Виброшумопоглощающий звукоизолирующий материал

Виброшумопоглощающий звукоизолирующий материал

Реферат

Изобретение относится к виброшумопоглощающим звукоизолирующим материалам, изготавливаемым на основе битумных композиций и предназначенным для применения в автомобилестроении для эффективного снижения вибраций инженерных конструкций и шума двигателя в салоне транспортного средства. Широко применяемые виброшумопоглощающие звукоизолирующие листовые материалы на основе битумных композиций способствуют значительной изоляции салона транспортных средств от вибрации и шума - это, как правило, термошумоизоляция салона (пола и щитка передка), состоящая из ворсового ковра, тяжелого изолирующего слоя (на российских автомобилях - битумный септум) и пористого слоя, например нетканое хлопковое полотно - «порозо».

Известна композиция для изготовления вибропоглощающего материала, включающая битум, асбест, латекс и дополнительно стирольно-инденовую смолу и баритовый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 25-27, асбест 13-15, латекс - 1-2, стирольно-инденовая смола - 4-6, баритовый концентрат - 50-57 [Авт. св. СССР 0960052, кл. В32В 11/00, С04В 43/00].

Недостатками данной композиции являются наличие в рецептуре в большом количестве 13-15 мас.% канцерогенного наполнителя - асбеста и труднодоступного, дорогого наполнителя - баритового концентрата.

Известен виброшумопоглощающий листовой материал, предназначенный, например, для применения в автотракторной технике для изоляции салона транспортного средства от вибрации и шума двигателя, выполненный из композиции на основе битума, включающей мас.ч.: битум нефтяной 100, графит 8,0-12,0, каолин 60-80, тальк 40-60 [Патент RU 188214, 2 МПК С08L 95/00, В32В 11/02, В60R 13/08].

Недостатками данного материала являются недостаточная термостойкостью и низкое значение коэффициента потерь.

Известен листовой шумопоглощающий материал, изготавливаемый из битума, резиновой крошки и в качестве наполнителя - графитовой стружки и асбеста, взятых в следующем соотношении, мас.%: битум 53-54, резиновая крошка 34-35, графитовая стружка 2-10, асбест 2-10 [Авт. св. СССР 1060602, МПК С04В 43/04, 43/02].

Недостатками данного материала являются наличие в рецептуре канцерогенного наполнителя - асбеста, низкая прочность материала и способность к звукоизоляции, а также труднодоступность и небольшие объемы другого исходного сырья - графитовой стружки.

В качестве прототипа выбран вибропоглощающий материал, состоящий из каучука, битума, пластификатора, смазки и наполнителя в соотношении, мас.%: битум - 60-70, бутиловый каучук - 10-20, масло индустриальное - 10-20, кислота стеариновая 2-3, углерод технический 34-44, микросферы алюмосиликатные - 17-22 [Патент RU 2235106, 2 МПК C08L 95/00, C08L 23/22, C08L 93/00, C08K 3/04, C08K 7/18].

Недостатком данного материала является недостаточно высокая звукоизолирующая способность.

Задачей изобретения является расширение спектра ассортимента виброшумопоглощения и звукоизоляции, в частности, материалов на основе битума, улучшение вибропоглощающих, звукоизолирующих и прочностных свойств с одновременным снижением массы деталей автомобилей и сохранением высоких термостойких свойств материала.

Это достигается тем, что созданный виброшумопоглощающий звукоизолирующий листовой материал выполнен из композиции на основе битума, включающей, мас.%: битум нефтяной - 17,0-23,0, каучук синтетический бутадиен-стирольный - 8,0-10,0, сополимер этилена с винилацетатом - 1,0-2,0, дибутилфталат - 1,0, мел - 60,0-65,0, некондиционная базальтовая вата - 5,0-10,0.

Отличительными признаками заявленного виброшумопоглощающего листового материала от прототипа являются: использование в качестве наполнителя вместо углерода технического - мела - 60,0-65,0%; вместо бутилового каучука - каучука синтетического бутадиен-стирольного-15 - 8,0-10,0% и сополимер этилена с винилацетатом 1,0-2,0%; вместо микросфер алюмосиликатных - некондиционной базальтовой ваты - 5,0-10,0% от общей массы композиции.

Эффективная толщина листа, изготавливаемого из указанной композиции, составляет 1,5-3,5 мм.

Способ получения предлагаемого вибропоглощающего звукоизолирующего листового материала включает приготовление битумной композиции в смесителе, куда в разогретый до 150-170°С битум вводят частями остальные инградиенты, перемешивание в течение 30 минут и калибрование на вальцах в лист.

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

Некондиционная базальтовая вата - это отходы теплоизоляции реакторов азотно-кислородных станций ОАО «Саратоворгсинтез». Некондиционная и кондиционная базальтовая вата м. БСТВ (производитель ОАО «ИВОТСТЕКЛО» г.Ивот Брянская обл., ТУ 21-23-247-88) упоминается Степановой Е.В. в диссертации на соискание ученой степени кандитата технических наук по спец. 05.11.06 «Технология и переработка полимерных композиций», тема которой «Структура и свойства базальтопластиков, армированных базальтовыми нитями разных производителей, и модификация их физическими и химическими методами» (22.11.2006 г.).

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

Предложенный вибропоглощающий листовой материал может использоваться самостоятельно и являться слоем звукоизолирующей звукопоглощающей сэндвичевой панели, включающей дополнительно слой пористого материала на основе хлопчато-бумажных и синтетических волокон, пенополиуретана, полипропилена, базальтовых и других волокон. На поверхности пористого материала может быть нанесен слой декоративного материала.

Способность образцов материалов к звукоизоляции определялась в соответствии с методикой И 3173.37.101.011-99 «Определение способности материала к звукоизоляции». При определении способности к звукоизоляции использовалась стендовая установка «Башня Пиза» (изготовитель фирма «Ритер» Италия). Суть используемого метода заключается в определении разницы (в дБ) между уровнями звукового давления в измерительной камере стенда при установке стальной подложки толщиной 1 мм без исследуемого звукоизолирующего образца материала и установке стальной подложки с исследуемым звукоизолирующим образцом материала.

Источники информации

1. А.С. 0960052; заявл. 01.11.2000; опубл. 27.08.2002.

2. Патент RU 2235106, 2 МПК С08L 95/00, C08L 23/22, C08L 93/00, C08K 3/04, C08K 7/18.

3. Степанова Е.В. Диссертация на соискание ученой степени кандитата технических наук «Структура и свойства базальтопластиков, армированных базальтовыми нитями разных производителей, и модификация их физическими и химическими методами» (22.11.2006).

Таблица 1
№ п/п	Наименование инградиента	Обозначение НТД
1	Битум нефтяной марки «Пластбит - II»	ТУ 38 101580-75
2	Каучук синтетический бутадиен-стирольный СКС-30АРКМ-15	ГОСТ 11138-78
3.	Диоктифталат ДБФ	ГОСТ 8728-88
4.	Мел МТД-Б	ТУ 5743-114-00149289-2000
5.	Сополимер этилена с винилацетатом «Сэвилен»	ТУ 6-05-1636-97
6.	Некондиционная базальтовая вата

Таблица 2
Наименование компонента	НТД	1	2	3	4	5	6
Битум (марка «Пластбит 2»)		17,0	19,0	20,0	20,0	21,0	23,0
Сэвилен м. 11306-075		1,0	1,0	1,0	1,0	2,0	1,0
Дибутилфталат		1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Мел (марка МТД-Б)		65,0	64,0	63,0	65,0	63,0	62,0
Бутадиен-стирольный каучук		8,0	8,0	10,0	8,0	8,0	8,0
Отходы базальтовой ваты		8,0	7,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Физико-механические показатели	ТУ 38.105.161 9-87
Условная прочность при растяжении, кгс/см2, не менее
- в продольном направлении	3,0	3,65	3,62	2,8	2,5	2,3	2,2
- в поперечном направлении	2,0	2,7	2,6	1,6	1,4	1,33	1,3
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее
- в прод. направл.	60,0	70,0	75,0	89,0	92,0	80,0	82,0
- в поперечном направлении	65,0	76,0	82,0	91,0	97,0	83,0	83,0
Плотность, кг/м3, не менее	1550	1406	1489	1550	1580,0	1548,0	1536,0
Способность к звукоизоляции, Дб, не менее, при частоте Гц
400	5	8,2	8,4	9,6	9,7	9,2	6,6
500	6	12,4	12,5	13,3	13,2	12,8	12,1
630	10	17,8	17,9	18,5	18,6	17,2	15,4
800	12	23,0	23,1	23,5	23,6	21,3	19,4
1000	16	24,5	24,3	24,2	24,8	22,2	20,3
1250	18	29,3	29,3	29,4	29,6	23,6	20,9
1600	22	36,7	35,8	34,9	34,3	31,2	29,4
2000	30	43,8	42,9	42,9	43,1	38,6	33,6
2500	29	36,7	36,8	34,1	34,2	36,9	31,4
3150	29	34,2	33,6	33,7	33,2	29,8	28,5
4000	35	41,5	41,3	41,4	42,3	34,5	29,6
5000	40	43,5	43,4	41,9	42,1	34,6	29,9
6300	48	46,6	46,6	48,4	45,2	36,1	30,2

Виброшумопоглощающий звукоизолирующий листовой материал, выполненный из композиции на основе битума, каучука и наполнителя, отличающийся тем, что в качестве каучука используют каучук синтетический бутадиен-стирольный, в качестве наполнителя он содержит мел, материал дополнительно включает сополимер этилена с винилацетатом, дибутилфталат и некондиционную базальтовую вату при следующем соотношении, мас.%:

битум нефтяной	17,0-23,0
каучук синтетический бутадиен-стирольный	8,0-10,0
сополимер этилена с винилацетатом	1,0-2,0
дибутилфталат	1,0
мел	60,0-65,0
некондиционная базальтовая вата	5,0-10,0