CS212174B1

CS212174B1 - Vibration-absorbing elastic material and dynamic stress resistant

Info

Publication number: CS212174B1
Application number: CS623480A
Authority: CS
Inventors: Jiri Novak; Ivo Wiesner; Bohumil Boehm
Original assignee: Jiri Novak; Ivo Wiesner; Bohumil Boehm
Priority date: 1980-09-15
Filing date: 1980-09-15
Publication date: 1982-02-26

Abstract

Uvedeného účinku se dosáhne pomocí hmot, která*jsou schopné pohlcovat vibrace a zároveň jsou odolné vůči dynamickému namáhání. Jde o hmoty, které by mély mít vysoký tahový součin. Takové hmoty se získají z pryžového prachu či drtč pojeného epoxidovým kaučukem vhodné struktury a hustoty sesítění.The above effect is achieved by using materials that are capable of absorbing vibrations and are resistant to dynamic stress. These are materials that should have a high tensile strength. Such materials are obtained from rubber dust or crushed rubber bonded with epoxy rubber of a suitable structure and crosslinking density.

Description

Předmětem vynálezu jsou pružná hmoty pohlcující vibrace a odolná vůči dynw. -kánu namáhání .SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides vibration-absorbing, dynw-resistant elastic compositions. - Stress strain.

Všechna průmyslová odvětví používají dnes stéle více strojů a přístrojů. Ty bývají často mocným zdrojem hluku a vibrací. Obvykle ty nejnáročn«jěí a nejpotřebnějěl stroje nesně ěejí trvalé působení vibrací. Rychle se ničí působením prachových částic uvolněných do ovzduší vibraci stěn, podlah a dalěích částí budov. Navíc je třeba ae zdravotních důvodů vylučovat nebo alespoň omezovat působení kluku i vibrací na člověka. Je totiž známo, že širokopásmové vibrace působí ničivě nejen ne budovy a stroje, ale i sa živé organismy.Today, all industries are using more and more machines and equipment. These are often a powerful source of noise and vibration. Usually, the most demanding and needed machines do not resist the permanent effect of vibrations. It is quickly destroyed by the influence of dust particles released into the atmosphere by the vibration of walls, floors and other parts of buildings. In addition, it is necessary for health reasons to eliminate or at least limit the effects of the boy and vibrations on humans. It is known that broadband vibrations do not only destroy buildings and machines, but also living organisms.

Způsob potlačování vzniku a ělření vibraci je spárna celá řada. Většinou jsou ale drahé a obtížně proveditelná, nebo naopak neposkytují dostatečný útlumový efekt. Poměrně dobré výsledky poskytují materiály obsahující korek a skelnou nebo čedičovou vatu. Manipulace s těmito materiály je nesnadná a časově i materiálově náročná. Používání plastů přineslo zjevné efekty pouze tam, kde byl použit kaučuk nebo pěnové plasty. V řadí případů však nelze tyto jinak efektivní hmoty používat pro jejich nízkou mechaniokou pevnost nebo obtížnou aplikaci na nerovné plochy popraskaně či jinak narušené povrchy, při utěsňování spár a prasklin a podobně. 'There are many ways to suppress and reduce vibration. However, they are usually expensive and difficult to implement or do not provide sufficient attenuation effect. Materials containing cork and fiberglass or basalt wool provide relatively good results. Handling these materials is difficult and time and material consuming. The use of plastics produced only obvious effects where rubber or foam plastics were used. In many cases, however, these otherwise effective compositions cannot be used for their low mechanical strength or difficult application to uneven surfaces cracked or otherwise damaged surfaces, for sealing joints and cracks and the like. '

Nedávno bylo zjištěno, že lze získat pružné hmoty pohlcující vibrace a odolné vůči dynamickému namáhání vulkanizecí směsi pryžového prachu či drtě, kapalných epoxidových ’ elastomerů na bázi aduktů dimensích mastných kyselin a nízkomolekulárních epoxidových pryskyřic , a aminových vulkanizátorů. Ukázalo se ..ale, že tyto hmoty vedle řady výtečných vlastnosti mají při některých aplikacích nedostačující mechanická pevnosti, hlavně houževnatost (tahový součin při laboratorní teplotě jen 2 až 5 MPa),Recently, it has been found that vibration-absorbing resilient masses can be obtained and resistant to dynamic stress by vulcanizing a mixture of rubber dust or grit, liquid epoxy elastomers based on fatty acid adducts and low molecular weight epoxy resins, and amine vulcanizers. However, it has been shown that in addition to a number of excellent properties, these compositions have in some applications insufficient mechanical strengths, in particular toughness (tensile product at room temperature of only 2 to 5 MPa),

Nyní bylo nalezeno, že uvedená nedostatky odstraňuje nebo podstatně snižuje pružná hmota pohlcující vibrace, odolné vůči dymanickému namáhání, s vyššími mechanickými pevnostmi (tahový součin 5 až 12 MPa) a s prodlouženou životností podle tohoto vynálezu, která před vulkanizecí sestává z 10 až 80 hm. dílů kapalných epoxidových elastcmérů na bázi epoxyésterových, epoxypolyesterových, glycidylesterových, glyoidylpolyesterových, glyoidylpolyuretanových telechelických předpolymerů nebo jejioh směsi, o střední molekulová hmotnosti 500 až 5 000, 10 až 50 hm. dílů pryžového prachu nebo drtě, 1 až 50 ha. dílů plniv a/nebo pigmentů a aminové a/nebo polyaainoeaidové vulkanisátory o aminovém čísle 150 až 1 800 mg KOH/g v množství 80 až 200 % teorie, vztaženo na obsah epoxidových skupin v kompozici.It has now been found that the vibration-absorbing, damp-proof, elastic mass, with higher mechanical strengths (tensile product of 5-12 MPa) and with an extended service life according to the invention, which consists of 10 to 80 wt. parts of liquid epoxy elastomers based on epoxy ester, epoxypolyester, glycidyl ester, glyoidylpolyester, glyoidylpolyurethane telechelic prepolymers or mixtures thereof, with an average molecular weight of 500 to 5,000, 10 to 50 wt. parts of rubber dust or rubble, 1 to 50 ha. parts of fillers and / or pigments; and amine and / or polyaainoeaid vulcanizers having an amine number of 150 to 1800 mg KOH / g in an amount of 80 to 200% of the theory, based on the epoxy group content of the composition.

Kapalné epoxidové elastomery obvykle sestávají z 10 až 50 hm. dílů epoxidového nebo glycidového telechelického předpolymerů, 1 až 50 hm. dílů nízkemelekulérní epoxidové pryskyřice a 0,1 až 40 hm. dílů reaktivního či nereaktivního ředidla. Miskomolekulární epoxidové pryskyřice mají střední molekulovou hmotnost 220 až 500 a připravují se známými způsoby reakcí epiohlorhydrinu s dianem, resorcinem nebo jinými difenoly.Liquid epoxy elastomers usually consist of 10 to 50 wt. parts by weight of epoxy or carbohydrate telechelic prepolymers, 1 to 50 wt. parts of a low molecular weight epoxy resin and 0.1 to 40 wt. parts of a reactive or non-reactive diluent. The misconductive epoxy resins have an average molecular weight of 220-500 and are prepared by known methods by reacting epiohlorohydrin with diane, resorcinol, or other diphenols.

Reaktivní ředidla obsahují ve své molekule nejméně jednu epoxidovou skupinu a odvozují se známými způsoby od alifatických nebo cykloalifetických diolů, triolů, thiolů, sekundárních diaminů nebo dikarbohových kyselin nebo vznikají reakcí epoxyalkoholů s poíyizokyánátý nebo epoxidací nenasycených sloučenin. Ž nereaktivních ředidel se používají zejména málo těkavá estery organických a anorganických kyselin, vysokovroucí aromáty nebo aromatizované destilační řezy a podobně. Pro hmoty dle vynálezu se používají epoxidové teleohelioké předpolymery mající střední molekulovou hmotnost 500 áž 5 000, zejména epoxyesterové, epoaýpolyesterové, glycidylesterová, glycidylpolyesterové a glycidylpolyuretanové předpolymery.The reactive diluents contain at least one epoxy group in their molecule and are derived from known aliphatic or cycloaliphatic diols, trioles, thiols, secondary diamines or dicarboxylic acids or are formed by reaction of epoxy alcohols with polyisocyanates or epoxidation of unsaturated compounds. In particular, low volatile organic and inorganic acid esters, high-boiling aromatics or aromatised distillation slices and the like are used in non-reactive diluents. For the compositions according to the invention, epoxy teleoheliol prepolymers having an average molecular weight of 500 to 5,000 are used, in particular epoxyester, epo-polyester, glycidyl ester, glycidyl polyester and glycidyl polyurethane prepolymers.

Tyto teleohelioké předpolymery se připravují adicí nízkomolekulárních epoxidových pryskyřic o střední molekulová hmotnosti 220 až 500 nízkomolekulérními karboxylovými polymery o střední molekulové hmotnosti 200 až 4 000 nebo polymeraimi dikarhonovými kyselinami s koncovými skupinami -COOH o střední molekulové hmotnosti 1 000 až 4 000, v molárním poměru epoxidová pryskyřice: polyester či polymerní kyselina = 2:0,8 až 1,5.These teleoheliol prepolymers are prepared by the addition of low molecular weight epoxy resins having a mean molecular weight of 220-500 low molecular weight carboxylic polymers having an average molecular weight of 200-4000 or a polymeric dicaronic acid having an average molecular weight of -COOH of 1,000-4,000 molar ratios of epoxy resin: polyester or polymeric acid = 2: 0.8 to 1.5.

Používané ftíí;,.onolekulórní karboxylové polymery jsou zejména kyselými polyestery a připravují se známým± způsoby z dikarbonových kyselin C₄ až 25 ⁸ dlolů až ₂₀. Polymemí kyseliny se získávají obvykle speciální polymerací nebo kopolymerací dienů (butadien, izopren a jiné) s nenasycenými uhlovodíky (akrylonitril). Glycidylesterové a glyoidylpolyasterové telechelické předpelymery vznikají obvykle reakcí epichlorhydrinu s dikarbonovými kyselinami Cg ež nebo polymerními dikarbonovými kyselinami o střední molekulové hmotnosti 500 až 4 000, nebo karboxylovými nízkemolekulárními polyestery o střední molekulové hmotnosti 200 až 4 000.The polymeric carboxyl polymers used are in particular acid polyesters and are prepared by known methods from dicarboxylic acids C ₄ to 25 ⁸ to ₂₀ . Polymeric acids are usually obtained by special polymerization or copolymerization of dienes (butadiene, isoprene and others) with unsaturated hydrocarbons (acrylonitrile). Glycidyl ester and glyoidyl polyaster telechelic prepellers are usually formed by the reaction of epichlorohydrin with dicarboxylic acids C 8 to C 11 or polymeric dicarboxylic acids having a mean molecular weight of 500 to 4,000, or carboxylic low molecular weight polyesters of an average molecular weight of 200 to 4,000.

Postupuje se podle známých způsobů tak, aby připravené glycidylestery nebo glyoidylpolyestery obsahovaly koncové epoxidové skupiny. Glycidylpolyuretanové telechelieké předpolymery se připravují obvykly reakcí axpoxyalkoholů a di- nebo polyizokyanátovými monomery Si předpolymery a obsahuji rovněž koncové epoxidové skupiny.The known processes are such that the prepared glycidyl esters or glyoidyl polyesters contain terminal epoxy groups. Glycidyl polyurethane telechelic prepolymers are prepared by conventional reaction of axpoxyalcohols and di- or polyisocyanate monomers Si prepolymers and also contain terminal epoxy groups.

Aminové a polyaminoamidové vulkanizátory pro hmoty dle vynálezu mají emlnové číslo 150 až 1 800 mg KOH/g a působí vulkanizaci kapalných epoxidových alastomerů při teplotách 0 až 50 °C, při množství vulkanizátoru 0,8 až 2,0 x Hx E, kde H značí vodíkový ekvivalent vulkanizátoru a E obsah epoxidových (glycidylových) skupin v ekvivalentech/100 g.The amine and polyaminoamide vulcanizers for the compositions of the invention have an emission number of 150 to 1800 mg KOH / g and cause vulcanization of liquid epoxy alastomers at temperatures of 0 to 50 ° C, at a vulcanizer amount of 0.8 to 2.0 x Hx E, where H is hydrogen vulcanizer equivalent and E content of epoxy (glycidyl) groups in equivalents / 100 g.

Při vulkanizaci je možno používat také látky urychlující Si zpomalující vulkanizační reakce, jako jsou fenolitieké sloučeniny, voda, polyoly, thioly, ketony, cyklické étery a podobně. Někdy je vhodné použít i látky ovlivňující rozliv, povrchové napětí a tvorby pěny.In the vulcanization, it is also possible to use Si accelerators for the vulcanization reaction, such as phenolithic compounds, water, polyols, thiols, ketones, cyclic ethers and the like. Sometimes it is advisable to use substances affecting flow, surface tension and foam formation.

Jako pryžového prachu či drtě se používá zejména drl (prach) vznikající zpracováním 1 ojetých pneumatik a jiných pryžových výrobků nebo odpadů. Lze vSak s výhodou použít prachy nebo drtě z jiných alastomerů jako jsou styrenvbutadienová kopolymery, chlorkaučuk, etylen-propylenové kopolymery, butadien-akrylonitrilová kopolymery, apod.As rubber dust or pulp, it is mainly used drl (dust) resulting from the processing of 1 used tires and other rubber products or waste. However, dusts or pulp from other alastomers such as styrene-butadiene copolymers, chlorinated rubber, ethylene-propylene copolymers, butadiene-acrylonitrile copolymers, and the like can be advantageously used.

Pro hmoty podle vynálezu se také používají běžná plitiva jako jsou písek, mastek, křída, skelná moučka, piliny, infusoriové hlinky, talek, břidlice, kaolin,I sádra, vápence, dolomity, mletý tavený křemen, sirnlk molybdeničitý, bentonity, odpad z tvrzeného papíru a tkanin, čediče, mleté porcelánové střepy, expandované perlity, slída, cement, mletý Samot, popílek, korundový a granátový odpad, saze, grafit, mletý serpentin, amorfní SiOg, silikagel, AlgO^, korkové drl, kovová prážky, práěkový PVC, vláknitá materiály,jako je např. azbest, krátká skleněná vlékna, čedičová, grafitová nebo textilní vlékna, odpad za syntetických usní apod., případně i pigmenty 1 jako je např. ZnO nebo titanová běloba.Conventional fillers such as sand, talc, chalk, glass meal, sawdust, diatomaceous earth, talc, slate, kaolin, gypsum, limestone, dolomites, ground fused silica, molybdenum disulphide, bentonite, hardened waste are also used for the compositions of the invention. paper and fabric, basalt, ground porcelain shards, expanded perlite, mica, cement, ground Solitude, fly ash, corundum and garnet waste, soot, graphite, serpentine ground, amorphous SiOg, silica gel, AlgO ^, cork pulp, metal powder, PVC powder , fibrous materials such as asbestos, short glass fibers, basalt, graphite or textile fibers, synthetic leather waste and the like, and possibly pigments 1 such as ZnO or titanium white.

Změnou druhů a podílů plniv lze ovlivnit mechanické i elektrické vlastnosti (pevnost, otěr, povrchový odpor), zprecovatelnost (např. viskosita, tixotropie) množství vulkenizétoru plnitalnost i mechanické vlastnosti. Optimální podíl je třeba u každého plniva i vulkanizátoru zjistit individuálně; plněním se mírně sníží rychlost růstu izolovaná trhliny, rychlost tvarovaného zotavení může být zvýěena i snížena.By changing the types and proportions of fillers it is possible to influence the mechanical and electrical properties (strength, abrasion, surface resistance), the feasibility (eg viscosity, thixotropy) of the amount of vulcanizer and the filling properties and mechanical properties. The optimum proportion should be determined individually for each filler and vulcanizer; Filling slightly decreases the rate of growth of the isolated crack, the rate of shaped recovery can be increased or decreased.

Při přípravě hmoty dle vynálezu se obvykle smísí uvedené složky, upraví se tekutost či tixotropie směsi, podle potřeby se přidá urychlovač nebo zpomalovač vulkanizace a je-li to žádáno i barvivé, pigmenty, plniva nebo složky zvySující vodivost vulkanizovaná hmoty jako je grafit nebo kovová praohy. Takto připravená tekutá, polotekutá nebo tixotropní hmota se nanáší na čistý a suchý povrch, nebo se vtlačí do spár, popřípadě se touto směsí zdroj vibraci či dynamického namáhání zcela nebo z části zalije, utěsni a podobně.In preparing the composition according to the invention, the components are usually mixed, the fluidity or thixotropy of the mixture is adjusted, a vulcanization accelerator or retarder is added if necessary, and if desired colorants, pigments, fillers or conductivity enhancers such as graphite or metal thresholds. . The liquid, semi-liquid or thixotropic mass thus prepared is applied to a clean and dry surface or pressed into the joints, or the source of vibration or dynamic stress is completely or partially poured, sealed and the like with this mixture.

Pokud jsou povrchy hrubozrnná či naeákevá, je vhodná provést nejprve penetraci, k čemuž lze použít jak známá penetrační epoxidové hmoty, tek i penetrační roztoky připravené rozpuštěním kapalného epoxidového elastomeru a aminovulkanizačního činidla v aromátech, zejména v toluenu či xylenu. Teprve po zaschnutí a vytvrzení penetreín-ího roztoku se nanáší směs pro hmotu dle vynálezu. Směs po vulkenizaoi má dobré mechanické pevnosti a výbornou houževnatost (mez pevnosti v tahu 8 až 30 MPa, mez pevnosti v tlaku 30 až 80 MPa, tažnost 30 až 55, povrchové tvrdost 50 až 90° Shora A a tahový součin 5 až 12 MPa).If the surfaces are coarse-grained or water-repellent, it is advisable to first penetrate, using both known penetration epoxy compositions and penetration solutions prepared by dissolving liquid epoxy elastomer and amin-vulcanizing agent in aromatics, especially toluene or xylene. Only after the penetrein solution has dried and cured is the composition for the composition according to the invention applied. The composition after vulkenization has good mechanical strength and excellent toughness (tensile strength 8 to 30 MPa, compressive strength 30 to 80 MPa, elongation 30 to 55, surface hardness 50 to 90 ° from above A and tensile product 5 to 12 MPa) .

PřikladlHe did

Reakcí dvou molů kyseliny adipové s jedním molem 1,4-betandio'iu se připrav:· viyester mající číslo kyselosti 382 mg KOH/g a střední molekulovou hmotnost .146. Reakcí. 346 g připraveného polyesteru se 784 g nízkomolekulámí epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 392, se připraví epoxidový telechelický předpolyaer mající obsah epoxidových skupin 0,19 ekv./ΙΟΟ g číslo kyselosti 0,1 mg KOH/g a střední molekulovou hmotnosti 1 130. 800 g tohoto epoxypolyesterového telecheliokého předpolymeru se při 100 °C roztaví a smísí s 200 g směsi sestávající ze 140 g epoxidové pryskyřice na bázi 1 ,8-oktejíaiolu a 60 g bisglycidyleteru etylenglykolu. Po důkladné homogenizaci se získá kapalný epoxidový elastomer o viskozitě 43 Pa.s/25 °C a obsahu epoxidových skupin 0,30 ekv./ΙΟΟ g.By reacting two moles of adipic acid with one mole of 1,4-betanediol, a ester having an acid number of 382 mg KOH / g and an average molecular weight of 146 is prepared. Reactions. 346 g of the prepared polyester with 784 g of low molecular weight epoxy resin having an average molecular weight of 392, an epoxy telechelic prepolyer having an epoxy group content of 0.19 eq / g of acid value of 0.1 mg KOH / g and an average molecular weight of 1,130 are prepared. of this epoxy-polyether telecheliol prepolymer is melted at 100 ° C and mixed with 200 g of a mixture consisting of 140 g of an epoxy resin based on 1,8-octaiealol and 60 g of ethylene glycol bisglycidyl ether. After thorough homogenization, a liquid epoxy elastomer having a viscosity of 43 Pa.s / 25 ° C and an epoxy group content of 0.30 eq / g is obtained.

100 g tohoto kapalného epoxidového elastomeru se smísí s 10 g trimethylhexamethylendiaminu a s 1 g technického krezolu. Směs se důkladně zhomogenizujé, načež se k ní přidá 50 g pryžové drtě získané z ojetých pneumatik 12 g grafitu a 5 g hliníkového prachu. Podle potřeby a venkovní teploty se upraví tixotropie hmoty pomocí amorfního kysli niku křemičitého. Tixotropní hmota se nanáší jako štěrková hmota na penetrovaný povrch «tropu, stěn, i podlahy haly pro obráběcí rychloběžné stroje. Po vulkanizaci při pokojové teplotě má hmota mez pevnosti v tahu 25 MPa, tažnost 47 %, tahový součin 12 MPa a povrchovou tvrdost 63° Shore A.100 g of this liquid epoxy elastomer are mixed with 10 g of trimethylhexamethylenediamine and 1 g of technical cresol. The mixture is thoroughly homogenized, then 50 g of rubble obtained from used tires are added, 12 g of graphite and 5 g of aluminum dust. The thixotropy of the mass is adjusted with amorphous silica as required and the outside temperature. The thixotropic mass is applied as a gravel mass to the penetrated surface of the tropics, walls and floors of the hall for high-speed machine tools. After curing at room temperature, the mass has a tensile strength of 25 MPa, an elongation of 47%, a tensile product of 12 MPa, and a surface hardness of 63 ° Shore A.

Příklad 2'Example 2 '

Reakcí 1 molu dimerních mastných kyselin se 6 moly 1-chlor -2,3-epoxypropanu se získá diglyoidylesterový telechelický předpolymer o viskozitě 0,76 Pa-rs/25 °C a obsahu epoxidových skupin 0,267 ekv./100 g. Smísením 75 g tohoto předpolymeru s 20 g bisglycidyléteru dianu a 5 g bisglycidyléteru propylenglykolu se získá kapalný epoxidový elastomer mající viskositu 1,9 Pa.s/25 °C a obsah epoxidových skupin 0,31 ekv./100 g. 100 g tohoto elastomeru se smísí s 20 g dietylentriaminu. Po zhomogenizovóní se přidá 80 g pryžové drtě a 5 g odpadu ze zpracování syntetické usně. Po vulkanizaci se získá pružná hmota mající mez pevnosti v tahu 15 MPa, tažnost 35 % tahový součin 5,2 MPa a povrchovou tvrdost 59° Shore A.Reaction of 1 mole of dimeric fatty acids with 6 moles of 1-chloro-2,3-epoxypropane gives a diglyoidyl ester telechelic prepolymer having a viscosity of 0.76 Pa / 25 ° C and an epoxy group content of 0.267 eq / 100 g. of a prepolymer with 20 g of bis-glycidyl ether of dian and 5 g of bis-glycidyl ether of propylene glycol is obtained a liquid epoxy elastomer having a viscosity of 1.9 Pa.s / 25 ° C and an epoxy content of 0.31 eq / 100 g. 100 g of this elastomer is mixed with 20 g diethylenetriamine. After homogenization, 80 g of rubble and 5 g of synthetic leather waste are added. After vulcanization, an elastic mass having a tensile strength of 15 MPa, an elongation of 35% of the tensile product of 5.2 MPa and a surface hardness of 59 ° Shore A is obtained.

Claims

OBJECT OF THE VIEW

Vibration-absorbing, resilient, dynamic-stress-resistant material with higher mechanical strength and extended life, characterized in that it consists of 10 to 80 wt. parts of liquid epoxy elastomers based on epoxyester, epoxypolyester, glycidyl ester, glyeidylpolyester, glycidylpolyurethane telecheli prepolymers, or mixtures thereof, with an average molecular weight of 500 to 5,000, 10 to 50 wt. parts of rubber dust or rubble, 1 to 50 wt. parts of fillers and / or pigments; and amine and / or polyaminoamide vulcanizers having an amine number of 150 to 1800 mg KOH / g in an amount of 80 to 200% of the theory, based on the epoxy group content of the composition.

Severography. n. p., plant 7, Most