Комбинированный вибродемпфирующий материал Российский патент 2023 года по МПК B32B7/04 G10K11/162 

Настоящее изобретение относится к комбинированному вибродемпфирующему материалу, предназначенному для использования в автомобиле-, судо- и авиастроении, в гражданском и промышленном строительстве для снижения вибрации и структурного и воздушного шума различных конструкций, в частности, тонкостенных металлических конструкций.

В особенности, изобретение относится к комбинированному вибродемпфирующему материалу, предназначенному для использования в автомобильной промышленности для снижения вибрации и структурного и воздушного шума легкового и грузового автомобиля.

Также вибродемпфирующий материал может быть использован для снижения вибрации и структурного и воздушного шума гражданского судна, в частности, для маломерного моторного и парусно-моторного судна, и снижения вибрации и структурного и воздушного шума воздушного судна, например, пассажирского самолета.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является комбинированный вибродемпфирующий материал (RU № 2768919 от 21.06.2021 г.), выполненный многослойным и содержащий следующие последовательно соединенные слои:

- армирующий слой из алюминиевой фольги;

- вязкоупругий слой;

- слой экструзионного пенополистирола;

- вязкоупругий адгезионный слой.

Недостатками прототипа являются низкие звукоизоляционные и вибродемпфирующие свойства.

Задачей настоящего изобретения является создание комбинированного вибродемпфирующего материала с высокими вибродемпфирующими и звукоизоляционными свойствами.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение звукоизоляционных и вибродемпфирующих свойств комбинированного вибродемпфирующего материала.

Заявленный технический результат достигается за счет использования новой конструкции комбинируемого вибродемпфирующего материала, включающей:

- армирующий слой;

- звукоизоляционный вязкоупругий слой;

- слой спеченных гранул вспененного полипропилена;

- вязкоупругий адгезионный слой.

Вязкоупругий адгезионный слой является неотверждаемым и имеет высокую адгезию к несущим поверхностям, в частности, таким как: металл, пластик, бетон, дерево и др.

Наиболее предпочтительно выполнение вязкоупругого адгезионного слоя на основе композиции, включающей бутилкаучук, пластификаторы, минеральные наполнители и вспомогательные добавки. В частности, в качестве пластификаторов могут быть использованы, в частности, но не ограничиваясь: масло ПН-6, индустриальное масло, низкомолекулярный полиизобутилен или их смесь. В качестве минерального наполнителя могут быть использованы, но не ограничиваясь: мел, тальк, каолин или их смесь. В качестве вспомогательных добавок могут быть использованы любые неорганические или органические добавки известные из уровня техники, необходимые для достижения требуемых эксплуатационных характеристик, в частности, для достижения требуемой адгезии, теплостойкости, морозостойкости и др.

Также вязкоупругий адгезионный слой может быть выполнен на основе композиции, включающей в качестве основы термоэластопласт, в частности, но не ограничиваясь: сополимер стирола и бутадиена, сополимер стирола и изопрена или их смесь. Наиболее предпочтительно, когда вязкоупругий адгезионный слой представляет собой клей-расплав на основе указанных термоэластопластов.

Плотность вязкоупругого адгезионного слоя выбирается из диапазона от 0,8 до 2 г/см³.

Слой спеченных гранул вспененного полипропилена представляет собой листовой пористый материал, образованный путем формования и спекания предварительно вспененных гранул полипропилена. Наиболее предпочтительно выполнение слоя спеченных гранул вспененного полипропилена с плотностью от 18 до 50 кг/м³.

Слой спеченных гранул вспененного полипропилена может быть перфорированным. Наиболее предпочтительно перфорирование не более 10 % от площади слоя спеченных гранул вспененного полипропилена.

Звукоизоляционный вязкоупругий слой может выполняться, в частности, на основе композиции, включающей бутилкаучук, пластификаторы, наполнители с высокой плотностью и вспомогательные добавки.

Плотность звукоизоляционного вязкоупругого слоя наиболее предпочтительно выбирается из диапазона от 1,5 до 2,8 г/см³.

Звукоизоляционный вязкоупругий слой выполняется в конструкции с армирующим слоем. В качестве армирующего слоя могут быть использованы: алюминиевая фольга, нетканый текстильный материал, полиэтилентерефталатная или полиэтиленовая пленка, и др. Армирующий слой выбирается исходя из требований к эксплуатационным характеристикам комбинированного вибродемпфирующего материала.

Толщина ограничивающего слоя может изменяться, в частности, от 20 до 300 мкм и завит от требований к эксплуатационным характеристикам.

Вязкоупругий адгезионный слой дополнительно защищен антиадгезионным слоем, в качестве которого может быть использована антиадгезионная бумага или пленка. Антиадгезионный слой подбирается в соответствии с существующим уровнем техники и не влияет на достижение технического результата и служит только для защиты вязкоупругого адгезионного слоя от загрязнений и повреждений.

Характеристикой вибродемпфирующих свойств комбинированного вибродемпфирующего материала является коэффициент механических потерь, определяемый при 200 Гц.

Характеристикой звукоизоляционных свойств комбинированного вибродемпфирующего материала является индекс изоляции воздушного шума в частотном диапазоне от 100 до 3150 Гц.

Толщины слоев комбинированного вибродемпфирующего материала, в частности, могут выбираться следующим образом:

- армирующий слой - 10-300 мкм;

- звукоизоляционный вязкоупругий слой - 1,5-4 мм;

- слой спеченных гранул вспененного полипропилена - 2-6 мм;

- вязкоупругий адгезионный слой - 0,1- 2 мм.

Толщина и плотность звукоизоляционного вязкоупругого слоя, вязкоупругого адгезионного слоя и слоя спеченных гранул вспененного полипропилена влияет на величину индекса изоляции воздушного шума и коэффициента механических потерь.

При этом независимо от толщины и плотности слоев комбинированного вибродемпфирующего материала обеспечивается достижение заявленного технического результата - повышение звукоизоляционных и вибродемпфирующих свойств в сравнении с конструкцией аналога при сопоставимых толщинах и плотностях слоев.

Комбинированный вибродемпфирующий материал поясняется чертежом:

- на фиг. 1 представлена конструкция комбинированного вибродемпфирующего материала, состоящая из армирующего слоя (1, фиг. 1), звукоизоляционного вязкоупругого слоя (2, фиг. 1), слоя спеченных гранул вспененного полипропилена (3, фиг. 1), вязкоупругого адгезионного слоя (4, фиг. 1) и антиадгезионного слоя (5, фиг. 1);

Примеры осуществления и свойства комбинированного вибродемпфирующего материала представлены в таблице 1.

Таб. 1 Наименование показателя, ед. измерения Наименование образца 1 2 Толщина, мм 6,1 6,1 Послойный состав - вязкоупругий адгезионный слой плотностью 1,6 г/см³ - 1 мм;
- слой спеченных гранул вспененного полипропилена -3 мм;
- звукоизоляционный вязкоупругий слой плотностью 2 г/см³ - 2 мм;
- армирующий слой (нетканое текстильное полотно) - 100 мкм мм. - вязкоупругий адгезионный слой плотностью 1,6 г/см³ - 1 мм;
- перфорированный слой спеченных гранул вспененного полипропилена -3 мм;
- звукоизоляционный вязкоупругий слой плотностью 2 г/см³ - 2 мм;
- армирующий слой (нетканое текстильное полотно) - 100 мкм мм. Коэффициент механических потерь, у.е 0,49 0,47 Изоляция воздушного шума, дБ (100-3150 Гц) 31 32

Изобретение относится к комбинированному вибродемпфирующему материалу, предназначенному для использования в автомобиле-, судо- и авиастроении, в гражданском и промышленном строительстве для снижения вибрации и структурного и воздушного шума различных конструкций, в частности тонкостенных металлических конструкций. Комбинированный вибродемпфирующий материал выполнен многослойным и содержит следующие последовательно соединенные слои: армирующий слой, звукоизоляционный вязкоупругий слой, слой спеченных гранул вспененного полипропилена, вязкоупругий адгезионный слой. Изобретение обеспечивает повышение звукоизоляционных и вибродемпфирующих свойств комбинированного вибродемпфирующего материала. 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Комбинированный вибродемпфирующий материал, выполненный многослойным, отличающийся тем, что содержит следующие последовательно соединенные слои:

- армирующий слой;

- звукоизоляционный вязкоупругий слой;

- слой спеченных гранул вспененного полипропилена;

- вязкоупругий адгезионный слой.

2. Комбинированный вибродемпфирующий материал по п. 1, отличающийся тем, что в качестве армирующего слоя использован нетканый текстильный материал.

3. Комбинированный вибродемпфирующий материал по п. 1, отличающийся тем, что в качестве армирующего слоя использована алюминиевая фольга.

4. Комбинированный вибродемпфирующий материал по п. 1, отличающийся тем, что звукоизоляционный вязкоупругий слой выполнен на основе бутилкаучука и имеет плотность от 1,5 до 2,8 г/см³.

5. Комбинированный вибродемпфирующий материал по п. 1, отличающийся тем, что вязкоупругий адгезионный слой выполнен на основе бутилкаучука и имеет плотность от 0,8 до 2 г/см³.

6. Комбинированный вибродемпфирующий материал по п. 1, отличающийся тем, что вязкоупругий адгезионный слой выполнен на основе термоэластопласта и имеет плотность от 0,8 до 2 г/см³.

7. Комбинированный вибродемпфирующий материал по п. 6, отличающийся тем, что термоэластопласт представляет собой сополимер стирола и бутадиена, сополимер стирола и изопрена или их смесь.

8. Комбинированный вибродемпфирующий материал по п. 1, отличающийся тем, что слой спеченных гранул вспененного полипропилена имеет плотность от 18 до 50 кг/м³.

9. Комбинированный вибродемпфирующий материал по п. 1, отличающийся тем, что толщины последовательно соединенных слоев выбираются в следующем диапазоне:

армирующий слой 10-300 мкм звукоизоляционный вязкоупругий слой 1,5-4 мм слой спеченных гранул вспененного полипропилена 2-6 мм вязкоупругий адгезионный слой 0,1-2 мм

10. Комбинированный вибродемпфирующий материал по п. 1, отличающийся тем, что слой спеченных гранул вспененного полипропилена выполнен перфорированным.