PL117001B2 - Material for mechanical vibrations damping - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest tworzywo do tlumienia drgan mechanicznych.Znane tworzywa do tlumienia drgan mechanicznych skladaja sie zazwyczaj z dwu lub wiecej skladników rózniacych sie zasadniczo wspólczynnikiem tlumienia.Stosowane sa tworzywa jednorodne, jak kauczuki silikonowe, poliuretanowe, tworzywa spienione: jak styropian, pianki gumowe, poliuretanowe, polipropylenowe, w których pory wypelnione sa gazem oraz tworzy¬ wa wieloskladnikowe: jak zywice termoplastyczne i termoutwardzalne wypelnione materialami twardymi takimi jak grafit, kreda, wlókno szklane, olów.Tworzywa jednorodne charakteryzuja sie bardzo dobra wytrzymaloscia na rozerwanie, dobra wytrzyma¬ loscia na wielokrotne odksztalcenia nawet do kilkuset procent, natomiast ze wzgledu na swoja jednorodnosc nie wykazuja wymaganych wlasnosci tlumiacych drgania.Tworzywa spienione charakteryzuja sie szczególnie dobrymi wlasnosciami tlumienia drgan mechanicznych ze wzgledu na przestrzenna kompozycje obszarów stanowiacych polimer oraz obszarów stanowiacych gaz.W tworzywach spienionych naprezenia mechaniczne przenosi polimer co powoduje oczywiste zmniejszenie wytrzymalosci mechanicznych.W tworzywach wieloskladnikowych z wypelniaczem wystepuje faza polimeru - nosnika oraz faza wypel¬ niacza. Wypelniacz jak i tworzywo nosne stanowia rózne chemicznie materialy nie powiazane ze soba wiazaniami chemicznymi. Brak powiazania chemicznego materialów o róznej strukturze powoduje zmniejszenie wytrzyma¬ losci tworzywa a szczególnie wytrzymalosci na wielókrofhe odksztalcenie co jest cecha niezbedna wielu tlumia¬ cych drgania ksztaltek konstrukcyjnych. 1 Celem wynalazku jest usuniecie wymienionych niedogodnosci, oraz utrzymanie wlasnosci pozadanych wymienionych tworzyw.Cel ten osiagnieto poprzez zastosowanie kompozycji tworzyw uretanowyeh z których jeden komponent oparty jest o strukture segmentowa zbudowana z lancuchów polimerycznych przechodzacych przez co najmniej trzy naprzemienne bloki znajdujace sie w stanie kauczuko-ppdobnym iw stanie zeszklenia, a drugi komponent117001 posiada strukture usieciowana chemicznie, przy czym masa czasteczkowa lancucha poliuretanowego pomiedzy kolejnymi punktami usieciowania tworzacymi siatke wynosi 2500-10000.Tworzywo wedlug wynalazku sklada sie zatem z dwóch komponentów poliuretanowych z czego jeden komponent wprowadzony w postaci ziarenek lub wlókien w ilosci 10-50% wag. stanowi segmentowy poliuretan skladajacy sie z dwóch nie mieszajacych sie faz to jest fazy zeszklonej segmentów sztywnych stanowiacych produkt addycji aromatycznych dwuizocyjanianów oraz niskoczasteczkowych dioli alifatycznych cykloalifatycz¬ nych i aromatycznych i znajdujacych sie ponizej temperatury zeszklenia oligodioli alifatycznych segmentów miekkich o masie czasteczkowej od 1500 do 3000. Natomiast drugi komponent, któryjest nosnikiem pierwszego komponentu stanowi lany elastomer uretanowy stanowiacy produkt reakcji dwuizocyjanianów aromatycznych, dioli niskoczasteczkowych, wielowodorotlenowyeh zwiazków sieciujacych oraz oligodioli o masie czasteczkowej 1000 do 3000. Elastomer stosuje sie w postaci wlókien o grubosci 50-600 dtx, dlugosci 1 do 10 mm lub granul 0 srednicy 0,1 do 5 mm.Tak sporzadzone tworzywo stanowi uklad trzech elementów struktury molekularnej, w którym segmenty sztywne zeszklone polaczone sa chemicznie segmentami miekkimi i stanowia reaktywny wypelniacz lanego usieciowanegO chemicznie o strukturze gumopodobnej tworzywa ure tanowego.Tworzywo to wykazuje nieoczekiwana zdolnosc tlumienia drgan dzieki znacznej róznicy czasów relaksacji kazdego z elementów struktury.Tworzywo wedlug wynalazku posiada dobra wytrzymalosc mechaniczna rzedu 200-400 • 0,980ó65' 105 Pa oraz dobra odpornosc na wielokrotne sciskanie do 50% rzedu 70-250 kilocykli.Przyklad I. 100 czesci wagowych poliadypinianu glikolu etylenowego o liczbie hydroksylowej 56 i ciezarze czasteczkowym okolo 2000 w reaktorze suszy sie w temperaturze 120°C pod cisnieniem lOhP w czasie 1 godziny. Nastepnie podnosi sie temperature do 135°C i wprowadza 11,3 czesci wagowe butanodiolu 1,4. Po wymieszaniu dodaje sie 43,8 czesci wagowych 4,4'-dwuizocyjanianu dwufenylometanu.Po wymieszaniu miesza¬ nine reakcyjna wylewa sie na tace i wygrzewa w temperaturze 100°C w czasie 1 godziny. Otrzymuje sie w ten sposób pierwszy komponent o liniowej budowie makroczastek, z tym, ze makroczastki skladaja sie z na przemian lezacych oligoestrowych segmentów miekkich i segmentów sztywnych bedacych wynikiem addycji 4.4,-dwuizo- cyjanianu oraz butanodiolu-1,4.Otrzymany w ten sposób komponent jeden sklada sie z trzech sekwencji segmentów sztywnych i miekkich, przy czym temperatura zeszklenia segmentów sztywnych wynosi 120°C a segmentów miekkich -39°C.Wytrzymalosc na rozerwanie komponentu jeden wynosi 310 0,980665* 105 Pa. Otrzymany elastomer pod¬ daje sie granulacji znanymi metodami. 20 czesci wagowych granulatu o srednicy okolo 3 mm wprowadza sie do mieszaniny skladajacej sie ze 100 czesci wagowych osuszonego oligo/l,4-oksyterometyleno/diolu o masie cza¬ steczkowej okolo 1000, 14 czesci wagowych butanodiolu 1,4 i 4 czesci wagowych heksanotriolu. Temperatura mieszaniny 60°C.Po wymieszaniu dodaje sie 75 czesci wagowe 4,4,-dwuizocyjanianu dwufenylometanu i calosc miesza pod zmniejszonym cisnieniem. W tym stadium procesu uzyskuje sie zawiesine granulek pierwszego komponentu w reagujacej masie drugiego komponentu.Oprócz reakcji zmierzajacych do tworzenia drugiego komponentu nastepuje tworzenie wiazan alofaniano- wych pomiedzy grupami uretanowymi znajdujacymi sie na powierzchni komponentu jeden a wolnymi grupami izocyjanianowymi drugiego komponentu.Wprowadzenie 4 czesci heksanotriolu w komponent drugi powoduje, ze stanowi on elastomer usieciowany, kauczuko-podobny, przy czym usieciowanie wystepuje w segmentach sztywnych a masa czasteczkowa lancucha poliuretanowego pomiedzy kolejnymi punktami usieciowania wynosi okolo 6400. Nastepnie sieciujace tworzy¬ wo wylewa sie do nagrzanych do temperatury 130°C form pokrytych oddzielaczem silikonowym. Wypelniona forme wygrzewa sie w temperaturze 120°C w czasie 5 godzin. Otrzymane tworzywo wykazuje wytrzymalosc na rozerwanie 320 • 0,980665-105 Pa, twardosc 72 ShA i odpornosc na wielokrotne sciskanie do 50% wynosi 180 kilocykli.Przyklad 11. Jako komponent jeden stosuje sie pociete wlókno typu elaston T, które posiada budowe chemiczna analogicznie jak komponent jeden w przykladzie l,z ta róznica,ze na skutek obróbki mecha¬ nicznej w trakcie formowania wlókna sekwencje segmentów sztywnych sa zorientowane w kierunku osi wlókna.Dzieki temu wytrzymalosc na rozciaganie wlókien wynosi okolo 600*0,980665* 105 Pa. 30 czesci wagowych elastonu T o dlugosci 5 mm i grubosci 420 dtex wprowadza sie do urzadzenia do syntezy i dalej prowadzi procesjak w przykladzie I.Otrzymane tworzywo posiada wytrzymalosc na rozerwanie 380 • 0,980665* 105 Pa, twardosc 77 ShA oraz odpornosc na wielokrotne sciskanie do 50% wynosi 210 kilocykli.1170Q1 , 3 Zastrzezenia patentowe 1. Tworzywo do tlumienia drgan mechanicznych, znamienne tym, ze sklada sie z dwóch kompo¬ nentów, z których jeden wprowadzany jako wypelniacz reaktywny w postaci granul lub wlókien w ilosci od 10 do 50% wagowych zawiera tworzywo uretanowe termoplastyczne o strukturze segmentowej skladajace sie z lan¬ cuchów polimerycznyeh przechodzacych przez co najmniej trzy naprzemienne bloki znajdujace sie w stanie kauczukopodobnym i w stanie zeszklenia, przy czym faza kauczukopodobna segmentów miekkich znajdujaca sie ponizej temperatury zeszklenia sklada sie z alifatycznych reszt oligodioli o masie czasteczkowej od 1500 do 3000, a faza zeszklona segmentów sztywnych sklada sie z produktów addycji aromatycznych dwuizocyjanianów i niskoczasteczkowych dioli alifatycznych, cykloalifatycznych i aromatycznych, oraz drugi komponent zawiera lany elastpmer uretanowy o strukturze usieciowanej chemicznie, stanowiacy produkt reakcji dwuizocyjanianów aromatycznych, dioli niskoczasteczkowych, wielowodorotlenowych zwiazków sieciujacych oraz oligodioli o ma¬ sie czasteczkowej od 1000 do 3000, przy czym masa czasteczkowa lancucha poliuretanowego pomiedzy kolejny¬ mi punktami usieciowania wynosi od 2500 do 10000. 2. Tworzywo wedlug zastrz. 1,znamienne tym, ze termoplastyczny elastomer uretanowy stosuje sie w postaci wlókien o grubosci od 50 do 600 dtex i dlugosci od 1 do 10 mm. 3. Tworzywo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze termoplastyczny elastomer uretanowy stosuje sie w postaci granul o srednicy od 0,1 do 5 mm. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Tworzywo do tlumienia drgan mechanicznych, znamienne tym, ze sklada sie z dwóch kompo¬ nentów, z których jeden wprowadzany jako wypelniacz reaktywny w postaci granul lub wlókien w ilosci od 10 do 50% wagowych zawiera tworzywo uretanowe termoplastyczne o strukturze segmentowej skladajace sie z lan¬ cuchów polimerycznyeh przechodzacych przez co najmniej trzy naprzemienne bloki znajdujace sie w stanie kauczukopodobnym i w stanie zeszklenia, przy czym faza kauczukopodobna segmentów miekkich znajdujaca sie ponizej temperatury zeszklenia sklada sie z alifatycznych reszt oligodioli o masie czasteczkowej od 1500 do 3000, a faza zeszklona segmentów sztywnych sklada sie z produktów addycji aromatycznych dwuizocyjanianów i niskoczasteczkowych dioli alifatycznych, cykloalifatycznych i aromatycznych, oraz drugi komponent zawiera lany elastpmer uretanowy o strukturze usieciowanej chemicznie, stanowiacy produkt reakcji dwuizocyjanianów aromatycznych, dioli niskoczasteczkowych, wielowodorotlenowych zwiazków sieciujacych oraz oligodioli o ma¬ sie czasteczkowej od 1000 do 3000, przy czym masa czasteczkowa lancucha poliuretanowego pomiedzy kolejny¬ mi punktami usieciowania wynosi od 2500 do 10000.
2. 2. Tworzywo wedlug zastrz. 1,znamienne tym, ze termoplastyczny elastomer uretanowy stosuje sie w postaci wlókien o grubosci od 50 do 600 dtex i dlugosci od 1 do 10 mm.
3. 3. Tworzywo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze termoplastyczny elastomer uretanowy stosuje sie w postaci granul o srednicy od 0,1 do 5 mm. PL