Тепло-звукоизоляционный слоистый материал

Полезная модель направлена на создание недорогого облегченного универсального материала с заданными повышенными тепло-звукоизоляционными свойствами в условиях экологически чистого производства при снижении трудоемкости изготовления.

Указанный технический результат достигается тем, что слоистый материал содержит внешние полимерные слои, между которыми расположен вспененный полиэтилен, и отражающие наружные слои, выполненные, по меньшей мере, с одной стороны из фольги. В качестве внешних полимерных слоев используют вспененный полипропилен, а для соединения слоев с возможностью ламинирования между ними расположены слои полимерной пленки.

В качестве полимерной пленки используют полиэтиленпропиленовую соэкструзионную пленку, отражающие наружные слои выполнены из металлизированной полиэтилентерефталатной пленки с одной стороны и фольги с другой стороны.

1 н.п. ф-лы, 2 з.п. ф-лы, 1 илл

Полезная модель относится к тепло и звукоизоляционным материалам на основе вспененных полимеров и может быть использована преимущественно для тепло- гидро и звукоизоляции ограждающих конструкций (перекрытий, стен, перегородок и т.д.) в жилых, общественных и производственных помещениях, а также для снижения шума, создаваемого транспортными и стационарными двигателями.

Известен звукопоглощающий слоистый материал по патенту РФ 2117582, кл. B32B 27/12, содержащий основу из синтетического войлока, дополнительный слой, представляющий собой прокладку из перкаля, защитные наружные слои, представляющие собой фольгу с одного края и бумагу или полимерный слой с другого края, и полимерные слои, чередующиеся с другими слоями для соединения их между собой. Причем полимерные слои, соединяющие фольгу и прокладку из перкаля с войлоком, представляют собой липковязкие слои, а полимерный слой, нанесенный на внешнюю сторону перкаля - самоклеящий липковязкий слой.

Липковязкие слои (40%-ный бензиновый раствор полиизопренового каучука и полидиметилфенилсилоксановой смолы) наносятся с помощью клеепромазочной машины. Сначала на одну сторону очередного слоя наносят липковязкий слой и сушат в течение двух часов, затем на другую сторону наносят липковязкий слой и снова сушат в течение двух часов. Таким образом, помазывают поочередно все слои материала и сушат. На это уходит много времени, процесс изготовления сложен, трудоемок и экологически вреден.

Изготовление слоистых материалов на основе войлока очень трудоемко и требует большого расхода времени, так как необходима дополнительная обработка войлока.

Все это снижает производительность изготовления слоистого материала.

Кроме того, синтетический войлок непластичен, имеет плохую внутреннюю вентиляцию, долго сохнет, склонен к ссыханию (деформации) и отвердению. В результате слоистый материал недолговечен и выдерживает не более 3 лет эксплуатации. Из-за невысокого показателя восстанавливаемости войлока после длительного сжатия его нецелесообразно применять в качестве звуко-теплоизолирующего слоя, например для линолеума и других покрытий пола.

Известный слоистый материал имеет невысокую звукоизоляцию 7-8 дБ в частотах до 2000 Гц, так как имеет в основном один звукопоглощающий слой (войлок), остальные слои в основном отражают акустические колебания.

Известен также теплоизолирующий материал по патенту РФ 2327575, кл. B32B 5/32, 5/22, 5/18, 27/06, 27/14, 15/20, E04B 1/82, принятый за прототип по наибольшему количеству существенных признаков и содержащий внешние слои из лент вспененного полиэтилена, между которыми расположен насыпной слой гранул дробленой фракции в виде склеенных кусочков фольгированного вспененного полиэтилена, которыми и образована смесь закрытых и открытых ячеек, и защитные наружные слои из фольги.

Дробленую фракцию насыпают ровным слоем на нижнюю ленту вспененного полиэтилена с помощью выравнивающего узла. Верхнюю и нижнюю ленты вспененного полиэтилена подают к прижимным подогреваемым валам 3, проходя которые, дробленая фракция спекается между собой и соединяется с внутренними поверхностями лент вспененного полиэтилена. Технологический режим задают, в том числе, и температурой воздушной струи из фена.

Однако даже с помощью выравнивающего узла при воздействии напора воздуха дробленая фракция разлетается и удержать ее ровным слоем невозможно, что усложняет монтажные работы и изготовление материала. Выравнивающий узел и все устройство для получения материала имеет сложную конструкцию.

Кроме того, дробленая фракция не склеивается в равномерную структуру, т.к. при воздействии горячего воздуха из фена кусочки фольгированного вспененного полиэтилена спекаются и коксуются в маленькие куски неравномерно расплавленного фольгированного полиэтилена. Подогреваемые же валы 3 воздействуют только на верхний слой фольги и не влияют на сам процесс изготовления материала, т.к. между дробленой фракцией и валами 3 находится вспененный полиэтилен, который имеет низкий коэффициент теплопроводности. В результате, трудно получить материал с заданными свойствами плотности и пористости, т.к. сам процесс изготовления сложный и нестабильный.

Свойства известного материала обеспечиваются, как правило, свойствами входящих слоев, а это в основном вспененный полиэтилен.

Недостатком материала является низкий температурный предел его использования (до 100°C), обусловленный свойством вспененного полиэтилена. Материал имеет также невысокие теплоизоляционные свойства (коэффициент теплопроводности вспененного полиэтилена порядка 0,0478 Вт/м ²К) и невысокие пластические свойства, динамический модуль упругости при нагрузке 2000 Н/м равен примерно 0,22 МПа.

Как внешние слои, так и дробленая фракция между ними состоят из вспененного несшитого полиэтилена, поэтому имеют практически одинаковую и невысокую плотность до 30 г/см ³. Большую его плотность до 35 г/см³ получить технологически очень трудно, т.к. равномерную вспененную ячейку получить нельзя, что снижает тепло-звукоизоляционные свойства. В результате невозможно варьировать необходимыми физико-химическими характеристиками материала.

Известно также производство химически сшитого полиэтилена, но оно очень дорогое и отходы его не перерабатывают.

Задачей полезной модели является создание недорогого облегченного универсального материала с заданными повышенными тепло-звукоизоляционными свойствами в условиях экологически чистого производства при снижении трудоемкости изготовления.

Тепло-звукоизоляционный слоистый материал содержит внешние полимерные слои, между которыми расположен вспененный полиэтилен, и отражающие наружные слои, выполненные, по меньшей мере, с одной стороны из фольги.

В отличие от прототипа в качестве внешних полимерных слоев используют вспененный полипропилен, а для соединения слоев с возможностью ламинирования между ними расположены слои полимерной пленки.

В качестве полимерной пленки используют полиэтиленпропиленовую соэкструзионную пленку.

Отражающие наружные слои выполнены из металлизированной полиэтилентерефталатной пленки с одной стороны и фольги с другой стороны.

Использование в качестве внешних слоев плотного и упругого вспененного полипропилена влияет на физико-химические характеристики всего материала и позволяет:

- применять материал в условиях повышенных температур, так как допустимая эксплуатационная температура вспененного полипропилена при длительном воздействии 130-140°C, что обеспечивает сохранение формостабильности и долговечности материала при температурных воздействиях;

- повышать поглощение звука, индекс снижения ударного шума вспененного полипропилена не менее 20 дБ, вспененного полиэтилена - не менее 18 дБ.

- повышать теплоизоляционные свойства материала, коэффициент теплопроводности вспененного полипропилена порядка 0,03 Вт/м ²К, что ниже по сравнению со вспененным полиэтиленом;

-варьировать при необходимости пористостью и плотностью вспененного полипропилена, повышая ее в широких пределах от 25 до 500 г/см³, что позволяет повысить тепло-звукоизоляционные свойства материала, не увеличивая его толщину;

- повышать пластические свойства материала.

Например, если под цементную стяжку использовать обычный вспененный полиэтилен то, под давлением бетонной стяжки он сожмется до толщины обычной пленки, а отражающий слой под бетоном работать не будет. У вспененного полипропилена показатель восстанавливаемости после длительного сжатия под нагрузкой выше, динамический модуль упругости при нагрузке 2000 Н/м² равен 0,66 МПа, что повышает пластические свойства материала.

В результате, показатель восстанавливаемости заявляемого слоистого материала на 10% выше, чем прототипа, что обуславливает целесообразность его применения в качестве прокладочного материала, звуко и теплоизолирующего слоя для линолеума и других покрытий пола.

Применение в защитном наружном слое, например, полированной алюминиевой фольги позволяет максимально сохранить полный спектр теплового излучения внутри помещения за счет высоких ее отражающих свойств (отражает до 98% всего лучистого тепла).

Применение в защитном наружном слое металлизированной полиэтилентерефталатной пленки повышает отражающую способность материала при данном варианте выполнения.

Разница плотности слоев конструкции вместе с разницей толщины соседних слоев создает значительное удельное акустическое сопротивление. Применение слоев различной толщины приводит к ослаблению резонансных явлений на частотах собственных колебаний слоев.

Если необходимы только повышенные звукоизоляционные свойства, то можно использовать конструкцию без отражающих наружных слоев, при этом звукоизоляция материала не уменьшается (разница коэффициента звукоизоляции с наружными защитными слоями и без таковых, меняется в пределах 3,5 дБ А, протокол 16/11 ФГУП «АКИН» г.Москва).

Наличие полимерной пленки между слоями материала обеспечивает возможность его сборки с помощью ламинирования на известном ламинаторе в одном температурном режиме, что стабилизирует и упрощает процесс, снижая трудоемкость и удешевляя изготовление материала. При этом производство материала является экологически чистым.

Таким образом, все признаки являются существенными и решают поставленную задачу.

Тепло-звукоизоляционный слоистый материал представлен на фигуре общего вида и таблице.

Пример конкретного выполнения материала.

Слои 1, 3, 5, 7, отражают поток энергии акустических колебаний и выполнены из материала с высокой плотностью.

Слои 2, 4, 6 поглощают поток энергии акустических колебаний и выполнены из материала с невысокой плотностью (пористого материала).

Данный материал экологически безопасен и выполнен из пищевых марок сырья.

Алюминиевую фольгу с пропиленовой пленкой изготавливают методом полива на известной плоскощелевой экструзионной машине.

Соседние слои собирают между собой таким образом, чтобы обеспечить большую разность по плотности и толщине и соединяют с помощью горячего воздуха, плавящего пленку, и последующего сдавливания на ламинаторе. Слоистый материал может изготавливаться в один поток с высокой скоростью, до 20 м²/мин, что позволяет производить его в промышленных масштабах.

1. Тепло-звукоизоляционный слоистый материал, содержащий вспененный полиэтилен, расположенный между полимерными слоями, и отражающие наружные слои, выполненные, по меньшей мере, с одной стороны из фольги с полимерной пленкой и расположенные на полимерных слоях, отличающийся тем, что в качестве полимерных слоев использован вспененный полипропилен, причем слои соединены ламинированием с помощью расположенных между ними слоев полимерной пленки.

2. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимерной пленки используют полиэтиленпропиленовую соэкструзионную пленку.

3. Материал по п.1, отличающийся тем, что отражающие наружные слои выполнены из фольги с полимерной пленкой с одной стороны и металлизированной полиэтилентерефталатной пленки с другой стороны.