гибкий изоляционный листовой материал, изготовленный из композиции, включающей 50-95 мас. алюмосиликатного или кремнеземного волокна, неорганический наполнитель слюда или вермикулит 0,30 мас. 3,20 мас. органического связующего на основе неопренового эластомера (дисперсия полихлоропренового латекса), 1-20 мас. поверхностно-активного вещества и 0-1 мас. соли металла [3]
Низкая плотность получаемого материала не обеспечивает требуемую прочность, а недостаточное содержание вспучивающегося неорганического наполнителя не позволяет надежно закрепить ее между изолируемыми поверхностями.

Технической задачей изобретения является получение материала с более высокой температуростойкостью, вибростойкостью, с большей гибкостью, с более высокой прочностью при растяжении и т.п.

Данная техническая задача достигается тем, что гибкий изоляционный листовой материал, изготовленный из композиции, включающей алюмосиликатное и/или кремнеземное волокно, вермикулит и синтетическое эластомерное связующее, в качестве связующего содержит смесь латекса бутадиеннитрильного каучука и дисперсии пластифицированного поливинилацетата или дисперсии сополимера винилацетата с этиленом при следующем соотношении компонентов композиции, мас.

Алюмосиликатное и/или
кремнеземное волокно 30,0-40,0 Вермикулит 45,0-60,0
Латекс бутадиеннитрильного каучука 4,2-14,1
Дисперсия пластифицированного
поливинилацетата или
дисперсия сополимера
винилацетата с этиленом 0,3-4,5
При получении материала по изобретению используют латекс бутадиеннитрильного каучука, в том числе карбоксилсодержащего, например, марок БНК-302, СКН-40 ИХМ, БН-40/4. В качестве сополимера винилацетата с этиленом используют, например, известный продукт марки ДИЭ-50 с соотношением мономеров 8:92; 10:90; 15:85. В качестве высокотемпературных волокон используют алюмосиликатные, кремнеземные волокна или их смесь.

Вермикулит с размером частиц 0,3-1,2 мм применяют в невспученном виде. В процессе эксплуатации под воздействием высоких температур частицы вермикулита вспучиваются, существенно увеличивая объем материала, в котором они равномерно распределены и, тем самым, надежно закрепляя слой материала в фиксированном зазоре и обеспечивая требуемые эксплуатационные свойства.

Материал получают следующим образом.

Готовят смесь волокон и связующего, затем в нее вводят вермикулит. Из указанной массы формируют волокнистый мат с принудительным удалением жидкой фазы, фиксируют при необходимости требуемую толщину давлением и затем подвергают тепловой обработке.

В таблице представлены примеры, иллюстрирующие изобретение и данные по свойствам.

Материал, изготовленный из приведенных в примерах композиций, имеет следующие основные показатели: объемная масса 580-680 кг/м³; предел прочности при растяжении 150-600 КПа; гибкость выдерживает оборачивание вокруг цилиндра диаметром 50 мм без изменения структуры; увеличение объема после выдержки при 800^оС и последующего охлаждения не менее 1,45 раз.

Использование: высокотемпературный изоляционный материал, применяющийся, главным образом, в каталитических нейтрализаторах выхлопных газов от двигателей внутреннего сгорания, например от автомобильных. Сущность изобретения: изоляционный материал изготовлен из композиции, включающей алюмосиликатное и/или кремнеземное волокно 30,0-40,0% вермикулит 45,0-60,0% латекс бутадиеннитрильного каучука 4,2-14,1% дисперсию пластифицированного поливинилацетата или дисперсию сополимера винилацетата с этиленом 0,3-4,5% Готовят смесь волокон и связующего. В смесь вводят вермикулит, из массы формуют волокнистый материал. Подвергают тепловой обработке. Характеристики свойств: объемная масса 580-680 кг/м³ предел прочности при растяжении 150-600 КПа, гибкость выдерживает оборачивание вокруг цилиндра диаметром 50 мм без изменения структуры. 1 табл.

ГИБКИЙ ИЗОЛЯЦИОННЫЙ ЛИСТОВОЙ МАТЕРИАЛ, изготовленный из композиции, включающей алюмосиликатное и/или кремнеземное волокно, вермикулит и синтетическое эластомерное связующее, отличающийся тем, что в качестве связующего используют смесь латекса бутадиен-нитрильного каучука и дисперсии пластифицированного поливинилацетата с этиленом при следущем соотношении компонентов композиции, мас.

Алюмосиликатное и/или кремнеземное волокно 30 40
Вермикулит 45 60
Патекс бутадиен-нитрильного каучука 4,2 14,1
Дисперсия пластифицированного поливинилацетата или дисперсия сополимера винилацетата с этиленом 0,3 4,5