Универсальный защитный материал
Владельцы патента RU 2375192:
Открытое Акционерное Общество "Казанский химический научно-исследовательский институт" (RU)
Изобретение относится к универсальному защитному материалу для изготовления защитной одежды. Материал содержит слой текстильной основы в виде полиамидного, полиэфирного, арамидного или полиолефинового полотна, прорезиненного с двух сторон слоями комопзиции на основе хлорсулфированного полиэтилена, полихлоропренового каучука, бутилкаучука или фторсодержащей полимерной композиции. Слои для прорезинивания имеют различную полимерную основу. Внутренний слой выполнен из бутилкаучука. Полученный материал обладает высокими защитными свойствами широкого спектра при упрощении конструкции материала. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к средствам защиты кожи, в частности к защитным материалам для изготовления одежды, предназначенной для защиты от химически опасных веществ.
Современные защитные материалы должны обладать не только высоким уровнем газонепроницаемости, но и одновременной стойкостью к агрессивным веществам, растворителям, химически опасным веществам и огнестойкостью. Традиционно защитные материалы получают на основе бутилкаучука, который не отвечает в полном объеме комплексу современных требований, предъявляемых к защитным материалам. В связи с этим для увеличения защитных свойств при изготовлении полимерно-текстильных материалов широко применяется совмещение различных каучуков. При совмещении различных каучуков предполагается, что свойства полимерных смесей будут выше аддитивных.
Известен текстильно-резиновый материал [1] на основе смеси полимеров, где в качестве полимеров используются бутилкаучук, как наиболее газонепроницаемый, и синтетический каучук этиленпропиленовый тройной, совместимый и хорошо совулканизующийся с бутилкаучуком.
Известен слоистый материал, содержащий слой синтетического каучука и текстильную основу [2]. В качестве слоя синтетического каучука использована смесь высокомолекулярного (ВМС) и низкомолекулярного (НМС) сополимеров винилиденфторида с гексафторпропиленом.
Однако смешение различных каучуков возможно между термодинамически совместимыми каучуками, хорошо совулканизующимися друг с другом, т.е. каучуками с одинаковыми или похожими свойствами, поэтому полимерно-текстильные материалы на основе смеси полимеров, как правило, обладают незначительным преимуществом по защитным свойствам, чем использование отдельных полимеров.
В качестве прототипа выбрано многослойное текстильное полотно для изготовления эластичных емкостей, палаток, брезентов, спецодежды, содержащее слой ткани, с одной стороны которой расположен резиновый слой, а с другой стороны слоя ткани размещена между двумя резиновыми слоями пленка из синтетического полимера [3]. Многослойное текстильное полотно предназначено для защиты от химических отравляющих веществ и других химикалий (атомного, бактериологического и химического воздействия).
Для достижения одновременной стойкости к различным химикалиям в известном материале используется пленка из синтетического полимера - поливинилиденфторида. Для повышения эластичности материала и исключения повреждения пленки во время эксплуатации с обеих сторон поливинилиденфторидного слоя необходимо наличие резиновых слоев.
Известный материал обладает сложной и трудоемкой технологией изготовления, требующей последовательного расположения слоев, что значительно увеличивает стоимость материала.
Задачей предлагаемого изобретения является получение материалов универсального (т.е. широкого спектра) защитного действия с высокими защитными свойствами при упрощении конструкции материала.
Поставленная задача достигается за счет использования полимеров различной химической природы (т.е. резко отличающихся по химическим свойствам) и наличия текстильной основы между полимерными слоями.
Послойное сочетание полимеров различной химической природы, где каждый полимер выполняет свои защитные функции, позволяет создавать материалы с универсальными защитными свойствами и расширить круг защитных свойств. Наличие слоя ткани между полимерными слоями (за счет высокой адгезии полимера к текстилю) позволяет сочетать полимеры различной химической природы, как правило, несовместимые и несовулканизующиеся между собой.
Предлагаемое изобретение позволяет целенаправленно получать материалы с заданными свойствами, например, если на одну сторону слоя ткани нанести полимерное покрытие, стойкое к агрессивным средам, а на другую сторону ткани нанести полимерное покрытие с высокой газонепроницаемостью, то материал в целом будет обладать широким комплексом защитных свойств. Кроме того, предлагаемый материал позволяет в несколько раз (значительно выше аддитивных) увеличить стойкость материалов к жидким химически опасным веществам за счет образующегося полимерного синергизма, поскольку верхний полимерный слой отсекает жидкую фазу вещества путем набухания или растворения в ней, а на внутренний слой действует только пары химически опасных веществ уже значительно меньшей концентрации, чем в начальный период воздействия (см. таблицу, время защитного действия по тест-веществу).
На чертеже представлен универсальный защитный материал.
Заявляемый универсальный защитный материал содержит слой ткани 1, с одной стороны которой расположен полимерный слой 2 (внутренний) на основе бутилкаучука, с другой стороны слоя ткани 1 расположен полимерный слой 3 (внешний), резко отличающийся по химическим свойствам от полимерного слоя 2.
В качестве слоя ткани 1 может быть использовано, например, полиамидное, полиэфирное, арамидное, полиолефиновое полотна.
Материал универсального защитного действия изготавливается по известным способам прорезинивания полимерно-текстильных материалов: сначала на слой ткани наносится одно полимерное покрытие, затем на другую сторону текстильной основы наносится другое полимерное покрытие.
Для достижения технического результата изобретения необходимо, чтобы при обкладке слоя ткани полимерными слоями, масса внешнего полимерного слоя была не менее 200 г/м2, а масса внутреннего полимерного слоя - не менее 300 г/м2.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1 - Материал содержит следующие слои:
Внешний полимерный слой - полимерная композиция на основе хлорсульфированного полиэтилена ХСПЭ при следующем соотношении компонентов (мас.%):
| ХСПЭ | 58,14 |
| стеарин | 0,87 |
| 2-меркаптобензтиазол | 0,58 |
| тетраметилтиурамдисульфид | 0,58 |
| магния окись | 5,81 |
| хлорпарафин | 8,72 |
| сурьма трехокись | 8,72 |
| алюминия гидроксид | 8,72 |
| синтетический каучук термостойкий | |
| низкомолекулярный | 1,45 |
| двуокись титана | 5,81 |
| пигмент желтый | 0,60 |
Слой ткани - полиамидное полотно
Внутренний полимерный слой - полимерная композиция на основе бутилкаучука при следующем соотношении компонентов (мас.%):
| БК | 47,51 |
| стеарин | 1,43 |
| парафин | 1,43 |
| 2-меркаптобензтиазол | 0,31 |
| тетраметилтиурамдисульфид | 0,63 |
| сера | 0,95 |
| тальк | 3,33 |
| хлорпарафин | 6,65 |
| сурьма трехокись | 9,50 |
| алюминия гидроксид | 19,01 |
| белая сажа | 7,13 |
| цинковые белила | 1,42 |
| пигмент зеленый | 0,70 |
Данный материал обладает высокой маслобензостойкостью, газонепроницаемостью, стойкостью к кислотам, щелочам и.т.д.
Пример 2 - Материал содержит следующие слои:
Внешний полимерный слой - полимерная композиция на основе полихлоропренового каучука при следующем соотношении компонентов (мас.%):
| ПХП | 55,56 |
| дифенилгуанидин | 0,55 |
| сера | 0,55 |
| тиурам | 0,55 |
| магния окись | 2,22 |
| синтетический каучук термостойкий | |
| низкомолекулярный | 1,67 |
| алюминия гидроксид | 27,78 |
| оксид хрома | 2,78 |
| белила цинковые | 2,78 |
| двуокись титана | 5,56 |
Слой ткани - полиамидное полотно
Внутренний полимерный слой - полимерная композиция на основе бутилкаучука при следующем соотношении компонентов (мас.%):
| БК | 47,51 |
| стеарин | 1,43 |
| парафин | 1,43 |
| 2-меркаптобензтиазол | 0,31 |
| тетраметилтиурамдисульфид | 0,63 |
| сера | 0,95 |
| тальк | 3,33 |
| хлорпарафин | 6,65 |
| сурьма трехокись | 9,5 |
| алюминия гидроксид | 19,01 |
| белая сажа | 7,13 |
| цинковые белила | 1,42 |
| пигмент зеленый | 0,70 |
Данный материал обладает высокой стойкостью к щелочам, различным растворителям, газонепроницаемостью (хлор, аммиак, сернистый водород) и негорючестью.
Пример 3 - Материал содержит следующие слои:
Внешний полимерный слой - фторсодержащая полимерная композиция при следующем соотношении компонентов:
| фторкаучук | 57,38 |
| фторпласт | 24,59 |
| алюминия гидроксид | 8,20 |
| цинковые белила | 8,20 |
| оксид хрома | 1,63 |
Слой ткани - полиэфирное полотно
Внутренний полимерный слой - полимерная композиция на основе бутилкаучука при следующем соотношении компонентов:
| БК | 47,51 |
| стеарин | 1,43 |
| парафин | 1,43 |
| 2-меркаптобензтиазол | 0,31 |
| тетраметилтиурамдисульфид | 0,63 |
| сера | 0,95 |
| тальк | 3,33 |
| хлорпарафин | 6,65 |
| сурьма трехокись | 9,50 |
| алюминия гидроксид | 19,01 |
| белая сажа | 7,13 |
| цинковые белила | 1,42 |
| пигмент зеленый | 0,70 |
Материал обеспечивает высокие защитные свойства при воздействии агрессивных химических веществ, обладает высокой газонепроницаемостью, негорючестью.
Защитные свойства материалов по вышеуказанным примерам в сравнении с материалами по прототипам представлены в таблице. Оценку защитных свойств материалов осуществляли по принятым стандартным методикам.
Результаты таблицы показывают, что защитные материалы по предлагаемой композиции обладают широким спектром защитных свойств или значительно превосходят защитные свойства известных материалов или остаются на их уровне (патент 2113354), но при этом конструкция и технология изготовления материала упрощается.
Источники информации
1. Разработка защитных материалов, стойких к воздействию агрессивных сред, на основе полимерной композиции./Новые технологии и материалы в производстве кожи и меха. - Международная научно-практическая конференция студентов и молодых ученых.//Сборник статей. - 2005 г. - С. 40-43.
2. Патент на изобретение RU 2070517, В32В 25/10, 1996 г.
3. Патент на изобретение RU 2113354, 6 В32В 27/12, В32В 25/08, В32В 25/10, 1998 г.
| Таблица | ||||||
| Наименование показателя | БК/БК | БК+СКЭПТ/ БК+СКЭПТ | Материал по патенту 2113354 | Материал по примерам | ||
| 1 | 2 | 3 | ||||
| 1 Масса 1 м2, г | 600 | 600 | 500-650 | 600 | 600 | 600 |
| 2 Время защитного действия по тест-веществу, ч | 6 | 3 | более 20 | более 20 | более 20 | более 20 |
| 3 Стойкость к аварийно-химически опасным веществам, ч | 1 | 2 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 |
| 4 Стойкость к растворителям, ч: | более 8 | |||||
| бензин | 0,25 | 0,5 | более 8 | более 8 | более 8 | |
| ацетон | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 |
| автотракторное | 0,25 | 0,5 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 |
| масло | ||||||
| керосин | 0,25 | 0,25 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 |
| этилацетат | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 |
| дихлорэтан | 0,25 | 0,5 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 |
| 5 Стойкость к агрессивным веществам, ч: | ||||||
| гидрооксид натрия | 2 | 1 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 |
| серная кислота | 1 | 3 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 |
Универсальный защитный материал для изготовления защитной одежды от химически опасных веществ, содержащий слой текстильной основы в виде полиамидного, полиэфирного, арамидного, полиолефинового полотна, прорезиненного с двух сторон внешним и внутренним слоями с помощью полимерной композиции на основе полимера, выбранного из группы, включающей: хлорсульфированный полиэтилен, полихлоропреновый каучук, бутилкаучук или фторсодержащую полимерную композицию, отличающийся тем, что внешний и внутренний слои имеют различную полимерную основу композиции для прорезинивания, при этом внутренний слой выполнен из бутилкаучука.
