Теплозащитный материал

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука включает следующее соотношение компонентов, мас. ч.: каучук СКЭПТ-40 - 100,0, сера - 2,0, тиурам Д - 0,5, каптакс - 1,5, оксид цинка - 3,0, стеарин - 2,0, технический углерод П-234 - 40,0, микроуглеродные волокна МУВ - 5,0-20,0. В качестве модифицирующей добавки содержит микроуглеродные волокна МУВ, предварительно обработанные 5 мас.% раствором смолы фенол-формальдегидной марки СТН-150 в ацетоне. Изобретение позволяет повысить прочность теплозащитного материала и увеличение длительности теплозащитной эффективности. 2 табл.

 

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

Известен теплозащитный материал АР-998 (ТУ 38.1051211-83), который представляет собой композицию, включающую армирующий теплостойкий наполнитель из асбестовой ткани с двухсторонней обкладкой резиновой смесью на основе синтетического этиленпропилендиенового каучука.

Существенным недостатком этого материала является то, что асбестовая ткань обладает более высоким коэффициентом теплопроводности, чем резиновая смесь, что в свою очередь приводит к увеличению скорости прогрева теплозащитного материала и, как следствие, снижению его теплозащитных характеристик.

Известен теплозащитный материал (Пат. 2404209 РФ, МПК C08L 23/16, В32В 25/10, F16L 59/00, F02K 9/34, - 20.11.2010), выполненный из сформированного слоя арамидного волокна нетканой структуры, проложенного между двумя слоями резиновой смеси марки 51-2110 (ТУ 38.10551177-88) на основе этиленпропилендиенового каучука с последующей вулканизацией в составе изделия.

Недостатком данного теплозащитного материала является то, что в процессе его работы происходит разрушение резинового слоя и унос вещества с поверхности теплозащитного материала, что, в свою очередь, приводит к увеличению скорости прогрева теплозащитного материала, снижению его теплозащитных характеристик и уменьшению ресурса работоспособности изделия или узла в целом.

Известен теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука (Пат. 2486215 РФ, МПК C08L 23/16, - 27.06.2013), включающий вулканизующую группу, наполнитель и технологические добавки, дополнительно содержит модифицирующую добавку поливинилиденхлорид или адамантан.

Недостатком данного теплозащитного материала является то, что он не обеспечивает снижение скорости прогрева теплозащитного материала на основе этиленпропилендиенового каучука.

Наиболее близким является теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука СКЭПТ-50, содержащий вулканизующие агенты - серу, дитиодиморфолин, тиурам Д, ускоритель вулканизации 2-меркаптобензотиазол, включая производное бензотиазола, активаторы вулканизации - оксид цинка и стеарин, наполнитель - белую сажу БС-120, технологическую добавку технический углерод П-324 и модифицирующую добавку фосфорборазотсодежащий олигомер, полученный путем взаимодействия бората метилфосфита, эпоксидной смолы ЭД-20 и анилина (Пат. 2600063 РФ, МПК C08L 23/16, C08L 63/00, C08K 3/38, - 20.10.2016).

Недостатком данного теплозащитного материала является то, что он не обеспечивает длительного теплозащитного эффекта и имеет невысокие прочностные характеристики.

Задачей предлагаемого изобретения является получение теплозащитных материалов с высокими прочностными характеристиками.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение прочности теплозащитного материала и увеличение длительности теплозащитной эффективности.

Технический результат достигается тем, что теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука, содержащий вулканизующие агенты, серу и тиурам Д, ускоритель вулканизации 2-меркаптобензотиазол, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, технический углерод и модифицирующую добавку, при этом в качестве этиленпропилендиенового каучука содержит СКЭПТ-40, а в качестве модифицирующей добавки содержит микроуглеродные волокна МУВ, предварительно обработанные 5 масс. % раствором смолы фенол-формальдегидной марки СТН-150 в ацетоне, при следующем соотношении компонентов, масс. ч.: каучук СКЭПТ-40 100,0, сера 2,0, тиурам Д 0,5, 2-меркаптобензотиазол (каптакс) 1,5, оксид цинка 3,0, стеарин 2,0, технический углерод П-234 40,0, предварительно обработанные микроуглеродные волокна МУВ 5,0-20,0.

В предлагаемом теплозащитном материале используют следующие компоненты:

Этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40, содержащий в качестве диенового сополимера дициклопентадиен (ТУ 2294-022-05766801-2002).

Вулканизующая группа, включающая:

вулканизующие агенты - сера (ГОСТ 127-76), тиурам Д (ТУ 6-14-943-79);

ускоритель вулканизации - каптакс (2-меркаптобензотиазол) (ТУ 113-00-05761631-23-91);

активаторы вулканизации - оксид цинка (ГОСТ 202-84), стеарин (ГОСТ 6484-96).

Технический углерод П-234 (ГОСТ 7885-86) используется в составе теплозащитного материала в качестве наполнителя.

В качестве модифицирующей добавки используется микроуглеродные волокна МУВ, которые предварительно были обработаны 5 масс. % раствором смолы фенол-формальдегидной марки СТН-150 в ацетоне.

Обработанные таким образом микроуглеродные волокна МУВ представляют собой волокнистый материал в виде дисперсного порошка с цветом от темно-серого до черного. Средневзвешенная длина около 200 микрон. Аспектное соотношение порядка 30. Прочность 3.8-4 ГПа. Модуль упругости 230 ГПа. Диаметр 7 микрон. Плотность 1.8 г/см3. Фактическая влажность, масс. %, не более - 1,0.

Использование в качестве модифицирующей добавки предварительно обработанного микроуглеродного волокна МУВ придает теплозащитному материалу на основе этиленпропилендиенового каучука повышенную теплостойкость, т.к. препятствует его деструкции при продолжительном воздействии высокой температуры за счет образования на поверхности более прочного защитного коксового слоя под действием пламени.

Кроме этого армирование эластомерной матрицы приводит к повышению прочности теплозащитного материала.

Заявленное количество модифицирующей добавки МУВ в сочетании с используемыми ускорителями вулканизации и остальными компонентами резиновой смеси позволяет получить теплозащитный материал, обладающий повышенными теплозащитными характеристиками и прочностью.

Пример

Готовят 5 масс. % раствор смолы фенол-формальдегидной марки СТН-150 в ацетоне.

Углеродное волокно пропускают непрерывно через ванночку с раствором, через ряд погружных и отжимных роликов, после чего направляют в печь, для сушки. Затем волокно рубят на ножевом рубочном станке CP-100 (Россия, г. Владимир) до получения отрезков 3,3 мм и мелют в шаровой мельнице.

Резиновую смесь готовят на вальцах при температуре валков 65-70°С.

Продолжительность смешения 25 минут. Затем проводят вулканизацию резиновой смеси при температуре 155°С в течение 45 минут. Полученные образцы подвергают необходимым испытаниям.

В таблице 1 приведены составы приготовленных смесей и прототипа.

Оценка длительности теплозащитной эффективности образцов теплозащитного материала, на основе этиленпропилендиенового каучука при высокотемпературном нагреве проводилась на образцах, изготовленных в виде шайбы диаметром 30 мм и толщиной 6 мм.

Нагрев образца проводился открытым пламенем газовой горелки (на поверхности создавалась температура 1200°С). Образец закреплялся в штативе под углом 90° к пламени горелки. Для уменьшения стока тепла и уменьшения погрешности опыта образец по краю изолировался асбестом.

Характеристики предлагаемого теплозащитного материала приведены в табл. 2.

Для определения коксового числа, предварительно взвешенный образец помещался в муфельную печь на 30 минут при 600°С. Затем образец извлекался, охлаждался при температуре 25°С и снова взвешивался. Коксовое число вычислялось по остаточной массе относительно исходного веса образца.

Как видно из представленных данных, предлагаемый теплозащитный материал обладает большей длительностью теплозащитной эффективности и большими показателями прочности.

Таким образом, введение в состав резиновой смеси на основе этиленпропилендиенового каучука СКЭПТ-40 в качестве модифицирующей добавки микроуглеродных волокон МУВ, предварительно обработанных 5 масс. % раствором смолы фенол-формальдегидной марки СТН-150 в ацетоне, при заявленном соотношении компонентов приводит к повышению прочности теплозащитного материала и увеличению длительности теплозащитной эффективности.

Теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука, содержащий вулканизующие агенты серу и тиурам Д, ускоритель вулканизации 2-меркаптобензотиазол, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, технический углерод и модифицирующую добавку, отличающийся тем, что в качестве этиленпропилендиенового каучука содержит СКЭПТ-40, а в качестве модифицирующей добавки содержит микроуглеродные волокна МУВ, предварительно обработанные 5 мас.% раствором смолы фенол-формальдегидной марки СТН-150 в ацетоне, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

каучук СКЭПТ-40 100,0
сера 2,0
тиурам Д 0,5
2-меркаптобензотиазол -каптакс 1,5
оксид цинка 3,0
стеарин 2,0
технический углерод П-234 40,0
предварительно обработанные
микроуглеродные волокна МУВ 5,0-20,0



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к стеклопластикам, фенолформальдегидным связующим и композиционным материалам на их основе, предназначенным для изготовления пожаробезопасных изделий.

Изобретение относится к способу получения пористого теплоизолирующего заполнителя для теплоизолирующих многослойных панелей и оболочек. Изобретение может быть использовано в авиа- и судостроении, а также в химическом машиностроении.
Изобретение относится к способу обработки мелкодисперсных порошковых наполнителей композиционных материалов и может быть использовано при производстве композиционных материалов фрикционного назначения.
Изобретение относится к способу обработки волокнистых армирующих наполнителей композиционных материалов и может быть использовано при производстве композиционных материалов фрикционного назначения.

Изобретение относится к полимерным составам на основе фенолформальдегидной смолы, бутадиен-нитрильного каучука в бутилацетате, порошкообразных и волокнистых наполнителей для изготовления полуфабриката прессовочного материала общепромышленного назначения.

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам, которые могут быть использованы для изготовления изделий конструкционного назначения в авиационной, автомобильной, бытовой и других областях техники.

Изобретение относится к полимерным композициям для получения теплоизоляционного материала, который может быть использован при создании наружных теплоизоляционных и защитных покрытий при возведении и реконструкции зданий и сооружений, теплоизоляции жилых и производственных зданий, магистральных и локальных нефте- и газопроводов и иных энергонеэффктивных конструкций.

Изобретение относится к композиции для получения радиозащитного фенолформальдегидного пенопласта заливочного типа на основе резольных фенолформальдегидных смол холодного отверждения и может быть использовано в тех областях техники, где требуются облегченные негорючие теплоизоляционные радиозащитные материалы, устойчивые к длительным воздействиям высоких температур и агрессивных газовых сред, например авиация, космонавтика, судостроение, машиностроение, транспорт, гражданское и промышленное строительство.
Изобретение относится к области получения органических гелей и органических пен на их основе и может быть использовано при создании мишеней для диагностики плазмы, в производстве катализаторов, сорбентов и носителей.

Изобретение относится к пенопласту на основе фенольной смолы, который может быть использован в качестве теплоизоляционного и огнестойкого материала для строительного и общепромышленного назначения.

Изобретение относится к теплозащитному материалу на основе этиленпропилендиенового каучука, который может использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал содержит этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40, вулканизующие агенты серу и тиурам Д, ускоритель вулканизации 2-меркаптобензотиазол, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, технический углерод, модифицирующую добавку, представляющую собой фосфорборазотсодержащий олигомер, и смесь микросфер и микроуглеродных волокон.

Изобретение относится к композиции пропиленовой смолы для изготовления формованных изделий, таких как детали автомобилей и элементы бытовой техники. Композиция содержит статистический сополимер пропилена и этилена (А), в котором содержание этилена составляет 2-9 мол.%, сополимер этилена и α-олефина (В), полученный сополимеризацией этилена с одним или более α-олефинами, имеющими 3-10 атомов углерода, волокнистый наполнитель (С), имеющий среднюю длину волокна от 0,1 до 2 мм и средний диаметр волокна 1-25 мкм, смазку (D) и полипропилен, модифицированный ненасыщенными карбоновыми кислотами или их производными (Е).

Изобретение относится к композиции пропиленовой смолы, предназначенной для получения формованных изделий, в частности для внутренней отделки салона автомобиля. Композиция содержит пропиленовый полимер (А), имеющий скорость течения расплава 20-300 г/10 мин, этилен α-олефин диеновый сополимер (В-1), имеющий скорость течения расплава менее 0,4 г/10 мин, этилен α-олефиновый сополимер (В-2), имеющий скорость течения расплава от 0,5 г/10 мин до менее 10 г/10 мин, неорганический наполнитель (С), модифицированный полипропилен (D), модификатор поверхности (Е) и пигмент (F).

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал состоит из, мас.ч.: этиленпропилендиенового каучука - 100, серы - 2, оксида цинка - 5, стеарина - 1, технического углерода П-324 - 2, тетраметилтиурамдисульфида - 0,75, 2-меркаптобензотиазола - 1,5 , дитиодиморфолина - 2, канифоли сосновой - 3, белой сажи БС-120 - 27 и модифицирующей добавки - фосфорборазотсодержащего олигомера - 6.

Изобретение относится к области производства модификаторов для резиновых смесей и резинотехнических изделий на их основе. Модификатор получают путем взаимодействия фуллеренов фракции С50-С92, индолил-3-масляной кислоты, метилбензола, диметилкетона, серной кислоты, параформа.
Изобретение относится к полимерным обшивочным материалам, в частности к кровельным мембранам. Кровельная мембрана содержит 2 слоя.

Изобретение относится к способу получения термопластичной резины (ТПР) с повышенной стойкостью к углеводородным маслам, которая может быть использована для изготовления различных эластичных резинотехнических изделий, работающих в условиях контакта с нефтепродуктами.

Группа изобретений относится к резино-технической промышленности и может быть использована для изготовления формованных изделий, применяемых в деталях и элементах пневматических подвесок, шинах, протекторах шин, оболочках кабелей, шлангах, приводных ремнях, конвейерных лентах, покрышках, обувных подошвах и в амортизирующих элементах.

Изобретение относится к эластомерным полимерным материалам для изготовления набухающих уплотняющих изделий с контролируемыми свойствами набухания и к использованию таких материалов.

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука, содержащий серу, оксид цинка, стеарин, технический углерод П-324, тетраметилтиурамдисульфид, 2-меркаптобензотиазол, дитиоморфолин, канифоль сосновую, белую сажу и модифицирующую добавку - фосфорборазотсодержащий олигомер, материал, отличается тем, что содержит фосфорборазотсодержащий олигомер, предварительно обработанный коллоидной кремнекислотой в виде белой сажи БС-120, при следующем соотношении компонентов, масс.
Изобретение относится к армированным полимерным композициям конструкционного и электротехнического назначения, эксплуатируемым при температуре от -60 до 150°С, и может быть использовано для получения пресс-материалов.

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука включает следующее соотношение компонентов, мас. ч.: каучук СКЭПТ-40 - 100,0, сера - 2,0, тиурам Д - 0,5, каптакс - 1,5, оксид цинка - 3,0, стеарин - 2,0, технический углерод П-234 - 40,0, микроуглеродные волокна МУВ - 5,0-20,0. В качестве модифицирующей добавки содержит микроуглеродные волокна МУВ, предварительно обработанные 5 мас. раствором смолы фенол-формальдегидной марки СТН-150 в ацетоне. Изобретение позволяет повысить прочность теплозащитного материала и увеличение длительности теплозащитной эффективности. 2 табл.

Наверх