RU2699998C2 - Устройства со звуко- и теплоизоляцией на основе вязкоупругого полиуретана - Google Patents

Устройства со звуко- и теплоизоляцией на основе вязкоупругого полиуретана Download PDF

Info

Publication number
RU2699998C2
RU2699998C2 RU2017133867A RU2017133867A RU2699998C2 RU 2699998 C2 RU2699998 C2 RU 2699998C2 RU 2017133867 A RU2017133867 A RU 2017133867A RU 2017133867 A RU2017133867 A RU 2017133867A RU 2699998 C2 RU2699998 C2 RU 2699998C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
foam
isocyanate
viscoelastic
viscoelastic polyurethane
polyurethane foam
Prior art date
Application number
RU2017133867A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017133867A (ru
RU2017133867A3 (ru
Inventor
Джузеппе ЛИСТА
Сильвия СКУССОЛИН
Джанлука КАСАГРАНДЕ
Original Assignee
Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк filed Critical Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк
Publication of RU2017133867A publication Critical patent/RU2017133867A/ru
Publication of RU2017133867A3 publication Critical patent/RU2017133867A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2699998C2 publication Critical patent/RU2699998C2/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L15/00—Washing or rinsing machines for crockery or tableware
    • A47L15/42—Details
    • A47L15/4209—Insulation arrangements, e.g. for sound damping or heat insulation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3203—Polyhydroxy compounds
    • C08G18/3206—Polyhydroxy compounds aliphatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4804—Two or more polyethers of different physical or chemical nature
    • C08G18/4816—Two or more polyethers of different physical or chemical nature mixtures of two or more polyetherpolyols having at least three hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4829—Polyethers containing at least three hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4833—Polyethers containing oxyethylene units
    • C08G18/4837—Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
    • C08G18/4841—Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units containing oxyethylene end groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/667—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6674—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
    • C08G18/6677—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203 having at least three hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C08G18/7671—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F39/00—Details of washing machines not specific to a single type of machines covered by groups D06F9/00 - D06F27/00 
    • D06F39/12—Casings; Tubs
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0041—Foam properties having specified density
    • C08G2110/0066—≥ 150kg/m3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0083—Foam properties prepared using water as the sole blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2350/00—Acoustic or vibration damping material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройствам с применением звуко- и теплоизоляции. Предложено устройство, содержащее по меньшей мере один тепло- и звукоизолированный элемент, несущий изоляционную конструкцию по меньшей мере на одной своей поверхности, где изоляционная конструкция содержит по меньшей мере один слой вязкоупругой полиуретановой пены, имеющей объемную плотность 50-500 кг/м3, значение упругости по меньшей мере 20% (ASTM 3574), время восстановления по меньшей мере 3 с (ASTM D3574 Испытание М). Указанную вязкоупругую полиуретановую пену получают взаимодействием ароматического полиизоцианата со смесью активных по отношению к изоцианату материалов, содержащей от 20% масс. по меньшей мере одного полиола с 2-4 гидроксильными группами в молекуле (мол. масса от 750, гидроксильная эквивалентная масса 225-450) и воду (по меньшей мере 0,2 ч. на 100 мас.ч. смеси). Предложен также способ изоляции указанного устройства. Технический результат - обеспечение одновременно эффективной тепло- и звукоизоляции. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 4 табл., 18 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к устройствам с применением звуко- и теплоизоляции.
Устройства, такие как посудомоечные машины, бельевые сушилки, стиральные машины, пылесосы и т.д. часто изготавливают с теплоизоляцией, а также снабжают изоляцией для снижения шума и вибрации.
Звукоизолирующий материал обычно представляет собой волокнистый листовой изоляционный материал, битумную или асфальтовую мастику или полимер высокой плотности. Указанные материалы обеспечивают звукоизоляцию, но являются плохими теплоизоляционными материалами. Следовательно, требовалось включать множество слоев изоляционного материала для получения одновременно звуко- и теплоизоляции. Это приводило к нежелательному увеличению массы продукта и стоимости изготовления.
Кроме того, указанные традиционные изоляционные материалы в большинстве случаев производят и изготавливают отдельно для получения специальных деталей, монтируемых на устройство.
Было предложено применять в качестве изоляции определенные типы полиуретановых материалов. Их потенциальные преимущества заключаются в возможности нанесения полиуретанового материала в виде спрея, что делает нанесение легким и потенциально дорогостоящим. Например, в WO 2013/117685 описаны устройства с нанесенным распылением полиуретановым эластомером в качестве изоляционного материала. Указанный полиуретановый эластомер является высоконаполненным и непористым, благодаря чему его плотность составляет от 1 до 3 г/см3. Этот довольно тяжелый материал составляет значительную часть массы и не особенно эффективен в качестве звукоизоляционного материала.
В WO 2011/086076 и US 2011/0168217 описаны попытки применения жестких или полужестких полиуретановых пен в качестве одновременно тепло- и звукоизоляции для устройств. Преимущество указанных пен заключается в том, что они добавляют устройству меньше массы, по сравнению с полиуретановыми эластомерами высокой плотности согласно WO 2013/117685. Тем не менее, как ясно показывают данные, приведенные в WO 2011/086076, указанные жесткие полиуретановые пены не обеспечивают хорошей комбинации тепловых и акустических свойств. Фактически, для указанных пен существует обратная зависимость между указанными свойствами, то есть если пены обеспечивают эффективную звукоизоляцию, они обладают худшими теплоизоляционными свойствами, и наоборот.
Одним из аспектов настоящего изобретения является устройство, содержащее по меньшей мере один тепло- и звукоизолированный компонент, причем указанный изолированный компонент несет изоляционную конструкцию на по меньшей мере одной своей поверхности, причем указанная изоляционная конструкция содержит по меньшей мере один слой вязкоупругой полиуретановой пены, причем указанный вязкоупругий полиуретан характеризуется тем, что:
a) вязкоупругая полиуретановая пена имеет значение упругости по большей мере 15% при измерении согласно ATM 3574;
b) вязкоупругая полиуретановая пена имеет время восстановления по меньшей мере 3 секунды при измерении согласно ASTM D3574 Испытание M; и
c) вязкоупругую полиуретановую пену получают при взаимодействии ароматического полиизоцианата со смесью активных по отношению к изоцианату материалов, содержащей по меньшей мере 20 массовых процентов, относительно общей массы всех активных по отношению к изоцианату материалов в смеси, по меньшей мере одного полиола с молекулярной массой по меньшей мере 750, гидроксильной эквивалентной массой от 225 до 450 и 2 – 4 гидроксильными группами в молекуле, и воду в количестве по меньшей мере 0,2 части на 100 массовых частей смеси активных по отношению к изоцианату материалов, причем изоцианатное число составляет от 60 до 100.
Также настоящее изобретение представляет собой способ изоляции устройства, включающий нанесение изоляционной конструкции на по меньшей мере один компонент устройства, причем указанная изоляционная конструкция содержит по меньшей мере один слой вязкоупругой пены, причем указанный вязкоупругий полиуретан характеризуется тем, что:
a) вязкоупругая полиуретановая пена имеет значение упругости по большей мере 20% при измерении согласно ATM 3574;
b) вязкоупругая полиуретановая пена имеет время восстановления по меньшей мере 3 секунды при измерении согласно ASTM D3574 Испытание M; и
c) вязкоупругую полиуретановую пену получают при взаимодействии ароматического полиизоцианата со смесью активных по отношению к изоцианату материалов, содержащей по меньшей мере 20 массовых процентов, относительно общей массы всех активных по отношению к изоцианату материалов в смеси, по меньшей мере одного полиола с молекулярной массой по меньшей мере 750, гидроксильной эквивалентной массой от 225 до 450 и 2 – 4 гидроксильными группами в молекуле, и воду в количестве по меньшей мере 0,2 части на 100 массовых частей смеси активных по отношению к изоцианату материалов, причем изоцианатное число составляет от 60 до 100.
Неожиданно было обнаружено, что вязкоупругая пена обеспечивает одновременно эффективную звуко- и теплоизоляцию, в отличие от, например, жестких и полужестких полиуретановых пен согласно WO 2011/086076 и US 2011/0168217. Вязкоупругую пену можно наносить легко и недорого при помощи методик распыления, например, которые обеспечивают возможность получения пены в месте применения и таким образом, позволяют избежать расходов, связанных с предварительным получением и сборкой. Другое преимущество заключается в том, что вязкоупругая пена обладает довольно низкой объемной плотностью. Это позволяет получать особенно эффективную изоляцию (как звуковую, так и тепловую) при заданной (и в общем случае низкой) дополнительной массе.
Устройство может представлять собой, например, бытовое или промышленное механическое устройство, такое как посудомоечная машина, печь, холодильник, морозильная камера, стиральная машина, бельевая сушилка, измельчитель отходов, уплотнитель мусора, пылесос, устройство ОВКВ (отопление, вентиляция и/или кондиционирование воздуха), и подобные устройства.
Устройство содержит по меньшей мере один компонент со звуко- и теплоизоляцией согласно настоящему изобретению. «Компонент» может представлять собой любую деталь, узел или подузел устройства. Компонент может представлять собой, например, кожух, такой как кожух двигателя, насоса, системы подачи текучей среды или часть указанного кожуха; наружную панель устройства, такую как корпус, заключающий рабочие компоненты устройства, или дно, крышку, вертикальную стенку или дверцу указанного корпуса; наружную оболочку, включающую две или более таких панели; или любой рабочий компонент или прибор, составляющее часть указанного устройства.
Изоляционную конструкцию наносят на указанный компонент. Изоляционная конструкция включает по меньшей мере один слой вязкоупругой полиуретановой пены. Вязкоупругая пена представляет собой гибкую пену, характеризующуюся тем, что ее значение упругости составляет по большей мере 20% при измерении согласно ASTM 3574. Значение упругости может составлять по большей мере 15%, по большей мере 8% или по большей мере 5%.
Кроме того, вязкоупругая пена характеризуется тем, что указанная пена имеет время восстановления по меньшей мере 3 секунды при измерении согласно ASTM D3574 Испытание M. Время восстановления может составлять по меньшей мере 5 секунд или по меньшей мере 10 секунд.
Вязкоупругая пена может иметь объемную плотность, например, от 50 до 500 кг/м3. В некоторых вариантах реализации она имеет объемную плотность от 250 до 500 кг/м3, от 300 до 500 кг/м3 или от 300 до 450 кг/м3. В других вариантах реализации объемная плотность вязкоупругой пены составляет от 50 до 300 кг/м3, от 50 до 250 кг/м3 или от 100 до 150 кг/м3. Объемные плотности в контексте настоящего изобретения вычисляют без учета массы пены, обусловленной любым дисперсным наполнителем, который может присутствовать. Так, измеренную объемную плотность исправляют, вычитая массу любых таких наполнителей из массы пены. Объемная плотность представляет собой исправленную массу, деленную на объем образца.
Вязкоупругую пену получают при взаимодействии ароматического полиизоцианата со смесью активных по отношению к изоцианату материалов, содержащей значительное количество, относительно объединенной массы всех активных по отношению к изоцианату материалов в смеси, по меньшей мере одного полиола с молекулярной массой по меньшей мере 750, гидроксильной эквивалентной массой от 225 до 450, и воду в количестве по меньшей мере 0,2 части на 100 массовых частей смеси активных по отношению к изоцианату материалов.
Смесь активных по отношению к изоцианату материалов содержит два или более жидких (при 23°С и давлении 1 атмосфера) активных по отношению к изоцианату соединений, которые взаимодействуют по меньшей мере по двухфункциональной схеме с изоцианатными группами. Одним из активных по отношению к изоцианату соединений является вода. Вода реагирует с двумя изоцианатными группами с образованием мочевинной связи и выделением диоксида углерода, который действует как раздувающий газ. Вода составляет по меньшей мере 0,2 массовые части на 100 массовых частей смеси активных по отношению к изоцианату материалов, и может составлять, например, от 0,2 до 3, от 0,25 до 2 или от 0,25 до 1,5 массовых частей на 100 массовых частей смеси.
Смесь активных по отношению к изоцианату материалов включает, помимо воды, по меньшей мере один полиол с молекулярной массой по меньшей мере 750, гидроксильной эквивалентной массой от 225 до 450 и 2 – 4 гидроксильными группами в молекуле. Среднечисленная молекулярная масса в некоторых вариантах реализации составляет от 800 до 1300 или от 800 до 1200, и гидроксильная эквивалентная масса в таких вариантах реализации составляет от 250 до 400 или от 275 до 400. Молекулярные массы удобно определять при помощи гельпроникающей хроматографии. Эквивалентную массу легко измерить при помощи способов титрования. Указанный полиол может представлять собой простой полиэфирполиол, такой как гомополимер 1,2-пропиленоксида или сополимер 1,2-пропиленоксида и этиленоксида. Гидроксильные группы могут являться первичными или вторичными, или обоих указанных типов. В некоторых вариантах реализации по меньшей мере 70% или по меньшей мере 90% гидроксильных групп являются вторичными. Указанный полиол в некоторых вариантах реализации содержит от 3 до 4 гидроксильных групп в молекуле. Если присутствует смесь таких полиолов, указанная смесь может содержать в среднем от 2,8 до 3,5 или от 2,8 до 3,3 гидроксильных групп в молекуле. В случае простого полиэфирполиола указанная функциональность представляет собой «номинальную» функциональность, которая представляет собой среднее число доступных для оксиалкилирования групп инициирующих соединений, применяемых при получении простого полиэфира. Номинальная функциональность простого полиэфирполиола часто несколько выше, чем фактическая гидроксильная функциональность полиола, что обусловлено побочными реакциями, протекающими во время полимеризации алкиленоксидов с образованием простого полиэфира.
Полиол с молекулярной массой по меньшей мере 750, гидроксильной эквивалентной массой от 225 до 450 и 2 – 4 гидроксильными группами в молекуле, или смесь таких полиолов, составляет по меньшей мере 20%, предпочтительно, по меньшей мере 50%, более предпочтительно, по меньшей мере 60%, еще более предпочтительно, по меньшей мере 70% относительно общей массы активных по отношению к изоцианату соединений в смеси. Он может составлять до 99,8% относительно указанной массы, до 95% относительно указанной массы, до 90% относительно указанной массы или до 85% относительно указанной массы. Для проведения указанных вычислений наполнители, катализаторы, физические вспенивающие агенты и поверхностно-активные вещества не считают активными по отношению к изоцианату соединениями.
Смесь активных по отношению к изоцианату материалов может содержать одно или более соединений, помимо воды и полиола (полиолов) с молекулярной массой по меньшей мере 750, гидроксильной эквивалентной массой от 225 до 450 и 2 – 4 гидроксильными группами в молекуле. Такие дополнительные активные по отношению к изоцианату соединения содержат одну или более, предпочтительно, две или более, активных по отношению к изоцианату групп в молекуле. Примерами активных по отношению к изоцианату групп являются первичная или вторичная гидроксильные группы, первичная или вторичная аминогруппы, тиольные группы и подобные группы. Соединения, содержащие одну или более первичные или вторичные аминогруппы, являются менее предпочтительными, и если вообще присутствуют, предпочтительно, составляют по большей мере 20 массовых процентов, более предпочтительно, по большей мере 5 массовых процентов, в смеси активных по отношению к изоцианату материалов. Указанные дополнительные активные по отношению к изоцианату материалы отличаются от полиола с молекулярной массой по меньшей мере 750, гидроксильной эквивалентной массой от 225 до 450 и 2 – 4 гидроксильными группами в молекуле, по меньшей мере по одному из указанных параметров, то есть, молекулярная масса менее 750, гидроксильная эквивалентная масса менее 225 или более 450, и/или функциональность менее 2 или более 4.
Указанные дополнительные активные по отношению к изоцианату материалы могут составлять от нуля до 49,8 массовых процентов в смеси активных по отношению к изоцианату материалов. В некоторых вариантах реализации указанные материалы могут составлять от 4,8 до 39,8 массовых процентов в указанной смеси, от 4,8 до 29,8 массовых процентов в указанной смеси или от 9,8 до 29,8 массовых процентов в указанной смеси.
В число дополнительных активных по отношению к изоцианату материалов входят моноолы или полиолы с гидроксильной эквивалентной массой 451 или более, такой как от 500 до 4000, от 500 до 2000 или от 800 до 1750. В число дополнительных активных по отношению к изоцианату материалов указанного типа входят простые полиэфирмоноолы и простые полиэфирполиолы. Такие простые полиэфирмоноолы и простые полиэфирполиолы могут представлять собой гомополимеры 1,2-пропиленоксида или сополимеры 1,2-пропиленоксида и этиленоксида. Такой сополимер может представлять собой, например, сополимеры, содержащие от 50 до 80 масс.% этиленоксида и, соответственно, от 50 до 20 масс.% пропиленоксида, или сополимеры, содержащие более 80 масс.% пропиленоксида и менее 20 масс.% этиленоксида.
Другие подходящие активные по отношению к изоцианату материалы включают соединения с низкой эквивалентной массой, содержащие по меньшей мере две гидроксильные группы, по меньшей мере одну гидроксильную группу и по меньшей мере одну первичную или вторичную аминогруппу, по меньшей мере одну первичную аминогруппу, по меньшей мере одну первичную аминогруппу и по меньшей мере одну вторичную аминогруппу, или по меньшей мере две вторичные аминогруппы, которые имеют эквивалентную массу в расчете на активную по отношению к изоцианату группу до 100 в случае диола и до 150 в остальных случаях, предпочтительно, от 30 до 100 и более предпочтительно, от 30 до 75. Примеры таких соединений включают диэтаноламин, триэтаноламин, диэтиленгликоль, этиленгликоль, глицерин, триметилолпропан, триметилолэтан, пентаэритрит, эритрит и 1,4-бутандиол, а также алкоксилаты указанных соединений.
Ароматический полиизоцианат представляет собой одно или более соединений, содержащих в среднем по меньшей мере две связанные с ароматическим радикалом изоцианатные группы в молекуле. Ароматический полиизоцианат может содержать, например, от 2 до 6, предпочтительно от 2 до 4, изоцианатных групп в молекуле. Если применяют смесь ароматических изоцианатных соединений, указанная смесь может содержать, например, в среднем от 2 до 4 или от 2,3 до 3,2 изоцианатных групп в молекуле. Изоцианатная эквивалентная масса может составлять, например, от 80 до 250, от 85 до 200 или от 120 до 180. Примеры подходящих ароматических полиизоцианатов включают мета-фенилендиизоцианат, толуол-2,4-диизоцианат, толуол-2,6-диизоцианат, нафтилен-1,5-диизоцианат, 1,3- и/или 1,4-бис-(изоцианатометил)-циклогексан (включая цис- и/или трансизомеры), метоксифенил-2,4-диизоцианат, дифенилметан-4,4'-диизоцианат, дифенилметан-2,4’-диизоцианат, 4,4'-бифенилендиизоцианат, 3,3'-диметокси-4,4'-бифенилдиизоцианат, 3,3'-диметил-4,4'-бифенилдиизоцианат, 3,3'-диметилдифенилметан-4,4'-диизоцианат, 4,4',4"-трифенилметантриизоцианат, полиметиленполифенилизоцианат (ПМДИ), толуол-2,4,6-триизоцианат и 4,4'-диметилдифенилметан-2,2',5,5'-тетраизоцианат. Также подходящими являются модифицированные ароматические полиизоцианаты, содержащие уретановую, мочевинную, биуретную, карбодиимидную, уретониминную, аллофанатную, изоциануратную или другие группы, полученные при взаимодействии изоцианатной группы с такой же группой или с активным по отношению к изоцианату соединением, таким как спирт, амин или вода.
Предпочтительно, полиизоцианат представляет собой дифенилметан-4,4'-диизоцианат, дифенилметан-2,4'-диизоцианат, ПМДИ, толуол-2,4-диизоцианат, толуол-2,6-диизоцианат или смесь указанных соединений. Дифенилметан-4,4’-диизоцианат, дифенилметан-2,4’-диизоцианат и смесь указанных соединений в целом называют МДИ, и можно применять все указанные соединения. Можно применять «полимерный МДИ», представляющий собой смесь ПМДИ и МДИ. Также можно применять толуол-2,4-диизоцианат, толуол-2,6-диизоцианат и смеси указанных соединений, в целом называемые ТДИ. Другим предпочтительным полиизоцианатом является МДИ, ПМДИ и/или полимерный МДИ, модифицированные простым полиэфирполиолом с образованием квази-форполимера, содержащего уретановые группы, причем указанный форполимер имеет изоцианатную эквивалентную массу от 120 до 180 и среднюю изоцианатную функциональность от 2,3 до 3,2.
Для обеспечения изоцианатного числа от 60 до 100 применяют достаточное количество ароматического полиизоцианата. Изоцианатным числом называется умноженное на 100 отношение изоцианатных групп к активным изоцианатным группам, присутствующим в исходном материале (т.е. перед расходом каких-либо из указанных групп в реакции отверждения с образованием пены). Предпочтительное изоцианатное число составляет от 60 до 85, и более предпочтительное изоцианатное число составляет от 70 до 85.
Вязкоупругую пену получают путем создания реакционной смеси, содержащей смесь активных по отношению к изоцианату материалов и полиизоцианата(ов), и отверждения указанной смеси. Воду и различные прочие активные по отношению к изоцианату материалу можно смешивать все вместе перед соединением их с полиизоцианатом. Как вариант, указанные материалы можно соединять с полиизоцианатом по отдельности (то есть в виде отдельных потоков), или можно получать одну или более предварительных смесей, которые затем соединяют с полиизоцианатом. По причине скорости реакции отверждения предпочтительно соединять воду и другие активные по отношению к изоцианату соединения с полиизоцианатом одновременно или почти одновременно (как например в течение 5 секунд). Реакция обычно протекает самопроизвольно при комнатной температуре (22°С). Можно применять повышенные температуры для ускорения отверждения или доведения отверждения до завершения. Это можно осуществлять путем нагревания некоторых или всех ингредиентов перед их соединением, путем подачи тепла к реакционной смеси во время ее отверждения или путем комбинации некоторых из указанных вариантов. Отверждение продолжается до тех пор, пока реакционная смесь не расширится и не отвердеет достаточно для образования стабильной пены.
В некоторых вариантах реализации реакционную смесь наносят непосредственно на изолируемый компонент(ы) и отверждают на указанном компоненте с образованием вязкоупругой пены. В некоторых вариантах реализации реакционную смесь наносят на компонент(ы) путем распыления.
Альтернативно, реакционную смесь вспенивают отдельно (то есть отдельно от компонента(ов), на котором ее применяют) с образованием вязкоупругой пены, которую затем обрабатывают (при необходимости) для получения желаемой геометрии и закрепляют на изолируемом компоненте(ах). Для получения вязкоупругой пены подходят распыление, отливка, самопроизвольное вспенивание (пеноблок) и другие способы пенообразования. После получения пену можно закреплять на компоненте устройства различными способами, такими как при помощи клея, при помощи расплавления или механическими средствами. В некоторых вариантах реализации пену изготавливают так, чтобы она держалась на компоненте без использования дополнительных средств закрепления.
Для содействия быстрому отверждению реакционная смесь предпочтительно содержит один или более катализаторов. Подходящие катализаторы включают, например, третичные амины, циклические амидины, третичные фосфины, различные хелаты металлов, соли кислот и металлов, сильные основания, различные алкоголяты и феноляты металлов, и соли металлов и органических кислот. Примерами металлосодержащих катализаторов являются соли висмута, кобальта и цинка. Наиболее важными катализаторами являются третичные амины, циклические амидины и соединения олова. Примеры третичных аминных катализаторов включают: триметиламин, триэтиламин, N-метилморфолин, N-этилморфолин, N,N-диметилбензиламин, N,N-диметилэтаноламин, N,N,N',N'-тетраметил-1,4-бутандиамин, N,N-диметилпиперазин, 1,4-диазобицикло-2,2,2-октан, бис-(диметиламиноэтиловый) простой эфир, триэтилендиамин и диметилалкиламины, в которых алкильная группа содержит от 4 до 18 атомов углерода. Также часто применяют смеси указанных третичных аминных катализаторов.
Можно также применять активный аминный катализатор, такой как ДМЭА (диметилэтаноламин) или ДМАПА (диметиламинопропиламин), или инициированный амином полиол, действующий как автокаталитический полиол, для снижения содержания ЛОС (летучих органических соединений).
Примеры катализаторов на основе олова включают хлорид четырехвалентного олова, хлорид двухвалентного олова, октоат четырехвалентного олова, олеат двухвалентного олова, дилаурат диметилолова, дилаурат дибутилолова, рицинолеат олова и другие соединения олова формулы SnRn(OR)4-n, где R представляет собой алкил или арил, n равно от 0 до 18, меркаптиды олова, тиогликоляты олова и подобные соединения. Карбоксилаты олова, в которых карбоксилатная группа содержит от 6 до 18 атомов углерода, иногда ассоциируются с меньшим содержанием ЛОС в ВУ пене. Катализаторы на основе олова, при применении, обычно применяют совместно с одним или более третичными аминными катализаторами.
Катализаторы обычно применяют в малых количествах, например, каждый применяемый катализатор составляет от примерно 0,0015 до примерно 5% относительно массы полиола(ов). Катализаторы на основе олова обычно применяют в очень малых количествах в пределах указанного диапазона, таких как от 0,0015 до 0,25 масс.%.
Весьма предпочтительно включать в реакционную смесь стабилизирующее пену поверхностно-активное вещество. Стабилизирующее пену поверхностно-активное вещество способствует стабилизации газовых пузырьков, образованных в ходе пенообразования, до отверждения полимера. Широкий ряд кремнийорганических поверхностно-активных веществ, обычно применяемых при получении полиуретановых пен, можно применять при получении пен с использованием полимерных полиолов или дисперсий согласно настоящему изобретению. Примерами кремнийорганических поверхностно-активных веществ являются поверхностно-активные вещества, коммерчески доступные под торговыми марками Tegostab™ (Th. Goldschmidt and Co.), Niax™ (GE OSi Silicones) и Dabco™ (Air Products and Chemicals).
Может быть желательно включать в реакционную смесь вспомогательный вспенивающий агент. Такие вспомогательные вспенивающие агенты включают физические (эндотермические) вспенивающие агенты, такие как различные низкокипящие хлорфторуглероды, фторуглероды, углеводороды и подобные соединения; а также химические (экзотермические) вспенивающие агенты (помимо воды), которые разлагаются или вступают в реакцию в условиях протекания реакции образования полиуретана. Кроме того, в способе пенообразования в качестве вспомогательного вспенивающего агента можно применять газ, такой как диоксид углерода, воздух, азот или аргон. Диоксид углерода можно также применять в виде жидкости или в виде сверхкритической текучей среды. Любые или все из указанных вспомогательных вспенивающих агентов можно исключить.
Кроме вышеуказанных компонентов, реакционная смесь может содержать различные прочие факультативные ингредиенты, такие как агенты для открытия пор; наполнители, такие как меламин, карбонат кальция, сульфат бария, частицы каучуков типа ядро-оболочка, полимерные частицы (включая частицы измельченных эластомеров, такие как вторично переработанные каучуки, а также привитые частицы полимеров, такие как частицы, присутствующие в так называемых полимерных полиольных продуктах); пигменты и/или красители, такие как диоксид титана, оксид железа, оксид хрома, азо/диазокрасители, фталоцианины, диоксазины и углеродная сажа; армирующие агенты, такие как стекловолокно, углеродное волокно, чешуйчатое стекло, слюда, тальк и подобные материалы; биоциды; консерванты; антиокислители; антипирены; пластификаторы; парафиновое масло, растительные или животные масла или жиры, эпоксидированные растительные масла и/или животные жиры, частицы воска, гелевые частицы и подобные материалы.
Слой вязкоупругой пены в изоляционной конструкции может иметь толщину, например, от 1 до 100 мм, от 5 до 100 мм, от 10 до 100 мм, от 10 до 50 мм или от 17 до 50 мм. Большая толщина в общем случае соответствует большей звуко- и теплоизоляции, но при увеличении толщины также возрастает масса, поэтому толщина слоя вязкоупругой пены во многих случаях представляет собой компромисс между значениями изоляции, с одной стороны, и объемом и массой изоляции, с другой стороны.
В некоторых вариантах реализации толщину слоя вязкоупругой пены выбирают одновременно с выбором объемной плотности указанного слоя, так что слой вязкоупругой пены имеет поверхностную плотность (включая массу любого наполнителя, который может присутствовать от 1000 до 12000 грамм на квадратный метр площади поверхности субстрата, который покрывают слоем вязкоупругой пены. В некоторых вариантах реализации поверхностная плотность может составлять от 2500 до 10000, от 3000 до 9000, от 3000 до 7500 или от 3000 до 6000 грамм на квадратный метр площади поверхности субстрата, который покрывают слоем вязкоупругой пены. В рамках указанных диапазонов получают особенно хорошую теплоизоляцию в сочетании с хорошим поглощением звука и вибрации. Поверхностная плотность равняется массе слоя пены, деленной на общую площадь поверхности субстрата, на который нанесен указанный слой пены; указанная величина также равняется объемной плотности пены, умноженной на толщину слоя. Так, требуются несколько более толстые слои вязкоупругой пены для получения вышеуказанных поверхностных плотностей, если объемная плотность пены более низкая, и требуются несколько более тонкие слои, если объемная плотность пены более высокая.
В описанных диапазонах объемной плотности, меньшая объемная плотность слоев вязкоупругой пены в общем обеспечивает лучшую теплоизоляцию, при данной поверхностной плотности, чем пены с большей объемной плотностью. Полагают, что объемная плотность пены слабо влияет на гашение звука и вибрации при данной поверхностной плотности. При данной поверхностной плотности предпочтительными являются несколько более толстые слои вязкоупругих пен с меньшей объемной плотностью, по сравнению с менее толстыми слоями пен с большей объемной плотностью, по причине лучших теплоизоляционных свойств.
В некоторых конкретных вариантах реализации объемная плотность пены (без учета любых присутствующих наполнителей) составляет от 50 до 300 кг/м3, толщина слоя пены составляет от 3,3 до 100 мм и поверхностная плотность (включая массу любых наполнителей) составляет от 1000 до 10000 г/м2, от 3000 до 7500 г/м2 или от 3500 до 6000 г/м2. В других конкретных вариантах реализации объемная плотность пены составляет от 100 до 150 кг/м3, толщина слоя пены составляет от 17 до 50 м и поверхностная плотность пены составляет от 3000 до 7500 г/м2, предпочтительно, от 3000 до 6000 г/м2.
В некоторых вариантах реализации вязкоупругая пена является единственным компонентом изоляционной конструкции; то есть, слой вязкоупругой пены (помимо средств для закрепления на месте слоя пены) составляет всю изоляционную конструкцию на конкретном компоненте устройства.
В других вариантах реализации изоляционная конструкция включает другие материалы, обычно в виде одного или более слоев материала для дополнительной изоляции (звуковой, тепловой или обеих), которые могу быть расположены над слоем или под слоем (или в обоих вариантах) вязкоупругой пены. Такие дополнительные слои могут включать, например, один или более слоев полимерной пены с высокой объемной плотностью (>500 кг/м3); один или более слоев мастики; один или более слоев волокнистого листового материала; один или более слоев полимерной пены с низкой объемной плотностью (<50 кг/м3); различные типы экранов и подобные варианты. Толщина любого из указанных слоев может составлять, например, от 1 до 100 мм, от 1 до 50 мм, от 1 до 25 мм или от 1 до 20 мм.
Слой вязкоупругой пены может иметь величину лямбда менее 0,1 Вт/м-°К, при измерении согласно EN 12667. Величина лямбда слоя вязкоупругой пены может составлять менее 0,075 Вт/м-°К или менее 0,06 Вт/м-°К.
В некоторых вариантах реализации изолированный компонент может иметь коэффициент шумоподавления по меньшей мере на 8 децибел, по меньшей мере на 10 децибел или по меньшей мере на 12 децибел больше, чем коэффициент шумоподавления для неизолированного (голого) компонента. Для целей настоящего изобретения потери при передаче звука измеряют согласно EN ISO 15186:2010, и коэффициент шумоподавления вычисляют по следующему уравнению:
КШ = Lp,s – Ll.r – 6дБ.
Ниже приведены примеры для иллюстрации настоящего изобретения, не ограничивающие объем настоящего изобретения. Все части и проценты указаны по массе, если не указано иное. В следующих примерах:
МЭГ представляет собой моноэтиленгликоль.
Агент открытия пор представляет собой высокомолекулярный сополимер пропиленоксида и большого количества этиленоксида.
ДЭА представляет собой диэтаноламин.
Катализатор A представляет собой коммерчески доступный раствор бис-(2-диметиламиноэтилового) простого эфира.
Катализатор B представляет собой коммерчески доступный раствор триэтилендиамина.
Катализатор C представляет собой коммерчески доступный катализатор на основе олова.
Поверхностно-активное вещество A представляет собой кремнийорганическое поверхностно-активное вещество, коммерчески доступное как Ortegol 501 от Evonik.
Поверхностно-активное вещество B представляет собой кремнийорганическое поверхностно-активное вещество, коммерчески доступное как Tegostab B8715 LF2 от Evonik.
Полиол A представляет собой номинально трехфункциональный полипропиленоксид с молекулярной массой примерно 1000 и гидроксильной эквивалентной массой примерно 335.
Полиол B представляет собой номинально трехфункциональный полипропиленоксид с концевыми группами этиленоксида, с молекулярной массой 5000.
Полиол C представляет собой номинально трехфункциональный полипропиленоксид с молекулярной массой 450.
Изоцианат представляет собой форполимер, полученный из высокомолекулярного трехфункционального простого полиэфирполиола и смеси МДИ и ПМДИ. Изоцианат имеет среднюю функциональность по изоцианату от 2 до 3 и изоцианатную эквивалентную массу приблизительно 140 г/моль.
Для получения следующих примеров получали вязкоупругие пены из следующих рецептур:
Компонент Частей по массе
Рецептура 1 Рецептура 2 Рецептура 3
МЭГ 0,585 0,6 0,573
Глицерин 0,195 0,2 0,191
ДЭА 0,78 0,8 0,763
Агент открытия пор 3,9 0 3,817
Катализатор A 0,146 0,150 0,219
Катализатор B 1,949 4,200 3,053
Катализатор C 0,195 0,33 0,315
Вода 0,224 0,500 0
Полиол A 75,458 77,420 70,076
Полиол B 9,747 10 9,542
Полиол C 4,873 5 4,771
Поверхностно-активное вещество A 1,95 0 1,91
Поверхностно-активное вещество B 0 0,8 0
Цеолит 0 0 4,77
Изоцианат До числа 75 До числа 75 До числа 75
% воды от активных по отношению к изоцианату материалов 0,23% 0,52% 0
Объемная плотность 500 кг/м3 300 кг/м3 >800 кг/м3
Вязкоупругие пены, полученные из рецептур 1 и 2, имели величину упругости менее 15% при измерении согласно ATM 3574 и время восстановления более 3 секунд при измерении согласно ASTM D3574-08 Испытание M.
Образцы для испытаний получали следующим образом: все компоненты, кроме изоцианата смешивали, получая отвердитель. Отвердитель и изоцианат вместе пропускали через распылительный автомат для получения реакционной смеси, которую распыляли на стальные пластины (500 X 500 X 0,5 мм, массой 650 г) и отверждали на стальных пластинах. В каждом случае измеряли массу пластин с покрытием и толщину слоя пены.
Теплопроводность пластин с покрытием определяли согласно EN 12667.
Потери при передаче звука измеряли согласно EN ISO 15186:2010. Коэффициент шумоподавления (КШ) вычисляли по следующему уравнению:
КШ = Lp,s – Ll.r – 6дБ
где Lp,s представляет собой звуковое давление в децибелах (дБ) в камере, содержащей источник звук, и Ll,r представляет собой измеренное звуковое давление в дБ в камере, содержащей испытываемый образец. Потери при передаче звука измеряли в диапазоне частот от 50 до 10000 Гц.
Коэффициент демпфирования измеряли, подвешивая пластину с покрытием на двух эластичных шнурах с возможностью свободной вибрации. По подвешенной пластине ударяли молотком. Применяли ударный молоток PCB 086D05, контролируемый акселерометром PCB 353 B18. Измеряли ускорение в точке вблизи нижнего угла, и выбирали пять точек возбуждения в различных областях пластины. Для каждой точки возбуждения проводили три измерения при помощи 8-канального прибора Samurai Sound Book и соответствующего программного обеспечения. Рассчитывали время реверберации конструкции для 1/3 октавы на полосе частот от 100 до 800 Гц. Полученные результаты усредняли для получения времени реверберации ВР, вычисленного для снижения в 20 дБ, но отнесенного к стандартному снижению в 60 дБ. Испытания проводили при комнатной температуре.
Примеры 1 – 5 получали, покрывая стальные пластины рецептурой 1 или рецептурой 2, масса покрытия указана в таблице 1. Сравнительный пример A представлял собой сталь без покрытия, и Сравнительный пример B представлял собой стальную панель, покрытую слоем битума. Сравнительный пример C получали, покрывая стальную пластину рецептурой 3. Результаты испытаний различных примеров приведены в таблице 1.
Таблица 1
Обозначение Описание Масса, г Масса покрытия, г Поверхностная плотность, г/м2 Приблизительная толщина покрытия, мм Лямбда, Вт/м-°К Коэффициент демпфирования Коэффициент шумоподавления, дБ
A* Сталь без покрытия 650 0 н/о 0 н/о 0,003 24,4
B Сталь, битумное покрытие 1584 934 3736 4 0,18 0,18 33,6
1 Сталь + Рец. 1 2080 1430 5720 11 0,07 0,14 36,4
2 Сталь + Рец. 1 2800 2150 8600 17 0,07 0,18 36,9
3 Сталь + Рец. 2 1460 810 3240 11 0,05 0,16 32,6
4 Сталь + Рец. 2 1515 865 3460 11,5 0,05 0,17 32,2
5 Сталь + Рец. 2 1780 1130 4520 15 0,05 0,18 32,5
C Сталь + Рец. 3 3580 2930 11720 11 0,16 0,16 39,2
*не является примером согласно настоящему изобретению.
Сравнительный пример A представляет нулевую линию, относительно которой можно оценивать способность покрытий к звуко- и теплоизоляции. В Сравнительном примере B, традиционное битумное покрытие весьма значительно увеличивало коэффициент демпфирования и коэффициент шумоподавления, но являлось плохой теплоизоляцией. Покрытие из плотного полиуретанового эластомера в Сравнительном примере C работало аналогично Сравнительному примеру B, с хорошими акустическими, но плохими термическими свойствами.
Примеры 1 – 5 показывают выгодное влияние слоя вязкоупругой пены. Коэффициент демпфирования и коэффициент шумоподавления сравнимы с указанными величинами для Сравнительных примеров A и B. в отличие от Сравнительных примеров A и B, примеры 1-5 демонстрируют очень низкие величины лямбда, что указывает на то, что вязкоупругие пены обеспечивают превосходную теплоизоляцию, одновременно с превосходными акустическими свойствами.
В примерах 6-10 в рецептуру 1 включали дисперсные добавки, которые, таким образом, были включены в пену. Сравнительные примеры D, E и F получены с использованием рецептуры 3, в каждом случае модифицированной дисперсной добавкой. В каждом случае применяли следующие добавки:
Обозначение Рецептура пены Добавка
6 1 Частицы каучука типа ядро-оболочка (13,1% от массы пены)
7 1 Сульфат бария (27,3% от массы пены)
8 1 Сульфат бария (27,3% от массы пены)
9 1 Переработанные шины (18,4% от массы пены)
10 1 Переработанные шины (18,4% от массы пены)
D 3 Частицы каучука типа ядро-оболочка (13,2% от массы пены)
E 3 Сульфат бария (27,6% от массы пены)
F 3 Переработанные шины (18,6% от массы пены)
В каждом из примеров 6-8 и Сравнительных примеров D и E, слои пеноматериала наносили на стальные пластины путем распыления рецептуры с наполнителем на пластины и отверждения рецептур на пластинах. Для примеров 9 и 10 и Сравнительного примера E, рецептуру пены замешивали вручную, а затем распыляли на пластины и отверждали. Это привело к несколько более высоким объемным плотностям указанных образцов. Результаты испытаний образцов приведены в таблице 2.
Таблица 2
Обозн. Покрытие Масса покрытия, г Приблизительная толщина покрытия, мм Об. плотность1,
кг/м3 		Поверхностная плотность2, г/м2 Лямбда, Вт/м-°К Коэффициент демпфирования Коэффициент шумоподавления, дБ
6 Рец. 1, каучук типа ядро-оболочка 1410 15 326 5640 0,07 0,19 36,1
7 Рец. 1, сульфат бария 1435 11 379 5720 0,07 0,16 34,6
8 Рец. 1, сульфат бария 2155 15 418 8620 0,07 0,20 37,8
9 Рец. 1, переработанные шины 2400 10 783 9600 0,07 0,15 37,5
10 Рец. 1, переработанные шины 3150 20 514 12600 0,07 0,23 39,8
D* Рец. 3, каучук типа ядро-оболочка 2570 11 831 10280 0,16 0,17 38,6
E* Рец. 3, сульфат бария 4160 10 1204 16640 0,16 0,26 39,8
F* Рец. 3, переработанные шины 2850 11 843 11400 0,16 0,17 37,7
1Объемные плотности исключали массу наполнителей. 2Поверхностные плотности включали массу наполнителей.
Все примеры 6 – 10 обеспечивали превосходную тепло- и звукоизоляцию. В этих случаях добавки почти не оказывали влияния на теплоизоляционные свойства, но улучшали акустические свойства по сравнению с примерами 1-5. Акустические свойства примеров 6-10 сравнимы с указанными свойствами Сравнительных примеров D, E и F. Сравнительные примеры D, E и F имели плохие теплоизоляционные свойства.
В примерах 11-17 изоляционная система включала первый слой вязкоупругой пены (рецептура 1 или 2) и второй слой почти сплошной полиуретановой пены (рецептура 3). При получении указанных примеров слой вязкоупругой пены наносили и отверждали в первую очередь, а затем поверх полученного слоя вязкоупругой пены распыляли рецептуру 3 и отверждали, получая готовый образец. Результаты испытания указанных образцов приведены в таблице 3.
Таблица 3
Обозначение Вязкоупругая пена Приблизительная толщина покрытия, мм Сплошной слой Приблизительная толщина покрытия, мм Масса нанесенного покрытия, г Лямбда, Вт/м-°К Коэффициент демпфирования Коэффициент шумоподавления, дБ
11 Рец. 1 10 Рец. 3 5 3270 0,07 0,21 39,5
12 Рец. 1 10 Рец. 3 5 3340 0,07 0,13 40,4
13 Рец. 2 10 Рец. 3 5 2460 0,07 0,16 38,5
14 Рец. 2 15 Рец. 3 5 2695 0,07 0,17 39,9
15 Рец. 2 10 Рец. 3 10 4170 0,07 0,20 40,8
16 Рец. 1 10 Рец. 3, BaSO4 5 3520 0,07 0,13 40,6
17 Рец .1 10 Рец. 3, BaSO4 5 3880 0,07 0,22 40,9
Примеры 11 – 17 показывают, что можно получить еще лучшие акустические свойства без потерь теплоизоляционных свойств, путем применения двухслойной изоляционной системы, включающей слой вязкоупругой пены и поверх него слой почти сплошной полиуретановой пены.
Пример 18
Получали рецептуры вязкоупругой пены 4, 5 и 6, незначительно изменяя состав рецептуры пены 2 для снижения объемной плотности и в случае рецептуры 6, снижения модуля при растяжении. Пены 4, 5 и 6 имели следующие свойства:
Свойство Пена 4 Пена 5 Пена 6
Объемная плотность, г/л (ASTM D3574) 213 107 116
Лямбда, 20/40C (мВт/K*м) 53 41 40
Упругость, % (ASTM D3574) 17 12 8
50% остаточная деформация сжатия (%) ASTM D3574 4,2 1,8 11,9
Прочность при раздирании, Н/м, ASTM D3574 0,18 0,13 0,10
Удлинение при разрыве, % ASTM D3575 127 102 129
Указанные пены имели время восстановления значительно больше 3 секунд при измерении согласно ASTM D3574-08 Испытание M.
Каждую рецептуру пен 4, 5 и 6 отдельно наносили на барабан и дверцу коммерческой бытовой посудомоечной машины, путем нанесения рецептуры пены прямо на внешнюю поверхность барабана и дверцы, соответственно, обеспечения возможности отверждения нанесенной рецептуры при комнатной температуре и образования слоя пены, сцепленного с подлежащим металлом. В случае рецептуры пены 4 масса нанесенной пены составляла 11 кг. В случае каждой из рецептур пен 5 и 6 количество нанесенной пены составляло 5,9 – 6,7 кг. Площадь поверхности, покрытий пеной, составляла примерно 1,7 м2. Поверхностная плотность рецептуры пены 4 составляла 6470 г/м2, и 3470-3941 г/м2 для каждой из рецептур 5 и 6. Средняя толщина слоя пены составляла примерно 30,4 мм для рецептуры 4, 32,4-36,8 мм для рецептуры 5 и 29,9-34,0 мм для рецептуры 6. При работе посудомоечные машины производили значительно меньше шума, чем необработанные, и расходовали меньше энергии благодаря уменьшенному количеству потерь тепла через барабан и дверцу.

Claims (30)

1. Устройство, содержащее по меньшей мере один тепло- и звукоизолированный компонент, причем указанный изолированный компонент несет изоляционную конструкцию на по меньшей мере одной своей поверхности, причем указанная изоляционная конструкция содержит по меньшей мере один слой вязкоупругой полиуретановой пены, причем указанный вязкоупругий полиуретан характеризуется тем, что:
a) вязкоупругая полиуретановая пена имеет значение упругости по большей мере 20% при измерении согласно ASTM 3574;
b) вязкоупругая полиуретановая пена имеет время восстановления по меньшей мере 3 секунды при измерении согласно ASTM D3574 Испытание M; и
c) вязкоупругую полиуретановую пену получают при взаимодействии ароматического полиизоцианата со смесью активных по отношению к изоцианату материалов, содержащей по меньшей мере 20 массовых процентов относительно общей массы всех активных по отношению к изоцианату материалов в смеси по меньшей мере одного полиола с молекулярной массой по меньшей мере 750, гидроксильной эквивалентной массой от 225 до 450 и 2–4 гидроксильными группами в молекуле и воду в количестве по меньшей мере 0,2 части на 100 массовых частей смеси активных по отношению к изоцианату материалов, причем изоцианатное число составляет от 60 до 100, и указанная вязкоупругая полиуретановая пена имеет объемную плотность от 50 до 500 кг/м3.
2. Устройство по п. 1, которое представляет собой посудомоечную машину, печь, холодильник, морозильную камеру, стиральную машину, бельевую сушилку, измельчитель отходов, уплотнитель мусора, пылесос или устройство для отопления, вентиляции и/или кондиционирования воздуха (ОВКВ).
3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что указанный тепло- и звукоизолированный компонент представляет собой кожух двигателя, насоса, системы подачи текучей среды или часть указанного кожуха; корпус, заключающий рабочие компоненты устройства; дно, крышка, вертикальная стенка или дверца указанного корпуса; или рабочий компонент или прибор, составляющий часть указанного устройства.
4. Устройство по любому из пп. 1–3, отличающееся тем, что указанная вязкоупругая пена имеет поверхностную плотность от 1000 до 120000 граммов на квадратный метр.
5. Устройство по любому из пп. 1–4, отличающееся тем, что указанная вязкоупругая пена имеет объемную плотность от 50 до 300 кг/м3 и толщину от 3,3 до 100 мм.
6. Устройство по любому из пп. 1–5, отличающееся тем, что указанная вязкоупругая пена имеет поверхностную плотность от 3000 до 7500 граммов на квадратный метр, объемную плотность от 100 до 150 кг/м3 и толщину от 17 до 50 мм.
7. Устройство по любому из пп. 1, 2, отличающееся тем, что объемная плотность указанной вязкоупругой полиуретановой пены составляет 250 до 500 кг/м3, значение упругости указанной пены составляет по большей мере 15% и смесь активных по отношению к изоцианату материалов содержит по меньшей мере 50 массовых процентов относительно общей массы активных по отношению к изоцианату материалов в смеси полиола с молекулярной массой по меньшей мере 750, гидроксильной эквивалентной массой от 225 до 450 и 2-4 гидроксильными группами в молекуле.
8. Устройство по любому из пп. 1–7, отличающееся тем, что указанная вязкоупругая полиуретановая пена имеет величину упругости по большей мере 8% и время восстановления по меньшей мере 10 секунд.
9. Устройство по любому из пп. 1–8, отличающееся тем, что слой вязкоупругой пены составляет всю изоляционную конструкцию.
10. Устройство по любому из пп. 1–8, отличающееся тем, что изоляционная конструкция содержит один или более слоев дополнительного звуко- и/или теплоизоляционного материала.
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что указанный дополнительный слой (слои) представляет собой один или более слоев высокоплотной полимерной пены, один или более слоев мастики, один или более слоев волокнистого листового изоляционного материала или один или более слоев низкоплотной полимерной пены.
12. Способ изоляции устройства для изготовления устройства по любому из пп. 1-11, включающий нанесение изоляционной конструкции на по меньшей мере один компонент устройства, причем указанная изоляционная конструкция содержит по меньшей мере один слой вязкоупругой пены, причем указанный вязкоупругий полиуретан характеризуется тем, что:
a) вязкоупругая полиуретановая пена имеет значение упругости по большей мере 20% при измерении согласно ATM 3574;
b) вязкоупругая полиуретановая пена имеет время восстановления по меньшей мере 3 секунды при измерении согласно ASTM D3574 Испытание M; и
c) вязкоупругую полиуретановую пену получают при взаимодействии ароматического полиизоцианата со смесью активных по отношению к изоцианату материалов, содержащей по меньшей мере 20 массовых процентов относительно общей массы всех активных по отношению к изоцианату материалов в смеси по меньшей мере одного полиола с молекулярной массой по меньшей мере 750, гидроксильной эквивалентной массой от 225 до 450 и 2–4 гидроксильными группами в молекуле и воду в количестве по меньшей мере 0,2 части на 100 массовых частей смеси активных по отношению к изоцианату материалов, причем изоцианатное число составляет от 60 до 100, и указанная вязкоупругая полиуретановая пена имеет объемную плотность от 50 до 500 кг/м3.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что указанное устройство представляет собой посудомоечную машину, печь, холодильник, морозильную камеру, стиральную машину, бельевую сушилку, измельчитель отходов, уплотнитель мусора, пылесос или устройство ОВКВ.
14. Способ по п. 12 или 13, отличающийся тем, что указанный тепло- и звукоизолированный компонент представляет собой кожух двигателя, насоса, системы подачи текучей среды или часть указанного кожуха; корпус, заключающий рабочие компоненты устройства; дно, крышку, вертикальную стенку или дверцу указанного корпуса; или рабочий компонент или прибор, составляющий часть указанного устройства.
15. Способ по пп. 12, 13 или 14, отличающийся тем, что указанные ароматический полиизоцианат и смесь активных по отношению к изоцианату материалов наносят непосредственно на указанный компонент и отверждают на указанном компоненте с образованием вязкоупругой полиуретановой пены.
16. Способ по пп. 12, 13 или 14, отличающийся тем, что указанную вязкоупругую полиуретановую пену вспенивают вдали от указанного компонента, а затем закрепляют на указанном компоненте.
17. Способ по любому из пп. 12–16, отличающийся тем, что указанная вязкоупругая полиуретановая пена имеет поверхностную плотность от 1000 до 12000 граммов на квадратный метр.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что указанная вязкоупругая полиуретановая пена имеет объемную плотность от 50 до 300 кг/м3 и толщину от 3,3 до 100 мм.
19. Способ по п. 17, отличающийся тем, что указанная вязкоупругая полиуретановая пена имеет поверхностную плотность от 3000 до 7500 граммов на квадратный метр, объемную плотность от 100 до 150 кг/м3 и толщину от 17 до 50 мм.
20. Способ по любому из пп. 12–16, отличающийся тем, что объемная плотность указанной вязкоупругой полиуретановой пены составляет от 250 до 500 кг/м3, значение упругости указанной пены составляет по большей мере 15% и смесь активных по отношению к изоцианату материалов содержит по меньшей мере 50 массовых процентов относительно общей массы активных по отношению к изоцианату материалов в смеси полиола с молекулярной массой по меньшей мере 750, гидроксильной эквивалентной массой от 225 до 450 и 2–4 гидроксильными группами в молекуле.
21. Способ по любому из пп. 12–20, отличающийся тем, что указанная вязкоупругая полиуретановая пена имеет величину упругости по большей мере 8% и время восстановления по меньшей мере 10 секунд.
22. Способ по любому из пп. 12–21, отличающийся тем, что слой вязкоупругой пены составляет всю изоляционную конструкцию.
23. Способ по любому из пп. 12–21, отличающийся тем, что изоляционная конструкция содержит один или более слоев дополнительного звуко- и/или теплоизоляционного материала.
24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что указанный дополнительный слой (слои) представляет собой один или более слоев высокоплотной полимерной пены, один или более слоев мастики, один или более слоев волокнистого листового изоляционного материала или один или более слоев низкоплотной полимерной пены.
RU2017133867A 2015-03-23 2016-02-22 Устройства со звуко- и теплоизоляцией на основе вязкоупругого полиуретана RU2699998C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITMI20150425 2015-03-23
ITMI2015A000425 2015-03-23
PCT/US2016/018879 WO2016153664A1 (en) 2015-03-23 2016-02-22 Appliances having sound and thermal insulation based on viscoelastic polyurethane

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017133867A RU2017133867A (ru) 2019-04-01
RU2017133867A3 RU2017133867A3 (ru) 2019-04-25
RU2699998C2 true RU2699998C2 (ru) 2019-09-12

Family

ID=53177792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017133867A RU2699998C2 (ru) 2015-03-23 2016-02-22 Устройства со звуко- и теплоизоляцией на основе вязкоупругого полиуретана

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10537224B2 (ru)
EP (1) EP3274388B1 (ru)
JP (2) JP6985149B2 (ru)
CN (1) CN107428907B (ru)
ES (1) ES2827430T3 (ru)
HU (1) HUE052807T2 (ru)
MX (1) MX2017011898A (ru)
PL (1) PL3274388T3 (ru)
RU (1) RU2699998C2 (ru)
WO (1) WO2016153664A1 (ru)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109096741B (zh) * 2017-06-21 2021-01-01 中国人民解放军国防科学技术大学 带有高分子螺旋弹簧纤维的聚氨酯基吸声材料及其制备方法
JP7112298B2 (ja) * 2018-09-19 2022-08-03 株式会社イノアックコーポレーション 積層体と車両用内装材の表皮材
FR3084368B1 (fr) * 2018-07-27 2021-01-15 Bostik Sa Composition a base de polyurethane pour la preparation de resine
EP3898240A1 (en) 2018-12-19 2021-10-27 Dow Global Technologies LLC Bonded multilayer article
JP7554752B2 (ja) * 2018-12-28 2024-09-20 ダウ ブラジル スデステ インドゥストリアル リミタダ 器具を断熱するための複合物品、複合物品を含む器具、および関連する方法
CN110123234A (zh) * 2019-05-08 2019-08-16 佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司 洗碗机和洗碗机的制作方法
CN110229498B (zh) * 2019-06-17 2021-05-18 韧泉智能科技(上海)有限公司 一种声学材料的制备方法及应用
DE102020204084A1 (de) * 2020-03-30 2021-09-30 BSH Hausgeräte GmbH Isolationsvorrichtung, Haushaltsgerät und Verfahren
DE102020204085A1 (de) * 2020-03-30 2021-09-30 BSH Hausgeräte GmbH Haushaltsgerät
DE102020204086A1 (de) 2020-03-30 2021-09-30 BSH Hausgeräte GmbH Haushaltsgerät

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0449331A2 (en) * 1990-03-30 1991-10-02 Railway Technical Research Institute Low-foaming polyurethane elastomer
US20110168217A1 (en) * 2010-01-12 2011-07-14 Neff Raymond A Appliance comprising polyurethane foam
RU2429320C2 (ru) * 2007-10-15 2011-09-20 Байер Матириальсайенс Аг Покрытие пола и способ его получения
WO2013117685A1 (en) * 2012-02-09 2013-08-15 Electrolux Home Products Corporation N.V. Insulated component of a household appliance, in particular of a dishwasher, and method for manufacturing such a component

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7735291B2 (en) * 2000-10-27 2010-06-15 Gene Summy Corner flashing system
US6734220B2 (en) * 2002-08-27 2004-05-11 Foamex L.P. Fine cell, high density viscoelastic polyurethane foams
US20040266900A1 (en) * 2003-06-26 2004-12-30 Raymond Neff Viscoelastic polyurethane foam
EP2303944B8 (en) * 2008-07-18 2017-12-06 Dow Global Technologies LLC Cellular structures and viscoelastic polyurethane foams
US20110305865A1 (en) 2009-03-04 2011-12-15 Dow Global Technologies Inc. (Formerly Known as Dow Global Technologies Inc.) Sound-dampening polyurethane-based composite
US8736394B2 (en) 2010-01-13 2014-05-27 Furuno Electric Co., Ltd. Reference frequency generating device
WO2011163113A1 (en) * 2010-06-23 2011-12-29 Dow Global Technologies Llc High air flow polyurethane viscoelastic foam
CN103228690B (zh) * 2010-09-29 2016-03-09 陶氏环球技术有限责任公司 制备高气流和低压缩变定粘弹性聚氨酯泡沫体的方法
PL3044245T3 (pl) * 2013-09-13 2020-04-30 Dow Global Technologies Llc Pianki lepkosprężyste na bazie poliolu PIPA

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0449331A2 (en) * 1990-03-30 1991-10-02 Railway Technical Research Institute Low-foaming polyurethane elastomer
RU2429320C2 (ru) * 2007-10-15 2011-09-20 Байер Матириальсайенс Аг Покрытие пола и способ его получения
US20110168217A1 (en) * 2010-01-12 2011-07-14 Neff Raymond A Appliance comprising polyurethane foam
EA201290634A1 (ru) * 2010-01-12 2013-01-30 Басф Се Бытовой электроприбор, содержащий полиуретановую пену
WO2013117685A1 (en) * 2012-02-09 2013-08-15 Electrolux Home Products Corporation N.V. Insulated component of a household appliance, in particular of a dishwasher, and method for manufacturing such a component

Also Published As

Publication number Publication date
EP3274388B1 (en) 2020-09-23
JP2021088719A (ja) 2021-06-10
EP3274388A1 (en) 2018-01-31
CN107428907A (zh) 2017-12-01
RU2017133867A (ru) 2019-04-01
US20180049618A1 (en) 2018-02-22
JP2018509514A (ja) 2018-04-05
US10537224B2 (en) 2020-01-21
HUE052807T2 (hu) 2021-05-28
WO2016153664A1 (en) 2016-09-29
JP6985149B2 (ja) 2021-12-22
PL3274388T3 (pl) 2021-04-06
MX2017011898A (es) 2018-05-22
ES2827430T3 (es) 2021-05-21
RU2017133867A3 (ru) 2019-04-25
CN107428907B (zh) 2021-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2699998C2 (ru) Устройства со звуко- и теплоизоляцией на основе вязкоупругого полиуретана
US10189965B2 (en) Production of viscoelastic polyurethane systems using block polymers having bonded siloxane blocks as cell openers
US9403961B2 (en) Flame resistant flexible polyurethane foam
US9410012B2 (en) Thermally stable flame resistant flexible polyurethane foam
US20090088489A1 (en) Amine catalysts suitable for producing low-emanation, recatalysis-stable flexible polyurethane foams
CN103826853B (zh) 具有改善的绝热性质的异氰酸酯基聚合物泡沫复合材料
JP7126451B2 (ja) 半硬質ポリウレタン発泡体及び作製プロセス
US9783633B2 (en) PIPA polyol based viscoelastic foams
EP2922921B1 (en) Isocyanate-based polymer foam having improved flame retardant properties
CA2783348A1 (en) Additive composition useful for controlling the foam properties in the production of flexible polyurethane foams containing polyols based on renewable raw materials
EP1332167B1 (en) Process to improve polyurethane foam performance
EP2591030A1 (en) Improved polyurethane sealing foam compositions plasticized with fatty acid esters
EP1071721A1 (en) Rigid polyurethane foams and method to form said foams using low molecular weight diols and triols
WO2013070370A1 (en) Thermally stable flame resistant flexible polyurethane foam with reduced odor