WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Таблица Основные показатели качества огнебиозащитных нетканых материалов на основе льноволокна Компонентный со- Антипи- Показатели огнезащищённости став нетканого по- рен лотна 70% лён, 30% ПЭФ - 10 0 горит 70% лён, 30% ПЭФ 34 28 36 70% лён, 30% ПЭФ Тезагран - 97 32 53 Н 80% лён, 20% ПЭФ 94 37 57 50% лён, 50% ПЭФ 98 33 52 100% лён 95 39,7 62 Норматив не менее не менее не менее не более 85% 28% 40-50 с 50 мм Вторая глава посвящена вопросу разработки теплошумоизоляционных материалов на основе огнезащищенных дублированных нетканых полотен и исследованию их свойств. Как известно, в целях звукопоглощения чаще всего применяют пористые и рыхлые волокнистые материалы. Однако они не позволяют в полной мере обеспечить требуемый уровень звукоизоляции.

декс, % мени – 15 с) го участка, мм биоразрушению, % Кислородный инчивости материала к (воздействие плаПрожигаемость, с Коэффициент устойВысота обугленноватекс СР нения ПироСостав сравНаибольший интерес представляют современные композиционные материалы на основе нетканых полотен, дублированных фольговыми материалами.

Нами разработан новый дублированный материал НО-Л-1А, состоящий из огнезащищенной нетканой подложки на основе льноволокна, на одной из сторон которой с помощью термостойкого трудногорючего клея укреплена алюминиевая фольга. Сверху на нее методом магнетронного распыления нанесен слой покрытия, выполненного из нержавеющей стали либо титана, хрома, никеля, нитрида титана или нитрида алюминия (рис.1).

а) б) Рис. 1. Конструкция дублированного материала НО-Л-1А: а – схема, б – фотография: 1- подложка из нетканого полотна; 2 – трудногорючий клей; 3 – алюминиевая фольга; 4 – слой защитного покрытия, нанесенный магнетронным распылением Исследование звукопоглощающих свойств разработанного материала показало, что при размещении его на жесткой стенке фольгой к падающей звуковой волне значения в области частот 2-6 кГц изменяются в пределах 0,4-0,9 (см. рис. 2, а), в то время как у применяемого в последние годы для аналогичных задач нетканого материала марки «Огнетекс» этот показатель не превышает 0,2-0,35 (рис. 2, б).

а) б) Рис. 2. Коэффициент звукопоглощения образцов, размещенных на жесткой стенке (материал НО-Л-1А ориентирован фольгой к падающей звуковой волне):

а - НО-Л-1А (522 г/м2); б – «Огнетекс»(170 г/м2) Поскольку исследуемые материалы имеют очень малую толщину (2-мм), изучена возможность повышения их звукопоглощающих свойств не путем размещения на жесткой стенке, а путем создания за ними воздушной полости высотой 40 мм. Экспериментальные данные, представленные на рис. 3, показывают, что в этом случае наблюдается значительное увеличение коэффициента звукопоглощения, достигающего мах 1 и величину 0,8 в широком диапазоне частот f = 0,5-2 кГц. Кроме того, имеется дополнительный максимум = 0,7-0,85 в области высоких частот f = 4-6 кГц (рис. 3, а).

Аналогичная картина наблюдается и для более тонкого образца НО-Л-1А (390 г/м2). Такое сходство характеристик двух материалов НО-Л1А (522 и 390 г/м2) позволяет предположить, что основным механизмом, определяющим потери звуковой энергии, в этом случае являются колебания фольги (мембранный эффект), воздействующие на воздушный столб.

а) б) Рис. 3. Коэффициенты звукопоглощения материала НО-Л-1А (522 г/м2) при наличии за ним воздушной полости высотой h = 40 мм (фольга направлена к падающей звуковой волне): а – диапазон частот 0,1-0,8 кГц; б - диапазон частот 0,8-6 кГц Нами предложено обеспечить создание воздушной полости необходимой высоты путем дублирования материала НО-Л-1А (со стороны нетканого слоя) материалом, имеющим сотовую структуру, например, алюминиевым сотовым заполнителем (рис.4).

Рис. 4. Дублированный материал НО-Л-1А, размещенный на алюминиевом сотовом заполнителе Проведенные в Тверском институте вагоностроения испытания на натурном фрагменте потолка большого коридора вагона модели 61-4440, установленном на специальном приспособлении, позволяющем имитировать его крепление на вагоне, на вибростенде показали значительное преимущество по звукопоглощающей способности дублированных материалов НО-Л-1А в сравнении с «Огнетекс».

Проведено исследование светоотражающих свойств материала НО-Л-1А без дополнительного напыления металлов на алюминиевую фольгу и с напылением. Установлено, что использование материала НО-Л-1А с напыленным на поверхность нитридом титана обеспечивает придание ему антистатических свойств (не притягивает частицы пыли) и значительно повышает коррозионную устойчивость. Определенные значения проницаемости дублированного материала НО-Л-1А по отношению к водяному пару (0,0140,015 г/м2 за 24 часа) намного меньше значений для паропроницаемых материалов (от 1 до 300 г/м2 за 24 часа), что позволяет отнести материал НО-Л-1А к паронепроницаемым. Его гигроскопичность и влагопоглощение также значительно ниже допустимых параметров, в то время как у нетканого материала из полиэфирного волокна влагопоглощение составляет 565% при норме не более 300%.

Проведено исследование эффективной теплопроводности материала НО-Л-1А методом определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме по ГОСТ 7076-99. Сущность метода заключается в создании стационарного теплового потока, проходящего через плоский образец определенной толщины и направленного перпендикулярно к лицевым (наибольшим) граням образца, измерении плотности этого теплового потока, температуры противоположных лицевых граней и толщины образца.

Установлено, что при толщине материала НО-Л-1А, равной 4 мм, и поверхностной плотности 420 г/м2 коэффициент теплопроводности составляет не более 0,032 Вт/(м К) при 20оС.

Очень важными характеристиками пожаробезопасности текстильных материалов и изделий на их основе являются не только проанализированные в главе 2 кислородный индекс, прожигаемость, высота обугленного участка и величина карбонизированного остатка, но также объем и скорость выделения газообразных продуктов при горении, токсичность образующихся газов. Нами была проведена оценка состава и концентрации газовой смеси, выделяющейся при горении огнезащищенного материала НО-Л-1А (образец 1) и для сравнения огнезащищенного нетканого материала «Огнетекс» (образец 2) и стеклоткани огнестойкой ТАФ-3 (образец 3). Анализ полученных результатов показал, что выделение наиболее распространенного из продуктов горения ядовитого газа – монооксида углерода - в огнезащищённом нетканом материале НО-Л-1А в 2 раза меньше, чем во втором, и в 3,5 раза меньше, чем в третьем образце, содержание циановодорода также снижено. При горении и термоокислительной деструкции стеклоткани теплостойкой ТАФ-3 выделяются большие количества особо опасных веществ - фтористого водорода (2-й класс опасности) и перфторизобутилена (1-й класс опасности), вызывающих воспалительные процессы органов дыхания и даже отек легких. Кроме того, они обладают высокой кумулятивной способностью. В случае использования огнезащищённого нетканого материала НО-Л-1А при термоокислительной деструкции (горении) данные вещества отсутствуют, при этом удельная скорость выделения горючих газов у образца 1 меньше в сравнении с образцами 2 и 3 в 1,3-1,9 раза.

На основании комплекса проведенных исследований разработаны технология и технические условия для производства дублированного теплошумоизоляционного материала НО-Л-1А и его нетканой подложки. С 2008г.

выпускаются промышленные партии материала НО-Л-1А для вагоностроения по ТУ 8397-006-77518115-07. Следует отметить, что при значительно более высоких эксплуатационных и противопожарных характеристиках материала НО-Л-1А в сравнении с «Огнетексом» использование его более целесообразно и с экономической точки зрения – затраты на теплошумоизоляционные материалы снижаются на 125 тыс. руб. на 1 вагон.

Третья глава диссертации посвящена разработке технологии получения дублированного огнезащитного теплошумоизоляционного материала НО-Л-1А. В третьей главе было показано, что для получения огнезащитного теплошумоизоляционного материала наиболее целесообразно использование метода клеевого дублирования, который заключается в нанесении клея на одну из скрепляемых поверхностей и дальнейшем совмещении дублируемых материалов с применением механических сил (прокатка между валами).

Особое внимание при разработке технологии дублирования уделено клеевому составу и величине адгезии, определяемой в значительной степени поверхностью склеиваемых материалов (микрорельефом, отсутствием или наличием трещин, пор и механических дефектов), а также чистотой поверхности (наличие окислов и агрессивных сред снижает адгезию клеевых составов). В результате проведенных исследований в качестве металлического покрытия материала была выбрана фольга алюминиевая толщиной 0,02 мм, изготовляемая из стойкого к коррозии сплава 8011. Данная фольга выпускается по технологии производства пищевой, высокочистой фольги, т.е. на ее поверхности отсутствует технологическая смазка, препятствующая склеиванию с нетканой подложкой. Одна сторона фольги (наружная) полированная, имеет свойство отражать ИК-излучение, а вторая сторона – шероховатая, т.е. ее микрогеометрия позволяет добиться высокой степени адгезии при склейке с нетканым материалом.

При разработке дублированного материала НО-Л-1А проводился выбор материала и поверхности для нанесения адгезива. Установлено, что при нанесении вязкого силиконового адгезива на поверхность нетканого материала в его порах и неоднородностях присутствовали пузырьки воздуха, препятствующие полному смачиванию поверхности. Это приводит к тому, что в дальнейшем в местах неполного контакта возникает концентрация напряжений, приводящая к понижению прочности клеевого слоя. Кроме того, поверхность нетканого материала обеспечивает неравномерное, избыточное впитывание клея. Поэтому для нанесения адгезива выбрана шероховатая поверхность фольги.

Изучение влияния температуры обработки материала с нанесенным клеевым составом на процесс образования склейки позволило установить связь глубины отвердения со скоростью релаксационных процессов, влияющих, в свою очередь, на возникновение и распределение напряжений в слое адгезива при его сушке и отвердении. Экспериментально доказано, что проведение предварительной температурной обработки адгезива (силиконового клея), нанесенного на алюминиевую фольгу, приводит к значительному сокращению времени его вулканизации и испарению избыточного количества разбавителя.

Для получения пленок используемого адгезива равномерной толщины необходимо использовать давление, способствующее также частичному вытеснению пузырьков воздуха и летучих продуктов реакции поликонденсации из материала. Однако установлено, что использование избыточного давления может привести к выдавливанию адгезива в местах склейки и нарушению адгезионной связи.

Проведенные исследования позволили выбрать оптимальные компоненты для создания дублированного полотна НО-Л-1А:

- огнезащитный нетканый материал марки НО-Л-1 толщиной 4 мм, изготовленный из смеси льняных и полиэфирных волокон, пропитанный безгалогенным композиционным замедлителем горения Тезагран-Н или ТезагранБио (с биозащитным действием);

- фольга алюминиевая пищевая из сплава 8011 толщиной 0,02 мм.

Тыльная сторона фольги (предназначенная для нанесения адгезива) обезжиренная и шероховатая;

- адгезив – нейтральный трудногорючий силиконовый клей-герметик “Силотерм ЭП-71 кНС” вязкостью 30000-40000 сПз.

Схема машины для изготовления дублированного материала НО-Л-1А представлена на рис. 5.

Согласно схеме, алюминиевая фольга, изготовленная из антикоррозионного сплава 8011, с размоточного узла 1 поступает в узел нанесения поперечных клеевых полос 4. Раствор клея “Силотерм ЭП-72кНС” наносится на обработанную поверхность алюминиевой фольги в виде поперечных полос шириной от 2 до 5 мм и с шагом, соответствующим требованиям технологического процесса. Нанесение клеевых полос осуществляется с помощью специальных печатных валов в клеевом узле 4. При необходимости силиконовый клей-герметик разбавляется растворителем. В роли разбавителя можно использовать ароматический растворитель толуол. Фольга с нанесенными клеевыми полосами поступает в зону сушки инфракрасным излучением 5, где удаляются летучие компоненты клеевой композиции. В зоне сушки очень важен контроль за температурой: она не должна быть выше температуры кипения растворителя (температура кипения толуола 110,6 °C). При высокой температуре удаляемый растворитель захватывает с собой частицы клеевой Рис. 5. Схема изготовления дублированного материала НО-Л-1А:

1 – узел размотки алюминиевой фольги; 2 – натяжной регулирующий узел; 3- оптическое устройство контроля обрыва / окончания алюминиевой фольги; 4 – узел нанесения клея на фольгу; 5 – инфракрасные нагреватели;

6 – каландрирующие валы; 7- узел смотки нетканого материала; 8 – направляющие валы; 9 – узел намотки дублированного материала композиции, ослабляя адгезионную прочность сцепления фольги с нетканым материалом. Алюминиевая фольга с подсушенными клеевыми полосами поступает на каландрирующие валы 6. Огнезащитный нетканый материал марки НО-Л- 1Б с узла размотки 7 через узел регулировки натяжения 2 также поступает в узел каландрирования 6, где с помощью каландров соединяется с фольгой за счет адгезии с поперечными клеевыми полосами, нанесенными на поверхность фольги. Откаландрированный материал поступает на окончательную сушку 5 и далее по направляющим валам 8 на узел намотки готового материала 9. В данной системе очень важным фактором является скорость движения исходных материалов. Они должны быть строго синхронизированы, что достигается за счет использования регулируемых по скорости электроприводов – частотно управляемых электродвигателей. Натяжение исходных материалов регулируется в устройствах смотки/размотки в зависимости от их свойств (прочность, удлинение, толщина).

Подробная схема работы устройства нанесения клеевой композиции на фольгу представлена на рис. 6.

Клей из емкости 6 переносится на клеепереносящий вал 1 и далее на клеевой вал 2, избыток клея с которых снимается съемными ножами 6. С клеевого вала клей переносится на печатный вал 3, имеющий различную форму рисунка выступов/углублений.

Вязкость клеевой композиции контролируется и сохраняется постоянной в течение всего процесса. Силиконовая клеевая композиция подготавли- Рис. 6. Наносное устройство 1 - клеепереносящий вал; 2 - клеевой вал; 3 - гравированный вал;

4 - прижимной вал; 5 – ножи для снятия излишков клея;6 – емкость с клеем вается непосредственно перед нанесением и дозируется из отдельной емкости.

Pages:     | 1 || 3 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.