Композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий

Изобретение относится к высокопрочным композиционным полимерным материалам для палубных и напольных покрытий. Композиционный полимерный материал, представляющий собой резиновую смесь, перерабатываемую по формовой технологии, включающую полимерную матрицу, вулканизующую систему, состоящую из тиурама, альтакса, оксида цинка и стеариновой кислоты, наполнитель и технологические добавки. В качестве полимерной матрицы использован бензо-, масло- и озоностойкий полимер, модифицированный поливинилхлоридом и содержащий 26÷34 мас.% нитрила акриловой кислоты, при этом в него дополнительно введены сера, сульфенамид и полимеризованный 2,2,4-триметил 1,2-дигидрохинолин. Наполнитель состоит из диоксида кремния марки БС-100, диоксида титана пигментного, природного гидрофобного мела при их массовом соотношении 35÷115:4÷20:5÷50 мас. частей соответственно. Технологические добавки включают пластификатор олигоэфиракрилат ТГМ-3 и антипирены, содержащие триоксид сурьмы и борат цинка в соотношении 3÷20:5÷25, N-циклогексилтиофталимид. Изобретение обеспечивает получение высокопрочного бензо-, масло- и озоностойкого напольного покрытия с антистатическими, огнестойкими и вибропоглощающими свойствами. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к наполненным композиционным полимерным материалам, предназначенным для получения озоностойких акустических покрытий с антистатическими, огнестойкими и вибропоглощающими свойствами, и может быть использовано в производстве элементов судового палубного и напольного покрытия для судостроительной промышленности, строительства и других областей техники.

Композиционные полимерные материалы широко используются для ослабления звуковой вибрации судовых корпусных конструкций и механизмов. Применение полимерных материалов для защиты судового оборудования от вибрации основано на том, что они из-за своей высокой эластичности обладают максимальными механическими потерями.

Известны различные технические решения по созданию композиционных полимерных материалов (далее - КПМ), предназначенных для традиционных напольных покрытий и соответствующих самым высоким требованиям по качественным характеристикам и функциональности.

КПМ (патенты РФ №2281962, №02156266, №02051933, №02148497, №99124375), традиционно используемые для напольных покрытий - линолеумы. В качестве полимерной основы указанных материалов применяется поливинилхлорид, являющийся полимером с линейным строением и жесткой структурой пространственной сетки, которая определяет низкое акустическое сопротивление и низкую динамическую упругость композиционного материала. На основании вышеуказанного, линолеумы не обеспечивают требуемую защиту от вибрации современных конструкций и механизмов. Кроме того, введение в линолеумы в качестве стабилизаторов, пластификаторов и других технологических добавок (эпоксифталатов, крезилдифенилфосфатов, хлорпарафинов, сульфатов свинца и др.) не позволяет осуществлять процесс производства по экологически чистой технологии. Наиболее эффективными полимерными материалами для виброзащиты являются резиновые смеси на основе высокомолекулярных полимеров - каучуков. Наиболее близкой к заявляемой композиции по составу, способу изготовления и уровню технических параметров является «Резиновая смесь для изготовления акустического слоя покрытия» (патент РФ №2258718) - прототип, содержащая цис-изопреновый каучук СКИ-3, вулканизующую систему из тиурама, альтакса, каптакса и дополнительно - противостаритель нафтам-2, оксид цинка, стеариновую кислоту и технический углерод марки Т900.

Представленный в виде резиновой смеси КПМ обеспечивает вулканизатам и изделиям, изготовленным из него, высокие прочностные характеристики и эксплуатационные свойства. Однако для данного полимерного материала характерен низкий уровень динамических характеристик, являющихся критериями оценки звуко- и вибропоглощения.

Динамические характеристики включают: модуль сдвига (изгиба), коэффициент механических потерь, модуль потерь.

Полимерный материал прототипа уступает предлагаемому материалу по ряду технических, эксплуатационных свойств и не обеспечивает защиту от вибрации.

Задачей предлагаемого изобретения является создание высокопрочного КПМ, перерабатываемого по формовой технологии, для получения бензо-, масло- и озоностойких напольных покрытий с антистатическими, огнестойкими и вибропоглощающими свойствами.

Это достигается тем, что известный КПМ, предназначенный для получения палубных и напольных покрытий, представляет собой резиновую смесь, перерабатываемую по формовой технологии, включающую полимерную матрицу, вулканизующую систему, состоящую из тиурама, альтакса, оксида цинка и стеариновой кислоты, и наполнитель. В качестве полимерной матрицы использован выпускаемый отечественной промышленностью бензо-, масло- и озоностойкий полимер, который модифицирован поливинилхлоридом и содержит 26÷34% мас. нитрила акриловой кислоты, при этом в него дополнительно введены сера, сульфенамид и полимеризованный 2,2,4-триметил 1,2-дигидрохинолин, а наполнитель состоит из диоксида кремния марки БС-100, диоксида титана пигментного, природного гидрофобного мела при их массовом соотношении 35÷115:4÷20:5÷50 мас. частей соответственно и технологических добавок в виде пластификатора олигоэфиракрилата ТГМ-3 и антипиренов, включающих триоксид сурьмы и борат цинка в соотношении 3÷20:5÷25, N-циклогексилтиофталимида.

Кроме того, в состав КПМ введены красители, органические или пигменты в количестве 3-50% мас. на долю полимера, а также непылящие красители в виде гранул, паст и пластин.

Предлагаемый КПМ представляет собой многокомпонентную систему, состоящую из полимерной матрицы и целевых добавок. Введение в его состав вышеперечисленных компонентов в определенных дозировках позволяет создать в материале прочную структуру с высокой плотностью энергии когезии и получить высокие значения физико-механических показателей (прочность при растяжении и разрыве, твердость) и динамических характеристик (модуль сдвига, изгиба, упругости и коэффициент механических потерь), которые и обеспечивают решение поставленной задачи. Высокий уровень антистатических свойств, огнестойкость и озоностойкость достигаются правильным выбором и оптимальным соотношением наполнителей, антипиренов и антиоксидантов, а использование малосерной вулканизующей системы, включающей тиурам в количестве 1,0÷1,5% мас. на долю каучука, гарантирует КПМ грибостойкость. При этом материал обладает повышенной устойчивостью к термоокислительной деструкции. Определяющим фактором достижения высокого уровня прочностных и динамических свойств готового изделия является создание прочной сетчатой структуры КПМ, в том числе, за счет использования в качестве мягчителя олигоэфиракрилата ТГМ-3, который представляет собой олигомерный эфир триэтиленгликоля метакриловой кислоты. В этом случае ТГМ-3 служит «реакционным» пластификатором, обеспечивающим переработку КПМ и способным в процессе формирования изделия превращаться в сетчатый полимер, химически и физически связанный с полимером (матрицей). Обеспечение высоких значений физико-механических и динамических характеристик реализуется экспериментальным подбором соотношений компонентов и технологией изготовления полимерного материала. Бензо-, масло- и озоностойкость композиционного материала обеспечиваются выбором полимерной основы. Правильность выбора подтверждается результатами ускоренного теплового и озонного старения КПМ, а также показателями равновесного весового набухания в бензине и масле АИ-20.

Антистатические свойства и огнестойкость КПМ получены оптимальным соотношением комбинированного наполнителя и антипиренов, не приводящим к ухудшению технологических параметров. Для устранения преждевременной вулканизации композиционного полимерного материала в его состав введен N-циклогексилтиофталимид, особенно эффективный в составах, содержащих сульфенамидные ускорители, и обладающий хорошей диспергируемостью в выбранном полимере. Для получения разнообразных цветовых решений в композиционный полимерный материал вводят органические красители или пигменты. Дозировки красителей устанавливаются экспериментально по требуемой глубине окраски в количестве 0,5÷50,0% мас. на долю полимера.

Новизна технических решений, изложенных в заявке данного изобретения, заключается в том, что в результате ее реализации достигается решение поставленной технической задачи, а именно - создание озоностойкого композиционного материала с антистатическими, огнестойкими и шумо-, вибропоглощающими свойствами, высоким уровнем прочностных характеристик, которые обеспечивают изделиям повышенные эксплуатационные свойства.

Техническая сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется экспериментальными данными. В таблице 1 приведены составы композиционного полимерного материала прототипа и варианты заявляемой композиции. В таблице 2 приведены физико-механические и эксплуатационные характеристики прототипа и предлагаемых композиционных полимерных материалов.

Таблица 1
Составы композиционного полимерного материала прототипа и варианты заявляемой композиции
Компоненты композиционного полимерного материала Содержание в составе, мас.ч.
прототип Примеры конкретного выполнения предлагаемого материала
1 2 3 4 5
Цис-изопреновый каучук СКИ-3 100 - - - - -
Бутадиеннитрильный каучук СКН-26 ПВХ-30 100 100 100 100 100
Тиурам 1,5÷2,0 1,0 1,125 1,25 1,375 1,5
Альтакс 1,5÷2,0 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2
Каптакс 1,2÷1,5 - - - - -
Нафтам-2 1,2÷1,5 - - - - -
Оксид цинка 10÷12 5,0 5,7 6,4 7,1 7,8
Стеариновая кислота 1,5÷2,0 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0
Технический углерод Т900 12÷20 - - - - -
Сера - 0,4 0,675 0,95 1,225 1,5
Сульфенамид - 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5
N-циклогексилтиофталимид - 0,5 0,625 0,75 0,875 1,0
Полимеризованный 2,2,4-триметил 1,2-дигидрохинолин 0,5 0,75 1,0 1,25 1,5
Диоксид кремния БС-100 - 95 100 105 110 115
Диоксид титана - 4,5 6,0 7,5 9,0 10,5
Мел гидрофобный 30 25 20 15 10
Олигоэфиракрилат ТГМ-3 - 10 11,25 12,5 13,75 15
Триоксид сурьмы - 15 13,75 12,5 11,25 10
Борат цинка - 25 20 15 10 5
Таблица 2
Физико-механические и эксплуатационные характеристики предлагаемых композиционных полимерных материалов в сравнении с прототипом
Показатели композиционных полимерных материалов после переработки по формовой технологии (145±5)ºС×(40±1) мин Составы из таблицы 1 по примерам
Прототип 1 2 3 4 5
1 2 3 4 5 6 7
Температурный диапазон эксплуатации, ºС -20+50 (кратковременно до 100)
Условная прочность при растяжении, МПа при температуре (20±5)ºС 18,3 15,6 16,0 14,9 13,0 12,9
Относительное удлинение при разрыве, %, при температуре (20±5)ºС 890 152 120 110 140 130
Твердость по Шору А, ед. Шор А 30 96-97 97-98 97-98 97 97-98
Сопротивление раздиру, кгс/см 40 71,5 72,1 67,7 58,4 59,4
Набухание (до равновесного) в среде, %
бензин «галоша», 1 сут 2,0 0,84
вода пресная, 30 сут 5,8 3,21
вода морская (10% NaCl), 30 сут. 7,0 3,25
масло АИ-20, 30 сут 11 0,69
вода дезинфицирующая (10% ПВА), 30 сут - 3,89
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·м 1015 ≤5×1010
Огнестойкость: индекс распространения пламени по поверхности >20 ≤20
показатель горючести K>1 K≤1
Озоностойкость
Концентрация О3~0,1%, растяжение 20% (время до появления трещин), мин
25 240
1 2 3 4 5 6 7
условная прочность при растяжении, МПа 16 9,2 8,8 9,6 10,5 9,8
относительное удлинение, % 850 110 90 130 120 100
твердость по Шору А, ед. Шор А 30÷40 93 94÷95 94÷95 93÷96 93÷96
После старения в озонной камере, 300 ч
Динамические свойства
Динамический модуль сдвига, МПа 14÷17 1100÷1400 1100÷1500 300÷700 1100÷1550 1350÷1800
Динамический модуль изгиба, МПа 40 19000÷25000 22800÷23500 28000÷30000 17500÷23800 27000÷29000
Динамический модуль упругости, МПа 42 25200 27500 16800÷21000 24000 28000
Коэффициент механических потерь, tgδ в частотном диапазоне 7,8-1000 Гц при механическом смещении
1,0 мкм 0,08÷0,24 0,10÷0,30 0,12÷0,62 0,12÷0,25 0,10÷0,28 0,20÷0,22
0,1 мкм 0,35 0,50 1,0 0,45 0,42 1,0
модуль динамических потерь, МПа 3,5÷10 8000 7000 17400 7000 6500

Для сравнения аналогичные динамические испытания приведены для вариантов композиции и прототипа. В заявленных составах достигаются высокие прочностные показатели: сопротивление раздиру, твердость, антистатические и озоностойкие свойства, и стойкость к указанным средам (таблица 2). Вулканизаты композиционного полимерного материала являются трудногорючими и токсикологически безопасными, обладают высокими динамическими характеристиками, обеспечивающими по сравнению с прототипом не только шумопоглощающие, но и вибропоглощающие свойства за счет создания новой структуры композиционного полимерного материала заявленных составов и высоких значений модулей потерь. Композиционные полимерные материалы составов 1-5 обеспечивают решение поставленной задачи.

Введение в состав композиционного полимерного материала красителей (органических, пигментов), а также в виде гранул, паст и пластин в количестве 0,5÷50% мас. на долю полимера не приводит к существенному изменению свойств композиционного полимерного материала и позволяет повысить качественные характеристики изготавливаемых из него покрытий и их функциональность, а также получить многообразие всевозможных цветовых акцентов.

1. Композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий, представляющий собой резиновую смесь, перерабатываемую по формовой технологии, включающую полимерную матрицу, вулканизующую систему, состоящую из тиурама, альтакса, оксида цинка и стеариновой кислоты, и наполнитель, отличающийся тем, что в качестве полимерной матрицы использован бензо-, масло- и озоностойкий полимер, который модифицирован поливинилхлоридом и содержит 26÷34 мас.% нитрила акриловой кислоты, при этом в него дополнительно введены сера, сульфенамид и полимеризованный 2,2,4-триметил 1,2-дигидрохинолин, а наполнитель состоит из диоксида кремния марки БС-100, диоксида титана пигментного, природного гидрофобного мела при их массовом соотношении 35÷115:4÷20:5÷50 мас. ч. соответственно и технологических добавок в виде пластификатора олигоэфиракрилата ТГМ-3 и антипиренов, включающих триоксид сурьмы и борат цинка в соотношении 3÷20:5÷25, N-циклогексилтиофталимида.

2. Композиционный полимерный материал по п.1, отличающийся тем, что в его состав введены красители, органические или пигменты в количестве 3÷50 мас.% от доли полимера, а также непылящие красители в виде гранул, паст и пластин.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано при изготовлении резиновых износостойких изделий конструкционного назначения, работающих в условиях интенсивного изнашивания, низких температур и агрессивных сред.

Изобретение относится к вулканизующейся полимерной композиции, полимерному вулканизату, полученному из полимерной композиции, и способу его получения. Вулканизующаяся полимерная композиция содержит (i) гидрированный полимер, обладающий главной полимерной цепью, образованной из (ia) от 25 до 89,5 мас.%, предпочтительно от 30 до 80 мас.% и более предпочтительно от 45 до 75 мас.% в пересчете на полимер первого мономера, который вводит по меньшей мере один из вторичных атомов углерода и третичный атом углерода в главную полимерную цепь, такого как по меньшей мере один диеновый мономер, и (ib) от 10 до 74,9 мас.%, предпочтительно от 10 до 60 мас.%, более предпочтительно от 15 до 55 мас.%, особенно предпочтительно от 20 до 50 мас.% в пересчете па полимер по меньшей мере второго мономера, такого как мономер α,β-этиленненасыщенного нитрила; (ic) от 0,1 до 20 мас.%, предпочтительно от 0,5 до 20 мас.%, более предпочтительно от 1 до 15 мас.%, особенно предпочтительно от 1,5 до 10 мас.% в пересчете на полимер по меньшей мере одного мономера моноэфира α,β-этиленненасыщенной дикарбоновой кислоты, мономера α,β-этиленненасыщенной дикарбоновой кислоты, мономера ангидрида α,β-этиленненасыщенной дикарбоновой кислоты или диэфира α,β-этиленненасыщенной дикарбоновой кислоты в качестве третьего мономера, где сумма содержаний всех мономерных звеньев, указанных в (ia), (ib) и (ic), равна 100 мас.%; (ii) по меньшей мере один сшивающий реагент-полиамин и (iii) по меньшей мере один би- или полициклический амин-основание, который выбран из группы, содержащей 1,5-диазабицикло[4.3.0]-5-нонен (ДБН), 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан (ДАБЦО), 1,5,7-триазабицикло[4.4.0]дец-5-ен (ТБД), 7-метил-1,5,7-триазабицикло[4.4.0]дец-5-ен (МТБД) и их производные.
Изобретение относится к полимерным композициям и может быть использовано для изготовления полимерных труб, предназначенных для транспортировки воды, газа, нефтепродуктов и т.д.
Изобретение относится к производству вулканизуемой резиновой смеси на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука и может быть использовано для изготовления резиновых технических изделий для нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности, машиностроения.

Изобретение относится к области композиций на основе органических высокомолекулярных соединений, конкретнее, к твердому полимерному электролиту для литиевых аккумуляторов.
Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству резиновых смесей, используемых для изготовления изделий различного целевого назначения, в том числе пакерующих элементов (резиновых уплотнителей в нефтяных или газовых скважинах), используемых в производстве пакерно-якорного оборудования.
Изобретение относится к производству эластомерной композиции на основе бутадиен-нитрильных каучуков, используемых в нефтяной и резинотехнической промышленности.
Изобретение относится к термостойким резиновым смесям и может быть использовано в автомобильной, нефтяной и резинотехнической промышленности. Термостойкая резиновая смесь содержит бутадиен-нитрильный каучук, серу, тиазол 2 МБС, дифенилгуанидин, N-нитрозодифениламин, оксид цинка, стеарин, дибутилсебацинат, технический углерод и диафен ФП.
Изобретение относится к производству резиновых смесей, используемых для изготовления эластичных резиновых элементов, используемых в производстве пакерно-якорного оборудования нефтегазодобывающей отрасли.
Изобретение относится к производству композиционного материала на основе гидрированного бутадиен-нитрильного и акрилатного каучуков и может найти применение для изготовления пластин резиновых теплостойких, валов обрезиненных, резиновых уплотнительных деталей.
Изобретение относится к резиновой смеси, в частности для шин транспортного средства. Резиновая смесь включает от 30 до 100 весовых частей на 100 весовых частей каучука, по меньшей мере, одного диенового каучука, от 20 до 200 весовых частей на 100 весовых частей каучука, по меньшей мере, одного наполнителя, от 0 до 200 весовых частей на 100 весовых частей каучука дополнительных добавок, серосодержащую систему вулканизации, включающую в себя свободную серу, донор серы и силан с концентрацией серы, обусловленной данными ингредиентами, между 0,025 и 0,08 моль на 100 весовых частей каучука, из которых элементарная сера составляет от 0 до 70%, донор серы составляет от 5 до 30%, и силан составляет от 20 до 95%, и 0,1-10 весовых частей на 100 весовых частей каучука, по меньшей мере, одного ускорителя вулканизации.
Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано при изготовлении резиновых износостойких изделий конструкционного назначения, работающих в условиях интенсивного изнашивания, низких температур и агрессивных сред.
Изобретение относится к огнестойкой резиновой смеси и может быть использовано в автомобильной, нефтяной и резинотехнической промышленности. Огнестойкая резиновая смесь содержит синтетические изопреновый и диеновый каучуки, поливинилхлорид, серу, сульфенамид Ц, оксид цинка, стеарин, технический углерод, моноэтаноламин, нафтам-2, диафен ФП, N-нитрозодифениламин, оксанол КД-6, трехокись сурьмы, хлорпарафин ХП-70, хлорпарафин ХП-470 и бораты.
Изобретение относится к полимерному композиционному материалу и может быть использовано для наружных обкладок резинотканевых конвейерных лент, а также для производства резиновых технических изделий.

Изобретение относится к смеси протектора зимней шины. Смесь для протектора включает пригодную для сшивки полимерную основу с ненасыщенной цепью; 50-90 мас.

Изобретение относится к шинной промышленности и может быть использовано для протектора летних и всесезонных шин. Резиновая смесь включает, мас.ч.: растворный бутадиен-стирольный каучук с добавлением масла TDAE с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов 90-100, каучук цис-бутадиеновый линейной структуры с высоким содержанием цис-звеньев на неодимовом катализаторе 10-20, натуральный каучук 5-8, серу нерастворимую 2-3, вулканизующую группу 3-8, кремнекислотный наполнитель с удельной поверхностью 165 м2/г 70-80, стабилизатор на основе микрокристаллического воска 1-2, противостарители 3-5, технологическую добавку 1-3, связующий агент - бис-[3-(триэтокси)-силилпропил]-тетрасульфид 10-15.

Изобретение относится к пневматической шине, в частности к протектору из резиновой смеси. Резиновая смесь содержит на 100 мас.ч каучукового компонента, включающего, по крайней мере, один из каучуков - натуральный каучук или синтетический каучук на основе диена, 20-150 мас.ч.

Изобретение относится к резиновой смеси на основе комбинации натурального и синтетического цис-бутадиенового каучуков, содержащей кремнекислотный наполнитель, и может быть использовано в шинной промышленности для протектора с зимним рисунком нешипуемых шин.

Изобретение относится к пневматической шине и слоистому пластику в качестве внутреннего несущего материала. Пневматическая шина содержит слоистый пластик, состоящий из пленки термопластичной смолы или термопластичной эластомерной композиции, и слоя каучуковой композиции.

Изобретение относится к резиновым композициям. Композиция содержит каучук на диеновой основе и один простой полиэфир или простой полигликолевый эфир на основе циклоалифатического эпоксида.

Изобретение относится к области химии, конкретно к новому соединению - 4-(2,3-эпоксипропокси)-4'-(2,2-дицианоэтенил)азобензолу, проявляющему свойства светотермостабилизатора поливинилхлорида.

Изобретение относится к высокопрочным композиционным полимерным материалам для палубных и напольных покрытий. Композиционный полимерный материал, представляющий собой резиновую смесь, перерабатываемую по формовой технологии, включающую полимерную матрицу, вулканизующую систему, состоящую из тиурама, альтакса, оксида цинка и стеариновой кислоты, наполнитель и технологические добавки. В качестве полимерной матрицы использован бензо-, масло- и озоностойкий полимер, модифицированный поливинилхлоридом и содержащий 26÷34 мас. нитрила акриловой кислоты, при этом в него дополнительно введены сера, сульфенамид и полимеризованный 2,2,4-триметил 1,2-дигидрохинолин. Наполнитель состоит из диоксида кремния марки БС-100, диоксида титана пигментного, природного гидрофобного мела при их массовом соотношении 35÷115:4÷20:5÷50 мас. частей соответственно. Технологические добавки включают пластификатор олигоэфиракрилат ТГМ-3 и антипирены, содержащие триоксид сурьмы и борат цинка в соотношении 3÷20:5÷25, N-циклогексилтиофталимид. Изобретение обеспечивает получение высокопрочного бензо-, масло- и озоностойкого напольного покрытия с антистатическими, огнестойкими и вибропоглощающими свойствами. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

Наверх