RU2353527C1 - Composite matrial for making vibro-impact-isolator - Google Patents

Composite matrial for making vibro-impact-isolator Download PDF

Info

Publication number
RU2353527C1
RU2353527C1 RU2007144560/04A RU2007144560A RU2353527C1 RU 2353527 C1 RU2353527 C1 RU 2353527C1 RU 2007144560/04 A RU2007144560/04 A RU 2007144560/04A RU 2007144560 A RU2007144560 A RU 2007144560A RU 2353527 C1 RU2353527 C1 RU 2353527C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elastic
composite material
layer
layers
vibro
Prior art date
Application number
RU2007144560/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Николаевич Кондратьев (RU)
Дмитрий Николаевич Кондратьев
Виталий Григорьевич Журавский (RU)
Виталий Григорьевич Журавский
Виктор Вольфович Гольдин (RU)
Виктор Вольфович Гольдин
Николай Александрович Кнутов (RU)
Николай Александрович Кнутов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт автоматической аппаратуры им. академика В.С. Семенихина"
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт автоматической аппаратуры им. академика В.С. Семенихина" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт автоматической аппаратуры им. академика В.С. Семенихина"
Priority to RU2007144560/04A priority Critical patent/RU2353527C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2353527C1 publication Critical patent/RU2353527C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: composite material.
SUBSTANCE: invention relates to vibro-impact-isolation composite materials which can be used for manufacturing vibro-impact-isolators. Composite material has a thin multilayer structure, consisting of alternating elastic and viscoplastic layers, reinforced with weave. Thickness of each layer of composite material is from 50 to 200 mcm with the ration of the elastic and viscoplastic layers from 1:1 to 1:1.6 respectively.
EFFECT: obtained composite material has high elastic, strength and damping properties; makes it possible to simplify the structure of vibro-impact-isolators, improve mass-size dimensions and amplitude-frequency characteristics.
1 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к виброударопоглощающим композиционным материалам, в частности к материалам, применяемым для изготовления виброудароизоляторов.The present invention relates to vibration-shock absorbing composite materials, in particular to materials used for the manufacture of vibration-shock isolators.

Виброудароизоляторы - это устройства, предназначенные для защиты различных технических средств от воздействия механической вибрации и ударов, частным случаем виброудароизоляторов являются амортизаторы. Виброудароизоляторы широко используются в технике, в частности для защиты радиоэлектронных блоков и возимой радиоаппаратуры (например, в составе бортовых радиоэлектронных средств) от воздействия вибрации, возникающей при их транспортировке.Vibration shock absorbers are devices designed to protect various technical means from the effects of mechanical vibration and shock, shock absorbers are a special case of vibration shock absorbers. Vibration shock isolators are widely used in technology, in particular for protecting electronic components and portable radio equipment (for example, as part of on-board electronic equipment) from the effects of vibration that occurs during their transportation.

На фиг.1 представлен один из возможных вариантов виброудароизолятора [1] где возможно применение предлагаемого материала. Конструкция рассматриваемого виброудароизолятора включает в себя упругие рабочие элементы 1, выполненные, например, из предлагаемого материала, и металлические крепежные распределительные элементы 2.Figure 1 presents one of the possible options for vibration shock [1] where it is possible to use the proposed material. The design of the vibration damper in question includes elastic working elements 1 made, for example, of the proposed material, and metal fastening distribution elements 2.

Известны существующие материалы:Existing materials are known:

Слоистый вибропоглощающий материал на основе композиции, включающей поливинилхлорид, фталатный пластификатор, наполнитель и стабилизатор, взятые в определенных соотношениях, причем материал выполнен толщиной 1,6-2,75 мм [2].Layered vibration-absorbing material based on a composition comprising polyvinyl chloride, phthalate plasticizer, filler and stabilizer, taken in certain ratios, the material being made 1.6–2.75 mm thick [2].

Виброшумопоглощающий листовой материал выполнен из композиции на основе битума, включающей в качестве наполнителя графит, каолин и тальк, при определенном соотношении ингредиентов [3].Vibration-absorbing sheet material is made of a composition based on bitumen, including graphite, kaolin and talc as a filler, with a certain ratio of ingredients [3].

Слоистый вибропоглощающий материал состоит из двух металлических листов и промежуточного слоя, выполненного из продукта прививки 15-25 мас.% винилацетата на 75-85 мас.% сополимера, содержащего 19,0-25,9 мас.% винилацетата, 68,8-75,5 мас.% бутилакрилата и 4,1-9,8 мас.% 1-метакрилоилокси-1-трет-бутилпероксиэтана [4].The layered vibration-absorbing material consists of two metal sheets and an intermediate layer made of a grafting product of 15-25 wt.% Vinyl acetate to 75-85 wt.% Copolymer containing 19.0-25.9 wt.% Vinyl acetate, 68.8-75 , 5 wt.% Butyl acrylate and 4.1-9.8 wt.% 1-methacryloyloxy-1-tert-butyl peroxyethane [4].

Вибропоглощающий материал состоит из наружных металлических листов и прослойки из эпоксидного связующего в виде смеси диановой и алифатической эпоксидных смол, сшитых фталевым ангидридом или себациновой кислотой при определенном их соотношении [5].The vibration-absorbing material consists of external metal sheets and an interlayer of epoxy binder in the form of a mixture of diane and aliphatic epoxy resins crosslinked with phthalic anhydride or sebacic acid at a certain ratio [5].

Вибропоглощающий материал состоит из внешних слоев, выполненных из различных материалов, включая металл, и внутреннего слоя, выполненного из полиуретана, полученного на основе полиоксипропилентриола с мол.м. 5000 и с содержанием концевых оксиэтильных групп 10 мас.%, диэтиленгликоля и смеси продукта взаимодействия толуилендиизоцианата с полиоксипропиленгликолем с мол.м. 1000 с полиизоцианатом при массовом соотношении 90-98:10-2 соответственно [6].The vibration-absorbing material consists of outer layers made of various materials, including metal, and an inner layer made of polyurethane, obtained on the basis of polyoxypropylene triol with a mol.m. 5000 and with a content of terminal hydroxyethyl groups of 10 wt.%, Diethylene glycol and a mixture of the reaction product of toluene diisocyanate with polyoxypropylene glycol with a mol.m. 1000 with polyisocyanate in a mass ratio of 90-98: 10-2, respectively [6].

Известна вибропоглощающая полимерная композиция, включающая 60-70% полиуретана и 40-30% винилэфирного сополимера [7]Known vibration-absorbing polymer composition comprising 60-70% polyurethane and 40-30% vinyl ester copolymer [7]

Однако недостатком известных материалов является то, что они обладают только демпфирующими свойствами и не способны к упругой деформации в области больших перемещений, что делает указанные материалы не пригодными для изготовления из них пружинных (упругих) элементов виброудароизоляторов.However, a disadvantage of the known materials is that they have only damping properties and are not capable of elastic deformation in the region of large displacements, which makes these materials unsuitable for the manufacture of spring (elastic) elements of vibration shock isolators from them.

Наиболее близким аналогом из известных материалов является конструкционный многофункциональный металлополимерный материал, содержащий чередующиеся слои металлических листов и заключенные между ними полимерные прослойки из эластичного (вязкоупругого) полимера. Прослойка изготовлена из смеси блоколигомеров карбоновых кислот и отвердителя в соотношении, обеспечивающем модуль нормальной упругости не менее 800 МПа и коэффициент потерь механической энергии изгибных колебаний не менее 0,3. Суммарная толщина прослоек составляет не менее 5% от общей толщины металлических листов и толщина каждой прослойки не более 0,2 мм [8].The closest analogue of the known materials is a structural multifunctional metal-polymer material containing alternating layers of metal sheets and polymer layers enclosed between them of an elastic (viscoelastic) polymer. The interlayer is made of a mixture of blockoligomers of carboxylic acids and a hardener in a ratio that provides a modulus of normal elasticity of at least 800 MPa and a loss coefficient of mechanical energy of bending vibrations of at least 0.3. The total thickness of the interlayers is at least 5% of the total thickness of the metal sheets and the thickness of each interlayer is not more than 0.2 mm [8].

Недостаток этого материала заключается в том, что при его изготовлении используются металлические листы, увеличивающие его удельную массу и затрудняющие изготовление деталей сложной формы.The disadvantage of this material is that in its manufacture metal sheets are used that increase its specific gravity and make it difficult to manufacture parts of complex shape.

Техническим результатом заявленного изобретения является снижение удельной массы материала, улучшение массогабаритных и амплитудочастотных характеристик виброудароизоляторов с деталями сложной формы, выполненными из заявляемого материала.The technical result of the claimed invention is to reduce the specific gravity of the material, to improve the overall dimensions and amplitude-frequency characteristics of vibration shock absorbers with complex parts made of the claimed material.

Технический результат достигается за счет того, что предлагаемый композиционный материал для изготовления виброудароизоляторов имеет тонкую многослойную структуру, состоящую из чередующихся упругих и вязкопластичных слоев, армированных тканым материалом, в частности полиамидными, базальтовыми, угле- и стеклотканями, при этом упругий слой выполнен из композиции, содержащей связующее - эпоксидную смолу, отвердитель и наноуглеродный материал, а вязкопластичный слой выполнен из композиции, содержащей связующее, возможно активный пластификатор, возможно отвердитель, наполнитель и наноуглеродный материал, отличающийся тем, что толщина каждого слоя композиционного материала составляет от 50 до 200 мкм при соотношении толщин упругих и вязкопластичных слоев от 1:1 до 1:1,6 соответственно.The technical result is achieved due to the fact that the proposed composite material for the manufacture of shockproof insulators has a thin multilayer structure consisting of alternating elastic and visco-plastic layers reinforced with woven material, in particular polyamide, basalt, carbon and fiberglass fabrics, while the elastic layer is made of composition, containing a binder - epoxy resin, hardener and nanocarbon material, and the viscoplastic layer is made of a composition containing a binder, possibly an active layer a fixative, possibly a hardener, a filler and nanocarbon material, characterized in that the thickness of each layer of the composite material is from 50 to 200 μm with a ratio of the thicknesses of elastic and visco-plastic layers from 1: 1 to 1: 1.6, respectively.

На фиг.2 показана структура композиционного материала для изготовления виброудароизоляторов. На фиг.3 показаны амплитудочастотные характеристики виброудароизоляторов, изготовленных из различных вариантов предлагаемого композиционного материала.Figure 2 shows the structure of the composite material for the manufacture of shock absorbers. Figure 3 shows the amplitude-frequency characteristics of shock absorbers made of various variants of the proposed composite material.

Композиционный материал для изготовления виброудароизоляторов имеет тонкую многослойную структуру, состоящую из чередующихся упругих 1 и вязкопластичных 2 слоев, армированных тканым материалом 3, с толщиной каждого слоя от 50 до 200 мкм при соотношении толщин упругих и вязкопластичных слоев от 1:1 до 1:1,6 соответственно. Указанное соотношение толщин слоев позволяет увеличить коэффициент механических потерь без потери упругих свойств.Composite material for the manufacture of shock absorbers has a thin multilayer structure, consisting of alternating elastic 1 and visco-plastic 2 layers reinforced with woven material 3, with a thickness of each layer from 50 to 200 μm with a ratio of thicknesses of elastic and visco-plastic layers from 1: 1 to 1: 1, 6 respectively. The specified ratio of the thicknesses of the layers allows to increase the coefficient of mechanical losses without loss of elastic properties.

Материалом для упругих слоев служат армированные термореактивные полимерные материалы, в частности материалы на основе эпоксидных смол. Материалом для вязких слоев служат армированные полиуретаны, каучуки либо термореактивные полимерные составы на основе эпоксидных смол, пластифицированные активным пластификатором. В качестве активного пластификатора используется вещества из перечня: тиокол (сульфокаучук), фурфуролацетатный мономер, смесь стирола и олигомера изобутилена. Для улучшения физико-механических свойств полимерные материалы упругих и вязкопластичных слоев могут содержать наполнители в количествах от 0 до 92 мас.%. Ввод наполнителей в полимер в количестве больше 92 мас.% приводит к резкому снижению усталостных свойств композиционного материала. Наполнителями являются тонкодисперсные минеральные порошки, такие как маршалит, графит и пылевидный кварц. Для расширения температурного диапазона эксплуатации, улучшения прочностных и усталостных свойств композиционного материала полимерные составы упругих и вязкопластичных слоев содержат наноуглеродные материалы - тубулены в количестве от 0 до 10,5 мас.%. Тубулены - это наномасштабные частицы, представляющие собой различного рода углеродные нановолокна и углеродные нанотрубки. Добавление наноуглеродных материалов, содержащих тубулены в количестве больше 10,5 мас.% не приводит к дальнейшему улучшению свойств композиционного материала. Кроме того, для улучшения прочностных и усталостных свойств композиционного материала полимерные составы упругих и вязкопластичных слоев могут содержать продукты гидролитической поликонденсации тетраэтилсиликата в объеме от 0 до 42 мас.%. При содержании продуктов гидролитической поликонденсации тетраэтилсиликата в объеме свыше 42 мас.% происходит резкое снижение прочностных свойств композиционного материала.The material for the elastic layers are reinforced thermosetting polymeric materials, in particular materials based on epoxy resins. The material for viscous layers is reinforced polyurethanes, rubbers or thermosetting polymer compositions based on epoxy resins, plasticized with an active plasticizer. As an active plasticizer, substances from the list are used: thiocol (sulfocauchuk), furfural acetate monomer, a mixture of styrene and isobutylene oligomer. To improve the physical and mechanical properties, polymeric materials of elastic and visco-plastic layers can contain fillers in amounts from 0 to 92 wt.%. The introduction of fillers into the polymer in an amount of more than 92 wt.% Leads to a sharp decrease in the fatigue properties of the composite material. Fillers are finely divided mineral powders such as marshalite, graphite and pulverized silica. To expand the temperature range of operation, improve the strength and fatigue properties of the composite material, the polymer compositions of the elastic and visco-plastic layers contain nanocarbon materials - tubulene in an amount of from 0 to 10.5 wt.%. Tubulenes are nanoscale particles representing various kinds of carbon nanofibres and carbon nanotubes. Adding nanocarbon materials containing tubulenes in an amount of more than 10.5 wt.% Does not lead to further improvement of the properties of the composite material. In addition, to improve the strength and fatigue properties of the composite material, the polymer compositions of the elastic and visco-plastic layers may contain hydrolytic polycondensation of tetraethyl silicate in a volume of from 0 to 42 wt.%. When the content of hydrolytic polycondensation products of tetraethyl silicate in a volume of more than 42 wt.% There is a sharp decrease in the strength properties of the composite material.

Ввод продуктов гидролитической поликонденсации тетраэтилсиликата осуществляется путем ввода тетраэтоксиликата и необходимого для его полного гидролиза воды. При этом учитывается количество воды, изначально могущей содержатся в эпоксидных смолах и их отвердителях. Для этого предварительно определяют содержание количества воды в смоле и добавляют недостающее количество в смесь. В результате гидролиза тетраэтилсиликата и его поликонденсации, наряду с процессами отверждения эпоксидного полимера происходит образование взаимопроникающих трехмерных, полимерной и керамической сеток, что приводит к улучшению свойств материала (увеличение трещиностойкости, расширение температурного режима эксплуатации готового материала) за счет взаимного изменения надмолекулярных структур полимерной и керамической составляющей.The introduction of the products of hydrolytic polycondensation of tetraethyl silicate is carried out by introducing tetraethoxylate and the water necessary for its complete hydrolysis. This takes into account the amount of water that may initially be contained in epoxy resins and their hardeners. To do this, pre-determine the content of the amount of water in the resin and add the missing amount to the mixture. As a result of the hydrolysis of tetraethyl silicate and its polycondensation, along with the curing processes of the epoxy polymer, the formation of interpenetrating three-dimensional, polymer and ceramic networks occurs, which leads to improved material properties (increased crack resistance, expansion of the temperature mode of operation of the finished material) due to the mutual change in the supramolecular structures of polymer and ceramic component.

В качестве армирующего элемента (материала) применяются ткани из углеволокна, волокон стекла, базальта, синтетических полимеров, в частности полиамидов.As a reinforcing element (material), fabrics of carbon fiber, glass fibers, basalt, synthetic polymers, in particular polyamides, are used.

Способ получения композиционного материала состоит в совместном прессовании пропитанных соответствующими полимерными составами листов ткани, с последующим отверждением указанных составов.A method of obtaining a composite material consists in co-pressing fabric sheets impregnated with the respective polymer compositions, followed by curing of the compositions.

В настоящее время на предприятии изготовлено несколько вариантов опытных образцов предлагаемого композиционного материала и испытаны их свойства.Currently, the company has produced several prototypes of the proposed composite material and tested their properties.

Технология изготовления образцов предлагаемого материала включает в себя приготовление пропиточных смесей (будущей полимерной матрицы) для армирующего материала вязкопластичного и упругого слоев.The manufacturing technology of samples of the proposed material includes the preparation of impregnating mixtures (future polymer matrix) for the reinforcing material of the visco-plastic and elastic layers.

Приготовленными смесями производят пропитку тканного армирующего материала отдельно для вязкого и упругого слоев. После пропитки листы тканного материала накладывают один на другой, чередуя листы, пропитанные вязким составом, и листы, пропитанные упругим составом. Полученный набор пропитанных листов подвергают сжатию с усилием 1,5 кг/см2 до полного затвердевания полимерных составов (24 часа при 25°С).The prepared mixtures impregnate the fabric reinforcing material separately for the viscous and elastic layers. After impregnation, sheets of woven material are laid on top of one another, alternating between sheets impregnated with a viscous composition and sheets impregnated with an elastic composition. The resulting set of impregnated sheets is subjected to compression with a force of 1.5 kg / cm 2 until the polymer compositions solidify completely (24 hours at 25 ° C).

Технология приготовления пропиточных смесей представляет собой смешение всех жидких компонентов, кроме отвердителя, с последующим добавлением наноуглеродного материала (тубуленов), после чего подвергают смесь механической диспергации путем перемешивания мешалкой рамочного типа в течение 10 минут, с частотой вращения мешалки не менее 2000 оборотов в минуту. После диспергирования наноуглеродного материала в полученную смесь вводят прочие наполнители (если предусмотрены рецептурой состава) и перемешивают вручную. Непосредственно перед пропиткой армирующего материала в полученную смесь добавляют отвердитель и перемешивают еще раз вручную, после чего смесь готова к нанесению на армирующий материал.The technology for preparing the impregnating mixtures is the mixing of all liquid components except the hardener, followed by the addition of nanocarbon material (tubulene), after which the mixture is mechanically dispersed by stirring with a frame-type mixer for 10 minutes, with a stirrer speed of at least 2000 rpm. After dispersing the nanocarbon material, other fillers are introduced into the resulting mixture (if provided by the formulation) and mixed manually. Immediately before the reinforcing material is impregnated, a hardener is added to the resulting mixture and manually mixed again, after which the mixture is ready to be applied to the reinforcing material.

Ниже приведены варианты составов предлагаемого композиционного материалаBelow are the options for the compositions of the proposed composite material

Варианты составов композиционного материалаOptions for the composition of the composite material

Вариант 1Option 1

Армирующий материал каждого из слоев - стеклотканьThe reinforcing material of each layer is fiberglass

Материал упругого слоя, мас.%:The material of the elastic layer, wt.%: - связующее -
(эпоксидая смола марки ЭД-20)
- binder -
(epoxy resin brand ED-20)
74,6174.61
- отвердитель -
(полиэтиленполиамин)
- hardener -
(polyethylene polyamine)
0.750.75
- тетраэтилсиликат -
(марка ТЭС-40)
- tetraethyl silicate -
(brand TES-40)
12,5512.55
- наноуглеродный материал -
(многослойные углеродные нанотрубки)
- nanocarbon material -
(multilayer carbon nanotubes)
7,757.75
- вода- water 4,344.34 Материал вязкопластичного слоя, мас.%:Viscoplastic layer material, wt.%: - связующее -
(эпоксидая смола марки ЭД-20)
- binder -
(epoxy resin brand ED-20)
64.6064.60
- активный пластификатор -
(тиокол)
- active plasticizer -
(thiocol)
12.3012.30
- отвердитель -
(триэтиленамин)
- hardener -
(triethyleneamine)
0.650.65
- наполнитель -
(маршалит)
- filler -
(marshallite)
19.3319.33
- наноуглеродный материал -
(многослойные углеродные нанотрубки)
- nanocarbon material -
(multilayer carbon nanotubes)
3.123.12

Толщина и порядок чередования слоев:Thickness and order of alternating layers:

В-У-В-У…В-У,W-W-W-W ... W,

где В - вязкий слой толщиной 62 мкм;where B is a viscous layer 62 microns thick;

У - упругий слой толщиной 62 мкм;Y is an elastic layer 62 microns thick;

Соотношение толщин У:В=1:1.The ratio of the thicknesses Y: B = 1: 1.

Вариант 2Option 2

Армирующий материал каждого из слоев - полиамидная тканьThe reinforcing material of each layer is polyamide fabric

Материал упругого слоя, мас.%:The material of the elastic layer, wt.%: - связующее -
(эпоксидная смола марки ЭД-16)
- binder -
(epoxy resin brand ED-16)
92.0092.00
- отвердитель -
(полиэтиленполиамин)
- hardener -
(polyethylene polyamine)
0.920.92
- наноуглеродный материал - (углеродные нановолокна)- nanocarbon material - (carbon nanofibres) 7.087.08 Материал вязкопластичного слоя, мас.%:Viscoplastic layer material, wt.%: - связующее -
(эпоксидная смола марки ЭД-20)
- binder -
(epoxy resin brand ED-20)
48.0048.00
- активный пластификатор -
(фурфуролацетатный мономер)
- active plasticizer -
(furfural acetate monomer)
12.5012.50
- отвердитель -
(полиэтиленполиамин)
- hardener -
(polyethylene polyamine)
0.480.48
- наполнитель -
(маршалит)
- filler -
(marshallite)
34.3234.32
- наноуглеродный материал -
(углеродные нановолокна)
- nanocarbon material -
(carbon nanofibres)
4.704.70

Толщина и порядок чередования слоев:Thickness and order of alternating layers:

В-У-В-У…В-У,W-W-W-W ... W,

где В - вязкий слой толщиной 50;where B is a viscous layer with a thickness of 50;

У - упругий слой толщиной 50.Y is an elastic layer with a thickness of 50.

Соотношение толщин У:В=1:1.The ratio of the thicknesses Y: B = 1: 1.

Вариант 3Option 3

Армирующий материал каждого из слоев - базальтотканьThe reinforcing material of each layer is basalt fabric

Материал упругого слоя, мас.%:The material of the elastic layer, wt.%: - связующее -
(эпоксидная смола марки К-115)
- binder -
(epoxy resin brand K-115)
53.0053.00
- отвердитель -
(отвердитель полиаминного типа марки Т-60)
- hardener -
(hardener of polyamine type T-60)
33.5033.50
- тетраэтоксисилан-- tetraethoxysilane - 4.504.50 - наноуглеродный материал -
(углеродные нановолокна)
- nanocarbon material -
(carbon nanofibres)
3.903.90
- наполнитель -
(пылевидный кварц)
- filler -
(dusty quartz)
5.15.1
Материал вязкопластичного слоя, мас.%:Viscoplastic layer material, wt.%: - связующее -
(полиуретан + хлоропреновый каучук, соотношение 1:1 масс.)
- binder -
(polyurethane + chloroprene rubber, ratio 1: 1 mass.)
68.0068.00
- наполнитель -
(маршалит)
- filler -
(marshallite)
29.3029.30
- наноуглеродный материал -
(многослойные углеродные нанотрубки)
- nanocarbon material -
(multilayer carbon nanotubes)
2.72.7

Толщина и порядок чередования слоев:Thickness and order of alternating layers:

В-У-В-У…В-У,W-W-W-W ... W,

где В - вязкий слой толщиной 200;where B is a viscous layer 200 thick;

У - упругий слой толщиной 125;Y is an elastic layer 125 thick;

Соотношение толщин У:В=1:1,6.The ratio of the thicknesses Y: B = 1: 1.6.

Вариант 4Option 4

Армирующий материал каждого из слоев - углетканьThe reinforcing material of each layer is carbon fabric.

Материал упругого слоя, мас.%:The material of the elastic layer, wt.%: - связующее
(эпоксидная смола марки ЭД-20)
- binder
(epoxy resin brand ED-20)
91.591.5
- отвердитель -
(полиэтиленполиамин)
- hardener -
(polyethylene polyamine)
0.920.92
- наноуглеродный материал -
(углеродные нановолокна)
- nanocarbon material -
(carbon nanofibres)
7.587.58
Материал вязкопластичного слоя, мас.%:Viscoplastic layer material, wt.%: - связующее -
(эпоксидная смола марки ЭК-1)
- binder -
(epoxy resin grade EK-1)
53.2053.20
- пластификатор-
- стирол + олигомер изобутилена, соотношение 1:1.2 масс.)
- plasticizer
styrene + isobutylene oligomer, ratio 1: 1.2 mass.)
23.2023.20
- отвердитель -
(отвердитель полиаминного типа марки УП-0633М)
- hardener -
(hardener of polyamine type UP-0633M brand)
10.2010.20
- наполнитель (графит) -- filler (graphite) - 10.0010.00 - наноуглеродный материал -
(углеродные нановолокна)
- nanocarbon material -
(carbon nanofibres)
3.403.40

Толщина и порядок чередования слоев:Thickness and order of alternating layers:

В-У-В-У…В-У,W-W-W-W ... W,

где В - вязкий слой толщиной 103 мкм;where B is a viscous layer with a thickness of 103 μm;

У - упругий слой толщиной 86 мкм;Y is an elastic layer 86 microns thick;

Соотношение толщин У:В=1:1,2.The ratio of the thicknesses Y: B = 1: 1.2.

Свойства полученного композиционного материалаProperties of the resulting composite material

Состав композиционного материалаThe composition of the composite material Коэффициент механических потерьMechanical loss coefficient Рабочий интервал температур °СOperating temperature range ° С Плотность, кг/м3 Density, kg / m 3 Прочность (при изгибе), МПаStrength (in bending), MPa Вариант 1Option 1 0.760.76 -65-+90-65- + 90 19531953 362362 Вариант 2Option 2 0.890.89 -65-+90-65- + 90 16891689 338338 Вариант 3Option 3 0.910.91 -65-+90-65- + 90 18071807 350350 Вариант 4Option 4 0.770.77 -65-+90-65- + 90 18981898 369369

Из полученных образцов композиционного материала были изготовлены и испытаны комплекты виброудароизоляторов со следующими характеристиками:From the obtained samples of the composite material, sets of vibration-shock isolators with the following characteristics were made and tested:

Суммарная масса виброудароизоляторов, не более - 48 г.The total mass of vibration-shock isolators, not more than 48 g.

Масса отдельного виброудароизолятора, не более - 12 г.The mass of a separate vibration-shock absorber, not more than 12 g.

Габариты отдельного виброудароизолятора - Д×Ш×В=50×30×45 мм.Dimensions of a separate vibration-proof shock absorber - L × W × H = 50 × 30 × 45 mm.

Масса амортизируемого образца - 20 кг.The mass of the depreciable sample is 20 kg.

Амплитудочастотные характеристики виброудароизоляторов, изготовленных из различных вариантов предлагаемого композиционного материала, приведены на фиг.2. Нумерация кривых на графике фиг.2 совпадает с нумерацией вариантов исполнения композиционного материала.The amplitude-frequency characteristics of shock absorbers made of various variants of the proposed composite material are shown in figure 2. The numbering of the curves in the graph of figure 2 coincides with the numbering of options for the execution of composite material.

Результаты испытаний подтверждают достижение заявленного технического результата.The test results confirm the achievement of the claimed technical result.

Из результатов испытаний композиционного виброударопоглощающего материала видно, что материал сочетает в себе демпфирующие свойства (способствует затуханию колебаний за счет высокого коэффициента внутренних потерь механической энергии) и упругие свойства (пригоден для изготовления пружинных элементов виброудароизолятора). Сочетание указанных свойств достигается за счет предлагаемой тонкой многослойной структуры материала, с определенным соотношением толщин слоев и его модификации наноструктурами и позволяет создавать виброудароизоляторы нового поколения.From the test results of the composite vibration-absorbing material, it can be seen that the material combines damping properties (contributes to the damping of vibrations due to the high coefficient of internal loss of mechanical energy) and elastic properties (suitable for the manufacture of spring elements of vibration-shock absorber). The combination of these properties is achieved due to the proposed thin multilayer structure of the material, with a certain ratio of layer thicknesses and its modification by nanostructures and allows you to create a new generation of shockproof insulators.

Источники информацииInformation sources

1. Патент №74677, Россия, МПК7 F16F 1/373, F16F 1/36, опубликован 2008.07.10.1. Patent No. 74677, Russia, IPC 7 F16F 1/373, F16F 1/36, published 2008.07.10.

2. Патент №2148497, Россия, МПК7 В32В 27/30, C08L 27/06, опубликован 2000.05.10.2. Patent No. 2148497, Russia, IPC 7 В32В 27/30, C08L 27/06, published 2000.05.10.

3. Патент №2000127377, Россия, МПК7 C08L 95/00, В32В 11/02, B60R 13/08, опубликован 2002.09.10.3. Patent No.2000127377, Russia, IPC 7 C08L 95/00, B32B 11/02, B60R 13/08, published 2002.09.10.

4. Патент №1466235, Россия, МПК5 C08F 265/04, G10K 11/00, опубликован 1994.06.30.4. Patent No. 1466235, Russia, IPC 5 C08F 265/04, G10K 11/00, published 1994.06.30.

5. Патент №2035256, Россия, МПК6 В32В 15/08, C08L 63/00, опубликован 1995.05.20.5. Patent No. 2035256, Russia, IPC 6 В32В 15/08, C08L 63/00, published 1995.05.20.

6. Патент №2012506, Россия, МПК5 В32В 27/40, опубликован 1994.05.15.6. Patent No. 2012506, Russia, IPC 5 В32В 27/40, published 1994.05.15.

7. Патент №5225498, США, МПК3 В32В 27/40, опубликован 1993.06.06.7. Patent No. 5225498, USA, IPC 3 В32В 27/40, published 1993.06.06.

8. Патент №2001124090, Россия, МПК7 В32В 15/08, опубликован 2003.06.20 (прототип).8. Patent No. 2001124090, Russia, IPC 7 В32В 15/08, published 2003.06.20 (prototype).

Claims (1)

Композиционный материал для изготовления виброудароизоляторов, имеющий тонкую многослойную структуру, состоящую из чередующихся упругих и вязкопластичных слоев, армированных тканым материалом, таким как полиамидными, базальтовыми, угле- и стеклотканями, при этом упругий слой выполнен из композиции, содержащей связующее - эпоксидную смолу, отвердитель и наноуглеродный материал, а вязкопластичный слой выполнен из композиции содержащей связующее, возможно активный пластификатор, возможно отвердитель, наполнитель и наноуглеродный материал, отличающийся тем, что толщина каждого слоя композиционного материала составляет от 50 до 200 мкм при соотношении толщин упругих и вязкопластичных слоев от 1:1 до 1:1,6 соответственно. A composite material for the manufacture of shock absorbers having a thin multilayer structure consisting of alternating elastic and viscoplastic layers reinforced with woven material such as polyamide, basalt, carbon and fiberglass fabrics, the elastic layer being made of a composition containing a binder - epoxy resin, hardener and nanocarbon material, and the viscoplastic layer is made of a composition containing a binder, possibly an active plasticizer, possibly a hardener, a filler and a nanocarbon material IAL, characterized in that the thickness of each layer of the composite material is 50 to 200 microns at a ratio of thicknesses of layers of resilient and viscoplastic from 1: 1 to 1: 1.6, respectively.
RU2007144560/04A 2007-12-04 2007-12-04 Composite matrial for making vibro-impact-isolator RU2353527C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007144560/04A RU2353527C1 (en) 2007-12-04 2007-12-04 Composite matrial for making vibro-impact-isolator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007144560/04A RU2353527C1 (en) 2007-12-04 2007-12-04 Composite matrial for making vibro-impact-isolator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2353527C1 true RU2353527C1 (en) 2009-04-27

Family

ID=41018942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007144560/04A RU2353527C1 (en) 2007-12-04 2007-12-04 Composite matrial for making vibro-impact-isolator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2353527C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2572542C2 (en) * 2014-06-11 2016-01-20 Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ) Composite material for vibration and acoustic protection and method for production thereof
RU2604621C1 (en) * 2015-07-16 2016-12-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Стеклопластик" High-strength waterproof organocomposite and preparation method thereof
RU2687938C1 (en) * 2018-11-07 2019-05-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Polymer composite material with integrated vibration-absorbing layer

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2572542C2 (en) * 2014-06-11 2016-01-20 Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ) Composite material for vibration and acoustic protection and method for production thereof
RU2604621C1 (en) * 2015-07-16 2016-12-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Стеклопластик" High-strength waterproof organocomposite and preparation method thereof
RU2687938C1 (en) * 2018-11-07 2019-05-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Polymer composite material with integrated vibration-absorbing layer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9512260B2 (en) Storage stable resin films and fibre composite components produced therefrom
Öztürk Hybrid effect in the mechanical properties of jute/rockwool hybrid fibres reinforced phenol formaldehyde composites
EP2492538A1 (en) Vibration damping sheet, method for damping vibration of vibrating member, and method for utilizing the vibrating member
RU2353527C1 (en) Composite matrial for making vibro-impact-isolator
DE112013002830T5 (en) Low density composite materials, their manufacture and use
US11661484B2 (en) Epoxy resin composition for fiber-reinforced composite materials, and fiber-reinforced composite material
RU2540084C1 (en) Polymer composition
CN114013151B (en) Gradient multilayer damping material and preparation method thereof
CN111295406A (en) Epoxy resin composition and cured product thereof
US20140221537A1 (en) Flame retardant polyamide resin compositions
Aranguren et al. Plant-based reinforcements for thermosets: matrices, processing, and properties
EP3628701B1 (en) Prepreg and molding product thereof
US20120208927A1 (en) Vibration-damping sheet, method for damping vibration of vibrating member, and method for use thereof
US5049597A (en) Impact resistant filler-containing polymer/elastomeric fiber composites
CN103467784B (en) Method for manufacturing vibration isolator
KR101951205B1 (en) Fiber reinforced composite material and method of manufacturing the same
JP2611283B2 (en) High loss rubber composition for seismic isolation
US20120199433A1 (en) Vibration-damping sheet, method for damping vibration of vibrating member, and method for use thereof
JPS61210796A (en) Diaphragm member for electroacoustic transducer
Lacasse et al. Swelling and adhesion characteristics of lignin-filled polyurethane sealant
CN114940786B (en) High-performance composite material
Sallal The Effect Of The Hybrid Additions on the Bending and Tensile Behavior for the Hybrid Composite Material Reinforced by Short Fibers and the Zeolite Particles by Multifarious Grain Size
Hashim et al. Tensile and Flexural Properties of Thermoplastic Filled Fibre Reinforced Polymer Composites
EP2492537A1 (en) Vibration damping sheet, method for damping vibration of vibrating member, and method for utilizing the vibrating member
TWI720404B (en) Prepreg and fiber reinforced composite materials

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091205

RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20110915

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20111220

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20130125

PD4A Correction of name of patent owner