Многослойный универсальный защитный материал
Владельцы патента RU 2418680:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к средствам защиты кожи, в частности к защитным материалам для защиты от высокотоксичных химически опасных веществ. Материал содержит слой ткани в виде полиамидного и полиэфирного полотна, прорезиненного с внутренней стороны композицией на основе бутилкаучука. С внешней стороны ткани приклеена полиэтилентерефталатная пленка, покрытая с внешней стороны полимерной композицией на основе эластомера. При этом клей выбран из ряда: уретановый, полихлоропреновый, нитрильный. Изобретение позволяет увеличить защитные и физико-механические свойства материала и упростить технологию изготовления при снижении его веса. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области средств защиты кожи, в частности к защитным материалам для спецодежды, предназначенной для защиты от целого ряда агрессивных химически опасных веществ (высокотоксичных веществ, концентрированных кислот, щелочей, растворителей, газообразных хлора, аммиака и других аварийно химически опасных веществ).
Традиционно защитные материалы, изготавливаемые с использованием бутилкаучука в качестве газонепроницаемого покрытия, не обеспечивают универсальных защитных свойств. Они не стойки к воздействию таких агрессивных сред, как концентрированные кислоты, неполярные растворители и другие аварийно химически опасные вещества (АХОВ) [1].
Известен универсальный защитный материал [2], получаемый нанесением полимеров, различающихся по своей природе с одной и с другой стороны текстильной основы. Однако данный материал обладает завышенной поверхностной плотностью, что приводит к повышению массы изделия и ухудшению физиолого-гигиенических свойств комплекта.
В то же время одним из способов снижения массы материала, придания универсальности и увеличения ресурса защитных свойств является использование «барьерных» слоев из тонких полимерных пленок. При этом удается избавиться от недостатков самих пленочных материалов, которые при их использовании в легких плащах и накидках не обладают достаточной прочностью, что не позволяет изготавливать из них специальную одежду многократного применения.
Прототипом является многослойное текстильное полотно [3] для изготовления емкостей, палаток, брезентов, спецодежды, содержащее слой ткани, с одной стороны которой расположен резиновой слой, а с другой стороны слоя ткани размещена поливинилиденфторидная пленка между двумя слоями резины.
Известный материал обладает сложной и трудоемкой технологией изготовления, особенно это касается вопросов активации пленки (для увеличения ее адгезии с резиной), что приводит к увеличению стоимости материала.
Технический результат заявляемого решения заключается в увеличении защитных и физико-механических свойств и упрощении технологического процесса изготовления материала при снижении его веса.
Технический результат достигается изготовлением многослойного универсального защитного материала, содержащего текстильную основу, с одной (внутренней) стороны которой расположен резиновый (бутиловый) слой, с другой - полиэтилентерефталатная (лавсановая) пленка, приклеенная к основе с помощью клея и покрытая снаружи защитным слоем эластомера на основе хлорсульфированного полиэтилена, полихлоропренового каучука или фторкаучука.
Наличие лавсановой пленки обеспечивает материалу высокую степень стойкости к широкому кругу химических веществ и одновременно приводит к увеличению физико-механических и защитных характеристик. Внешний полимерный слой на основе эластомеров усиливает защитные свойства материала и предохраняет лавсановую пленку от повреждений. Предлагаемое изобретение позволяет получить многослойный защитный материал с более высокими по сравнению с прототипом защитными свойствами с меньшей массой и по более простой и дешевой технологии. На чертеже представлен многослойный универсальный защитный материал.
Заявляемый многослойный универсальный материал содержит слой ткани (1), с одной стороны которой расположен резиновый (внутренний) слой (2) на основе бутилкаучука, с другой стороны ткани расположен клеевой слой (3), соединяющий «барьерный» слой (4) - полиэтилентерефталатную пленку с тканью (1), поверх пленки расположен защитный эластомерный слой (5).
В качестве ткани (1) может быть использовано полиамидное или полиэфирное полотно. В качестве клеевого слоя может быть использован уретановый, полихлоропреновый, нитрильный клей, а в качестве защитного эластомерного слоя - композиция на основе хлорсульфированного полиэтилена, полихлоропренового каучука, фторкаучука.
Многослойный универсальный защитный материал изготавливается известными способами склеивания и прорезинивания полимерно-текстильных материалов: сначала на одну сторону ткани наносится резиновое бутиловое покрытие, затем на другую сторону - клеевое покрытие, с помощью которого производится одновременное склеивание полиэтилентерефталатной пленки с тканью, затем поверх пленки наносится защитный эластомерный слой.
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 | - 57,80 |
| канифоль сосновая | - 0,87 |
| 2-меркаптобензтиазол | - 0,57 |
| тетраметилтиурамдисульфид | - 0,57 |
| магния окись | - 5,78 |
| хлорпарафин | - 8,67 |
| сурьма трехокись | - 8,67 |
| алюминия гидроксид | - 8,67 |
| синтетический каучук | |
| термостойкий | |
| низкомолекулярный | - 1,44 |
| двуокись титана | - 5,78 |
| пигмент желтый или синий | - 1,18 |
Слой ткани - полиамидное полотно.
Клеевой слой - 20% раствор полиуретанового клея с добавкой полиизоцианата в соотношении 1:50 по объему.
«Барьерный» слой - полиэтилентерефталатная пленка.
Внутренний полимерный слой - полимерная композиция на основе бутилкаучука (БК) 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 (ПХП) 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.
Клеевой слой - 20% раствор полихлоропренового клея с добавкой полиизоцианата в соотношении 1:50 по объему.
«Барьерный» слой - полиэтилентерефталатная пленка.
Внутренний полимерный слой - полимерная композиция на основе бутилкаучука (БК) 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 морской воде, 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, (мас.%):
| фторкаучук | - 57,38 |
| фторпласт | - 24,59 |
| алюминия гидроксид | - 8,20 |
| цинковые белила | - 8,20 |
| оксид хрома | - 1,63 |
Слой ткани - полиэфирное полотно.
Клеевой слой - 20% раствор нитрильного клея с добавкой полиизоцианата в соотношении 1:50 по объему.
«Барьерный» слой - полиэтилентерефталатная пленка.
Внутренний полимерный слой - полимерная композиция на основе бутилкаучука (БК) 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 |
Материал обладает универсальными защитными свойствами: обеспечивает высокие защитные свойства при воздействии агрессивных высокотоксичных химических веществ как в жидкой, так и в газообразной фазе и стоек к воздействию открытого пламени.
Защитные свойства материалов по вышеуказанным примерам в сравнении с аналогичными представлены в таблице. Оценку защитных свойств материалов осуществляли по принятым стандартным методикам.
Результаты, представленные в таблице показывают, что защитные материалы по предлагаемой композиции обладают широким спектром защитных свойств; при этом значительно превосходят защитные свойства известных материалов или остаются на том же уровне (патент №2113354), но при этом масса материала уменьшается, что в конечном итоге приводит к улучшению эргономических свойств изделия.
| Таблица | ||||||
| Наименование показателя | БК/БК | Материал по заявке №20007149422 от 27.12.2007 г. | Материал по патенту №2113354 | Материал по примерам | ||
| 1 | 2 | 3 | ||||
| 1. Масса 1 м2, г | 600 | 600 | 500-650 | 400-500 | 400-500 | 400-500 |
| 2. Время защитного действия по каплям тест-вещества, ч | 6 | более 20 | более 20 | более 30 | более 30 | более 30 |
| 3. Стойкость к высококонцентрированным газообразным аварийно химически опасным веществам, ч. | 1 | более 8 | более 8 | более 24 | более 24 | более 24 |
| 4. Стойкость к растворителям, ч.: | ||||||
| бензин | 0,25 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 |
| ацетон | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 |
| автотракторное масло | 0,25 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 |
| керосин | 0,25 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 |
| этилацетат | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 |
| дихлорэтан | 0,25 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 |
| 5. Стойкость к агрессивным веществам, ч.: | ||||||
| гидрооксид натрия | 2 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 |
| серная кислота | 1 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 | более 8 |
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] Заявка на изобретение RU 2007149422 от 27.12.2007 г.
[3] Патент на изобретение RU 2113354, 6 В32В 27/12, В32В 25/08, В32В 25/10, 1998 г.
Многослойный универсальный защитный материал для изготовления защитной одежды от высокотоксичных химически опасных веществ, содержащий слой ткани в виде полиамидного и полиэфирного полотна, прорезиненного с внутренней стороны композицией на основе бутилкаучука, отличающийся тем, что с внешней стороны ткани приклеена полиэтилентерефталатная пленка, покрытая с внешней стороны полимерной композицией на основе эластомера, выбранного из ряда: хлорсульфированный полиэтилен, полихлоропреновый каучук или фторсодержащая полимерная композиция, при этом клей выбран из ряда: уретановый, полихлоропреновый, нитрильный.
