RU2707995C1

RU2707995C1 - Method of producing reinforced thermoplastic vibration-absorbing films and films obtained using said method

Info

Publication number: RU2707995C1
Application number: RU2019121467A
Authority: RU
Inventors: Александр Иорданович Сятковский; Татьяна Борисовна Скуратова; Дмитрий Николаевич Трофимов; Сергей Анатольевич Иванов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Пластполимер"
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2019-12-03

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to a method of producing reinforced thermoplastic vibration absorbing films used in composite vibration-absorbing materials intended for protection of various structures from vibration. Disclosed is a method of producing reinforced thermoplastic vibration absorbing film, which includes the following stages: mixing polyvinyl acetate or butyl acrylate or mixture thereof with one or more plasticizers; heating the obtained composition at temperature of 70–90 °C for at least 2 hours; continuous supply of said heated composition to extruder; continuous passage of said composition through an extruder at temperature of 120–150 °C; continuous supply of fused polymer composition through slit head of extruder in form of melted web on reinforcing material, which is continuously supplied to substrate on cooled roller, with formation of reinforced thermoplastic film.

EFFECT: present method enables to obtain reinforced self-adhesive films of low thickness (0,5–2 mm), having high dissipative properties, allowing to achieve a significant damping effect in composite vibration-absorbing materials, in particular, when used as an intermediate viscoelastic layer in composite metal structures or in laminar coatings.

12 cl, 2 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к полимерным материалам, а именно касается способа получения армированных термопластичных вибропоглощающих пленок, используемых в составе композиционных вибропоглащающих материалов, предназначенных для защиты различных конструкций от вибрации.The present invention relates to polymeric materials, and in particular relates to a method for producing reinforced thermoplastic vibration-absorbing films used in composite vibration-absorbing materials designed to protect various structures from vibration.

Уровень техникиState of the art

Из уровня техники известен способ получения вибропоглощающего листа, содержащий этап смешивания поливинилацетата с пластификатором и смесью твердых неорганических наполнителей (см. патент US3994845, опубл. 30.11.1976). Получаемый вибропоглощающий лист имеет достаточно большую толщину (от 1 до 12,5 мм). The prior art method for producing a vibration-absorbing sheet, comprising the step of mixing polyvinyl acetate with a plasticizer and a mixture of solid inorganic fillers (see patent US3994845, publ. 30.11.1976). The resulting vibration-absorbing sheet has a sufficiently large thickness (from 1 to 12.5 mm).

Известен способ получения полимерного вибропоглощающего материала (см. патент GB2167425А, опубл. 29.05.1986), содержащий этапы смешивания полимера винилацетата с пластификатором и наполнителем, нагревания полученной композиции до температуры 170-190°С и формирования конечного изделия, в частности, путем экструзионного формования или пропускания через вальцы, нагретые до температуры 60-120°С. A known method of producing a polymer vibration-absorbing material (see patent GB2167425A, publ. 05.29.1986), comprising the steps of mixing a vinyl acetate polymer with a plasticizer and a filler, heating the resulting composition to a temperature of 170-190 ° C and forming the final product, in particular by extrusion molding or passing through rollers heated to a temperature of 60-120 ° C.

В патенте EP0176306B1 (опубл. 20.12.1989) раскрыт способ получения вибропоглощающего листового полимерного материала, содержащий этапы, на которых выполняют смешивание полимера винилацетата с пластификатором и наполнителем, затем нагревают полученную композицию до температуры 170-190°С, которую далее пропускают через специальные вальцы, нагретые до температуры 60-120°С, с образованием готового листа.EP0176306B1 (publ. 12/20/1989) discloses a method for producing a vibration-absorbing sheet of polymeric material, comprising the steps of mixing a vinyl acetate polymer with a plasticizer and a filler, then heating the resulting composition to a temperature of 170-190 ° C, which is then passed through special rollers heated to a temperature of 60-120 ° C, with the formation of the finished sheet.

В патенте US4783300A (опубл. 08.11.1988) описан способ получения полимерного листового материала, обладающего вибро- и шумопоглощающими свойствами, включающий этапы, на которых непрерывно подают в смеситель поливинилацетат, пластификатор и минеральный наполнитель, затем непрерывно пропускают полученную композицию через смеситель непрерывного действия (экструдер), с образованием гомогенной смеси упомянутых компонентов, затем нагревают полученную композицию до температуры 170-190°С (температура в эструдере), непрерывно подают нагретую композицию на специальные вальцы, нагретые до температуры 60-120°С и непрерывно формуют листы. US4783300A (publ. 11/08/1988) describes a method for producing a polymer sheet material having vibration and noise absorption properties, comprising the steps of continuously supplying polyvinyl acetate, a plasticizer and a mineral filler to the mixer, and then the resulting composition is continuously passed through a continuous mixer ( extruder), with the formation of a homogeneous mixture of the above components, then the resulting composition is heated to a temperature of 170-190 ° C (temperature in the extruder), the heated composition is continuously fed to and special rollers heated to a temperature of 60-120 ° C and continuously form sheets.

Общим недостатком вышеупомянутых способов является использование высокого содержания наполнителей в составе композиции, что дает возможность получать жесткие вибродемпфирующие покрытия, эффективно работающие только при достаточно большой толщине, по крайней мере в 2 раза больше, чем толщина демпфируемой металлической конструкции. При этом даже при таком соотношении толщин покрытия и демпфируемой конструкции в тестовых испытаниях коэффициент потерь для таких жестких вибродемпфирующих покрытий не превышает 0,2-0,4. При снижении толщины покрытия его эффективность существенно снижается. Кроме того, переработка жестких полимерных смесей с большим количеством наполнителя требует существенного увеличения температуры до 170°С - 190°С. Так как поливинилацетат при нагревании его выше 150°С термически разлагается с выделением уксусной кислоты, даже непродолжительное нагревание при температурах 170°С-190°С придает полученным материалам резкий неприятный запах. Получать же более мягкие эластичные материалы за счет увеличения содержания пластификатора в рецептуре смеси невозможно по предлагаемой технологии из-за залипания листового материала на валках формующего оборудования. A common disadvantage of the above methods is the use of a high content of fillers in the composition, which makes it possible to obtain hard vibration damping coatings that work effectively only with a sufficiently large thickness, at least 2 times greater than the thickness of the damped metal structure. In this case, even with such a ratio of coating thicknesses and damped structures in test tests, the loss coefficient for such hard vibration damping coatings does not exceed 0.2-0.4. When reducing the thickness of the coating, its effectiveness is significantly reduced. In addition, the processing of rigid polymer mixtures with a large amount of filler requires a significant increase in temperature to 170 ° C - 190 ° C. Since polyvinyl acetate when it is heated above 150 ° C is thermally decomposed with the release of acetic acid, even short heating at temperatures of 170 ° C-190 ° C gives the resulting materials a sharp unpleasant odor. It is impossible to obtain softer elastic materials by increasing the plasticizer content in the mixture formulation according to the proposed technology due to sticking of the sheet material on the rolls of the forming equipment.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Таким образом, задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка способа получения армированных термопластичных пленок небольшой толщины (в пределах 0,5-2 мм), обладающих высокими вибропоглощающими свойствами, предназначенных для использования в составе композиционных вибропоглощающих материалов.Thus, the problem to which the present invention is directed is to develop a method for producing reinforced thermoplastic films of small thickness (in the range of 0.5-2 mm) having high vibration-absorbing properties intended for use in composite vibration-absorbing materials.

Технический результат заключается в получении армированных термопластичных самоклеящихся пленок небольшой толщины (в пределах 0,5-2 мм), обладающих высокими диссипативными свойствами, позволяющими достигнуть значительного эффекта демпфирования в композиционных вибропоглощающих материалах, в частности, при их использовании в качестве промежуточного вязкоупругого слоя в составных металлоконструкциях или в слоистых покрытиях.The technical result consists in obtaining reinforced thermoplastic self-adhesive films of small thickness (within 0.5-2 mm) with high dissipative properties, which allow to achieve a significant damping effect in composite vibration-absorbing materials, in particular, when used as an intermediate viscoelastic layer in composite metal structures or in layered coatings.

Заявленный технический результат достигается при реализации способа получения армированной термопластичной вибропоглощающей пленки, включающий следующие этапы, на которых:The claimed technical result is achieved by implementing the method for producing a reinforced thermoplastic vibration-absorbing film, including the following steps, in which:

а) смешивают полимер или смесь полимеров с одним или более пластификаторами;a) mixing the polymer or mixture of polymers with one or more plasticizers;

б) нагревают полученную композицию при температуре 70-90°С в течение не менее 2 часов;b) heat the resulting composition at a temperature of 70-90 ° C for at least 2 hours;

с) непрерывно подают указанную нагретую композицию в экструдер;c) continuously supplying said heated composition to an extruder;

д) непрерывно пропускают указанную композицию через экструдер при температуре 120-150°С; d) continuously passing the specified composition through the extruder at a temperature of 120-150 ° C;

е) непрерывно подают расплавленную полимерную композицию через щелевую головку экструдера в виде расплавленного полотна на армирующий материал, который непрерывно подается на подложке на охлаждаемый валок, с образованием армированной термопластичной пленки.f) the molten polymer composition is continuously fed through the slit head of the extruder in the form of a molten web onto a reinforcing material that is continuously fed on a substrate to a cooled roll to form a reinforced thermoplastic film.

Подобранные опытным путем рецептуры в сочетании с режимами и условиями реализации способа являются наиболее оптимальными для получения термопластичных пленок различного состава, обладающих высокими вибропоглощающими свойствами в широком интервале температур. The formulations selected experimentally in combination with the modes and conditions for the implementation of the method are the most optimal for producing thermoplastic films of various compositions with high vibration-absorbing properties in a wide temperature range.

На первом этапе способа полимер или смесь полимеров смешивают с одним или несколькими пластификаторами. In a first step of the process, the polymer or polymer blend is mixed with one or more plasticizers.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения в качестве термопластичного полимера используют поливинилацетат (ПВА) или полибутилметакрилат (ПБМА). Кроме того, в заявляемом способе может быть использована смесь упомянутых полимеров. In a preferred embodiment, polyvinyl acetate (PVA) or polybutyl methacrylate (PBMA) is used as the thermoplastic polymer. In addition, in the inventive method can be used a mixture of these polymers.

В одном предпочтительном варианте пластификаторы выбирают из следующих классов соединений: эфиры дикарбоновых ароматических кислот и алифатических спиртов, эфиры дикарбоновых алифатических кислот и алифатических спиртов, эфиры карбоновых кислот и алифатических спиртов, эфиры фосфорной кислоты и алифатических спиртов, эфиры фосфорной кислоты и галогензамещенных алифатических спиртов, эфиры фосфорной кислоты и ароматических спиртов, галогензамещенные алифатические соединения. Выбор пластификатора определяется совместимостью пластификатора с полимером, а также его температурой стеклования. В зависимости от вида пластификатора, а также количественного соотношения полимер: пластификатор можно получать термопластичную пленку с требуемым температурным интервалом максимального вибропоглощения. In one preferred embodiment, the plasticizers are selected from the following classes of compounds: esters of dicarboxylic aromatic acids and aliphatic alcohols, esters of dicarboxylic aliphatic acids and aliphatic alcohols, esters of carboxylic acids and aliphatic alcohols, esters of phosphoric acid and aliphatic alcohols, ethers of phosphoric acids and g phosphoric acid and aromatic alcohols, halogen-substituted aliphatic compounds. The choice of plasticizer is determined by the compatibility of the plasticizer with the polymer, as well as its glass transition temperature. Depending on the type of plasticizer, as well as the quantitative ratio polymer: plasticizer, it is possible to obtain a thermoplastic film with the required temperature range for maximum vibration absorption.

В общей массе композиции может содержаться около 10-40% пластификатора. Указанное количество пластификатора является наиболее оптимальным для получения пленок в широком температурном интервале максимального вибропоглощения. The total weight of the composition may contain about 10-40% plasticizer. The specified amount of plasticizer is the most optimal for obtaining films in a wide temperature range of maximum vibration absorption.

Кроме пластификатора на первом этапе в состав композиции могут вводиться различные наполнители и добавки. In addition to the plasticizer, at the first stage, various fillers and additives can be introduced into the composition.

В качестве наполнителей могут использоваться слюда, мел, графит, тальк, гидроокись алюминия, стеклосферы или сажа. Наполнители используются для улучшения эксплуатационных характеристик пленки. Однако, при введение значительного количества наполнителей ухудшаются адгезионные и вибропоглощающие свойства пленки, а также происходит смещение максимальной температуры вибропоглощения в более высокотемпературную область. Поэтому наполнители следует использовать в количестве не более 25% от общей массы композиции. As fillers can be used mica, chalk, graphite, talc, aluminum hydroxide, glass sphere or soot. Fillers are used to improve film performance. However, with the introduction of a significant amount of fillers, the adhesive and vibration-absorbing properties of the film deteriorate, and the maximum temperature of vibration absorption is shifted to a higher temperature region. Therefore, fillers should be used in an amount of not more than 25% of the total weight of the composition.

К полимеру или смеси полимеров с одним или более пластификаторами могут добавляться специальные добавки в количестве не более 4%, в частности окислы или гидроокиси металлов. Special additives in an amount of not more than 4%, in particular metal oxides or hydroxides, may be added to the polymer or polymer mixture with one or more plasticizers.

Следует отметить, что при реализации способа на этапе а) (при приготовлении композиции) следует сначала гомогенизировать все сухие компоненты, а затем добавлять жидкие компоненты. It should be noted that when implementing the method in step a) (when preparing the composition), all dry components should be homogenized first, and then liquid components should be added.

Далее полученную на этапе а) композицию нагревают при температуре 70-90°С в течение не менее 2х часов для её «созревания». Конкретная температура «созревания» зависит от состава композиции: чем больше содержание наполнителя, тем выше должна быть температура нагревания.Next, the composition obtained in step a) is heated at a temperature of 70-90 ° C for at least 2 hours to “ripen” it. The specific “ripening” temperature depends on the composition: the higher the filler content, the higher the heating temperature should be.

Затем нагретую композицию непрерывно подают в смеситель непрерывного действия – экструдер, нагретый до температуры 120-150°С. Следует отметить, что выбор конкретной температуры в экструдере зависит от того используется ли в составе композиции наполнитель и каково его количество. Чем больше содержание наполнителя, тем выше должна быть температура.Then the heated composition is continuously fed into a continuous mixer - an extruder heated to a temperature of 120-150 ° C. It should be noted that the choice of a specific temperature in the extruder depends on whether filler is used in the composition of the composition and what is its quantity. The higher the filler content, the higher the temperature should be.

В экструдере происходит расплавление полимера и дополнительная гомогенизация композиции. Непрерывная подача и пропускание композиции через экструдер позволяет предотвратить горение материала в экструдере и обеспечивает равнотолщинность получаемой термопластичной полимерной пленки. In the extruder, the polymer melts and further homogenizes the composition. Continuous feeding and passing the composition through the extruder prevents the material from burning in the extruder and ensures equal thickness of the resulting thermoplastic polymer film.

Далее пропущенную через экструдер расплавленную композицию в виде расплавленного полотна непрерывно подают через щелевую головку экструдера на приемный охлаждаемый валок, на который также непрерывно подается армирующий материал, в частности, стеклоткань, стеклосетка или полимерная сетка с ячейками размером 2-20 мм на подложке. При этом расплав композиции пропитывает стеклоткань, стеклосетку или полимерную сетку, с образованием армированой термопластичной пленки толщиной 0,5-2 мм. Then, the molten composition in the form of a molten web passed through the extruder is continuously fed through the slit head of the extruder to a receiving cooled roll, onto which a reinforcing material is also continuously fed, in particular a fiberglass, fiberglass or polymer mesh with 2-20 mm mesh size on the substrate. In this case, the melt of the composition is impregnated with fiberglass, fiberglass or polymer mesh, with the formation of a reinforced thermoplastic film with a thickness of 0.5-2 mm.

Армирование термопластичной пленки необходимо для улучшения реологических характеристик пленки, уменьшения усадки, снижения ее текучести под нагрузкой. Армирование несколько снижает коэффициент механических потерь пленки, особенно при деформациях растяжения, но при изгибных колебаниях практически не сказывается на вибропоглощающие свойства пленки. Reinforcing a thermoplastic film is necessary to improve the rheological characteristics of the film, reduce shrinkage, and reduce its fluidity under load. Reinforcement slightly reduces the coefficient of mechanical loss of the film, especially during tensile deformations, but with bending vibrations practically does not affect the vibration-absorbing properties of the film.

Варьируя размер ячейки и тип армирующего материала можно найти компромисс между реологическими и вибропоглощающими характеристиками пленки в зависимости от конкретных задач и условий ее использования. By varying the cell size and type of reinforcing material, a compromise can be found between the rheological and vibration-absorbing characteristics of the film, depending on the specific tasks and conditions of its use.

Для предотвращая слипания армированная пленка выпускается на подложке.To prevent sticking, a reinforced film is released on the substrate.

В одном варианте выполнения изобретения используется временная подложка, которая удаляется при использовании пленки в изделии. В качестве временной удаляемой подложки может быть использована полиэтиленовая или полипропиленовая пленка, или силиконизированная бумага. Толщина временной подложки предпочтительно составляет 40-200 мкм.In one embodiment of the invention, a temporary substrate is used which is removed by using a film in an article. As a temporary removable substrate can be used polyethylene or polypropylene film, or siliconized paper. The thickness of the temporary substrate is preferably 40-200 μm.

Полученная армированная термопластичная пленка на подложке может сматываться в рулоны с помощью намоточного устройства. Толщина пленки регулируется числом оборотов шнеков экструдера и числом оборотов валка намоточного устройства. The resulting reinforced thermoplastic film on the substrate can be wound into rolls using a winding device. The film thickness is controlled by the number of revolutions of the screws of the extruder and the number of revolutions of the roll of the winding device.

При получении термопластичной армированной пленки по описанному выше способу может дополнительно использоваться неудаляемая подложка, например, из алюминиевой фольги или фольгированной бумаги, или поливинилхлоридной или сэвиленовой или полиэтилентерефталатной пленки. В отличии от временной подложки, которая используется для удобства транспортировки и хранения термопластичной пленки и удаляется перед применением пленки в изделии, неудаляемая подложка используется в вибропоглощающих материалах вместе с термопластичной пленкой.Upon receipt of a thermoplastic reinforced film according to the method described above, an unremovable substrate, for example, from aluminum foil or foil paper, or polyvinyl chloride or sevylene or polyethylene terephthalate film, can be additionally used. In contrast to the temporary substrate, which is used for convenient transportation and storage of the thermoplastic film and is removed before the film is used in the product, the non-removable substrate is used in vibration-absorbing materials together with the thermoplastic film.

В случае использования неудаляемой подложки горячий расплав композиции при выгрузке из экструдера, пропитав стеклоткань, стеклосетку или полимерную сетку, прочно приклеивается к неудаляемой подложке. Для предотвращения слипания пленка с дополнительным слоем из неудаляемой подложки может также выпускаться на временной подложке.In the case of using an unremovable substrate, the hot melt of the composition during unloading from the extruder, impregnated with fiberglass, fiberglass or polymer mesh, adheres firmly to the unremovable substrate. To prevent sticking, a film with an additional layer from an unremovable substrate can also be produced on a temporary substrate.

Описанным выше способом можно получать однослойные армированные термопластичные пленки толщиной 0,5-1 мм с заданной температурной областью максимального вибропоглощения.By the method described above, it is possible to obtain single-layer reinforced thermoplastic films with a thickness of 0.5-1 mm with a given temperature region of maximum vibration absorption.

Кроме того, предложенным способом можно также получать двуслойные армированные термопластичные пленки толщиной 1-2 мм с расширенной температурной областью эффективного вибропоглощения. In addition, the proposed method can also be obtained two-layer reinforced thermoplastic films with a thickness of 1-2 mm with an expanded temperature region of effective vibration absorption.

Для получения двухслойных пленок на этапе а) готовят две композиции разного состава соответственно для получения пленок с разным температурным интервалом максимального вибропоглощения.To obtain two-layer films in step a), two compositions of different compositions are prepared, respectively, to obtain films with different temperature ranges for maximum vibration absorption.

Далее согласно вышеописанной последовательности этапов способа из одной из полученных композиций получают однослойную термопластичную армированную пленку, имеющую дополнительную неудаляемую подложку. Further, according to the above-described sequence of steps of the method, one of the obtained compositions gives a single-layer thermoplastic reinforced film having an additional non-removable substrate.

Затем в экструдер непрерывно загружают вторую композицию, полученную на стадии смешения компонентов, а на охлаждаемый приемный валок непрерывно подают полученную ранее однослойную армированную пленку свободной стороной неудаляемой подложки наверх. Пропущенный через экструдер расплав второй композиции в виде расплавленного полотна выгружают на свободную сторону неудаляемой подложки однослойной армированной термопластичной пленки, полученной из первой композиции. Then, the second composition obtained at the stage of mixing the components is continuously charged into the extruder, and the previously obtained single-layer reinforced film is continuously fed to the cooled receiving roll with the free side of the unremovable substrate upward. The melt of the second composition passed through an extruder in the form of a molten web is discharged onto the free side of an unremovable substrate of a single-layer reinforced thermoplastic film obtained from the first composition.

Таким образом получают двуслойную армированную пленку, в которой два термопластичных слоя различного состава разделены промежуточным слоем из неудаляемой подложки. Для предотвращения слипания двуслойная пленка с промежуточным слоем из неудаляемой подложки может выпускаться на временной подложке. Полученная двуслойная термопластичная пленка имеет расширенную температурную область эффективного вибропоглощения и имеет толщину в пределах 1-2 мм. Thus, a bilayer reinforced film is obtained in which two thermoplastic layers of different composition are separated by an intermediate layer from an unremovable substrate. To prevent sticking, a two-layer film with an intermediate layer from an unremovable substrate can be produced on a temporary substrate. The obtained two-layer thermoplastic film has an expanded temperature region of effective vibration absorption and has a thickness in the range of 1-2 mm.

Изобретение также включает однослойные и двуслойные армированные термопластичные пленки, полученные вышеописанными способами.The invention also includes single-layer and two-layer reinforced thermoplastic films obtained by the above methods.

Получаемые по данному способу пленки в совокупности обладают высокими коэффициентами потерь в широком интервале температур от -15°С до +75°С в диапазоне частот от 10 до 10000 Гц. Перекрываемый каждой однослойной пленкой из этого типоряда температурный диапазон эффективной работы составляет ~30°.The films obtained by this method together have high loss coefficients in a wide temperature range from -15 ° C to + 75 ° C in the frequency range from 10 to 10,000 Hz. The temperature range of effective operation, covered by each single-layer film from this series, is ~ 30 °.

Варианты осуществления изобретенияEmbodiments of the invention

Пример №1Example No. 1

Смешивают 45% поливинилацетата с 23% слюды в течение 10 минут, после чего добавляют 32% пластификатора (триацетина (ТА)), перемешивают еще 3 минуты. Далее нагревают полученную композицию при температуре 90°С в течение по меньшей мере 2 часов в термостате. Затем нагревают экструдер до температуры 140°С и непрерывно подают и непрерывно пропускают указанную нагретую композицию через экструдер при температуре 140°С. На выходе из экструдера через щелевую головку непрерывно подают расплавленную полимерную композицию в виде расплавленного полотна на стеклосетку с ячейками размером 10 мм, которая непрерывно подается на подложке из полиэтиленовой пленки толщиной 80 мкм на охлаждаемый валок. Полученная армированная термопластичная однослойная пленка далее подается на намоточное устройство и сматывается в рулон. Обороты вала экструдера и намоточного устройства подбирают таким образом, чтобы толщина пленки выдерживалась на уровне 0,5 мм.45% of polyvinyl acetate is mixed with 23% of mica for 10 minutes, after which 32% of plasticizer (triacetin (TA)) is added, and stirred for another 3 minutes. Next, heat the resulting composition at a temperature of 90 ° C for at least 2 hours in a thermostat. Then, the extruder is heated to a temperature of 140 ° C and the specified heated composition is continuously fed and continuously passed through the extruder at a temperature of 140 ° C. At the exit of the extruder, a molten polymer composition in the form of a molten web is continuously fed through a slit head onto a fiberglass mesh with 10 mm mesh, which is continuously fed onto a cooled roll on a substrate of 80 μm thick plastic film. The obtained reinforced thermoplastic single-layer film is then fed to a winding device and wound into a roll. The revolutions of the extruder shaft and the winding device are selected so that the film thickness is maintained at a level of 0.5 mm.

Пример №2Example No. 2

Получение термопластичной пленки в этом случае проводят аналогично способу, описанному в примере 1, только на первом этапе смешивают 60% полибутилметакрилата с 40% трибутилфосфата (ТБФ). Полученную композицию нагревают в термостате при 70°С в течение не менее 2 часов. Температура в экструдере 140°С. Расплавленную композицию принимают на стеклоткань. В результате получают однослойную пленку толщиной 1мм на подложке.Obtaining a thermoplastic film in this case is carried out similarly to the method described in example 1, only at the first stage 60% polybutyl methacrylate is mixed with 40% tributyl phosphate (TBP). The resulting composition is heated in a thermostat at 70 ° C for at least 2 hours. The temperature in the extruder is 140 ° C. The molten composition is taken on fiberglass. The result is a single-layer film with a thickness of 1 mm on the substrate.

Пример №3Example No. 3

Получение термопластичной пленки в этом случае проводят аналогично способу, описанному в примере 1, только на первом этапе смешивают 72% поливинилацетата с 2% окиси цинка и 26% дибутилфталата (ДБФ). Полученную композицию нагревают в термостате при 80°С в течение не менее 2 часов. Температура в экструдере 130°С. Расплавленную композицию принимают на стеклосетку с ячейками размером 5мм. Получают однослойную пленку толщиной 0,5мм на подложке.Obtaining a thermoplastic film in this case is carried out similarly to the method described in example 1, only at the first stage 72% of polyvinyl acetate is mixed with 2% zinc oxide and 26% dibutyl phthalate (DBP). The resulting composition is heated in a thermostat at 80 ° C for at least 2 hours. The temperature in the extruder is 130 ° C. The molten composition is taken on a fiberglass mesh with 5mm cells. Get a single layer film with a thickness of 0.5 mm on the substrate.

Пример № 4Example No. 4

Получение термопластичной пленки в этом случае проводят аналогично способу, описанному в примере 1, только на первом этапе смешивают 48% поливинилацетата с 24% полибутилметакрилата и 28% трихлорэтилфосфата (ТХЭФ). Далее композицию нагревают при температуре 70°С в течение не менее 2 часов. Полученную нагретую композицию затем непрерывно подают и пропускают через экструдер при температуре 140°С. Расплавленную композицию подают через щелевую головку на стеклосетку с ячейками размером 10 мм. Получают однослойную армированную пленку толщиной 0,5мм на подложке.Obtaining a thermoplastic film in this case is carried out similarly to the method described in example 1, only at the first stage 48% of polyvinyl acetate is mixed with 24% polybutyl methacrylate and 28% trichloroethyl phosphate (TCEP). Next, the composition is heated at a temperature of 70 ° C for at least 2 hours. The resulting heated composition is then continuously fed and passed through an extruder at a temperature of 140 ° C. The molten composition is fed through a slit head to a fiberglass mesh with 10 mm cells. Get a single-layer reinforced film with a thickness of 0.5 mm on a substrate.

Пример № 5Example No. 5

Получение термопластичной пленки в этом случае проводят аналогично способу, описанному в примере 1, только на первом этапе смешивают 90 % полибутилметакрилата и 10 % дибутилсебацината (ДБС). Далее композицию нагревают при температуре 80°С в течение 2 часов. Полученную нагретую композицию затем непрерывно подают и пропускают через экструдер при температуре 120°С. Расплавленную композицию подают через щелевую головку на полимерную сетку с ячейками размером 2 мм. Получают однослойную армированную пленку толщиной 1 мм на подложке.Obtaining a thermoplastic film in this case is carried out similarly to the method described in example 1, only in the first stage, 90% polybutyl methacrylate and 10% dibutyl sebacinate (DBS) are mixed. Next, the composition is heated at a temperature of 80 ° C for 2 hours. The resulting heated composition is then continuously fed and passed through an extruder at a temperature of 120 ° C. The molten composition is fed through a slit head onto a polymer mesh with 2 mm cells. Get a single-layer reinforced film with a thickness of 1 mm on a substrate.

Пример № 6Example No. 6

Получение термопластичной пленки в этом случае проводят аналогично способу, описанному в примере 2, только на первом этапе смешивают 75% поливинилацетата с 5% трикрезилфосфата (ТКФ) и 20% хлорпарафина (ХП). Далее композицию нагревают при температуре 90°С в течение не менее 2 часов. Полученную нагретую композицию затем непрерывно подают и пропускают через экструдер при температуре 150°С. Расплавленную композицию подают через щелевую головку на стеклосетку с ячейками размером 20 мм. Получают однослойную армированную пленку толщиной 0,5 мм на подложке.Obtaining a thermoplastic film in this case is carried out similarly to the method described in example 2, only in the first stage 75% of polyvinyl acetate is mixed with 5% of tricresyl phosphate (TCF) and 20% chloroparaffin (CP). Next, the composition is heated at a temperature of 90 ° C for at least 2 hours. The resulting heated composition is then continuously fed and passed through an extruder at a temperature of 150 ° C. The molten composition is fed through a slotted head to a fiberglass mesh with 20 mm cells. Get a single-layer reinforced film with a thickness of 0.5 mm on a substrate.

Пример № 7Example No. 7

Получают пленку по способу, описанному в примере 1, только дополнительно используется неудаляемая подложка из алюминиевой фольги толщиной 60 мкм. Затем готовят композицию, по составу аналогичную описанной в примере 3. Эту композицию после нагрева в термостате при температуре 80°С непрерывно пропускают через экструдер, нагретый до 130°С. На охлаждаемый приемный валок непрерывно подают полученную ранее однослойную армированную пленку свободной стороной фольги наверх на полиэтиленовой пленке толщиной 100 мкм. Пропущенный через экструдер расплав второй композиции в виде расплавленного полотна выгружают на свободную сторону фольги однослойной армированной термопластичной пленки из первой композиции. Получают двуслойную армированную термопластичную пленку с расширенной температурной областью эффективного вибропоглощения на временной подложке. Толщина двуслойной армированной пленки 1 мм. Get the film according to the method described in example 1, only additionally used non-removable substrate of aluminum foil with a thickness of 60 μm. Then prepare a composition similar in composition to that described in Example 3. This composition, after heating in a thermostat at a temperature of 80 ° C, is continuously passed through an extruder heated to 130 ° C. The previously received single-layer reinforced film with the free side of the foil upward on a 100 mm thick plastic film is continuously fed to a cooled receiving roll. The melt of the second composition passed through an extruder in the form of a molten web is discharged onto the free side of the foil of a single-layer reinforced thermoplastic film from the first composition. A bilayer reinforced thermoplastic film is obtained with an expanded temperature region of effective vibration absorption on a temporary substrate. The thickness of the two-layer reinforced film is 1 mm.

Пример 8Example 8

Получают пленку по способу, описанному в примере 3, только дополнительно в качестве неудаляемой подложки используется алюминиевая фольга толщиной 60 мкм. Толщина пленки 1 мм. Затем готовят композицию, по составу аналогичную описанной в примере 6. Эту композицию после нагрева в термостате при температуре 90°С непрерывно пропускают через экструдер, нагретый до 150°С. На охлаждаемый приемный валок непрерывно подают полученную ранее однослойную армированную пленку свободной стороной фольги наверх на полиэтиленой пленке. Пропущенный через экструдер расплав второй композиции в виде расплавленного полотна выгружают на свободную сторону фольги однослойной армированной термопластичной пленки из первой композиции. Получают двуслойную армированную термопластичную пленку с расширенной температурной областью эффективного вибропоглощения. Толщина двуслойной армированной пленки 2 мм. A film is obtained by the method described in example 3, only additionally, an aluminum foil 60 μm thick is used as an unremovable substrate. Film thickness 1 mm. Then prepare a composition similar in composition to that described in Example 6. After heating in a thermostat at a temperature of 90 ° C, this composition is continuously passed through an extruder heated to 150 ° C. The previously received single-layer reinforced film with the free side of the foil upward on a polyethylene film is continuously fed to a cooled receiving roll. The melt of the second composition passed through an extruder in the form of a molten web is discharged onto the free side of the foil of a single-layer reinforced thermoplastic film from the first composition. A bilayer reinforced thermoplastic film with an expanded temperature region of effective vibration absorption is obtained. The thickness of the two-layer reinforced film is 2 mm.

Ниже представлена сводная таблица 1 по примерам 1-8.Below is a summary table 1 for examples 1-8.

Таблица 1 Table 1

ПримерExample ПолимерPolymer ПластификаторPlasticizer Наполни-тельFiller ДобавкаAdditive АрмировкаReinforcement Т °С нагреваT ° C heating Т °С экструдераT ° C extruder Толщина пленки, ммFilm thickness mm Т °С макс.T ° C max. ŋŋ
макс.Max. 1one ПВАPVA Триацетин
32%Triacetin
32% Слюда
23%Mica
23% Стеклосетка
10ммFiberglass mesh
10mm 9090 140140 0,50.5 +5+5 0,80.8 22 ПБМАPBMA Трибутилфосфат
40%Tributyl phosphate
40% СтеклотканьFiberglass 7070 140140 1,01,0 -5-5 0,550.55 33 ПВАPVA Дибутилфталат
26%Dibutyl phthalate
26% Окись цинка
2%Zinc oxide
2% Стеклосетка
5ммFiberglass mesh
5mm 8080 130130 0,50.5 +25+25 0,820.82 44 ПВА+ПБМАPVA + PBMA Трихлорэтилфосфат
28%Trichloroethyl phosphate
28% Стеклосетка
10мм Fiberglass mesh
10mm 7070 140140 0,50.5 +25+25 0,520.52 55 ПБМАPBMA Дибутилсебацинат
10%Dibutylsebacinate
10% Полимерная сетка 2мм 2mm polymer mesh 8080 120120 1,01,0 +45+45 0,600.60 66 ПВАPVA Трикрезилфосфат
5%
Хлорпарафин 20%Tricresyl phosphate
5%
Chloroparaffin 20% Стеклосетка
20 ммFiberglass mesh
20 mm 9090 150150 0,50.5 +65+65 0,770.77 7=1+37 = 1 + 3 ПВАPVA 1,01,0 8=3+68 = 3 + 6 ПВАPVA 2,02.0

Полученные в примерах 1-8 пленки испытывали методом вынужденных резонансных колебаний по адаптированной методике из ОСТ 1-90384-89. Учитывая, что пленки предназначены для использования в составных металлоконструкциях в качестве промежуточного вязкоупругого слоя или в армированных металлопокрытиях, определялись коэффициенты механических потерь энергии изгибных колебаний консольно закрепленных трехслойных металлполимерных образцов, в которых в качестве наружных слоев использовались металлические стержни длиной 240 мм, шириной 8 мм и толщиной 1,5 мм, а в качестве вязкоупругой полимерной демпфирующей прослойки - полученная по описанному выше способу термопластичная пленка. Определение коэффициента механических потерь основано на измерении ширины резонансного максимума на кривой зависимости амплитуды колебаний консольно закрепленного образца от частоты и температуры при постоянной возмущающей силе. Коэффициент механических потерь энергии изгибных колебаний стальных стержней, демпфированных пленкой, вычислялся по формуле:The films obtained in Examples 1-8 were tested by the method of stimulated resonance vibrations according to the adapted method from OST 1-90384-89. Considering that the films are intended for use in composite metal structures as an intermediate viscoelastic layer or in reinforced metal coatings, the coefficients of mechanical energy losses of bending vibrations of cantilevered three-layer metal-polymer samples were determined, in which metal rods 240 mm long, 8 mm wide were used as outer layers 1.5 mm thick, and as a viscoelastic polymer damping layer - thermoplastic obtained by the above method film. The determination of the coefficient of mechanical losses is based on measuring the width of the resonance maximum on the curve of the amplitude of the oscillations of the cantilevered sample on the frequency and temperature at a constant disturbing force. The coefficient of mechanical energy loss of the bending vibrations of steel rods damped by a film was calculated by the formula:

ŋ = ∆f / f_рез. ŋ = ∆f / f _res.

где ∆f=f₂-f₁ – ширина резонансного максимума, Гц; where ∆f = f ₂ -f ₁ is the width of the resonant maximum, Hz;

f₁ – частота ниже резонансной, на которой уровень колебаний на 3 дБ ниже, чем на резонансе, Гц;f ₁ is the frequency below the resonance, at which the vibration level is 3 dB lower than at the resonance, Hz;

f₂ – частота выше резонансной, на которой уровень колебаний на 3 дБ ниже, чем на резонансе, Гц; f ₂ - the frequency is higher than the resonance, at which the vibration level is 3 dB lower than at the resonance, Hz;

f_рез - резонансная частота, Гц.f _res - resonant frequency, Hz.

Для данной конструкции первый резонанс лежит в области 130-200 Гц.For this design, the first resonance lies in the region of 130-200 Hz.

Ниже приведена сводная таблица 2 по свойствам пленок, полученных по примерам 1-8.The following is a summary table 2 on the properties of the films obtained in examples 1-8.

Таблица 2 table 2

ПримерыExamples
№№№№ Примеры,Examples
составcomposition Кол-во слоевNumber of layers Общая толщина пленкиTotal film thickness Коэффициент потерь при заданной температуреLoss coefficient at a given temperature -25°С-25 ° C -15°С-15 ° C -5°С-5 ° C +5°С+ 5 ° С +15°С+ 15 ° С +25°С+ 25 ° С +35°С+ 35 ° C +45°С+ 45 ° C +55°С+ 55 ° C +65°С+ 65 ° C +75°С+ 75 ° C +85°С+ 85 ° C 1one ПВА+ТА+слюдаPVA + TA + Mica 1one 0,50.5 0,350.35 0,650.65 0,800.80 0,640.64 0,250.25 22 ПБМА + ТБФPBMA + TBF 1one 1,01,0 0,250.25 0,40.4 0,550.55 0,420.42 0,320.32 33 ПВА+ДБФ+ZnOPVA + DBP + ZnO 1one 0,50.5 0,250.25 0,670.67 0,820.82 0,70.7 0,320.32 44 ПВА+ПБМА+ТХЭФPVA + PBMA + TCEF 1one 0,50.5 0,380.38 0,470.47 0,40.4 0,520.52 0,40.4 0,350.35 55 ПБМА+ДБСPBMA + DBS 1one 1one 0,350.35 0,550.55 0,600.60 0,320.32 66 ПВА+ТКФ+ХПPVA + TKF + HP 1one 0,50.5 0,350.35 0,640.64 0,770.77 0,50.5 0,250.25 77 Примеры 1+3Examples 1 + 3 22 1,01,0 0,30.3 0,620.62 0,750.75 0,660.66 0,700.70 0,60.6 0,320.32 8 8 Примеры 3+6Examples 3 + 6 22 2,02.0 0,200.20 0,60.6 0,980.98 0,750.75 0,60.6 0,70.7 0,860.86 0,40.4 0,20.2

Как видно из таблицы 2, заявляемый способ позволяет получать термопластичные пленки с высокими вибродемпфирующими свойствами в широком интервале температур от -15°С до +75°С.As can be seen from table 2, the inventive method allows to obtain thermoplastic films with high vibration damping properties in a wide temperature range from -15 ° C to + 75 ° C.

При этом температурный интервал эффективного вибропоглощения составляет ~30° для однослойных пленок на базе одного полимера и порядка 60° для двуслойных пленок. При смешении двух полимеров, можно путем подбора пластификатора, получать однослойные пленки с расширенным температурным интервалом эффективного вибропоглощения, но в этом случае при сохранении толщины пленки уровень коэффициента потерь снижается.In this case, the temperature range of effective vibration absorption is ~ 30 ° for single-layer films based on one polymer and about 60 ° for two-layer films. When mixing two polymers, it is possible, by selecting a plasticizer, to obtain single-layer films with an extended temperature range of effective vibration absorption, but in this case, while maintaining the film thickness, the level of loss coefficient decreases.

Claims

1. Способ получения армированной термопластичной вибропоглощающей пленки, включающий следующие этапы, на которых:1. A method of obtaining a reinforced thermoplastic vibration-absorbing film, comprising the following steps, in which:

а) смешивают поливинилацетат, полибутилметакрилат или их смесь с одним или более пластификаторами;a) polyvinyl acetate, polybutyl methacrylate or a mixture thereof is mixed with one or more plasticizers;

д) непрерывно пропускают указанную композицию через экструдер при температуре 120-150°С;d) continuously passing the specified composition through the extruder at a temperature of 120-150 ° C;

е) непрерывно подают расплавленную полимерную композицию через щелевую головку экструдера в виде расплавленного полотна на армирующий материал, выбранный из стеклоткани, стеклосетки или полимерной сетки, который непрерывно подается на подложке на охлаждаемый валок, с образованием армированной термопластичной пленки.f) continuously feeding the molten polymer composition through the slit head of the extruder in the form of a molten web onto a reinforcing material selected from fiberglass, fiberglass or polymer mesh, which is continuously fed onto a substrate to a cooled roll, with the formation of a reinforced thermoplastic film.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пластификатор выбран из классов: эфиры дикарбоновых ароматических кислот и алифатических спиртов, эфиры дикарбоновых алифатических кислот и алифатических спиртов, эфиры карбоновых кислот и алифатических спиртов, эфиры фосфорной кислоты и алифатических спиртов, эфиры фосфорной кислоты и галогензамещенных алифатических спиртов, эфиры фосфорной кислоты и ароматических спиртов, галогензамещенные алифатические соединения.2. The method according to claim 1, characterized in that the plasticizer is selected from the classes: esters of dicarboxylic aromatic acids and aliphatic alcohols, esters of dicarboxylic aliphatic acids and aliphatic alcohols, esters of carboxylic acids and aliphatic alcohols, esters of phosphoric acid and aliphatic alcohols, phosphoric acid esters and halogen-substituted aliphatic alcohols, esters of phosphoric acid and aromatic alcohols, halogen-substituted aliphatic compounds.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что количество пластификатора составляет 10-40% от общей массы композиции.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что композиция дополнительно содержит один или более наполнитель и добавку.3. The method according to claim 2, characterized in that the amount of plasticizer is 10-40% of the total weight of the composition.
4. The method according to claim 1, characterized in that the composition further comprises one or more filler and additive.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют слюду, мел, графит, тальк, сажу, стеклосферы или гидроокись алюминия в количестве не более 25% от общей массы композиции.5. The method according to claim 4, characterized in that mica, chalk, graphite, talc, carbon black, glass spheres or aluminum hydroxide are used as filler in an amount of not more than 25% of the total weight of the composition.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве добавки используют окислы или гидроокиси металлов в количестве не более 4% от общей массы композиции.6. The method according to claim 4, characterized in that the additives used are metal oxides or hydroxides in an amount of not more than 4% of the total weight of the composition.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что размер ячеек стеклосетки или полимерной сетки составляет 2-20 мм.7. The method according to claim 1, characterized in that the mesh size of the fiberglass or polymer mesh is 2-20 mm

8. Способ по пп.1-7, отличающийся тем, что используют временную подложку, выполненную из полиэтиленовой или полипропиленовой пленки или силиконизированной бумаги. 8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that they use a temporary substrate made of polyethylene or polypropylene film or siliconized paper.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют неудаляемую подложку, выполненную из алюминиевой фольги или фольгированной бумаги, или поливинилхлоридной, или сэвиленовой, или полиэтилентерефталатной пленки.9. The method according to claim 1, characterized in that they use a non-removable substrate made of aluminum foil or foil paper, or polyvinyl chloride, or sevilen, or polyethylene terephthalate film.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе а) готовят две композиции различного состава, после чего из первой композиции готовят однослойную армированную термопластичную вибропоглощающую пленку, дополнительно содержащую неудаляемую подложку, на которую затем через щелевую головку экструдера в виде расплавленного полотна непрерывно подают вторую композицию, прошедшую этапы б)-с), с образованием двухслойной армированной термопластичной пленки.10. The method according to claim 1, characterized in that in step a) two compositions of various compositions are prepared, after which a single-layer reinforced thermoplastic vibration-absorbing film is prepared from the first composition, further comprising an unremovable substrate, onto which then through the slotted head of the extruder in the form of a molten web a second composition continuously passed through steps b) to c) is continuously fed to form a two-layer reinforced thermoplastic film.

11. Однослойная армированная термопластичная вибропоглощающая пленка, полученная способом по любому из пп. 1-9, имеющая толщину 0,5–1 мм.11. A single-layer reinforced thermoplastic vibration-absorbing film obtained by the method according to any one of paragraphs. 1-9, having a thickness of 0.5-1 mm.

12. Двухслойная армированная термопластичная вибропоглощающая пленка, полученная способом по п.10, имеющая толщину 1–2 мм.12. A two-layer reinforced thermoplastic vibration-absorbing film obtained by the method of claim 10, having a thickness of 1-2 mm.