ТЕПЛОЗАЩИТНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2010 года по МПК C08L23/16 B32B25/10 F16L59/00 F02K9/34 

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе теплостойких этилен-пропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении.

Известен теплозащитный материал АР-998 ТУ 38.1051211-83-прототип. Известный материал представляет собой композицию, включающую армирующий теплостойкий наполнитель из ткани асбестовой АЛТ-6 ГОСТ 6102-72 с 2-х сторонней обкладкой резиновой смесью на основе синтетического этилен-пропилендиенового каучука марки 51-2110 ТУ 38.10551177-88.

Существенным недостатком известного материала является то, что в процессе утилизации (термообезвреживания) изделий, завершивших срок эксплуатации, остается зольный остаток асбестовой пыли (1 класс опасности), который по экологическим показаниям подлежит либо захоронению, либо вторичной переработке до технических показателей, позволяющих его использование в производстве асбестотехнических изделий.

К этому недостатку добавляются и другие:

- сложность технологии получения резино-армированного материала в связи с необходимостью приготовления специального клея из резины 51-2110 методом набухания в толуоле (токсичный органический растворитель, 3 класс опасности);

- низкое относительное удлинение теплозащитного материала АР-998, что ухудшает характеристики деформативного изделия в целом.

Технической задачей изобретения является устранение указанного недостатка.

Технический результат достигается тем, что теплозащитный материал, способный к экологически чистой утилизации в составе изделия авиа-, ракетостроения, выполнен из сформированного слоя арамидного волокна нетканой структуры с диаметром волокна от 1 до 10 нм, проложенного между двумя слоями резиновой смеси на основе этилен-пропилендиенового каучука с последующей вулканизацией в составе изделия.

Введение арамидного волокна позволяет осуществить реализацию экологически чистого процесса утилизации в составе изделия (без зольного остатка асбеста) и совокупности улучшенных физико-механических показателей заявленного защитного материала.

На чертеже приведена дериватограмма арамидного волокна, где

ТО - кривая уноса массы;

DTG - скорость уноса массы;

DTA - скорость изменения энтальпии.

Теплозащитный материал изготавливают методом дублирования на столах с обогревом от 50 до 60°С. Полотно арамидного волокна нетканой структуры («путанка») предварительно замачивают в спирто-ацетоновой смеси (соотношение 1:1), высушивают на воздухе в течение от 30 до 40 мин и прокладывают между двумя слоями резиновой смеси 51-2110 (толщина слоя от 0,6 до 1 мм), поджимают прикатным роликом с усилением не более 0,5 МПа. После чего сдублированный по вышеуказанной технологии теплозащитный материал (АРМ-НТ-998) подлежит раскрою на заготовки для размещения в сборочных единицах (днищ, законцовок, крышек) согласно техническим требованиям конструкторской документации.

Вулканизация теплозащитного материала обеспечивается самостоятельно по совмещенному режиму с другими теплозащитными материалами в составе сборочных единиц при температуре от 145 до 155°С и давлении Р≥1,0 МПа. Сравнительная оценка физико-механических и теплофизических характеристик представлена в таблице.

При термическом разложении арамидного волокна (чертеж) характеристическая температура разложения соответствует 500°С. Арамидное волокно, разлагаясь на низкомолекулярные компоненты, улетучивается, а остаток представляет собой мелкодисперсный углеродный продукт, осаждаемый на коксе теплозащитного материала.

Применение в теплозащитном материале нового нановолокнистого наполнителя вышеприведенного состава позволяет решить проблему его утилизации по окончании жизненного цикла изделия.

№ Наименование показателей Материал АР-998 АРМ-НТ-998 1 Плотность, кг/м³ 1100 900-1000 2 Относительное удлинение, %     по основе, ≥ 8 410 (при толщине резины 1 мм) по утку,≥ 10 260 (при толщине резины 0,6 мм) 3 Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/м·К 0,29 0,142 4 Коэффициент температуропроводности, a·10⁷ м²/c 1,59 0,85-1,20 5 Удельная теплоемкость, кДж/кг·К 1,66 1,75 6 Остаток при терморазложении, г/м² 340 0

Таким образом, экологически более чистый теплозащитный материал, включающий термостойкий армирующий наполнитель из арамидного волокна нетканой структуры, обладает, наряду с экологическими преимуществами, улучшенными техническими показателями, приведенными в таблице.

Изобретение относится к теплозащитным материалам, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении, и способны к экологически чистой утилизации в составе изделия. Теплозащитный материал выполнен из сформированного слоя арамидного волокна нетканой структуры с диаметром волокна от 1 до 10 нм, проложенного между двумя слоями резиновой смеси на основе этилен-пропилендиенового каучука с последующей вулканизацией в составе изделия. Изобретение позволяет за счет использования нового нановолокнистого наполнителя решить проблему его утилизации по окончании жизненного цикла изделия. 1 ил., 1 табл.

Теплозащитный материал, способный к экологически чистой утилизации в составе изделия авиа-, ракетостроения, выполненный из сформированного слоя арамидного волокна нетканой структуры с диаметром волокна от 1 до 10 нм, проложенного между двумя слоями резиновой смеси на основе этилен-пропилендиенового каучука с последующей вулканизацией в составе изделия.