RU2545287C1 - Heat-resistant foamed polymer composite material, method of producing base therefor and method of producing material - Google Patents
Heat-resistant foamed polymer composite material, method of producing base therefor and method of producing material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2545287C1 RU2545287C1 RU2013145459/05A RU2013145459A RU2545287C1 RU 2545287 C1 RU2545287 C1 RU 2545287C1 RU 2013145459/05 A RU2013145459/05 A RU 2013145459/05A RU 2013145459 A RU2013145459 A RU 2013145459A RU 2545287 C1 RU2545287 C1 RU 2545287C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rubber
- foamed
- mixtures
- base
- filler
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Предложенная группа изобретений относится к термостойким материалам, которые могут быть полезны в любых сферах, где присутствуют повышенные температуры или есть риск воспламенения, например строительстве, промышленности, военной или космической областях. Более конкретно данная группа изобретений относится к термостойкому вспененному полимерному композиционному материалу и его производству.The proposed group of inventions relates to heat-resistant materials, which can be useful in any areas where there are elevated temperatures or there is a risk of ignition, for example, construction, industry, military or space fields. More specifically, this group of inventions relates to heat-resistant foamed polymer composite material and its production.
Известен огнестойкий полимерный композиционный материал, содержащий полимерную основу и наполнитель (RU 2430138, Огнестойкий полимерный композиционный материал и способ его получения, МПК С09К 21/14, C08J 9/34, В32В 1/06 опубл. 27.09.2011 г.). Способ получения композиционного материала включает операцию введения наполнителя в полимерную основу. При этом полимерная основа материала выполнена из перфорированных вспененных полимеров, а наполнитель содержит синтетический каучук, отвердитель, стабилизатор и, при необходимости, растворитель, пигменты, антипирены.Known fire-resistant polymer composite material containing a polymer base and filler (RU 2430138, Fire-resistant polymer composite material and method for its preparation, IPC C09K 21/14, C08J 9/34, B32B 1/06 publ. 09/27/2011). A method of obtaining a composite material includes the operation of introducing a filler into a polymer base. The polymer base of the material is made of perforated foamed polymers, and the filler contains synthetic rubber, hardener, stabilizer and, if necessary, a solvent, pigments, flame retardants.
Известен огнестойкий полимерный композиционный материал, содержащий полимерную основу и наполнитель (RU 2491318, Огнестойкий полимерный композиционный материал и способ его получения, МПК C09K 21/14, опубл. 27.08.2013 г.). Способ получения композиционного материала включает операцию введения наполнителя в полимерную основу. При этом полимерная основа материала выполнена из перфорированных вспененных полимеров, перфорированных вспененных синтетических и натуральных каучуков, а наполнитель содержит кремнийорганический полимер, отвердитель, стабилизатор, модификатор и, при необходимости, растворитель, пигменты, антипирены.Known fire-resistant polymer composite material containing a polymer base and a filler (RU 2491318, Fire-resistant polymer composite material and method for its preparation, IPC C09K 21/14, published on 08.27.2013). A method of obtaining a composite material includes the operation of introducing a filler into a polymer base. The polymer base of the material is made of perforated foamed polymers, perforated foamed synthetic and natural rubbers, and the filler contains an organosilicon polymer, hardener, stabilizer, modifier and, if necessary, a solvent, pigments, flame retardants.
Данное решение принято в качестве прототипа.This decision was made as a prototype.
Известный материал обладает рядом недостатков, в частности недостаточно равномерное коллоидальное распределение добавок в массе наполнителя, что приводит к неустойчивости полученной дисперсии, а следовательно, к недостаточно длительному времени сохранения свойств материала.The known material has several disadvantages, in particular, the colloidal distribution of additives in the filler mass is not uniformly enough, which leads to instability of the obtained dispersion and, consequently, to insufficiently long storage time of the material properties.
Площадь перфорированной поверхности в горизонтальном сечении составляет до 60%, т.е. не менее 40% поверхности основы имеет закрытые поры, недоступные для проникновения наполнителя, что характеризует недостаточную надежность сцепления наполнителя с основой и недостаточное распределение наполнителя в матрице основы.The perforated surface area in horizontal section is up to 60%, i.e. at least 40% of the surface of the base has closed pores, inaccessible to the penetration of the filler, which characterizes the insufficient reliability of adhesion of the filler to the base and the insufficient distribution of the filler in the matrix of the base.
Отсутствует возможность регулирования плотности и прочности материала.There is no way to control the density and strength of the material.
Предлагаемое решение направлено на расширение арсенала огнезащитных термостойких материалов и устранение указанных недостатков прототипа.The proposed solution is aimed at expanding the arsenal of flame retardant heat-resistant materials and eliminating these disadvantages of the prototype.
Предложенный термостойкий вспененный полимерный композиционный материал обладает повышенной термостойкостью, технологически прост в изготовлении, универсален в спектре используемых компонентов и эксплуатационных характеристик, что позволяет существенно расширить область применения.The proposed heat-resistant foamed polymer composite material has increased heat resistance, is technologically simple to manufacture, universal in the range of components used and operational characteristics, which can significantly expand the scope.
Решение данной задачи достигается тем, что в термостойком вспененном полимерном композиционный материале, содержащем основу, выполненную перфорированной со вскрытием пор вдоль поверхности, в котором в качестве основы содержит как минимум один вспененный каучук или вспененный полимер, а в качестве наполнителя, заполняющего объемы перфораций и вскрытых пор, содержит как минимум один каучук или полимер, обладающий термостойкостью в диапазоне температур от 200 до 700°С, или жидкое стекло, отвердитель и стабилизатор.The solution to this problem is achieved by the fact that in a heat-resistant foamed polymer composite material containing a base made perforated with opening of pores along the surface, in which as a base contains at least one foamed rubber or foamed polymer, and as a filler filling the perforated and opened volumes the pore contains at least one rubber or polymer having heat resistance in the temperature range from 200 to 700 ° C, or liquid glass, a hardener and a stabilizer.
В качестве основы применяются перфорированные вспененные полимеры и перфорированные вспененные каучуки или их различные сочетания.As the basis used perforated foamed polymers and perforated foamed rubbers or their various combinations.
В отличие от прототипа площадь перфорированной поверхности в горизонтальном сечении увеличена до 75%, а на оставшейся неперфорированной части поверхности основы осуществлено удаление материала с поверхности, до вскрытия пор основы, с дальнейшей очисткой объемов перфорации и объемов вскрытых пор, что обеспечивает более надежное сцепление наполнителя с материалом и более равномерное распределение его по поверхности.In contrast to the prototype, the perforated surface in the horizontal section was increased to 75%, and on the remaining non-perforated part of the surface of the base, the material was removed from the surface before opening the pores of the base, with further cleaning of the perforation volumes and the volumes of the opened pores, which provides more reliable adhesion of the filler to material and a more uniform distribution on the surface.
В качестве вспененного каучука основы могут быть полезны вспененный натуральный каучук, вспененный синтетический каучук или их различные сочетания.As the foamed rubber base, foamed natural rubber, foamed synthetic rubber, or various combinations thereof may be useful.
Вспененный синтетический каучук основы выбран из группы: вспененный бутадиеновый каучук, вспененный полибутадиеновый каучук, вспененный бутадиен-стирольный каучук, вспененный бутадиен-нитрильный каучук, вспененный полиизопреновый каучук, вспененный хлоропреновый каучук, вспененный этиленпропиленовый каучук, вспененный полиизобутиленовый каучук, вспененный силоксановый каучук, вспененный фторсодержащий каучук, вспененный винилпиридиновый каучук, вспененный полифосфонитрилхлоридный каучук или их различные сочетания.Foamed synthetic rubber base is selected from the group: foamed butadiene rubber, foamed polybutadiene rubber, foamed butadiene-styrene rubber, foamed butadiene-nitrile rubber, foamed polyisoprene rubber, foamed chloroprene rubber, foamed ethylene foam foam, foamed ethylene foam foam rubber, foamed vinyl pyridine rubber, foamed polyphosphonitrile chloride rubber, or various combinations thereof.
Вспененный полимер основы выбран из группы: вспененный полиэтилен, вспененный полистирол, вспененный полиуретан, вспененный полипропилен, вспененный поливинилхлорид или их различные сочетания.The foamed base polymer is selected from the group: foamed polyethylene, foamed polystyrene, foamed polyurethane, foamed polypropylene, foamed polyvinyl chloride, or various combinations thereof.
В качестве полимера наполнитель содержит как минимум один кремнийорганический полимер, такой как полиорганосилоксан, полиэлементоорганосилоксан или их смеси.As a polymer, the filler contains at least one organosilicon polymer, such as polyorganosiloxane, polyelementoorganosiloxane, or mixtures thereof.
В качестве полиорганосилоксана могут быть полезны как минимум один полиметилфенилсилоксан, полидиметилфенилсилоксан, полиметилсилоксан, полидиметилсилоксан, полифенилсилоксан, полиэтилфенилсилоксан, полидиэтилфенилсилоксан, полиметилхлорфенилсилоксан, полифторфенилсилоксан, полифеноксифенилсилоксан или их смеси, а в качестве полиэлементоорганосилоксана могут быть полезны как минимум один полиалюмофенилсилоксан, полититанофенилсилоксан, полиборорганосилоксан, полиалюмоорганосилоксан, полититаноорганосилоксан или их смеси.As polyorganosiloxane may be useful for at least one polymethylphenylsiloxane, polydimethyl phenyl siloxane, polymethylsiloxane, polydimethylsiloxane polyphenylsiloxanes, polietilfenilsiloksan, polidietilfenilsiloksan, polimetilhlorfenilsiloksan, poliftorfenilsiloksan, polifenoksifenilsiloksan or mixtures thereof, as well as polielementoorganosiloksana may be useful for at least one polialyumofenilsiloksan, polititanofenilsiloksan, polibororganosiloksan, polialyumoorganosiloksan, polytitanorganosiloxane or mixtures thereof.
В качестве каучука наполнитель содержит как минимум один синтетический каучук, такой как кремнийорганический каучук, фторкремнийорганический каучук, хлоропреновый каучук, синтетический каучук фтористый или их смеси.As rubber, the filler comprises at least one synthetic rubber, such as silicone rubber, organosilicon rubber, chloroprene rubber, synthetic rubber fluoride, or mixtures thereof.
В качестве кремнийорганического каучука могут быть полезны как минимум один синтетический каучук термостойкий низкомолекулярный, синтетический низкомолекулярный кремнийорганический каучук со стирольными концевыми группами, силоксановый каучук или их смеси, в качестве фторкремнийорганического каучука, содержит как минимум один фторсилоксановый каучук, синтетический каучук термостойкий фторсодержащий или их смеси, в качестве хлоропренового каучука содержит как минимум один полихлоропрен, наирит, неопрен, байпрен или их смеси, в качестве синтетического каучука фтористого содержит как минимум один синтетический каучук фтористый на основе сополимеров трифторхлорэтилена с винилиденфторидом, синтетический каучук фтористый на основе сополимеров винилиденфторида с гексафторпропиленом или их смеси.As organosilicon rubber, at least one synthetic rubber heat-resistant low molecular weight, synthetic low molecular weight silicone rubber with styrene end groups, siloxane rubber or mixtures thereof, as silicone fluorine rubber, contains at least one fluorosiloxane rubber, synthetic rubber, synthetic rubber as chloroprene rubber contains at least one polychloroprene, nairite, neoprene, bipren or mixtures thereof, in quality The synthetic fluoride rubber contains at least one synthetic fluorine rubber based on copolymers of trifluorochlorethylene with vinylidene fluoride, a synthetic rubber fluoride based on copolymers of vinylidene fluoride with hexafluoropropylene or a mixture thereof.
В качестве жидкого стекла наполнитель содержит водный раствор силиката натрия или водный раствор силиката калия или их смесь.As liquid glass, the filler comprises an aqueous solution of sodium silicate or an aqueous solution of potassium silicate, or a mixture thereof.
Для отверждения компонентов наполнителя и надежной фиксации его в основе используют вещества, выбранные из следующих групп.To cure the components of the filler and securely fix it, substances based on the following groups are used.
Первую группу отвердителей составляют метилтриэтоксисилан, тетраметилдисилоксан, тетраацетоксисилан, метилтриацетоксисилан, амин, полиамин, диэтиламин, аминосилан, гексаметилендиамин, полиэтиленполиамин, аминопропилтриэтоксисилан, аминоизопропилтриэтоксисилан, аминоорганотриэтоксисилан, тетраэтоксисилан, диэтилдикаприлат олова, диэтилакрилат олова, дибутилакрилат олова или их смеси.The first group consists of hardeners methyltriethoxysilane, tetramethyldisiloxane, tetraatsetoksisilan, methyltriacetoxysilane, amine, polyamine, diethylamine, aminosilane, hexamethylene diamine, polyethylene polyamine, aminopropyltriethoxysilane, aminoizopropiltrietoksisilan, aminoorganotrietoksisilan, tetraethoxysilane, tin diethyldicaprylate, dietilakrilat tin, tin dibutilakrilat or mixtures thereof.
Вторую группу отвердителей составляют полиорганосилазаны, полиэлементоорганосилазаны, титанофосфороорганические соединения, алкоксисиланы, растворы оловоорганических соединений в эфирах ортокремниевой кислоты, аминоорганотриэтоксисилан с тетрабутоксититаном, аминоорганоалкоксисиланы или их смеси.The second group of hardeners is polyorganosilazanes, polyelementoorganosilazanes, organophosphorus compounds, alkoxysilanes, solutions of organotin compounds in esters of orthosilicic acid, amino organotriethoxysilane with tetrabutoxy titanium, amino organoalkoxysilanes or mixtures thereof.
Третью группу отвердителей составляют кремнефтористый натрий, хлорид бария, кремнефтористая кислота, щавелевая кислота, ортофосфорная кислота, уксусная кислота, хлористый кальций, алюминат натрия, диацетат этиленгликоля, моноацетат этиленгликоля или их смеси.The third group of hardeners is sodium silicofluoride, barium chloride, silicofluoric acid, oxalic acid, phosphoric acid, acetic acid, calcium chloride, sodium aluminate, ethylene glycol diacetate, ethylene glycol monoacetate, or mixtures thereof.
Конкретный отвердитель или смесь отвердителей выбирают в зависимости от свойств основного активного компонента наполнителя (каучука, полимера, жидкого стекла).The specific hardener or mixture of hardeners is selected depending on the properties of the main active component of the filler (rubber, polymer, liquid glass).
Отвердители используют для улучшения технологических и физико-химических свойств кремнийорганических наполнителей. Их применяют для снижения температуры и времени отверждения и стабилизации наполнителя.Hardeners are used to improve the technological and physicochemical properties of organosilicon fillers. They are used to reduce temperature and cure time and stabilize the filler.
В качестве отвердителей применяют сложные композиции на основе титанофосфороорганических соединений, силазанов (соединений с чередующимися атомами кремния и азота) и элементосилазанов. Введение этих соединений в значительной степени способствует повышению термостойкости кремнийорганических полимеров за счет введения в цепь полимера гетероатомов или их группировок, а также повышению термоокислительной стабильности за счет введения группировок, которые являются носителями антиоксидантных свойств.Complex hardeners based on organophosphorus compounds, silazanes (compounds with alternating silicon and nitrogen atoms) and eletosilazanes are used as hardeners. The introduction of these compounds significantly contributes to the increase in heat resistance of organosilicon polymers due to the introduction of heteroatoms or their groups into the polymer chain, as well as to the improvement of thermal oxidative stability due to the introduction of groups that are carriers of antioxidant properties.
Введение силазановой связи в кремнийорганические полимеры позволило решить проблему отверждения в естественных условиях. Положительный эффект от введения подобных отвердителей выражается также в том, что наполнитель повышает свою прочность: не растрескивается при нагревании, не подвергается термоокислительной деструкции. Такие наполнители стабильны при перепадах температур от -40 до +350°С.The introduction of a silazane bond in organosilicon polymers allowed us to solve the problem of curing in vivo. The positive effect of the introduction of such hardeners is also expressed in the fact that the filler increases its strength: it does not crack when heated, and does not undergo thermal oxidative degradation. Such fillers are stable at temperature extremes from -40 to + 350 ° C.
Для обеспечения необходимого качества материала в состав наполнителя вводят стабилизатор, который обеспечивает равномерное коллоидальное распределение добавок в массе наполнителя, что приводит к устойчивости полученной дисперсии. В частности, стабилизатор предотвращает оседание пигментов и антипиренов и повышает физико-механические свойства наполнителя.To ensure the required quality of the material, a stabilizer is introduced into the filler composition, which ensures uniform colloidal distribution of additives in the filler mass, which leads to the stability of the resulting dispersion. In particular, the stabilizer prevents the deposition of pigments and flame retardants and increases the physical and mechanical properties of the filler.
В качестве стабилизатора могут быть полезны такие соединения, как алкилариловые эфиры фосфорной кислоты, эфиры салициловой кислоты, ароматические амины, соли цинка, соли кальция и свинца, коллоидный диоксид кремния, замещенные фенолы, вторичные ароматические амины или их смеси.Compounds such as alkylaryl phosphoric esters, salicylic acid esters, aromatic amines, zinc salts, calcium and lead salts, colloidal silicon dioxide, substituted phenols, secondary aromatic amines or mixtures thereof can be useful as stabilizers.
По химическому строению фенольные стабилизаторы можно разделить на производные моноядерных фенолов, бисфенолов и трисфенолов. Важным представителем моноядерных фенолов является 4-метил-2,6-дитретбулфенол. В группе бисфенолов важнейшим стабилизатором является 2,2-метилен-бис. В группе трисфенолов важным представителем стабилизаторов является 2,4,6-трис(3,5-дитребутилен-4-оксибензил)мезитилен. Моноядерные фенолы, бисфенолы и трисфенолы могут использоваться в качестве стабилизаторов как порознь, так и в смеси. Вторичные ароматические амины могут быть представлены, например, как фенил-2-нафталамин.According to the chemical structure, phenolic stabilizers can be divided into derivatives of mononuclear phenols, bisphenols and trisphenols. An important representative of mononuclear phenols is 4-methyl-2,6-ditretbulphenol. The most important stabilizer in the bisphenol group is 2,2-methylene bis. In the trisphenol group, 2,4,6-tris (3,5-ditrebutylene-4-hydroxybenzyl) mesitylene is an important representative of stabilizers. Mononuclear phenols, bisphenols and trisphenols can be used as stabilizers separately or in mixtures. Secondary aromatic amines can be represented, for example, as phenyl-2-naphthalamine.
Стабилизатор дополнительно уменьшает скорость старения наполнителя, увеличивая тем самым долговечность термостойкого вспененного полимерного композиционного материала.The stabilizer further reduces the aging rate of the filler, thereby increasing the durability of the heat-resistant foamed polymer composite material.
Для повышения огнезащитных свойств наполнитель дополнительно может содержать антипирен, выбранный из группы: аммоний фосфорнокислый двузамещенный, параформ, мочевина, бисульфат графита, мочевиноформальдегидная смола, мочевиномеламиноформальдегидная смола, меламин, полифосфат аммония, пентаэритрит, интеркалированный графит, окисленный графит, нитрат графита, модифицированный ледяной уксусной кислотой окисленный графит, нейтрализованный интеркалированный графит, бура, диаммоний фосфат, сульфат аммония, сернокислый аммоний, фосфорнокислый аммоний, фосфорнокислый натрий, борная кислота, гидрат окиси магния, оксид цинка, фосфат алюминия, фосфат кремния, оксид магния, оксид кальция, гидрат окиси алюминия, природный графит, алюмосиликаты, хлорпарафин, трехокись сурьмы, фосфоросодержащие соединения, хлорированные полиэтилены, тетрабромпараксилол, гексабромциклододекан, декабромдифенилоксид или их смеси.To increase the fire retardant properties, the filler may additionally contain a flame retardant selected from the group: ammonium phosphate disubstituted, paraform, urea, graphite bisulfate, urea-formaldehyde resin, urea-melamine-formaldehyde resin, melamine, ammonium polyphosphate, pentaerythritol, intercalated graphite graphite, graphite nitrous graphite, intercalated graphite nitite, graphite nitrate graphite acid oxidized graphite, neutralized intercalated graphite, borax, diammonium phosphate, ammonium sulfate, ammonium sulfate, phosphor ammonium acid, sodium phosphate, boric acid, magnesium oxide hydrate, zinc oxide, aluminum phosphate, silicon phosphate, magnesium oxide, calcium oxide, aluminum oxide hydrate, natural graphite, aluminosilicates, chloroparaffin, antimony trioxide, phosphorus-containing compounds, chlorinated polyethylenes, tetrabromara hexabromocyclododecane, decabromodiphenyl oxide or mixtures thereof.
Под «интеркалированным графитом» понимается широкий круг химических соединений - продуктов внедрения в графитовую матрицу на атомном или молекулярном уровне систем, обладающих способностью к интуменсцентности (вспучиванию) - многократному увеличению объема при нагревании за счет термического диспергирования частиц графита до наноразмеров.By “intercalated graphite” is meant a wide range of chemical compounds — products of the introduction of graphite matrix systems at the atomic or molecular level that are capable of intuition (expansion) —a multiple increase in volume upon heating due to thermal dispersion of graphite particles to nanoscale sizes.
Термостойкий эффект, термически расширяющихся антипиренов, основан на теплоизолирующем действии вспененной при тепловом воздействии массы, которая препятствует проникновению теплового потока внутрь материала. При высокотемпературном тепловом воздействии в наполнителе, содержащем антипирены, происходят фазовые переходы, связанные с поглощением тепла и выделением газообразных продуктов, которые образуют пористую структуру, обладающую низким коэффициентом теплопроводности, а соответственно высокими теплоизоляционными и теплозащитными свойствами. Кроме этого, в материале происходят экзотермические процессы преобразования или превращения различных химических продуктов, препятствующих процессу воспламенения и горения.The heat-resistant effect of thermally expanding flame retardants is based on the heat-insulating effect of the foam foamed during heat exposure, which prevents the penetration of the heat flux into the material. Under high-temperature heat exposure, phase transitions occur in the filler containing flame retardants, associated with heat absorption and the release of gaseous products, which form a porous structure with a low coefficient of thermal conductivity and, accordingly, high thermal insulation and heat-insulating properties. In addition, exothermic processes of transformation or transformation of various chemical products that impede the process of ignition and combustion occur in the material.
Например, смесь интеркалированного графита и меламина приводит к термовспениванию, тогда как физические свойства пены изменяются незначительно, а способность противостоять интенсивному тепловому потоку значительно увеличивается. Меламин, расходуя тепло на собственный экзотермический процесс превращения, замедляет экзотермическую реакцию пиролиза интеркалированного графита, вплоть до прекращения пиролиза.For example, a mixture of intercalated graphite and melamine leads to thermal foaming, while the physical properties of the foam change only slightly, and the ability to withstand intense heat flux increases significantly. Melamine, spending heat on its own exothermic conversion process, slows down the exothermic pyrolysis reaction of intercalated graphite, up to the end of pyrolysis.
В качестве примера смесевого антипирена может быть приведен графитоалюмосиликатный антипирен, содержащий природный графит (углерод) и алюмосиликат при следующем соотношении компонентов, в мас. %: природный графит (углерод) - 10-20, алюмосиликат - 80-90.As an example of a mixed flame retardant, graphite aluminosilicate flame retardant containing natural graphite (carbon) and aluminosilicate in the following ratio of components, in wt. %: natural graphite (carbon) - 10-20, aluminosilicate - 80-90.
Для получения графитоалюмосиликатного антипирена алюмосиликат выбирают из группы: каолин; глауконит; галлуазит или их смеси, а природный графит выбирается из группы: коллоидный графит; шунгит или их смеси.To obtain graphite aluminosilicate flame retardant aluminosilicate selected from the group: kaolin; glauconite; halloysite or mixtures thereof, and natural graphite is selected from the group: colloidal graphite; shungite or mixtures thereof.
Наполнитель дополнительно может содержать пигменты, в качестве которых могут быть полезны титанат железа, титанат меди, оксид железа, оксид хрома, алюминат кобальта, свинцово-молибдатный крон, сульфид кадмия, алюминиевая пудра, окись титана, красные железооксидные, красные кадмиевые, хромовые или кобальтовые соединения, цинковая пыль, цинковый крон, титанат кобальта или их смеси.The filler may further contain pigments, which may be useful iron titanate, copper titanate, iron oxide, chromium oxide, cobalt aluminate, lead molybdate crown, cadmium sulfide, aluminum powder, titanium oxide, red iron oxide, red cadmium, chromium or cobalt compounds, zinc dust, zinc crown, cobalt titanate or mixtures thereof.
Также в наполнитель может быть дополнительно введен модификатор, в качестве которого могут быть полезны полиорганосилазаны, акриловые смолы, карбамидоформальдегидные смолы, меламиноформальдегидные смолы, алкидные смолы, эпоксидные смолы, полиэфирные смолы, фенолоформальдегидные смолы, эфиры целлюлозы, эфиры акриловой кислоты или их смеси.Also, a modifier may be added to the filler, which may be useful polyorganosilazanes, acrylic resins, urea-formaldehyde resins, melamine-formaldehyde resins, alkyd resins, epoxies, polyester resins, phenol-formaldehyde resins, cellulose ethers, acrylic acid esters or mixtures thereof.
Применение модификаторов позволяет повысить термостойкость и твердость материалов и упростить их производство. Так, введение полимера, содержащего ароматические радикалы, обеспечивают более высокую термостойкость. Добавки акриловой смолы или полиорганосилазанов позволяют получать наполнитель, отверждающийся уже при комнатной температуре. Введение карбамидной смолы повышает твердость и ударную прочность материала.The use of modifiers improves the heat resistance and hardness of materials and simplifies their production. Thus, the introduction of a polymer containing aromatic radicals provides higher heat resistance. Additives of acrylic resin or polyorganosilazanes make it possible to obtain a filler that cures even at room temperature. The introduction of urea resin increases the hardness and impact strength of the material.
Введение диспергирующей добавки, например соли полиакриловой кислоты, 2-аминопропанол, ацетилендиол, полиуретаны, полиакрилаты с линейной и разветвленной структурой, соли поликарбоновых кислот, полифосфаты, этоксисилаты жирных спиртов или их смеси позволяет дополнительно улучшить качество наполнителя за счет более тонкого распределения компонентов и однородности состава.The introduction of a dispersant, for example, salts of polyacrylic acid, 2-aminopropanol, acetylenediol, polyurethanes, polyacrylates with a linear and branched structure, salts of polycarboxylic acids, polyphosphates, ethoxysilates of fatty alcohols or mixtures thereof can further improve the quality of the filler due to a finer distribution of components and uniform composition .
Наполнитель дополнительно может содержать пластификатор и/или флексибилизатор (внутренний пластификатора), которые могут быть полезны для улучшения его эластичности.The filler may further comprise a plasticizer and / or flexibilizer (internal plasticizer), which may be useful to improve its elasticity.
Пластификатор является инертным компонентом, который добавляется в состав полимерных материалов для получения механического пластифицирующего действия, а именно улучшения эластичности, снижения хрупкости и повышения ударной прочности. Пластификатор обеспечивают диспергирование ингредиентов, снижает температуру технологической обработки композиций. Некоторые пластификаторы могут повышать термостойкость и огнестойкость полимеров.A plasticizer is an inert component that is added to the composition of polymeric materials to obtain a mechanical plasticizing effect, namely, improving elasticity, reducing brittleness and increasing impact strength. The plasticizer provides dispersion of the ingredients, reduces the temperature of the technological processing of the compositions. Some plasticizers can increase the heat and flame resistance of polymers.
Пластификатор выбран из группы: сложные эфиры; эфиры фталевой и триметиловой кислоты; сложные эфиры ортофосфорной кислоты; трикрезилфосфаты или их смеси. Сложные эфиры, в свою очередь, выбираются из группы: диоктифталат; диметилфталат; дибутилфталат; дибутилсебацинат; диоктиладапинат; диизобутилфталат или их смеси.The plasticizer is selected from the group: esters; phthalic and trimethyl acid esters; phosphoric acid esters; tricresyl phosphates or mixtures thereof. Esters, in turn, are selected from the group: dioctophthalate; dimethyl phthalate; dibutyl phthalate; dibutyl sebacinate; dioctylapdinate; diisobutyl phthalate or mixtures thereof.
Флексибилизатор (внутренний пластификатор) - ингредиент, вступающий в реакцию с кремнийорганическими полимерами во время отверждения, и обеспечивающий гибкость путем увеличения расстояния между поперечными сшивками, а соответственно, увеличивающий гибкость и подвижность трехмерной сетки.A flexibilizer (internal plasticizer) is an ingredient that reacts with organosilicon polymers during curing and provides flexibility by increasing the distance between cross-linking, and, accordingly, increasing the flexibility and mobility of a three-dimensional network.
Флексибилизатор выбран из группы: низкомолекулярные кремнийорганические каучуки; алифатические эпоксидные смолы; полисульфидные каучуки; полисульфиды; хлорсодержащие эпоксидные смолы или их смеси.The flexibilizer is selected from the group: low molecular weight silicone rubbers; aliphatic epoxies; polysulfide rubbers; polysulfides; chlorine-containing epoxies or mixtures thereof.
Низкомолекулярные кремнийорганические каучуки, в свою очередь, выбираются из группы: синтетический каучук термостойкий низкомолекулярный (СКТН); синтетический низкомолекулярный кремнийорганический каучук со стирольными концевыми группами (Стиросил); синтетический каучук термостойкий фторсодержащий (СКТФ-25) или их смеси.Low molecular weight organosilicon rubbers, in turn, are selected from the group: heat-resistant low molecular weight synthetic rubber (CTCN); synthetic low molecular weight silicone rubber with styrene end groups (Styrosil); heat-resistant synthetic fluorine-containing synthetic rubber (SKTF-25) or mixtures thereof.
Алифатические эпоксидные смолы представляют собой продукт конденсации многоатомных спиртов с эпихлоргидрином и, в свою очередь, выбираются их группы: алифатическая эпоксидная смола (ДЭГ-1) - продукт конденсации диэтиленгликоля с эпихлоргидрином; алифатическая эпоксидная смола (ТЭГ-1) - продукт конденсации триэтиленгликоля с эпихлоргидрином или их смеси.Aliphatic epoxy resins are a product of the condensation of polyhydric alcohols with epichlorohydrin and, in turn, their groups are selected: aliphatic epoxy resin (DEG-1) - a product of the condensation of diethylene glycol with epichlorohydrin; aliphatic epoxy resin (TEG-1) - a condensation product of triethylene glycol with epichlorohydrin or a mixture thereof.
В качестве флексибилизатора возможно использование полисульфидных каучуков (тиоколов). Для улучшения эластичности и термостойкости возможно использование хлорсодержащей эпоксидной смолы марки Оксилин-5(А).As a flexibilizer, the use of polysulfide rubbers (thiocols) is possible. To improve the elasticity and heat resistance, it is possible to use chlorine-containing epoxy resin brand Oxilin-5 (A).
Наполнитель дополнительно может содержать микросферы, в качестве которых могут быть полезны стеклянные, алюмосиликатные, углеродные, керамические вакуумные или их смеси. Введение микросфер в наполнитель увеличивает прочностные характеристики и снижает теплопроводность, т.е. улучшает эксплуатационные свойства материала. Применение в наполнителе микросфер с покрытием из металлов или углерода, а также металлов в виде пудры или ультрадисперсных порошков, например пыли, или их смеси, позволяет обеспечить защиту от СВЧ-излучений.The filler may further comprise microspheres, which may be useful glass, aluminosilicate, carbon, ceramic vacuum or mixtures thereof. The introduction of microspheres into the filler increases the strength characteristics and reduces thermal conductivity, i.e. improves the operational properties of the material. The use in the filler of microspheres coated with metals or carbon, as well as metals in the form of powder or ultrafine powders, such as dust, or a mixture thereof, provides protection against microwave radiation.
Для увеличения прочностных характеристик в наполнитель также могут быть введены ударопрочные органические добавки, типа ядро-оболочка, на акриловой, стирольной или бутадиеновой основе или их смеси. Например, добавка на акриловой основе состоит из полиметилметакрилатной оболочки и эластомерного ядра из бутилакрилата, или эластомерное ядро из полибутадиена, а оболочка из полиметакрилата или полистирола. В качестве ударопрочных добавок возможно также использование хлорированных полиолефинов и их смесей.To increase the strength characteristics, impact-resistant organic additives, such as core-shell, on an acrylic, styrene or butadiene base or a mixture thereof can also be introduced into the filler. For example, an acrylic-based additive consists of a polymethyl methacrylate shell and an elastomeric core of butyl acrylate, or an elastomeric core of polybutadiene, and a shell of polymethacrylate or polystyrene. As impact resistant additives, it is also possible to use chlorinated polyolefins and mixtures thereof.
Также могут быть введены неорганические добавки, такие как карбонат кальция, диоксид титана, фуллерены, фуллериты, восстановленный оксид графена, углеродные нанотрубки или их смеси, или смеси ударопрочных добавок.Inorganic additives such as calcium carbonate, titanium dioxide, fullerenes, fullerites, reduced graphene oxide, carbon nanotubes or mixtures thereof, or mixtures of high impact additives can also be added.
Фуллерены представляют собой молекулярное соединение, принадлежащее к классу аллотропной формы углерода, а конденсированная система, состоящая из молекул фуллеренов, является фуллеритом. Один из способов увеличения прочности полимерных материалов заключается в смешении полимеров с добавками, повышающими их прочность, например углеродными нанотрубками и частицами восстановленного оксида графена.Fullerenes are a molecular compound belonging to the class of allotropic forms of carbon, and the condensed system, consisting of fullerene molecules, is fullerite. One way to increase the strength of polymeric materials is to mix polymers with additives that increase their strength, such as carbon nanotubes and particles of reduced graphene oxide.
Прочность наполнителя композиционного материала обуславливается тем, что между восстановленным оксидом графена и углеродными нанотрубками образуются водородные связи. Использование данных добавок в наполнителе позволит значительно увеличить ударную вязкость термостойкого слоя в предлагаемом материале.The strength of the filler of the composite material is determined by the fact that hydrogen bonds are formed between the reduced graphene oxide and carbon nanotubes. The use of these additives in the filler will significantly increase the toughness of the heat-resistant layer in the proposed material.
Термостойкий вспененный полимерный композиционный материал может представлять собой как минимум один слой многослойного материала, в котором основы слоев и наполнитель выполнены одинаковыми или различными по составу.The heat-resistant foamed polymer composite material may be at least one layer of a multilayer material in which the base layers and the filler are made the same or different in composition.
Для улучшения эксплуатационных характеристик, повышения термостойкости и механической прочности на поверхности термостойкого вспененного полимерного композиционного материала и/или между слоями может быть размещено покрытие, выбранное из группы: полимерная пленка, металлическая пленка (фольга), металлополимерная декоративно-защитная пленка, или из группы: стеклоткань, кремнеземная ткань, углеродная ткань, полиоксадиазольная ткань, или из группы: синтетическая полиамидная ткань, полипарафенилентерефталамидная ткань, метафенилендиаминизофталамидная ткань, полиамидбензимидазолтерефталамидная ткань.To improve operational characteristics, increase heat resistance and mechanical strength, a coating selected from the group: polymer film, metal film (foil), metal-polymer decorative protective film, or from the group may be placed on the surface of a heat-resistant foamed polymer composite material and / or between the layers: fiberglass fabric, silica fabric, carbon fabric, polyoxadiazole fabric, or from the group: synthetic polyamide fabric, polyparaphenylene terephthalamide fabric, metaphenylene minisophthalamide fabric, polyamide benzimidazole terephthalamide fabric.
Для повышения прочности материала в целом на поверхности термостойкого вспененного полимерного композиционного материала или основы, или между слоями основы размещают армирующие элементы, например сетки, сетчатые оболочки, сотовые конструкции, полуоткрытые или открытые соты различной формы и размеров ячеек, которые могут быть заполнены, например, наполнителем или добавками, например микросферами.To increase the strength of the material as a whole, reinforcing elements are placed on the surface of the heat-resistant foam polymer composite material or base, or between the layers of the base, for example nets, mesh shells, honeycomb structures, half-open or open honeycombs of various shapes and sizes of cells that can be filled, for example, filler or additives, for example microspheres.
Термостойкий материал, полученный в соответствии с любым из раскрытых вариантов выполнения, обеспечивает достижение указанного результата в равной мере.Heat-resistant material obtained in accordance with any of the disclosed embodiments provides the achievement of the specified result equally.
Задачей, решаемой в рамках предлагаемых способов, является создание технологически простой и реализуемой в течение короткого времени последовательности операций, которые не требуют использования сложного оборудования, необходимых для получения термостойкого вспененного полимерного композиционного материала, обладающего повышенной термостойкостью и широкой базой используемых компонентов, что позволяет существенно расширить область применения.The problem to be solved within the framework of the proposed methods is the creation of a technologically simple and realizable for a short time sequence of operations that do not require the use of sophisticated equipment necessary to obtain a heat-resistant foamed polymer composite material with increased heat resistance and a wide base of components used, which can significantly expand application area.
Решение данной задачи достигается в способе получения основы для термостойкого вспененного полимерного композиционного материала, включающем перфорацию поверхности основы, согласно которому после выполнения перфорации основы в горизонтальном сечении до 75% от площади, с оставшейся неперфорированной части поверхности основы удаляют материал основы до вскрытия пор основы, с дальнейшей очисткой объемов перфорации и объемов вскрытых пор, при этом в качестве основы используют как минимум один вспененный каучук или вспененный полимер.The solution to this problem is achieved in a method for producing a base for a heat-resistant foamed polymer composite material, including perforation of the surface of the base, according to which, after performing perforation of the base in horizontal section up to 75% of the area, the base material is removed from the remaining non-perforated part of the surface of the base before opening the pores of the base, with further purification of the volumes of perforation and the volumes of the opened pores, while at least one foamed rubber or a foamed polymer is used as a base.
Удаление материала с поверхности и вскрытия пор основы может осуществляться механическим способом с использованием фрез, резцов, лезвий, цепей, струн, различных режущих пил, режущих и шлифующих приспособлений на основе абразивных материалов и т.д. Удаление материала с поверхности и вскрытия пор основы может осуществляться также и термомеханическим способом с использованием разогретых до определенной температуры специальных струн, лезвий или полотна пилы.Removing material from the surface and opening the pores of the base can be carried out mechanically using mills, cutters, blades, chains, strings, various cutting saws, cutting and grinding devices based on abrasive materials, etc. Removal of material from the surface and opening of the pores of the base can also be carried out by the thermomechanical method using special strings, blades or saw blade preheated to a certain temperature.
Кроме этого, удаление материала с поверхности и вскрытия пор основы может осуществляться газоводоструйными способами. Такими способами являются пескоструйная или водоструйная обработка поверхности. Пескоструйная обработка осуществляется с помощью динамического воздействия на поверхность материала песчано-воздушной смеси. При водоструйной обработке динамическое воздействие на поверхность материала осуществляется за счет подачи воды с высоким давлением и расходом, через гидравлические сопла, обеспечивающие высокий скоростной напор водяной струи.In addition, the removal of material from the surface and the opening of the pores of the base can be carried out by gas-gas methods. Such methods are sandblasting or water-jet surface treatment. Sandblasting is carried out by means of a dynamic action of the sand-air mixture on the surface of the material. During water-jet processing, the dynamic impact on the surface of the material is carried out by supplying water with high pressure and flow rate, through hydraulic nozzles, providing a high speed pressure of the water jet.
После удаления материала с поверхности и вскрытия пор производится очистка объемов перфорации и объемов вскрытых пор от пылевидных остатков материала. Очистка может осуществляться с помощью продувки этих объемов сжатыми газами, через специальные цилиндрические, конические или щелевидные воздушные сопла, создающие скоростной воздушный поток. Кроме этого, очистка объемов перфорации и объемов вскрытых пор от пылевидных остатков материала может также осуществляться за счет их всасывания потоком воздуха установками, создающими искусственное разежение воздуха (пылесос). Перфорация может производиться различными способами, например путем сверления, выштамповки, выдавливания, пробивания, вырезки, выжигания лазером глухих или сквозных каналов в теле заготовки. Следует отметить, что средние размеры пор у экструдированного пенополистирола или жесткого пенополиуретана составляют приблизительно 80-150 микрон.After removal of the material from the surface and opening of the pores, the volumes of perforation and the volumes of the opened pores are cleaned from dusty material residues. Cleaning can be carried out by blowing these volumes with compressed gases, through special cylindrical, conical or slit-like air nozzles that create high-speed air flow. In addition, the cleaning of perforation volumes and volumes of open pores from dusty material residues can also be carried out due to their suction by the air flow by units that create artificial air separation (vacuum cleaner). Perforation can be carried out in various ways, for example, by drilling, stamping, extruding, punching, cutting, laser cutting of deaf or through channels in the body of the workpiece. It should be noted that the average pore sizes of extruded polystyrene foam or rigid polyurethane foam are approximately 80-150 microns.
Способ получения термостойкого вспененного полимерного композиционного материала включает введение наполнителя в основу, при этом в качестве основы используют как минимум один вспененный каучук или вспененный полимер, предварительно перфорированный до 75% площади поверхности в горизонтальном сечении, с оставшейся неперфорированной части поверхности основы удаляют материал до вскрытия пор и очищают объемы перфорации и объемы вскрытых пор, после чего жидкий наполнитель, содержащий как минимум один каучук или полимер, обладающий термостойкостью в диапазоне температур от 200 до 700°С, или жидкое стекло, отвердитель и стабилизатор, наносят на поверхность основы, заполняя объемы перфораций и вскрытых пор, при комнатной температуре до получения плотности композиционного материала 0,25-1,0 г/см3 и выдерживают в течение 15-28 часов до полного отверждения наполнителя.A method of obtaining a heat-resistant foamed polymer composite material includes introducing filler into the base, at least one foamed rubber or foamed polymer is used as the base, pre-perforated to 75% of the surface area in horizontal section, the material is removed from the remaining non-perforated part of the surface of the base until the pores are opened and clean the volume of perforation and the volume of open pores, after which a liquid filler containing at least one rubber or polymer having thermo toykostyu at temperatures ranging from 200 to 700 ° C, or water glass, curing agent and a stabilizer is applied to the surface of the substrate, filling the perforations and the exposed volumes long at room temperature to obtain a composite density 0.25-1.0 g / cm 3 and incubated for 15-28 hours until the filler is completely cured.
В случае выполнения термостойкого материала многослойным, содержащим как минимум два слоя основы, наполнитель наносят на поверхность основы и/или вводят между слоями основы, обеспечивая его взаимное проникновение в объемы перфораций и вскрытых пор, соединяемых поверхностей с дальнейшим образованием единого целого после отверждения наполнителя. При этом основы слоев многослойного материала и наполнитель могут быть выполнены одинаковыми или различными по составу.If the heat-resistant material is made multilayer, containing at least two layers of the base, the filler is applied to the surface of the base and / or introduced between the layers of the base, ensuring its mutual penetration into the volumes of perforations and open pores, joined surfaces with the further formation of a single whole after curing of the filler. In this case, the bases of the layers of the multilayer material and the filler can be made the same or different in composition.
Для улучшения эксплуатационных характеристик, повышения термостойкости, механической прочности, ударной прочности (ударной вязкости) на поверхность термостойкого вспененного полимерного композиционного материала может быть нанесено покрытие, выбранное из группы: полимерная пленка, металлическая пленка (фольга), металлополимерная декоративно-защитная пленка, или из группы: стеклоткань, кремнеземная ткань, углеродная ткань, полиоксадиазольная ткань (арселон), или из группы: синтетическая полиамидная ткань (нейлон, капрон), полипарафенилентерефталамидная ткань (кевлар, тварон), метафенилендиаминизофталамидная ткань (номекс), полиамидбензимидазолтерефталамидная ткань (СВМ, армос).To improve performance, increase heat resistance, mechanical strength, impact strength (impact strength), a surface selected from the group: polymer film, metal film (foil), metal-polymer decorative protective film, or from groups: fiberglass, silica fabric, carbon fabric, polyoxadiazole fabric (arselon), or from the group: synthetic polyamide fabric (nylon, nylon), polyparafeni lenterephthalamide tissue (Kevlar, Twaron), metaphenylenediaminisophthalamide tissue (Nomex), polyamide benzimidazole terephthalamide tissue (CBM, Armos).
Например, термостойкий вспененный полимерный композиционный материал с наполнителем на основе жидкого стекла со временем может покрываться пятнами и трещинами, что ухудшает декоративные и эксплуатационные характеристики материала. Причиной этому является химическое взаимодействие с содержащимися в воздухе влагой, углекислым газом и другими агрессивными газами. С целью устранения подобных явлений и предполагается нанесение покрытий в виде полимерной или металлической пленки (фольги), металлополимерной декоративно-защитной пленки.For example, a heat-resistant foamed polymer composite material with a liquid glass filler may become stained and cracked over time, which degrades the decorative and performance characteristics of the material. The reason for this is the chemical interaction with the moisture in the air, carbon dioxide and other aggressive gases. In order to eliminate such phenomena, coating is supposed to be in the form of a polymer or metal film (foil), a metal-polymer decorative protective film.
Применение таких покрытий как стеклоткань, кремнеземная ткань, углеродная ткань, полиоксадиазольная ткань (арселон) или мета-арамидная ткань (номекс) повышает термическую стойкость материала. Покрытие из мета-арамидной ткани (номекс) и полиоксадиазольной ткани (арселон) способно длительное время работать при температуре 250-350°С и выдерживать коротковременное воздействие до температуры 500-700°С.The use of coatings such as fiberglass, silica, carbon, polyoxadiazole (arselon) or meta-aramid (nomex) increases the thermal resistance of the material. The coating of meta-aramid fabric (nomex) and polyoxadiazole fabric (arselon) is able to work for a long time at a temperature of 250-350 ° C and withstand short-term exposure to a temperature of 500-700 ° C.
Повышение ударной прочности материала возможно с применением таких покрытий, как полипарафенилентерефталамидная ткань (кевлар, тварон), полиамидбензимидазолтерефталамидная ткань (СВМ, армос). Для волокон, из которых изготавливаются эти ткани, характерна высокая механическая прочность. Разрывная прочность волокна находиться в пределах 280-550 кг/мм2, а у стали всего 50-150 кг/мм2. Такая высокая прочность сочетается с относительно малой плотностью 1,4-1,5 г/см3.Increasing the impact strength of the material is possible with the use of coatings such as polyparaphenylene terephthalamide fabric (Kevlar, Twaron), polyamide benzimidazole terephthalamide fabric (CBM, Armos). The fibers from which these fabrics are made are characterized by high mechanical strength. The tensile strength of the fiber is in the range of 280-550 kg / mm 2 , and in steel only 50-150 kg / mm 2 . This high strength is combined with a relatively low density of 1.4-1.5 g / cm 3 .
Для закрепления подобного покрытия на поверхности материала производят сквозную перфорацию до 20% площади покрытия и затем накладывают его поверх наполнителя, заполнившего перфорированные объемы и объемы вскрытых пор основы, продавливая слой наполнителя через отверстия в покрытии, который после отверждения наполнителя удерживает покрытие, как заклепка.To fix such a coating on the surface of the material, through perforation is carried out up to 20% of the coating area and then it is laid on top of the filler, filling the perforated volumes and the volumes of the open pores of the base, forcing the filler layer through the holes in the coating, which after curing the filler holds the coating like a rivet.
Повышение механической и ударной прочности достигается тем, что на поверхности термостойкого вспененного полимерного композиционного материала или между слоями основы размещают армирующие элементы: сетки, сетчатые оболочки, сотовые конструкции, полуоткрытые или открытые соты различной формы и размера ячеек, которые заполнены, например, наполнителем с добавками восстановленного оксида графена и углеродных нанотрубок, или добавками, например смесь керамических и углеродных микросфер.The increase in mechanical and impact strength is achieved by the fact that reinforcing elements are placed on the surface of the heat-resistant foamed polymer composite material or between the layers of the base: meshes, mesh shells, honeycomb structures, half-open or open cells of various shapes and sizes of cells, which are filled, for example, with filler with additives reduced graphene oxide and carbon nanotubes, or additives, for example a mixture of ceramic and carbon microspheres.
Сами армирующие элементы обладают высокой механической прочностью, поэтому их введение приводит к повышению прочности материала в целом. Применение сотовых конструкций или полуоткрытых сот в том числе предотвращает разрушение материала при действии набегающего скоростного потока воздуха.The reinforcing elements themselves have high mechanical strength, so their introduction leads to an increase in the strength of the material as a whole. The use of honeycomb structures or half-open cells, among other things, prevents the destruction of the material under the action of an oncoming high-speed air flow.
Компонентный состав основы, наполнителя и добавок раскрыт ранее.The composition of the base, excipient and additives has been previously disclosed.
В качестве стеклянных микросфер предпочтительно использовать полые стеклянные шарики с диаметром равным 15-260 мкм и толщиной стенки приблизительно 2 мкм.As glass microspheres, it is preferable to use hollow glass balls with a diameter of 15-260 μm and a wall thickness of approximately 2 μm.
В качестве алюмосиликатных микросфер (АСМ) предпочтительно использовать стеклокристаллические алюмосиликатные шарики, которые образуются при высокотемпературном сжигании угля.As aluminosilicate microspheres (AFM), it is preferable to use glass crystalline aluminosilicate balls, which are formed during high-temperature combustion of coal.
Допускается применение керамических вакуумных микросфер (CVM), а микросферы углеродные с диаметром порядка 3-10 мкм.Ceramic vacuum microspheres (CVM) are allowed, and carbon microspheres with a diameter of about 3-10 microns.
Использование в составе наполнителя керамических микросфер позволяет обеспечить износостойкость материала. Стеклянные полые и керамические вакуумные микросферы снижают плотность наполнителя, улучшают совместимость с различными его ингредиентами, снижают усадку и вязкость композиций в сравнении с геометрически неоформленными частицами других добавок наполнителя. Кроме этого, использование керамических и углеродных микросфер повышает ударную прочность (ударную вязкость) материала.The use of ceramic microspheres in the filler makes it possible to ensure the wear resistance of the material. Glass hollow and ceramic vacuum microspheres reduce the density of the filler, improve compatibility with its various ingredients, reduce shrinkage and viscosity of the compositions in comparison with geometrically unformed particles of other filler additives. In addition, the use of ceramic and carbon microspheres increases the impact strength (impact strength) of the material.
Металлизированная поверхность микросфер является замкнутым токопроводящим контуром. При воздействии СВЧ-излучений на этой поверхности выделяется тепловая энергия, которая поглощается слоем материала или отводится с поверхности материала в окружающую среду. Аналогичное явление происходит и с пылевидными частичками металла, которые в своем объеме преобразуют энергию СВЧ-излучений в тепловую энергию. Таким образом, материал выполняет защитную функцию от СВЧ-излучений.The metallized surface of the microspheres is a closed conductive circuit. When exposed to microwave radiation, thermal energy is released on this surface, which is absorbed by a layer of material or removed from the surface of the material into the environment. A similar phenomenon occurs with dusty particles of metal, which in their volume transform the energy of microwave radiation into thermal energy. Thus, the material performs a protective function against microwave radiation.
При получении материала может быть использован наполнитель следующего состава (в мас. %):Upon receipt of the material can be used filler of the following composition (in wt.%):
В котором синтетический каучук представляет собой как минимум один кремнийорганический каучук, фторкремнийорганический каучук, хлоропреновый каучук, синтетический каучук фтористый или их смеси.In which the synthetic rubber is at least one silicone rubber, organosilicon rubber, chloroprene rubber, synthetic rubber fluoride, or mixtures thereof.
При этом кремнийорганический каучук представляет собой как минимум один синтетический каучук термостойкий низкомолекулярный, синтетический низкомолекулярный кремнийорганический каучук со стирольными концевыми группами, силоксановый каучук или их смеси, фторкремнийорганический каучук, представляет собой как минимум один фторсилоксановый каучук, синтетический каучук термостойкий фторсодержащий или их смеси, хлоропреновый каучук представляет собой как минимум один полихлоропрен, наирит, неопрен, байпрен или их смеси, а синтетический каучук фтористый представляет собой как минимум один синтетический каучук фтористый на основе сополимеров трифторхлорэтилена с винилиденфторидом, синтетический каучук фтористый на основе сополимеров винилиденфторида с гексафторпропиленом или их смеси.In this case, silicone rubber is at least one synthetic rubber heat-resistant low molecular weight, synthetic low molecular weight silicone rubber with styrene end groups, siloxane rubber or mixtures thereof, organosilicon rubber, is at least one fluorosiloxane rubber, synthetic rubber rubber and rubber rubber represents at least one polychloroprene, nairite, neoprene, biprene or mixtures thereof, and synthetic minutes fluoride rubber is at least one synthetic rubber-based fluoride trifluoroethylene copolymer with vinylidene fluoride, synthetic rubber, vinylidene fluoride based copolymers with hexafluoropropylene or mixtures thereof.
Для отверждения композиции используют отвердитель, выбранный из группы: метилтриэтоксисилан, тетраметилдисилоксан, тетраацетоксисилан, метилтриацетоксисилан, амин, полиамин, диэтиламин, аминосилан, гексаметилендиамин, полиэтиленполиамин, аминопропилтриэтоксисилан, аминоизопропилтриэтоксисилан, аминоорганотриэтоксисилан, тетраэтоксисилан, диэтилдикаприлат олова, диэтилакрилат олова, дибутилакрилат олова или их смеси.For curing the composition using a curing agent selected from the group: methyl triethoxysilane, tetramethyldisiloxane, tetraatsetoksisilan, methyltriacetoxysilane, amine, polyamine, diethylamine, aminosilane, hexamethylene diamine, polyethylene polyamine, aminopropyltriethoxysilane, aminoizopropiltrietoksisilan, aminoorganotrietoksisilan, tetraethoxysilane, tin diethyldicaprylate, tin dietilakrilat, tin dibutilakrilat or mixtures thereof.
Для облегчения нанесения наполнителя на основу может быть использован растворитель, такой как ароматические углеводороды и их смеси с простыми и сложными эфирами, кетонами или спиртами в количестве до 30 мас. %. При этом ароматическими углеводородами могут быть бензол, метилбензол, винилбензол или их смеси. Простые и сложные эфиры, выбраны из группы: диэтиловый эфир, этилацетат, метилформиат, диэтилсульфат или их смеси. Кетоны выбраны из группы: пропанон, бутанон, бензофенон. Спирты выбраны из группы: метанол, этанол, пропанол.To facilitate the application of the filler on the base, a solvent, such as aromatic hydrocarbons and mixtures thereof with ethers and esters, ketones or alcohols in an amount of up to 30 wt. % The aromatic hydrocarbons may be benzene, methylbenzene, vinylbenzene or mixtures thereof. Ethers and esters are selected from the group: diethyl ether, ethyl acetate, methyl formate, diethyl sulfate, or mixtures thereof. Ketones are selected from the group: propanone, butanone, benzophenone. Alcohols are selected from the group: methanol, ethanol, propanol.
Пенополистирол ППС-СК - термостойкий вспененный полимерный композиционный материал на основе пенополистирола перфорированного на глубину 5 мм, а на оставшейся неперфорированной поверхности выполнено вскрытие пор, с дальнейшей очисткой объемов перфорации и вскрытых пор и заполнением образовавшихся объемов наполнителем состава, масс. %: синтетический каучук - 62; отвердитель - 8; стабилизатор 2; пигмент - 4; антипирен - 15; диспергирующие добавки - 1; микросферы - 5; растворитель - 3.Expanded polystyrene PPS-SK is a heat-resistant foamed polymer composite material based on expanded polystyrene perforated to a depth of 5 mm, and pores were opened on the remaining non-perforated surface, with further cleaning of the perforation volumes and open pores and filling the resulting volumes with the filler composition, mass. %: synthetic rubber - 62; hardener - 8; stabilizer 2; pigment - 4; flame retardant - 15; dispersing additives - 1; microspheres - 5; solvent - 3.
Синтетический каучук представляет собой смесь: кремнийорганический каучук со стирольными концевыми группами (Стиросил) - 50 мас. %, синтетический каучук термостойкий низкомолекулярный (СКТН) - 20 мас. %, синтетический каучук фтористый на основе сополимеров трифторхлорэтилена с винилиденфторидом (СКФ-32) - 15 мас. %, синтетический каучук термостойкий фторсодержащий (СКТФ-25)- 15 мас. %.Synthetic rubber is a mixture: silicone rubber with styrene end groups (Styrosil) - 50 wt. %, heat-resistant low molecular weight synthetic rubber (SKTN) - 20 wt. %, synthetic rubber fluoride based on copolymers of trifluorochloroethylene with vinylidene fluoride (SKF-32) - 15 wt. %, heat-resistant fluorine-containing synthetic rubber (SKTF-25) - 15 wt. %
Отвердитель представляет собой смесь: аминоорганотриэтоксисилан - 40 мас. %, тетраэтоксисилан - 30 мас. %, этилсиликат - 10 мас. %, дибутилакрилат олова - 20 мас. %.The hardener is a mixture of aminoorganotriethoxysilane - 40 wt. %, tetraethoxysilane - 30 wt. % ethyl silicate - 10 wt. %, tin dibutyl acrylate - 20 wt. %
Стабилизатор представляет собой фенил-2-нафталамин (Неозон Д)Пигмент представляет собой смесь: окись титана - 90 мас. %, алюминиевая пудра - 10 мас. %.The stabilizer is phenyl-2-naphthalamine (Neozone D). The pigment is a mixture: titanium oxide - 90 wt. %, aluminum powder - 10 wt. %
Антипирен представляет собой смесь: интеркалированный графит - 60 мас. %, меламин - 40 мас. %.Fire retardant is a mixture: intercalated graphite - 60 wt. %, melamine - 40 wt. %
Диспергирующие добавки представляют собой смесь: соли полиакриловой кислоты - 50 мас. %, соли поликарбоновой кислоты - 50 мас. %.Dispersing additives are a mixture of: salts of polyacrylic acid - 50 wt. %, polycarboxylic acid salts - 50 wt. %
Микросферы представляют собой смесь: стеклянные микросферы с металлизированной поверхностью - 40 мас. %, алюмосиликатные микросферы - 60 мас. %.The microspheres are a mixture: glass microspheres with a metallized surface - 40 wt. %, aluminosilicate microspheres - 60 wt. %
В качестве растворителей применяются ароматические углеводороды и их смеси с простыми и сложными эфирами.Aromatic hydrocarbons and their mixtures with ethers and esters are used as solvents.
При получении материала может быть использован наполнитель также следующего состава (в мас. %):Upon receipt of the material, a filler of the following composition can also be used (in wt.%):
В котором кремнийорганический полимер представляет собой как минимум один полиорганосилоксан, выбранный из группы: полиметилфенилсилоксан, полидиметилфенилсилоксан, полиметилсилоксан, полидиметилсилоксан, полифенилсилоксан, полиэтилфенилсилоксан, полидиэтилфенилсилоксан, полиметилхлорфенилсилоксан, полифторфенилсилоксан, полифеноксифенилсилоксан или их смеси, и/или как минимум один полиэлементоорганосилоксан, выбранный из группы: полиалюмофенилсилоксан, полититанофенилсилоксан, полиборорганосилоксан, полиалюмоорганосилоксан, полититаноорганосилоксан или их смеси.In which the organosilicon polymer is at least one polyorganosiloxane selected from the group: polymethylphenylsiloxane, polymethylsiloxane, polydimethylsiloxane, polyphenylsiloxane, polyethylphenylsiloxane, polydiethylphenylsiloxane oroxylmethylene siloxane or polymethylchlorophenyl siloxane, phenylenephenyl siloxane, polymethylchlorophenyl siloxane or polymethylene phenyl siloxane, polymethylene phenyl siloxane, polymethylene siloxane, polymethylene siloxane or polymethylene phenyl siloxane; polyaluminophenylsiloxane, polytitanophenylsiloxane, polyboronorganosiloxane, polyaluminorganosilox N, polititanoorganosiloksan or mixtures thereof.
Для отверждения данного наполнителя используют отвердитель, выбранный из группы: полиорганосилазаны, полиэлементоорганосилазаны, титанофосфороорганические соединения, алкоксисиланы, растворы оловоорганических соединений в эфирах ортокремниевой кислоты, аминоорганотриэтоксисилан с тетрабутоксититаном, аминоорганоалкоксисиланы или их смеси.To cure this filler, a hardener is used, selected from the group: polyorganosilazanes, polyelementorganosilazanes, organophosphorus compounds, alkoxysilanes, solutions of organotin compounds in esters of orthosilicic acid, amino organotriethoxysilane with tetrabutoxy titanium, amino organo-organic.
Наполнитель содержит модификатор в количестве до 60 мас. %, выбранный из группы: полиорганосилазаны, акриловые смолы, карбамидоформальдегидные смолы, меламиноформальдегидные смолы, алкидные смолы, эпоксидные смолы, полиэфирные смолы, фенолоформальдегидные смолы, эфиры целлюлозы, эфиры акриловой кислоты или их смеси.The filler contains a modifier in an amount of up to 60 wt. % selected from the group: polyorganosilazanes, acrylic resins, urea-formaldehyde resins, melamine-formaldehyde resins, alkyd resins, epoxies, polyester resins, phenol-formaldehyde resins, cellulose ethers, acrylic acid esters or mixtures thereof.
Применение модифицированных кремнийорганических полимеров обеспечивает возможность получения термостойкого слоя методом обычной заливки, например, глубиной до 5-10 мм.The use of modified organosilicon polymers makes it possible to obtain a heat-resistant layer by conventional casting, for example, with a depth of 5-10 mm.
Наполнитель содержит пластификатор в количестве до 20 мас. %, выбранный из группы: сложные эфиры, такие как диоктифталат; диметилфталат; дибутилфталат; дибутилсебацинат; диоктиладапинат; диизобутилфталат или их смеси; эфиры фталевой и триметиловой кислоты; сложные эфиры ортофосфорной кислоты; трикрезилфосфаты или их смеси.The filler contains a plasticizer in an amount of up to 20 wt. % selected from the group: esters such as dioctophthalate; dimethyl phthalate; dibutyl phthalate; dibutyl sebacinate; dioctylapdinate; diisobutyl phthalate or mixtures thereof; phthalic and trimethyl acid esters; phosphoric acid esters; tricresyl phosphates or mixtures thereof.
Наполнитель содержит флексибилизатор в количестве до 5 мас. %, выбранный из группы: низкомолекулярные кремнийорганические каучуки, алифатические эпоксидные смолы, полисульфидные каучуки, полисульфиды, хлорсодержащие эпоксидные смолы или их смеси.The filler contains a flexibilizer in an amount of up to 5 wt. % selected from the group: low molecular weight silicone rubbers, aliphatic epoxy resins, polysulfide rubbers, polysulfides, chlorine-containing epoxies, or mixtures thereof.
Причем низкомолекулярные кремнийорганические каучуки выбраны из группы: синтетический каучук термостойкий низкомолекулярный; синтетический низкомолекулярный кремнийорганический каучук со стирольными концевыми группами; синтетический каучук термостойкий фторсодержащий или их смеси, а алифатические эпоксидные смолы выбраны из группы: алифатическая эпоксидная смола марки ДЭГ-1; алифатическая эпоксидная смола марки ТЭГ-1 или их смеси.Moreover, low molecular weight organosilicon rubbers are selected from the group: synthetic rubber heat-resistant low molecular weight; synthetic low molecular weight silicone rubber with styrene end groups; heat-resistant fluorine-containing synthetic rubber or mixtures thereof, and aliphatic epoxy resins are selected from the group: DEG-1 aliphatic epoxy resin; TEG-1 aliphatic epoxy resin or mixtures thereof.
Для облегчения нанесения наполнителя на основу может быть использован растворитель, такой как ароматические углеводороды или их смеси с простыми и сложными эфирами, кетонами или спиртами в количестве 5-30 мас. %.To facilitate the application of filler on the base, a solvent, such as aromatic hydrocarbons or mixtures thereof with ethers and esters, ketones or alcohols in an amount of 5-30 wt. %
В качестве растворителей возможно применение ароматических углеводородов, выбранных из группы: этилбензол, диметилбензол, нитробензол; и их смесей с простыми и сложными эфирами, выбранными из группы: диметилсульфоксид, метилацетат, диметилформамид или их смеси; кетонами, выбранными из группы: ацетофенон, ацетилацетон, диэтилкетон, диметилкетон, метилэтилкетон; или спиртами, выбранными из группы: метанол, этанол, пропанол. Данные группы растворителей могут использоваться по отдельности или в смеси.As solvents, it is possible to use aromatic hydrocarbons selected from the group: ethylbenzene, dimethylbenzene, nitrobenzene; and mixtures thereof with ethers and esters selected from the group: dimethyl sulfoxide, methyl acetate, dimethylformamide or mixtures thereof; ketones selected from the group: acetophenone, acetylacetone, diethyl ketone, dimethyl ketone, methyl ethyl ketone; or alcohols selected from the group: methanol, ethanol, propanol. These solvent groups can be used individually or in a mixture.
Также в качестве растворителей возможно применение ароматических углеводородов выбранных из группы: бензол, метилбензол, винилбензол и их смесей с простые и сложными эфирами, выбранными из группы: диэтиловый эфир, этилацетат, метилформиат, диэтилсульфат или их смеси; кетонами, выбранными из группы: пропанон, бутанон, бензофенон или их смеси; или спиртами, выбранными из группы: метанол, этанол, пропанол или их смеси.Also, as solvents, it is possible to use aromatic hydrocarbons selected from the group: benzene, methylbenzene, vinyl benzene and mixtures thereof with ethers and esters selected from the group: diethyl ether, ethyl acetate, methyl formate, diethyl sulfate or mixtures thereof; ketones selected from the group: propanone, butanone, benzophenone, or mixtures thereof; or alcohols selected from the group: methanol, ethanol, propanol, or mixtures thereof.
Пенополипропилен ППП-КП - термостойкий вспененный полимерный композиционный материал на основе пенополипропилена перфорированного на глубину 5 мм, а на оставшейся неперфорированной поверхности выполнено вскрытие пор, с дальнейшей очисткой объемов перфорации и вскрытых пор и заполнением образовавшихся объемов наполнителем состава, масс. %: кремнийорганический полимер - 29; отвердитель - 6; стабилизатор 3; пигмент - 2; антипирен - 20; диспергирующие добавки - 1; микросферы - 5; модификатор - 20; пластификатор - 10; флексибилизатор - 1; растворитель - 3.Polypropylene PPP-KP is a heat-resistant foamed polymer composite material based on perforated polypropylene foam to a depth of 5 mm, and pores were opened on the remaining non-perforated surface, with further purification of the perforation volumes and open pores and filling the resulting volumes with the filler composition, mass. %: organosilicon polymer - 29; hardener - 6; stabilizer 3; pigment - 2; flame retardant - 20; dispersing additives - 1; microspheres - 5; modifier - 20; plasticizer - 10; flexibilizer - 1; solvent - 3.
Кремнийорганический полимер представляет собой смесь: полиметилсилоксан - 40 мас. %, полифенилсилоксан - 40 мас. %, полиалюмофенилсилоксан - 20 мас. %.The organosilicon polymer is a mixture: polymethylsiloxane - 40 wt. %, polyphenylsiloxane - 40 wt. % polyaluminophenylsiloxane - 20 wt. %
Отвердитель представляет собой смесь: аминоорганотриэтоксисилан - 70 мас. %, тетрабутоксититан - 30 мас. %.The hardener is a mixture of aminoorganotriethoxysilane - 70 wt. %, tetrabutoxy titanium - 30 wt. %
Стабилизатор представляет собой смесь: 4-метил-2,6-дитретбулфенол - 70 мас. %, 2,2-метилен-бис - 30 мас. %.The stabilizer is a mixture of: 4-methyl-2,6-ditretbulphenol - 70 wt. %, 2,2-methylene bis - 30 wt. %
Пигмент представляет собой смесь: алюминиевая пудра - 70 мас. %, цинковая пыль - 30 мас. %.The pigment is a mixture: aluminum powder - 70 wt. %, zinc dust - 30 wt. %
Антипирен представляет собой смесь: коллоидный графит - 20 мас. %, каолин - 40 мас. %, глауконит - 40 мас. %.Fire retardant is a mixture: colloidal graphite - 20 wt. %, kaolin - 40 wt. %, glauconite - 40 wt. %
Диспергирующие добавки представляют собой смесь: полифосфаты - 70 мас. %, этоксисилаты жирных спиртов - 20 мас. %, соли поликарбоновых кислот - 10 мас. %.Dispersing additives are a mixture of: polyphosphates - 70 wt. %, ethoxysilates of fatty alcohols - 20 wt. %, salts of polycarboxylic acids - 10 wt. %
Микросферы представляют собой смесь: стеклянные микросферы - 70 мас. %, алюмосиликатные микросферы - 30 мас. %.Microspheres are a mixture: glass microspheres - 70 wt. %, aluminosilicate microspheres - 30 wt. %
Модификатор представляет собой смесь: эпоксидная смола - 50 мас. %, фенолоформальдегидная смола - 30 мас. %, меламиноформальдегидная смола - 20 мас. %.The modifier is a mixture: epoxy resin - 50 wt. %, phenol-formaldehyde resin - 30 wt. %, melamine formaldehyde resin - 20 wt. %
Пластификатор представляет собой смесь: дибутилфталат - 60 мас. %, диоктифталат - 40 мас. %.The plasticizer is a mixture: dibutyl phthalate - 60 wt. %, dioctophthalate - 40 wt. %
Флексибилизатор представляет собой смесь: алифатическая эпоксидная смола ДЭГ-1 - 50 мас. %, алифатическая эпоксидная смола ТЭГ-1 - 50 мас. %.Flexibilizer is a mixture: aliphatic epoxy resin DEG-1 - 50 wt. %, aliphatic epoxy resin TEG-1 - 50 wt. %
В качестве растворителей применяются ароматические углеводороды и их смеси с простыми и сложными эфирами.Aromatic hydrocarbons and their mixtures with ethers and esters are used as solvents.
Для получения материала может быть использован наполнитель также следующего состава (в мас. %):To obtain the material, a filler of the following composition can also be used (in wt.%):
При этом в качестве жидкого стекла используют водный раствор силиката натрия, водный раствор силиката калия или их смеси.In this case, an aqueous solution of sodium silicate, an aqueous solution of potassium silicate or mixtures thereof are used as liquid glass.
Для отверждения данного наполнителя используют отвердитель, выбранный из группы: кремнефтористый натрий, хлорид бария, кремнефтористая кислота, щавелевая кислота, ортофосфорная кислота, уксусная кислота, хлористый кальций, алюминат натрия, диацетат этиленгликоля, моноацетат этиленгликоля или их смеси. В качестве сложноэфирного отвердителя используют ацетаты этиленгликоля, а именно смесь диацетата с моноацетатом этиленгликоля и уксусной кислоты.To cure this filler, a hardener is used, selected from the group: sodium silicofluoride, barium chloride, silicofluoric acid, oxalic acid, phosphoric acid, acetic acid, calcium chloride, sodium aluminate, ethylene glycol diacetate, ethylene glycol monoacetate or mixtures thereof. Ethylene glycol acetates are used as the ester hardener, namely a mixture of diacetate with ethylene glycol monoacetate and acetic acid.
Для облегчения нанесения наполнителя на основу может быть использован растворитель в количестве до 30 мас. %, в качестве которого используют воду.To facilitate the application of filler on the base, a solvent in an amount of up to 30 wt. %, which is used as water.
Пенополиэтилен ППЭ-ЖС - термостойкий вспененный полимерный композиционный материал на основе пенополиэтилена перфорированного на глубину 5 мм, а на оставшейся неперфорированной поверхности выполнено вскрытие пор, с дальнейшей очисткой объемов перфорации и вскрытых пор и заполнением образовавшихся объемов наполнителем состава, масс. %: жидкое стекло - 54; отвердитель - 6; стабилизатор 4; антипирен - 20; диспергирующие добавки - 1; микросферы - 10; растворитель - 5.PPE-ZhS polyethylene foam is a heat-resistant foamed polymer composite material based on perforated polyethylene foam to a depth of 5 mm, and pores are opened on the remaining non-perforated surface, with further cleaning of the perforation volumes and open pores and filling the resulting volumes with the filler composition, mass. %: water glass - 54; hardener - 6; stabilizer 4; flame retardant - 20; dispersing additives - 1; microspheres - 10; solvent - 5.
Жидкое стекло представляет собой смесь: водный раствор силиката натрия - 70 мас. %, водный раствор силиката калия - 30 мас. %.Liquid glass is a mixture: an aqueous solution of sodium silicate - 70 wt. %, an aqueous solution of potassium silicate - 30 wt. %
Отвердитель представляет собой смесь: кремнефтористый натрий - 80 мас. %, кремнефтористая кислота - 20 мас. %.The hardener is a mixture: sodium silicofluoride - 80 wt. %, silicofluoric acid - 20 wt. %
Стабилизатор представляет собой смесь: коллоидный диоксид кремния - 60 мас. %, соли цинка - 20 мас. %, соли кальция - 20 мас. %.The stabilizer is a mixture: colloidal silicon dioxide - 60 wt. %, zinc salts - 20 wt. %, calcium salts - 20 wt. %
Антипирен представляет собой смесь: бура - 40 мас. %, борная кислота - 25 мас. %, фосфорнокислый аммоний - 15 мас. %, сернокислый аммоний - 20 мас. %.Fire retardant is a mixture: borax - 40 wt. %, boric acid - 25 wt. %, ammonium phosphate - 15 wt. %, ammonium sulfate - 20 wt. %
Диспергирующие добавки представляют собой смесь: ацетилендиол - 60 мас. %, 2-аминопропанол - 40 мас. %.Dispersing additives are a mixture of: acetylenediol - 60 wt. %, 2-aminopropanol - 40 wt. %
Микросферы представляют собой смесь: стеклянные микросферы - 80 мас. %, алюмосиликатные микросферы - 20 мас. %. В качестве растворителя используется вода.Microspheres are a mixture: glass microspheres - 80 wt. %, aluminosilicate microspheres - 20 wt. % The solvent used is water.
Термостойкий вспененный полимерный многослойный композиционный материал, например, состоит из: первый слой - на основе перфорированного пенополиуретана ППУ-17 с вскрытой поверхностью пор; второй слой - на основе перфорированного пенополиуретана ППУ-306 с вскрытой поверхностью пор; третий слой - сетчатая оболочка выполнена из алюминиево-магниевого сплава толщиной δ=1,5 мм.The heat-resistant foamed polymer multilayer composite material, for example, consists of: the first layer is based on perforated polyurethane foam PPU-17 with an open pore surface; the second layer is based on perforated polyurethane foam PPU-306 with an open pore surface; the third layer - the mesh shell is made of aluminum-magnesium alloy with a thickness of δ = 1.5 mm.
Наружная поверхность первого слоя перфорируется на глубину δ=1,0 мм, а внутренняя поверхность на глубину δ=0,5 мм., с последующим вскрытием и очисткой пор основы. Наружная поверхность второго слоя перфорируется на глубину δ=0,5 мм, а внутренняя поверхность на глубину δ=1,0 мм, так как соединение будет осуществляться с металлической сетчатой оболочкой. Толщина каждого термостойкого слоя будет равной δ=1,0 мм. Для наружной поверхности первого слоя используется наполнитель на основе синтетического каучука. Соединение первого и второго слоя осуществляется за счет взаимного проникновения наполнителя в поры и объемы перфораций, причем используется наполнитель на основе жидкого стекла. Соединение второго и третьего слоя осуществляется за счет взаимного проникновения наполнителя в объемы ячеек оболочки и объемы перфораций и вскрытых пор основы, причем используется наполнитель на основе кремнийорганического полимера. После отверждения наполнителя материал представляет собой единое целое.The outer surface of the first layer is perforated to a depth of δ = 1.0 mm, and the inner surface to a depth of δ = 0.5 mm., Followed by opening and cleaning the pores of the base. The outer surface of the second layer is perforated to a depth of δ = 0.5 mm, and the inner surface to a depth of δ = 1.0 mm, since the connection will be made with a metal mesh shell. The thickness of each heat-resistant layer will be equal to δ = 1.0 mm. Synthetic rubber filler is used for the outer surface of the first layer. The connection of the first and second layer is due to the mutual penetration of the filler into the pores and volumes of perforations, moreover, filler based on liquid glass is used. The connection of the second and third layers is carried out due to the mutual penetration of the filler into the cell volume of the shell and the volume of perforations and open pores of the base, and a filler based on an organosilicon polymer is used. After the filler has cured, the material is a single unit.
Следует отметить, что допускается замена одной основы на другую, выбранную из группы: вспененный натуральный каучук, вспененный синтетический каучук, вспененный полимер. Также допускается замена одного наполнителя на другой, выбранный из группы: жидкий синтетический каучук, жидкий кремнийорганический полимер, жидкое стекло.It should be noted that it is allowed to replace one base with another selected from the group: foamed natural rubber, foamed synthetic rubber, foamed polymer. It is also allowed to replace one filler with another, selected from the group: liquid synthetic rubber, liquid silicone polymer, liquid glass.
Последовательность операций по получению термостойкого вспененного полимерного композиционного материала показана на фиг. 1.The sequence of operations for producing a heat-resistant foamed polymer composite material is shown in FIG. one.
Для получения материала заявленного состава и структуры в качестве основы выбирается как минимум один вспененный каучук или вспененный полимер, например, в форме листа. Перфорация производится заранее различными способами. Площадь перфорированной поверхности в горизонтальном сечении заготовки находится в пределах до 75%. С оставшейся неперфорированной части поверхности основы удаляют материал до вскрытия пор основы. Производят очистку образующихся полостей - объемов перфорации и объемов вскрытых пор. Одновременно или заранее готовят жидкий наполнитель, содержащий как минимум один каучук или полимер, обладающий термостойкостью в диапазоне температур от 200 до 700°С, или жидкое стекло, а также отвердитель и стабилизатор. Готовый наполнитель наносят на поверхность основы, заполняя объемы перфораций и объемы вскрытых пор при комнатной температуре, до получения плотности композиционного материала 0,25-1,0 г/см3.To obtain the material of the claimed composition and structure, at least one foamed rubber or foamed polymer, for example, in the form of a sheet, is selected as the basis. Perforation is carried out in advance in various ways. The area of the perforated surface in the horizontal section of the workpiece is in the range up to 75%. Material is removed from the remaining non-perforated part of the surface of the substrate until the pores of the substrate are opened. The cavities formed are cleaned — perforation volumes and open pore volumes. At the same time or in advance, a liquid filler is prepared containing at least one rubber or polymer having heat resistance in the temperature range from 200 to 700 ° C, or liquid glass, as well as a hardener and stabilizer. The finished filler is applied to the surface of the base, filling the volume of perforations and the volume of open pores at room temperature, until the density of the composite material is 0.25-1.0 g / cm 3 .
Нанесение наполнителя на основу может осуществляться любым приемлемым способом, например распылением на поверхность, окунанием материала в наполнитель и т.п.The application of the filler on the base can be carried out in any suitable way, for example by spraying onto the surface, dipping the material into the filler, and the like.
Обработанный материал выдерживают в течение 15-28 часов до полного отверждения наполнителя. После отверждения получают готовый лист термостойкого вспененного полимерного композиционного материала.The processed material is maintained for 15-28 hours until the filler is completely cured. After curing, a finished sheet of heat-resistant foamed polymer composite material is obtained.
Таким образом, изобретение представляет собой технологически простой, не требующий применения сложного оборудования метод получения термостойких вспененных полимерных композиционных материалов, обладающих высокой стойкостью к воздействию интенсивных тепловых потоков, в том числе открытому огню.Thus, the invention is a technologically simple method that does not require the use of sophisticated equipment to obtain heat-resistant foamed polymer composite materials that are highly resistant to intense heat fluxes, including open fire.
Благодаря большой вариативности используемых компонентов, их взаимозаменяемости и возможности включения различных функциональных добавок в основной состав предложенный материал может быть адаптирован применительно к конкретным условиям его эксплуатации. Таким образом, материал является универсальным продуктом, который может найти применение в условиях любой сложности. При этом материал является экологически безвредным.Due to the great variability of the components used, their interchangeability and the possibility of including various functional additives in the main composition, the proposed material can be adapted to specific operating conditions. Thus, the material is a universal product that can find application in conditions of any complexity. Moreover, the material is environmentally friendly.
Все конкретные вещества, приведенные ранее, являются предпочтительными, но не ограничивающими возможности заявленного изобретения.All specific substances described above are preferred, but not limiting, the scope of the claimed invention.
Claims (62)
из группы: метилтриэтоксисилан, тетраметилдисилоксан, тетраацетоксисилан, метилтриацетоксисилан, амин, полиамин, диэтиламин, аминосилан, гексаметилендиамин, полиэтиленполиамин, аминопропилтриэтоксисилан, аминоизопропилтриэтоксисилан, аминоорганотриэтоксисилан, тетраэтоксисилан, диэтилдикаприлат олова, диэтилакрилат олова, дибутилакрилат олова или их смеси, или
из группы: полиорганосилазаны, полиэлементоорганосилазаны, титанофосфороорганические соединения, алкоксисиланы, растворы оловоорганических соединений в эфирах ортокремниевой кислоты, аминоорганотриэтоксисилан с тетрабутоксититаном, аминоорганоалкоксисиланы или их смеси, или из группы: кремнефтористый натрий, хлорид бария, кремнефтористая кислота, щавелевая кислота, ортофосфорная кислота, уксусная кислота, хлористый кальций, алюминат натрия, диацетат этиленгликоля, моноацетат этиленгликоля или их смеси.11. The material according to p. 1, characterized in that the hardener is selected
from: methyltriethoxysilane, tetramethyldisiloxane, tetraatsetoksisilan, methyltriacetoxysilane, amine, polyamine, diethylamine, aminosilane, hexamethylene diamine, polyethylene polyamine, aminopropyltriethoxysilane, aminoizopropiltrietoksisilan, aminoorganotrietoksisilan, tetraethoxysilane, tin diethyldicaprylate, dietilakrilat tin, tin dibutilakrilat or mixtures thereof, or
from the group: organopolysilazanes, polyelementorganosilazanes, organophosphorus compounds, alkoxysilanes, solutions of organotin compounds in the esters of orthosilicic acid, amino organotriethoxysilane with tetrabutoxytitanium, amino organoalkoxysilanes or hydrochloric acid, hydrochloric acid, hydrochloric acid, hydrochloric acid, , calcium chloride, sodium aluminate, ethylene glycol diacetate, ethylene glycol monoacetate, or mixtures thereof.
из группы: аммоний фосфорнокислый двузамещенный, параформ, мочевина, бисульфат графита, мочевиноформальдегидная смола, мочевиномеламиноформальдегидная смола, меламин, полифосфат аммония, пентаэритрит, интеркалированный графит, окисленный графит, нитрат графита, модифицированный ледяной уксусной кислотой окисленный графит, нейтрализованный интеркалированный графит, бура, диаммоний фосфат, сульфат аммония, сернокислый аммоний, фосфорнокислый аммоний, фосфорнокислый натрий, борная кислота, гидрат окиси магния, оксид цинка, фосфат алюминия, фосфат кремния, оксид магния, оксид кальция, гидрат окиси алюминия, природный графит, алюмосиликаты, хлорпарафин, трехокись сурьмы, фосфоросодержащие соединения, хлорированные полиэтилены, тетрабромпараксилол, гексабромциклододекан, декабромдифенилоксид или их смеси.13. The material according to p. 1, characterized in that the filler contains a flame retardant selected
from the group: ammonium phosphate disubstituted, paraform, urea, graphite bisulfate, urea-formaldehyde resin, urea-melamine-formaldehyde resin, melamine, ammonium polyphosphate, pentaerythritol, intercalated graphite, oxidized graphite, graphite nitrate, modified with neutralized nitrous diamic acid vinegar, nitric acid nitrate phosphate, ammonium sulfate, ammonium sulfate, ammonium phosphate, sodium phosphate, boric acid, magnesium oxide hydrate, zinc oxide, aluminum phosphate , silicon, phosphate, magnesium oxide, calcium oxide, aluminum hydroxide, natural graphite, aluminosilicates, chloroparaffin, antimony trioxide, phosphorus-containing compound, chlorinated polyethylenes tetrabromparaksilol, hexabromocyclododecane, decabromodiphenyl or mixtures thereof.
из группы: стеклоткань, кремнеземная ткань, углеродная ткань, полиоксадиазольная ткань, или из группы: синтетическая полиамидная ткань, полипарафенилентерефталамидная ткань, метафенилендиаминизофталамидная ткань, полиамидбензимидазолтерефталамидная ткань.33. The method according to p. 31, characterized in that the surface of the heat-resistant foamed polymer composite material and / or between the layers of the base is coated, selected from the group: polymer film, metal film, for example foil, metal-polymer decorative protective film, or
from the group: fiberglass fabric, silica fabric, carbon fabric, polyoxadiazole fabric, or from the group: synthetic polyamide fabric, polyparaphenylene terephthalamide fabric, metaphenylene diaminisophthalamide fabric, polyamide benzimidazole terephthalamide fabric.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013145459/05A RU2545287C1 (en) | 2013-10-11 | 2013-10-11 | Heat-resistant foamed polymer composite material, method of producing base therefor and method of producing material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013145459/05A RU2545287C1 (en) | 2013-10-11 | 2013-10-11 | Heat-resistant foamed polymer composite material, method of producing base therefor and method of producing material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2545287C1 true RU2545287C1 (en) | 2015-03-27 |
| RU2013145459A RU2013145459A (en) | 2015-04-20 |
Family
ID=53282694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013145459/05A RU2545287C1 (en) | 2013-10-11 | 2013-10-11 | Heat-resistant foamed polymer composite material, method of producing base therefor and method of producing material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2545287C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2607412C1 (en) * | 2015-11-18 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Heat-resistant polymer composite material based on siloxane rubber and method for production thereof |
| RU2612720C1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-03-13 | Андрей Анатольевич Константинов | Fire-protective polymeric composition |
| RU2721323C1 (en) * | 2018-12-07 | 2020-05-18 | Сергей Константинович Есаулов | Composite material for protection against external factors and method for production thereof |
| WO2021004555A1 (en) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | First Point a.s. | Insulating material and method for its production |
| RU2767466C2 (en) * | 2016-06-27 | 2022-03-17 | ЭйЭм ТЕКНОЛОДЖИ ЛИМИТЕД | Photocatalytic compositions and their use for producing aqueous paints |
| US12071580B2 (en) | 2019-08-06 | 2024-08-27 | First Point a.s. | Fire-proof material |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2033882C1 (en) * | 1991-06-24 | 1995-04-30 | Борсук Павел Афанасьевич | Method for preparation of cold-curing liquid glass mixture |
| RU2221000C1 (en) * | 2002-12-10 | 2004-01-10 | Закрытое акционерное общество "ЭЛОКС-ПРОМ" | Cold-curing composition |
| RU2003100727A (en) * | 2003-01-08 | 2004-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Комбинат "Электрохимприбор" | RAW MATERIAL MIXTURE FOR THE PRODUCTION OF HEAT AND FIRE-PROTECTING MINERAL FIBER PRODUCTS |
| RU2346017C1 (en) * | 2004-10-29 | 2009-02-10 | Сэнт-Гобэн Керамикс Энд Пластикс, Инк. | Fire-resistant composite material (versions) and method of obtaining it |
| RU2353474C2 (en) * | 2007-04-23 | 2009-04-27 | Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева | Method of high-porous material receiving |
| RU97143U1 (en) * | 2010-01-11 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "РЯД" | HEAT INSULATION ELEMENT |
| RU102642U1 (en) * | 2010-09-09 | 2011-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Краспан" | FIRE RESISTANT COMPOSITE STEEL PANEL |
| RU2430138C1 (en) * | 2010-02-18 | 2011-09-27 | Сергей Константинович Есаулов | Fire-resistant polymer composite material and production method thereof |
| RU2439114C1 (en) * | 2010-09-07 | 2012-01-10 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро автоматических линий имени Льва Николаевича Кошкина" (ОАО "КБАЛ им. Л.Н. Кошкина") | Anticorrosion protective polymer coating and method of its application onto surface of steel case of small arms cartridges |
| RU2451038C2 (en) * | 2006-10-11 | 2012-05-20 | Басф Се | Coated foam plastic particles and method of making non-halide containing, fire-resistant moulded articles from foam plastic in form of particles |
| RU118654U1 (en) * | 2012-02-22 | 2012-07-27 | Бояринцев Александр Валерьевич | THERMAL INSULATION COATING |
| RU2461589C2 (en) * | 2007-04-05 | 2012-09-20 | Тейджин Арамид Б.В. | Foam from polymers |
-
2013
- 2013-10-11 RU RU2013145459/05A patent/RU2545287C1/en active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2033882C1 (en) * | 1991-06-24 | 1995-04-30 | Борсук Павел Афанасьевич | Method for preparation of cold-curing liquid glass mixture |
| RU2221000C1 (en) * | 2002-12-10 | 2004-01-10 | Закрытое акционерное общество "ЭЛОКС-ПРОМ" | Cold-curing composition |
| RU2003100727A (en) * | 2003-01-08 | 2004-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Комбинат "Электрохимприбор" | RAW MATERIAL MIXTURE FOR THE PRODUCTION OF HEAT AND FIRE-PROTECTING MINERAL FIBER PRODUCTS |
| RU2346017C1 (en) * | 2004-10-29 | 2009-02-10 | Сэнт-Гобэн Керамикс Энд Пластикс, Инк. | Fire-resistant composite material (versions) and method of obtaining it |
| RU2451038C2 (en) * | 2006-10-11 | 2012-05-20 | Басф Се | Coated foam plastic particles and method of making non-halide containing, fire-resistant moulded articles from foam plastic in form of particles |
| RU2461589C2 (en) * | 2007-04-05 | 2012-09-20 | Тейджин Арамид Б.В. | Foam from polymers |
| RU2353474C2 (en) * | 2007-04-23 | 2009-04-27 | Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева | Method of high-porous material receiving |
| RU97143U1 (en) * | 2010-01-11 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "РЯД" | HEAT INSULATION ELEMENT |
| RU2430138C1 (en) * | 2010-02-18 | 2011-09-27 | Сергей Константинович Есаулов | Fire-resistant polymer composite material and production method thereof |
| RU2439114C1 (en) * | 2010-09-07 | 2012-01-10 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро автоматических линий имени Льва Николаевича Кошкина" (ОАО "КБАЛ им. Л.Н. Кошкина") | Anticorrosion protective polymer coating and method of its application onto surface of steel case of small arms cartridges |
| RU102642U1 (en) * | 2010-09-09 | 2011-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Краспан" | FIRE RESISTANT COMPOSITE STEEL PANEL |
| RU118654U1 (en) * | 2012-02-22 | 2012-07-27 | Бояринцев Александр Валерьевич | THERMAL INSULATION COATING |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2607412C1 (en) * | 2015-11-18 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Heat-resistant polymer composite material based on siloxane rubber and method for production thereof |
| RU2612720C1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-03-13 | Андрей Анатольевич Константинов | Fire-protective polymeric composition |
| RU2767466C2 (en) * | 2016-06-27 | 2022-03-17 | ЭйЭм ТЕКНОЛОДЖИ ЛИМИТЕД | Photocatalytic compositions and their use for producing aqueous paints |
| RU2721323C1 (en) * | 2018-12-07 | 2020-05-18 | Сергей Константинович Есаулов | Composite material for protection against external factors and method for production thereof |
| WO2021004555A1 (en) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | First Point a.s. | Insulating material and method for its production |
| US12071580B2 (en) | 2019-08-06 | 2024-08-27 | First Point a.s. | Fire-proof material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013145459A (en) | 2015-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2545287C1 (en) | Heat-resistant foamed polymer composite material, method of producing base therefor and method of producing material | |
| RU2573468C2 (en) | Thermostable compositional material and method for obtaining thereof | |
| CN101248124B (en) | Open-cell foam having fire-retardant and oleophobic/hydrophobic properties and method for producing the same | |
| CN110191928B (en) | Surfactant for stabilization of expanded foams | |
| RU2721323C1 (en) | Composite material for protection against external factors and method for production thereof | |
| CN1876740A (en) | Solvent-free expansion type fire-proof epoxy coating and its preparation method | |
| EP1598405A4 (en) | Thermoexpansible microsphere, process for producing the same and method of use thereof | |
| KR102349220B1 (en) | Semi-incombustible coating composition and method for constructing semi-incombustible polyurethane foam using the same | |
| KR20090116042A (en) | Fire resistive intumescent coatings and it's use | |
| RU2017114847A (en) | Multifunctional composite material and method for its preparation | |
| CN100378185C (en) | Expansion type fire fighting glue | |
| CN103342845B (en) | Fire proofing material and preparation method thereof, light fire-proof aluminium-plastic panel | |
| TW202208560A (en) | Intumescent coatings | |
| CN115244115B (en) | Silicone rubber foam with heat insulation properties | |
| JP2023537695A (en) | Structures with thermal insulation properties | |
| JP2003064209A (en) | Foam material of epoxy resin | |
| RU2545284C2 (en) | Fire-resistant composite material and method for production thereof | |
| JP7352027B2 (en) | composite material laminate | |
| JP2019038145A (en) | Resin foam composite plate and structure containing the same | |
| RU2491318C1 (en) | Fire-resistant polymer composite material and method of its obtaining | |
| JPH05220879A (en) | Fire-resistant material and production thereof | |
| JP2011156799A (en) | Layered body | |
| JP2000117870A (en) | Fire-resistant member made of fiber-reinforced plastic and manufacture thereof | |
| JP2001152081A (en) | Fire resistant coating material | |
| JP6445689B2 (en) | Barrier layers and their use in plastic substrate coating systems |