Теплозащитный материал

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 ФЭДА, и микроуглеродные волокна. Причем модифицирующая добавка предварительно нанесена на микроуглеродные волокна МУВ, посредством их термостатирования при 80°C в 5 мас.% растворе фосфорборазотсодержащего олигомера в ацетоне. Полученный теплозащитный материал обладает повышенной прочностью и увеличенной длительностью 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, С08К 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 содержит вулканизующие агенты серу и тиурам Д, ускоритель вулканизации 2-меркаптобензотиазол, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, технический углерод и модифицирующую добавку фосфорборазотсодержащий олигомер ФЭДА, при этом в качестве этиленпропилендиенового каучука содержит СКЭПТ-40, а фосфорборазотсодержащий олигомер используют предварительно нанесенный на микроуглеродные волокна МУВ, посредством их термостатирования при 80°C в 5 масс. % растворе фосфорборазотсодержащего олигомера ФЭДА 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; микроуглеродные волокна МУВ 5,0-20,0; фосфорборазотсодержащий олигомер ФЭДА 3,0.

В предлагаемом теплозащитном материале используют следующие компоненты:

Этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40, содержащий в качестве диенового сомономера 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 фосфорборазотсодержащий олигомер ФЭДА, предварительно нанесенный на поверхность микроуглеродных волокон МУВ.

Нанесение фосфорборазотсодержащего олигомера ФЭДА осуществляют из 5 масс. % раствора фосфорборазотсодержащего олигомера ФЭДА в ацетоне, путем термостатирования микроуглеродных волокон МУВ в данном растворе при 80°C до постоянной массы.

Использование в качестве модифицирующей добавки фосфорборазотсодержащего олигомера ФЭДА, предварительно нанесенного на поверхность микроуглеродных волокон МУВ, придает теплозащитному материалу на основе этиленпропилендиенового каучука повышенную теплостойкость. Образование на поверхности волокон пленки из фосфорборазотсодержащего олигомера ФЭДА препятствует деструкции теплозащитного материала при воздействии высокой температуры за счет образования на поверхности более прочного защитного коксового слоя, а также за счет ингибирования радикально-цепных процессов окисления непосредственно в зоне коксообразования. Указанное также способствует увеличению пенококса, который выполняет теплозащитную функцию, препятствует прогреву и деструкции материала.

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

Заявленные количества фосфорборазотсодержащего олигомера ФЭДА и микроуглеродных волокон МУВ в сочетании с используемыми ускорителями вулканизации и остальными компонентами резиновой смеси позволяют получить теплозащитный материал, обладающий повышенными теплозащитными характеристиками и прочностью.

Пример

Обработка волокон проводилось следующим образом.

Навеску фосфорборазотсодержащего олигомера в количестве 3,0 масс. % от массы каучука растворяли при периодическом перемешивании в соответствующем количестве ацетона для образования 5 масс. % раствора.

В полученный 5 масс. % раствор фосфорборазотсодержащего олигомера в ацетоне добавляли навеску микроуглеродных волокон в количестве масс. 5,0-20,0% от массы каучука (в соответствии с рецептурой) и перемешивали в течение 5 минут. Затем смесь помещали в термостат при 80°C и сушили до постоянной массы.

Резиновую смесь готовили на вальцах при температуре валков 65-70°C.

Продолжительность смешения 25 минут. Затем проводили вулканизацию резиновой смеси при температуре 155°C в течение 45 минут. Полученные образцы подвергли 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.

Оценка скорости прогрева образцов теплозащитного материала на основе этиленпропилендиенового каучука при высокотемпературном нагреве (теплостойкость) проводилась следующим образом: определялось время прогрева обратной стороны образца, изготовленного в виде шайбы диаметром 30 мм и толщиной 6 мм, до температуры 100°C.

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

Для измерения температуры на необогреваемой поверхности образца использовался пирометр марки С-300.3 «Фотон» (ГОСТ 28243-96 «Пирометры. Общие технические требования»). Принцип работы пирометра основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света; и контактная хромель-копелевая термопара регулятора «Овен» ТРМ-1.

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

Теплозащитные свойства предлагаемого теплозащитного материала приведены в табл. 2.

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 с заявленным составом модифицирующей добавки фосфорборазотсодержащего олигомера, предварительно нанесенного на микроуглеродные волокна МУВ, посредством их термостатирования при 80°C в 5 масс. % растворе фосфорборазотсодержащего олигомера ФЭДА в ацетоне приводит к повышению прочности теплозащитного материала и увеличению длительности его 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 фосфорборазотсодержащий олигомер ФЭДА, отличающийся тем, что он в качестве этиленпропилендиенового каучука содержит СКЭПТ-40, при этом фосфорборазотсодержащий олигомер предварительно нанесен на микроуглеродные волокна МУВ, посредством их термостатирования при 80°C в 5 мас.% растворе фосфорборазотсодержащего олигомера ФЭДА 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
Микроуглеродные волокна МУВ 5,0-20,0
Фосфорборазотсодержащий олигомер ФЭДА 3,0



 

Похожие патенты:

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.

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 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 полипропиленовой композиции для деталей, изготавливаемых литьем под давлением. Композиция содержит полипропилен, полиолефиновый эластомер, наполнитель из биологического сырья, синтетический наполнитель и минеральный наполнитель.

Изобретение относится к области создания полимерных связующих на основе эпоксивинилэфирного олигомера с наполнителем в виде коротких волокон для полимерных композиционных материалов (ПКМ), получаемых из листового полуфабриката (SMC-препрега) методом прямого прессования (sheet molding compound - SMC-технологии), которые могут быть использованы для изготовления предметов интерьера и объектов инфраструктуры.

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 композиции отверждаемой эпоксидной смолы, способу получения ее, к композиту и способу получения его, а также к кабелю для подвесной передачи электроэнергии.

Изобретение относится к эпоксидным связующим для создания конструкционных полимерных композиционных материалов на основе волокнистых наполнителей и может быть использовано в строительной индустрии, авиационной, космической, автомобиле-, судостроительной промышленности и других областях техники.
Настоящее изобретение относится к покрытию, предназначенному для защиты от ударов, и может применяться для защиты чувствительных деталей кораблей, поездов, самолетов и автомобилей.

Вкладыш трения выполнен Н-образной формы и размещается между внутренней поверхностью трения корпуса поглощающего аппарата и его фрикционными элементами в выполненных на цилиндрической поверхности каждого подвижного фрикционного элемента пазах.

Изобретение относится к вулканизированной резине, способу ее производства и шине, протектор которой изготовлен из вулканизированной резины. Вулканизированный каучук получают вулканизацией каучуковой композиции, содержащей гидрофильную порошковую смолу с аспектным отношением 30 или меньше, пенообразователь и каучуковый компонент.

Изобретение относится к композиции, армированной волокнами, и изделиям, полученными из нее. Композиция содержит гетерофазный сополимер пропилена, гомополимер пропилена и/или сополимер пропилена и волокна со средним диаметром 12,0 µм или менее и аспектным соотношением 150 к 450.

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 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 ФЭДА, и микроуглеродные волокна. Причем модифицирующая добавка предварительно нанесена на микроуглеродные волокна МУВ, посредством их термостатирования при 80°C в 5 мас. растворе фосфорборазотсодержащего олигомера в ацетоне. Полученный теплозащитный материал обладает повышенной прочностью и увеличенной длительностью теплозащитной эффективности. 2 табл.

Наверх