ВИБРОШУМОПОГЛОЩАЮЩИЙ ЛИСТОВОЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК C08L95/00 B32B11/02 B60R13/08 

Изобретение относится к виброшумопоглощающим материалам, изготавливаемым на основе битума и предназначенным, например, для применения в автотракторной технике для изоляции салона транспортного средства от вибрации и шума двигателя.

Внедрение в промышленность новых технологий, механизация производственных процессов, использование средств воздушного, наземного и водного транспорта, применение разнообразного бытового и инженерного оборудования и т. п. привели к тому, что человек непрерывно повергается действию шума и вибрации: на производстве, в быту, на отдыхе. Так, например, известно, что в основных и заготовительных цехах машиностроительного производства более 50% оборудования генерируют шум и вибрацию, превышающие предельно допустимые уровни [Комплекс работ по снижению шума и вибрации промышленного оборудования с целью охраны труда на машиностроительных предприятиях. А.Г. Киселев, А. Г. Гервач, В.И. Бнатов. Применение средств вибропоглощения и виброгашения в промышленности и на транспорте. Сб. - Л.: ЛДНТП, 1986. - с. 91-93].

Длительное пребывание человека в условиях повышенных уровней вибраций и обусловленного ими шума отрицательно сказывается на его трудоспособности и приводит к снижению производительности труда и профессиональным заболеваниям.

Поэтому характерной особенностью развития техники в настоящее время является постоянно возрастающая актуальность использования средств, снижающих вредное воздействие вибрации и шума на человека и окружающую среду.

Битум широко применяется при изготовлении виброшумопоглощающих материалов, особенно для защиты от шума и вибрации салонов автотракторной техники.

Известна композиция для изготовления вибропоглощающего материала, включающая битум, асбест, латекс и дополнительно стирольно-инденовую смолу и баритовый концентрат при следующем соотношении компонентов, вес. %: битум 25-27; асбест 13-15; латекс 1-2; стирольно-инденовая смола 4-6; баритовый концентрат 50-57 [авт. св. СССР 0960052, кл. В 32 В 11/00, С 04 В 43/00, опубл. 23.09.82].

Известен листовой шумопоглощающий материал, изготавливаемый из битума, резиновой крошки и в качестве наполнителя - графитированной стружки и асбеста, взятых в следующем соотношении, мас.%: битум 53-54; резиновая крошка 34-35; графитированная стружка 2-10; асбест 2-10 [авт. св. СССР 1060602, кл. С 04 В 43/04, 43/02, опубл. 15.12.83], выбранный в качестве прототипа.

Задачей изобретения является расширение арсенала средств виброшумопоглощения, в частности материалов на основе битума, предназначенных для виброшумоизоляции салона автомобиля и снижения вибрации кузова.

Сущность изобретения заключается в том, что листовой виброшумопоглощающий материал на основе битума изготавливают из композиции, включающей, мас. ч.:
Битум нефтяной - 100
Графит - 8-12
Каолин - 60-80
Тальк - 40-60
Композиция дополнительно может включать волокнистые отходы хлопчатобумажного производства в количестве 3-5 мас.ч.

Эффективная толщина листа, изготавливаемого из указанной композиции, составляет 1,5-2,5 мм.

Данный листовой виброшумопоглощающий материал можно наносить на защищаемые металлические поверхности или методом наплавления при повышенных температурах (например, в окрасочных камерах), или через клеевой слой (приклеиванием).

Для удобства монтажа через клеевой слой последний наносят на материал при его изготовлении и закрывают защитным слоем (антиадгезионной бумагой или пленкой). В качестве основы клеевого слоя могут использоваться любые сохраняющие липкость после удаления антиадгезионной прокладки композиции, например на основе водных акриловых дисперсий [описание изобретения к патенту РФ 2069225, авт. св. СССР 1609805, авт. св. СССР 1420015].

Кроме того, материал может включать лицевой слой из алюминиевой фольги, например марки А-5М (ГОСТ 745), АД 1М (ГОСТ 618) толщиной 100 мкм.

Общими отличительными признаками заявленного виброшумопоглощающего листового материала от прототипа являются: использование в качестве наполнителя каолина и талька в количестве 60-80 и 40-60 мас.ч. на 100 мас.ч. битума соответственно.

Для изготовления листового виброшумопоглощающего материала используют сырье и материалы, приведенные в табл.1.

Примеры выполнения листового виброшумопоглощающего материала, методы и результаты его испытаний приведены в табл.2.

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_рез.) и максимальную амплитуду (А_max.). Затем определяют частоты, соответствующие 0,7A_max (f₁ и f₂). Изменяя длину образца от 265 до 150 мм находят несколько резонансов и определяют коэффициент механических потерь составного стержня (η) по формуле η=(f₁-f₂)/f_рез.. Затем строят график зависимости η от f_рез. По графику методом интерполяции определяют η на частоте 200 Гц.

Известен способ получения виброшумопоглощающего листового материала на основе битума, включающий перемешивание компонентов при нагревании, затем экструдирование через щелевую головку (калибрование в лист) [авт. св. СССР 522969, опубл. 30.07.76, бюл. 28].

Известен способ получения виброшумопоглощающего материала на основе битума, включающий перемешивание компонентов и калибрование на вальцах в лист, совмещенное с дублированием с ПЭ или бумагой (авт. св. СССР 960052, опубл. 15.12.83, бюл. 46].

Известен способ получения виброшумопоглощающего материала на основе битума, выбранный в качестве прототипа, включающий разогрев битума до 120^oС, введение в разогретый битум частями всех остальных ингредиентов и перемешивание в течение 30 минут, вальцевание полученной смеси и калибрование в лист заданной толщины [авт. св. СССР 1060602, опубл. 15.12.83, бюл. 46].

Технической задачей настоящего изобретения является расширение арсенала технических средств в области получения виброшумопоглощающих листовых материалов на основе битума.

Сущность изобретения заключается в следующем. Битум режут на куски размером не более 200х150х150 мм (например, на гильотинном ноже), для предотвращения слипания талькируют. Затем готовят навеску композиции в соответствии с рецептурой вибропоглощающего листового материала. Приготовленную навеску дробят в дробилке роторного типа. Полученным гранулированным продуктом, прошедшим через сито с размером ячейки 5-12 мм, питают экструдер. Частота вращения шнека экструдера 15-30 об/мин, температура по зонам: от 40-70^oС в зоне загрузки гранулята, до 85-140^oС на выходе смеси из экструдера. Общее время приготовления композиции 3-7 минут (в зависимости от состава).

Выходящую из экструдера смесь в виде жгута подают на валковую пару с температурой валков 30-60^oС, где смесь калибруют в лист толщиной 1,5-2,5 мм. Полученный таким образом лист охлаждают в водяной ванне и подают на резку и упаковку.

Для получения виброшумопоглощающего листового материала с алюминиевой фольгой сначала на битумном листе формируют клеевой слой, например методом переноса клея с материала клееносителя при дублировании с битумным листом на валковой паре, а затем его соединяют на валковой паре с алюминиевой фольгой.

Для удобства монтажа материала на месте применения клеевым способом на него наносят дополнительно клеевой монтажный слой с постоянной липкостью, например на основе водных акриловых дисперсий, который защищают антиадгезионной прокладкой (силиконированной пленой, бумагой и т.п.). В качестве основы клеевого слоя можно использовать любые сохраняющие липкость после удаления антиадгезионной прокладки композиции, например на основе водных акриловых дисперсий [патент РФ 2069225, патент РФ 2087509, авт. св. СССР 1609805, авт. св. СССР 1420015].

Виброшумопоглощающий листовой материал, предназначенный, например, для применения в автотракторной технике для изоляции салона транспортного средства от вибрации и шума двигателя, выполнен из композиции на основе битума, включающей, мас.ч.: битум нефтяной 100, графит 8,0-12,0, каолин 60-80, тальк 40-60. Эффективная толщина материала 1,5-2,5 мм. Материал дополнительно может включать отходы волокнистые хлопчатобумажного производства в количестве 3-5 мас.ч. на 100 мас.ч. битума. Материал может дополнительно включать лицевой слой из алюминиевой фольги, например, толщиной 100 мкм. Для удобства монтажа на месте применения материал дополнительно может включать клеевой монтажный слой с постоянной липкостью, например на основе водной акриловой дисперсии, защищенный антиадгезионной прокладкой. Способ получения виброшумопоглощающего листового материала на основе битума включает приготовление дисперсной битумной композиции с наполнителями в дробилке, например, роторного типа, фракционирование полученной смеси, ее гомогенизацию при температуре выше температуры размягчения битума и калибрование в лист. 2 с. и 9 з. п. ф-лы, 2 табл.

1. Виброшумопоглощающий листовой материал, выполненный из композиции на основе битума, включающий в качестве наполнителя графит, отличающийся тем, что материал дополнительно включает каолин и тальк при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
Битум нефтяной - 100
Графит - 8,0-12,0
Каолин - 60-80
Тальк - 40-60
2. Виброшумопоглощающий листовой материал по п.1, отличающийся тем, что выполнен толщиной 1,5-2,5 мм. 3. Виброшумопоглощающий листовой материал по пп.1 и 2, отличающийся тем, что выполнен из композиции, дополнительно включающей отходы волокнистые хлопчатобумажного производства в количестве 3-5 мас.ч. на 100 мас.ч. битума. 4. Виброшумопоглощающий листовой материал по пп.1-3, отличающийся тем, что дополнительно включает лицевой слой на основе алюминиевой фольги толщиной 100 мкм. 5. Виброшумопоглощающий листовой материал по пп.1-4, отличающийся тем, что дополнительно включает клеевой монтажный слой с постоянной липкостью, защищенный антиадгезионной прокладкой. 6. Виброшумопоглощающий листовой материал по п.5, отличающийся тем, что клеевой монтажный слой выполнен на основе водной акриловой дисперсии. 7. Способ получения виброшумопоглощающего листового материала на основе битума, включающий приготовление битумной композиции с наполнителями, ее гомогенизацию и калибрование, отличающийся тем, что приготовление битумной композиции, включающей, мас.ч.:
Битум нефтяной - 100
Графит - 8,0-12,0
Каолин - 60-80
Тальк - 40-60
осуществляют в две стадии, причем на первой стадии готовят дисперсную битумную композицию путем измельчения предварительно нарезанного на куски битума в дробилке с наполнителями и фракционирования полученного продукта, а на второй стадии фракционированную дисперсную битумную композицию гомогенизируют в экструдере при температуре выше температуры размягчения битума, после чего полученную битумную смесь подают на калибровочную валковую пару, где осуществляют ее калибрование в лист. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что приготовление дисперсной битумной композиции осуществляют в дробилке роторного типа при линейной скорости движения частиц 10-15 м/с. 9. Способ по пп.7 и 8, отличающийся тем, что дисперсную битумную композицию перед гомогенизацией просеивают через фракционирующую решетку с размером ячейки 5-12 мм. 10. Способ по пп. 7-9, отличающийся тем, что гомогенизацию дисперсной битумной композиции в экструдере осуществляют при частоте вращения шнека 15-30 об/мин и температуре 85-140^oС. 11. Способ по пп.7-10, отличающийся тем, что виброшумопоглощающий листовой материал калибруют толщиной 1,5-2,5 мм.