Вибропоглощающая мастика

Вибропоглощающая мастика

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области вибропоглощающих составов для жестких покрытий, в частности для внутрикорпусных покрытий судовых помещений и железнодорожных вагонов, трубопроводов, защитных кожухов, а также частей машин и механизмов.

Известна [Авторское свидетельство СССР №1451150, МКИ⁴ C09D 3/74, опубл. 15.01.89, Бюл. №2] вибропоглощающая мастика, включающая (мас.%) 45,5÷50,0 водной поливинилацетной дисперсии (ПВАД), 14,0÷18,0 нефелинового антипирена (НА) и 36,0÷40,0 наполнителя - кристаллического графита (КГ).

Покрытия из нее обладают комплексом ценных эксплуатационных характеристик в диапазоне комнатных температур: высокими (значение коэффициента механических потерь при 20°C составляет 0,19÷0,20), стабильными во времени (за три года коэффициент механических потерь снижается не более чем на 8÷10%) виброакустическими параметрами, хорошими адгезионными свойствами, пониженной горючестью (индекс распространения пламени составляет 9,2).

Недостатками известной мастики являются:

1. Низкая виброакустическая эффективность в диапазоне температур 50÷90°C - значение коэффициента механических потерь не превышает 0,07.

2. Нестабильность технологических свойств самой мастики: уже через 3÷5 суток с момента изготовления мастика начинает заметно терять свою подвижность, а через один месяц хранения значение этого показателя падает приблизительно в три раза. Негативными последствиями загустевания мастики являются:

- сложность выгрузки мастики из емкостей хранения (бидонов, бочек), так как загустевшую мастику невозможно растаривать механическими способами и ее приходится буквально выковыривать из тары вручную;

- сложность процесса подготовки мастики после хранения к использованию, так как выгруженную крошку мастики с трудом при длительном перемешивании с подогревом до 35÷40°C удается превратить в однородную пасту, какой является свежеприготовленная мастика;

- неоднородная мастика плохо наносится на демпфируемые поверхности;

- более низкие (на 25÷30%) виброакустические показатели демпфирующих покрытий из мастики, хранившейся в течение одного месяца, чем у покрытий, сформированных из свежеприготовленного материала.

Наиболее близкой к заявляемой вибропоглощающей мастике по совокупности существенных признаков является [Патент РФ №2044018, МКИ⁶ C09D 131/04, опубл. 20.09.95, Бюл. №26] вибропоглощающая мастика, включающая (мас.%) 41,7÷46,0 ПВАЭД, содержащей 50÷57 мас.% сухого вещества и модифицированной 10÷30 мас.% диановой или аминофенольной эпоксидной смолой, 3,2÷5,0 отвердителя ПЭПА или диэтилентриамина (ДЭТА), 14,0÷18,0 НА, 35,0÷40,0 КГ и 0,8÷5,0 алкилбензилпиридинийхлорида (АБПХ).

Известная мастика обладает стабильностью технологических свойств на протяжении одного месяца, а сформированные из нее в течение указанного периода времени демпфирующие покрытия характеризуются комплексом ценных эксплуатационных характеристик: высокими (коэффициент механических потерь при 70°C равен 0,16÷0,17), стабильными во времени (за три года коэффициент механических потерь снижается не более чем на 6÷9%) виброакустическими параметрами, хорошими адгезионными свойствами (1,4÷1,7 МПа), пониженной горючестью (индекс распространения пламени составляет 2,0÷2,5).

Однако для решения многих современных технических задач уровень поглощения механической энергии, демонстрируемый покрытиями из известной вибропоглощающей мастики, уже недостаточно велик.

Задачей предлагаемого технического решения является создание вибропоглощающей мастики, которая приводит к повышению уровня поглощения механической энергии (увеличению коэффициента механических потерь) сформированного из нее демпфирующего покрытия.

Поставленная задача достигается тем, что вибропоглощающая мастика, включающая водную поливинилацетатэпоксидную дисперсию, содержащую 50÷57 мас.% сухого вещества и модифицированную 10÷30 мас.% диановой или аминофенольной эпоксидной смолой, нефелиновый антипирен, алкилбензилпиридинийхлорид, отвердитель в виде полиэтиленполиамина или диэтилентриамина и наполнитель, согласно изобретению в качестве наполнителя содержит боксит, характеризующийся массовым соотношением основных компонентов Al₂O₃, SiO₂, TiO₂, равным (81-85):(10-14):(3,0-3,5) соответственно, размером частиц 63 мкм и менее, удельной поверхностью (2,6-3,3) м²/г и степенью кристалличности 91% и более, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

водная поливинилацетатэпоксидная дисперсия,
содержащая 50÷57 мас.% сухого вещества и
модифицированная 10÷30 мас.% диановой или
аминофенольной эпоксидной смолой	41,7÷46,0
нефелиновый антипирен	14,0÷18,0
алкилбензилпиридинийхлорид	0,8÷5,0
полиэтиленполиамин или диэтилентриамин	3,2÷5,0
боксит	35,0÷40,0

Заявляемая вибропоглощающая мастика позволяет обеспечить увеличение коэффициента механических потерь сформированного из нее демпфирующего покрытия.

В качестве водной поливинилацетатэпоксидной дисперсии используют грубодисперсную непластифицированную ПВАЭД, содержащую 50÷57 мас.% сухого вещества и модифицированную 10÷30 мас.% диановой или аминофенольной эпоксидной смолой, по ТУ 6-05-05-39-80, а также полиэтиленполиамин по ТУ 6-02-594-80, диэтилентриамин по ТУ 6-02-914-86, нефелиновый антипирен по ТУ 6-08-340-76, алкилбензилпиридинийхлорид по ТУ 6-01-1026-75, боксит по ГОСТ 25465-95.

Вибропоглощающая мастика может дополнительно содержать регулятор вязкости - воду в количестве 5÷30% от массы мастики.

Получаемые вибропоглощающие мастики в зависимости от вязкости могут быть нанесены на демпфируемые поверхности методами шпателирования (при подвижности мастики 8÷10 см) или напыления (при подвижности мастики 12,5÷15 см)

Изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами, но не ограничено ими.

Пример 1.

Вибропоглощающую мастику готовили в промышленном вертикальном смесителе марки MVA-3000 емкостью 3 м³, используя комбинированный (совмещение вертикального и горизонтального) режим перемешивания со скоростями 36 и 72 об/мин. Температуру реакционной массы поддерживали путем подачи теплоносителя (горячая или холодная вода) в рубашку смесителя. В аппарат загружали 417 кг ПВАЭД марки 1-2-30 (содержит 57 мас.% сухого остатка и 30 мас.% эпоксидной смолы УП-610), включали перемешивающее устройство и с помощью шнекового питателя, обеспечивающего равномерное, с заданной скоростью поступление порошкообразных ингредиентов, загружали при перемешивании 140 кг НА, 361 кг БК, 50 кг АБПХ и в течение 30 минут проводили совмещение компонентов до получения однородной, не содержащей комков массы. Готовую вибропоглощающую мастику выгружали в широкогорлые полиэтиленовые бочки емкостью 60 л.

Отвердитель ПЭПА или ДЭТА хранились в заводской упаковке отдельно от мастики и вводились в мастику перед ее применением в количестве, указанном в табл.1.

Демпфирующие покрытия формировали путем нанесения мастики на демпфируемые поверхности методом шпателирования. Покрытие высушивали при 60°C в течение трех суток.

Испытания проводили в соответствии со следующими методиками.

1. Технологические свойства мастики:

- определение подвижности мастики по ГОСТ 5802-86;

- определение показателя тиксотропии по ТТП 743. 4152-027-88;

- определение плотности мастики по ТУ 2243-038-00203521-97.

2 Свойства демпфирующих покрытий:

- определение температурно-частотных характеристик коэффициента механических потерь энергии изгибных колебаний пластин, демпфированных покрытием, - по методическим указаниям 74-0109-25-80. Размер пластин - 750×500×(4-6) мм или 300×150×(1,5-2) мм. Материал пластин - сталь. Способ нанесения покрытия по типовым технологическим схемам и инструкциям;

- определение адгезионной прочности покрытия к стали на сдвиг по ГОСТ 14759-69;

- определение плотности покрытия по ТУ 2243-038-00203521-97;

- определение горючести материала демпфирующего покрытия по ГОСТ 12.1.044-84.

Состав мастики, характеристики боксита, свойства мастики и сформированного из нее демпфирующего покрытия по примеру 1 и всем последующим примерам представлены в таблицах 1-5.

Примеры 2-6.

Вибропоглощающие мастики готовили и испытывали как в примере 1, но варьируя соотношение компонентов в мастике в заявляемых пределах.

Кроме основных компонентов в мастику добавляли регулятор вязкости (вода) в количестве, обеспечивающем заданный уровень подвижности мастики, который в свою очередь определяет способ нанесения материала на демпфируемую поверхность (напыление или шпателирование).

Примеры 7, 8 (контрольные).

Вибропоглощающие мастики готовили аналогично примеру 1, но используя боксит с запредельными значениями физических и физико-химических характеристик.

Примеры 9, 10 (контрольные по прототипу и аналогу).

Вибропоглощающие мастики готовили аналогично примеру 1, но используя рецептуры мастики, описанные в прототипе - патент РФ №2044018 (пример 9к по прототипу) и аналоге - авторское свидетельство СССР №1451150 (пример 10к по аналогу).

Грибостойкость всех мастик по примерам 1-10 составляет 4÷5 баллов по методу Б в соответствии с ГОСТ 13410-67.

Как видно из приведенных в таблицах 1-5 данных, заявляемая вибропоглощающая мастика позволяет формировать демпфирующие покрытия, которые характеризуются на 40÷50% более высокими значениями коэффициента механических потерь по сравнению с известными материалами и обладают необходимой стабильностью виброакустических характеристик во времени. При этом ни по одному из показателей заданного комплекса свойств (адгезия, плотность, огнестойкость) заявляемая мастика не уступает известным материалам.

Вибропоглощающая мастика, включающая водную поливинилацетатэпоксидную дисперсию, содержащую 50÷57 мас.% сухого вещества и модифицированную 10÷30 мас.% диановой или аминофенольной эпоксидной смолой, нефелиновый антипирен, алкилбензилпиридинийхлорид, отвердитель в виде полиэтиленполиамина или диэтилентриамина и наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя содержит боксит, характеризующийся массовым соотношением основных компонентов Al₂O₃, SiO₂ TiO₂, равным (81-85):(10-14):(3,0-3,5) соответственно, размером частиц 63 мкм и менее, удельной поверхностью (2,6-3,3) м²/г и степенью кристалличности 91% и более, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

водная поливинилацетатэпоксидная дисперсия,
содержащая 50÷57% масс сухого вещества и
модифицированная 10÷30% масс, диановой или
аминофенольной эпоксидной смолой	41,7÷46,0
нефелиновый антипирен	14,0÷18,0
алкилбензилпиридинийхлорид	0,8÷5,0
полиэтиленполиамин или диэтилентриамин	3,2÷5,0
боксит	35,0÷40,0