Огнестойкий текстильный материал

 

Изобретение относится к производству огнестойких текстильных материалов для фильтрующих средств индивидуальной защиты. Огнестойкий текстильный материал представляет собой текстильное полотно с антипиреновым составом на основе эмульсионного поливинилхлорида, нанесенным на полотно в виде различных по геометрии, расположенных в различном сочетании друг с другом элементов, в котором исходный антипиреновый состав на 100 мас.ч. эмульсионного поливинилхлорида дополнительно содержит мочевину в количестве 5-15 мас.ч. и воду в количестве 5-15 мас. ч. Изобретение позволяет существенно повысить устойчивость огнезащитных свойств материала в процессе его эксплуатации. 65 ил., 3 табл.

Изобретение относится к огнестойким текстильным материалам, а именно к материалам с дискретным полимерным покрытием, используемым для изготовления огнестойких фильтрующих средств индивидуальной защиты.

Уровень техники Для защиты человека от поражающих факторов пламени используются различные огнезащитные текстильные материалы, устойчивые к горению, в частности известны огнестойкие текстильные материалы, представляющие собой ткань, пропитанную специальным составом, включающим соединения, замедляющие горение.

Известен огнестойкий текстильный материал (патент США 4032517, 1977 г.), представляющий собой ткань, на которую с двух сторон нанесена композиция, содержащая хлорвиниловый парафин, сэвилен, триоксид сурьмы, мел, каолин и оксид цинка. Однако такой материал воздухонепроницаем и не может быть использован для изготовления защитной одежды фильтрующего типа.

Известен также огнестойкий текстильный материал (патент США 4045406, 1977 г. ), представляющий собой целлюлозную или синтетическую ткань с трехслойным покрытием. При этом первый слой получают путем пропитки ткани раствором бората цинка в гликоле. Вторым слоем является слой мочевиноформальдегидной смолы, содержащей триоксид сурьмы, а третий слой выполнен из смеси трикрезилфосфата, хлорированного парафина и поливинилхлорида. Материал имеет хорошие огнезащитные свойства, но также воздухонепроницаем и непригоден для производства защитной одежды фильтрующего типа.

Известны текстильные материалы, сочетающие огнестойкость с воздухо- и паропроницаемостью, получаемые пропиткой целлюлозных тканей раствором антипиреновой композиции (М.Окадо. Регулирование огнестойкости текстильных материалов, J.Jap. Assoc. Text. End - Uses, 1979 г., т.20, 4, с.122; Киркина Л.И. , Романова Л.И., Баскова Т.Т. Огнезащитная отделка текстильных материалов в СССР и за рубежом, М., 1981, вып 1; патент Великобритании 4893, 1979 г.). Однако такие материалы имеют низкую устойчивость при эксплуатации, так как огнезащитные пропитки снижают прочность ткани и недостаточно прочно закрепляются на ней.

Наиболее близким техническим решением является огнестойкий текстильный материал, содержащий текстильный материал с нанесенным на него в виде дискретного слоя, выполненного в виде различных по геометрии и расположенных в различном сочетании друг с другом элементов, антипиреновым составом на основе эмульсионного поливинилхлорида (патент России 2137607, 1999 г.).

В качестве пластификаторов он содержит общеупотребительные вещества, такие как ди-(2-этилгексил)фталат, алкиловый эфир ортофосфорной кислоты (ДАФ) и другие.

В качестве стабилизаторов поливинилхлорида он содержит также общеупотребляемые для этой цели вещества, например стеариновокислый кальций, эпоксидно-диановые смолы и другие.

В качестве антипиренов он содержит вещества также известные для этой цели, например триоксид сурьмы, гидроокись алюминия и другие.

Такой материал обладает высокими огнезащитными свойствами и хорошей воздухопроницаемостью. Однако он имеет серьезный недостаток, заключающийся в существенном снижении огнезащитных свойств в процессе эксплуатации, происходящем в результате механического воздействия на элементы антипиренового слоя (самоистирания и трения материала о другие предметы ).

Сущность изобретения Задачей изобретения является поиск огнестойкого текстильного материала, содержащего текстильное полотно с нанесенным на него в виде дискретного покрытия в форме различных по геометрии, расположенных в различном сочетании друг с другом элементов антипиреновым составом, содержащим эмульсионный поливинилхлорид, пластификатор, стабилизатор и антипирен, который позволил бы повысить устойчивость огнезащитных свойств в процессе его эксплуатации.

Поставленная задача решена огнестойким текстильным материалом, содержащим текстильное полотно с нанесенным на него в виде дискретного покрытия в форме различных по геометрии, расположенных в различном сочетании друг с другом элементов антипиреновым составом, содержащим эмульсионный поливинилхлорид, пластификатор, стабилизатор и антипирен, отличающийся тем, что полотно содержит дискретное покрытие площадью 25%, а состав дополнительно включает мочевину и воду при следующем содержании компонентов, мас.ч.: Эмульсионный поливинилхлорид - 100 Пластификатор - 60 Стабилизатор - 5 Антипирен - 28 Мочевина - 5-15 Вода - 5-15 Отличительными признаками изобретения являются площадь покрытия и дополнительное наличие в исходном антипиреновом составе мочевины и воды в количестве 5-15 мас.ч. каждого на 100 мас.ч. эмульсионного поливинилхлорида.

Эти отличительные признаки не известны для повышения устойчивости огнезащитных свойств в процессе эксплуатации материала.

Изобретение позволяет существенно повысить устойчивость огнезащитных свойств материала в процессе его эксплуатации. Это проявляется в том, что такие показатели огнезащитных свойств, как время полного сгорания, время остаточного горения и время остаточного тления ухудшаются в процессе эксплуатации значительно меньше. Так, в результате сухого трения время полного сгорания уменьшается на 14,8-23,3% (по прототипу на 22,9-40,2%), время остаточного горения увеличивается на 14,8-25,7% (по прототипу на 31,2-49,8%), а время остаточного тления возрастает на 14,4-29,9% (по прототипу на 41,1-51,3%).

Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения
Для осуществления изобретения используют следующие материалы. В качестве тканевой основы может быть использован любой без ограничения текстильный материал, удовлетворяющий требованиям потребителя по основным физико-механическим показателям, в частности хлопколавсановая ткань (50:50) арт.405 полотняного переплетения, хлопколавсановая ткань (50:50) арт.309 репсового переплетения.

Полимерное связующее покрытия - эмульсионный поливинилхлорид (ПВХ) ГОСТ 14039-78.

Пластификаторы покрытия - ди-(2-этилгексил)фталат (ДОФ) ГОСТ 8728-88, ди-(2-этилгексил)фенилфосфат (ДАФФ) ТУ 6-05-1611-78, три-(хлорэтил)фосфат (ТХЭФ) ТУ 6-05-1611-78, трикрезилфосфат (ТКФ).

Стабилизаторы поливинилхлорида - кальций стеариновокислый ТУ 6-09-4104-75, барий-кадмий-цинковые соли синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₃ (стабилизатор СКС К-17) ТУ 6-09-4346-78. Антипирены - триоксид сурьмы ТУ 48-141-72, трис-(2,3-дибромпропил)фосфат (ТДБПФ) ТУ 6-16-3086-88. Мочевина ГОСТ 6691-77. Вода техническая.

Для получения материала готовят ПВХ-пластизоль общеизвестным способом путем смешения ПВХ-смолы с пластификаторами, стабилизаторами, антипиренами, мочевиной и водой и последующего "вызревания" полученной пасты. Затем пластизоль наносят с помощью перфорированных шаблонов на текстильное полотно в виде дискретного покрытия, элементы которого могут иметь различную геометрическую форму (например, полусфер с радиусом 0,25-0,50 мм в шахматном порядке с плотностью 100 см^-2 и площадью покрытия 25%) и могут быть расположены в различном сочетании друг с другом. Полуфабрикат подвергают термообработке для желирования полимерного покрытия при 150-180^oС в течение 15-3 мин соответственно. Удельная масса покрытия 110-130 г/м². Некоторые возможные формы дискретного покрытия приведены на фиг.1-65.

Свойства полученных по изобретению и прототипу материалов, при различном количественном содержании мочевины и воды и при различной форме дискретного покрытия, приведены в таблицах 2 и 3.

Для определения показателей горючести материалов: времени полного сгорания, времени остаточного горения и времени остаточного тления, использовался специальный прибор. В комплект прибора входят камера сжигания, рамки для закрепления образцов, спиртовая горелка с шириной фитиля 25 мм, экран для гашения пламени, термометр сопротивления для измерения температуры внутри камеры, термопарный пирометр для измерения температуры пламени горелки и секундомер. Конструкция камеры выполнена согласно ОСТ 90094-79. Образцы для определения показателей горючести материалов в вертикальном положении имели форму прямоугольника с размерами 290 х 70 мм и вырезались на расстоянии не менее 20 мм от кромки материала в двух направлениях: по три вдоль основы и вдоль утка. Конец образца, предназначенный для поджигания, подгибался в виде петли высотой 40 мм и прошивался на расстоянии 10 мм от края хлопчатобумажными нитками по всей ширине образца.

Устанавливались следующие параметры испытания: высота пламени горелки 20 мм, температура пламени на высоте 15 мм от его основания - не менее 840^oС, температура в камере прибора - не выше 60^oС.

Образцы помещались в рамку, которая вставлялась в держатель, зажимающий образец с трех сторон. Затем к середине нижней части образца, загнутой петлей, подносилась зажженная горелка таким образом, чтобы пламя было параллельно линии сгиба петли, и образец был помещен в пламя на глубину 5 мм.

Для определения времени полного сгорания хронометрируется процесс полного сгорания петли образца, в секундах.

Для определения времени остаточного горения и времени остаточного тления образец в таком положении выдерживается 12 с, после чего горелка удаляется и хронометрируется самостоятельное горение, т.е. промежуток времени в секундах, в течение которого образец продолжает гореть после удаления пламени, и тление, т. е. промежуток времени в секундах, в течение которого образец продолжает тлеть после угасания пламени.

За результат принимается среднее арифметическое показателей по трем образцам.

Поверхностная плотность материала определяется путем взвешивания образца материала точно известной площади и рассчитывается по формуле

где М - масса образца материала площадью S см², г;
S- площадь образца материала, см².

Износостойкость материала характеризовалась изменением полезных свойств образцов (поверхностная плотность, время полного сгорания, время остаточного горения, время остаточного тления) после обработки их по методике определения стойкости ткани к истиранию по плоскости (ГОСТ 9913-90) на приборе ДИТ-М (абразив - сукно серошинельное арт. 6405 (ГОСТ 6621-72), удельное давление абразива на образец материала 0,25 МПа, число циклов 500, скорость вращения абразива 100 мин^-1).

Изменение времени полного сгорания, остаточного горения и остаточного тления рассчитывались по формуле

где τ₁ - время полного сгорания, время остаточного горения или время остаточного тления исходного образца (до истирания), в секундах, соответственно; τ₂ - время полного сгорания, время остаточного горения или время остаточного тления образца, подвергнутого истиранию, в секундах, соответственно.

Изменение поверхностной плотности рассчитывалось по формуле

где ρ₁ - поверхностная плотность исходного образца (до истирания) в г/м²; ρ₂ - поверхностная плотность образца, подвергнутого истиранию, в г/м².

Формула изобретения

Огнестойкий текстильный материал, содержащий текстильное полотно с нанесенным на него в виде дискретного покрытия в форме различных по геометрии, расположенных в различном сочетании друг с другом элементов антипиреновым составом, содержащим эмульсионный поливинилхлорид, пластификатор, стабилизатор и антипирен, отличающийся тем, что полотно содержит дискретное покрытие площадью 25%, а состав дополнительно включает мочевину и воду при следующем содержании компонентов, мас.ч.:

Эмульсионный поливинилхлорид 100

Пластификатор 60

Стабилизатор 5

Антипирен 28

Мочевина 5-15

Вода 5-15

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40, Рисунок 41, Рисунок 42, Рисунок 43, Рисунок 44, Рисунок 45, Рисунок 46, Рисунок 47, Рисунок 48, Рисунок 49, Рисунок 50, Рисунок 51, Рисунок 52, Рисунок 53, Рисунок 54, Рисунок 55, Рисунок 56, Рисунок 57, Рисунок 58, Рисунок 59, Рисунок 60, Рисунок 61, Рисунок 62, Рисунок 63, Рисунок 64, Рисунок 65, Рисунок 66, Рисунок 67, Рисунок 68, Рисунок 69