Облегченный морозостойкий материал с пониженной горючестью


 


Владельцы патента RU 2470045:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Ивановский научно-исследовательский институт пленочных материалов и искусственной кожи технического назначения" Федеральной службы безопасности Российской Федерации (ФГУП "ИвНИИПИК" ФСБ России) (RU)

Изобретение относится к области переработки полимеров, в частности к производству искусственных кож, которые могут быть использованы для изделий технического и специального назначения. Композиция содержит пленкообразующее - поливинилхлорид суспензионный; пластификаторы - диоктилфталат, диоктилсебацинат, бутадиен-нитрильный каучук синтетический марки БНКС-28; стабилизатор-барий, кадмий, цинксодержащий комплексный марки Вигостаб БКЦ; антипирирующие добавки - триоксид сурьмы, гидроксид магния марки «Экопирен 5С», хлорированный парафин марки ХП-470, оксид цинка; диспергатор - этиленбисстеарамид; наполнитель - мел; пигменты. Полученный материал характеризуется невысокой массой 1 м2, эластичностью, морозостойкостью, воздухонепроницаемостью, водоупорностью, огнестойкостью (не поддерживает горение, не образует капель при горении). 4 табл., 7 пр.

 

1. Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области переработки полимеров, в частности, к производству искусственных кож, которые могут быть использованы для изделий технического и специального назначения.

2. Уровень техники

Известен термостойкий материал, полученный по способу изготовления, изложенному в Патенте РФ 2034874, С 081 27/06 от 30.06.1992 г. Указанный материал не может быть использован для изготовления облегченных средств индивидуальной защиты (СИЗ) по причине недостаточной огнестойкости и эластичности, повышенной массы 1 м2.

Известен также термостойкий материал, полученный по способу изготовления, изложенному в Патенте РФ 2210647 С1, от 20.06.2003 г., однако указанный материал недостаточно огнестоек, т.к. кислородный индекс (КИ) равен 28% кислорода (O2), что существенно снижает защитные свойства СИЗ, кроме того, он имеет высокую массу 1 м2 - 600 г/м2, увеличенную жесткость - 14÷18 cH (таблица 2).

3. Раскрытие изобретения

Задачей данного изобретения является создание облегченного морозостойкого полимерного материала с пониженной горючестью, пригодного для использования в качестве изделий технического и специального назначения для средств индивидуальной защиты.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в качестве основы для облегченного материала, состоящего из полиэфирной ткани с полимерным покрытием, используют ткань полотняного переплетения с поверхностной плотностью - 70 г/м2, при этом соотношение полиэфирной основы и поливинилхлоридного покрытия составляет: 1:4,5.

Для достижения статической морозостойкости полимерное покрытие на основе суспензионного поливинилхлорида дополнительно содержит смесь пластификаторов - диоктилфталат (ДОФ), диоктилсебацинат (ДОС) и бутадиен-нитрильный каучук синтетический марки БНКС-28 в соотношении: 1:1:0,8 соответственно. В качестве стабилизатора используется комплексный барий, кадмий, цинксодержащий стабилизатор марки Вигостаб БКЦ.

Антипирирующая добавка выполнена в виде смеси триоксида сурьмы, хлорированного парафина марки ХП-470, гидроксида магния марки «Экопирен 5С» и оксида цинка в соотношении 1:1:5:0,5 соответственно.

4. Осуществление изобретения

Облегченный полимерный материал включает полиэфирную основу и поливинилхлоридное покрытие. Материал отличается тем, что основа выполнена из нити полиэфирной текстурированной с пневмосоединениями линейной плотности 16,7 текс f 48 в основе и нити полиэфирной текстурированной с пневмосоединениями линейной плотности 33,3 текс f 96 в утке, при этом массовое соотношение слоев составляет:

лицевой: промежуточный (частично армированная основа): изнаночный 3,7:1:0,8 соответственно, а массовое соотношение слоев - полиэфирная основа: полимерное покрытие 1:4,5, полученный на основе суспензионного поливинилхлорида и дополнительно содержащий смесь пластификаторов - диоктилфталата, диоктилсебацината и бутадиен-нитрильного каучука синтетического марки БНКС-28 в соотношении 1:1:0,8 соответственно, в качестве стабилизатора используется барий, кадмий, цинксодержащий комплексный стабилизатор марки Вигостаб БКЦ, в качестве антипирирующих добавок - триоксид сурьмы, хлорпарафин марки ХП-470, гидроксид магния марки «Экопирен 5С» и оксид цинка в соотношении 1:1:5:0,5 соответственно, в качестве наполнителя мел, в качестве диспергатора антипирирующих добавок используется этиленбисстеарамид, для окрашивания композиции применяются пигменты, а количественный состав поливинилхлоридной композиции выбран при следующем соотношении, мас.ч.:

1. Поливинилхлорид марки С-7059М 100,0
2. Диоктилфталат (ДОФ) 25,0
3. Диоктилсебацинат (ДОС) 25,0
4. Бутадиен-нитрильный каучук синтетический марки БНКС-28 20,0
5. Барий, кадмий, цинксодержащий комплексный стабилизатор марки Вигостаб БКЦ 3,0
6. Триоксид сурьмы 10,0
7. Хлорпарафин марки ХП-470 10,0
8. Гидроксид магния марки «Экопирен 5С» 50,0
9. Оксид цинка 5,0
10. Мел 10,0
11. Этиленбисстеарамид 0,5
12. Пигменты 0,8
Итого: 259,3

В качестве сырья используются компоненты, приведенные в таблице 4.

В качестве основы при изготовлении облегченного морозостойкого материала с пониженной горючестью используется полиэфирная ткань суровая ТЕНТ 17/33П (ТО 8201-372900001148-059-2011). Физико-механические показатели полиэфирной ткани приведены в таблице 3.

При изготовлении облегченного морозостойкого материала с пониженной горючестью соблюдается следующая последовательность технологических операций:

1) приготовление полимерной композиции в двухстадийном турбосмесителе;

2) обработка в интенсивном смесителе;

3) обработка на вальцах;

4) обработка в экструдере;

5) нанесение полимерного покрытия на основу на трехвалковом каландре.

Реализация изобретения с разными конкретными значениями отличительных признаков показана в примерах 1÷8 (таблицы 1, 2).

Пример 1

Поливинилхлорид суспензионный марки ПВХ С-7059М, ди-(2-этилгексил)фталат (ДОФ), ди-(2-этилгексил)себацинат (ДОС), хлорпарафин марки ХП-470, барий, кадмий, цинксодержащий комплексный стабилизатор марки Вигостаб БКЦ, взятые в соотношении 100:25:25:10:3 соответственно, обрабатываются в двухстадийном смесителе при температуре 110°С÷120°С в течение 7÷10 минут.

В интенсивный смеситель, нагретый до 150°С, загружаются предварительно развальцованный бутадиен-нитрильный каучук синтетический марки БНКС-28, набухшая ПВХ - композиция из двухстадийного смесителя, предварительно затертые в пасты с диоктилфталатом - триоксид сурьмы в соотношении (3:1), гидроксид магния марки «Экопирен 5С» - (2:1), диоксид цинка - (2:1), мел - (1,5:1), пигменты - (1:0,8). Полученная смесь обрабатывается в течение 3 минут.

Соотношение пластифицирующих добавок (ДОФ, ДОС, бутадиен-нитрильный каучук) марки БНКС-28 составляет 1:1:0,8 соответственно.

ПВХ - пластикат после интенсивного смесителя обрабатывается на вальцах и в экструдере.

На полиэфирную основу с техническими показателями, приведенными в таблице 3, на каландре наносится полимерное покрытие таким образом, чтобы соотношение слоев по массе составляло:

лицевой: промежуточный (основа): изнаночный (3,7:1:0,8).

Пример 2

Аналогичен примеру 1, но соотношение пластифицирующих добавок составляет 1:0,43:0,43 соответственно.

Соотношение антипирирующих добавок составляет 1:1:3:0,3 соответственно.

Пример 3

Аналогичен примеру 1, но соотношение пластифицирующих добавок составляет 1:1,5:1,25, соответственно.

Соотношение антипирирующих добавок составляет 1:1:3:0,5 соответственно.

Пример 4

Аналогичен примеру 1, но соотношение антипирирующих добавок составляет 1:1:7: 0,7 соответственно.

Содержание мела, этиленбисстеарамида, пигмента составляет соответственно 10; 0,7; 1 мас.ч. на 100 мас.ч. поливинилхлорида.

Пример 5

Аналогичен примеру 1, но соотношение антипирирующих добавок составляет 1:1:4,3:0,7 соответственно.

Содержание мела - 7 мас.ч. на 100 мас.ч. поливинилхлорида. Масса полимерного покрытия составляет 290 г/м2.

Соотношение полиэфирной основы и поливинилхлоридного покрытия составляет 1:4,1.

Пример 6

Аналогичен примеру 1, но соотношение антипирирующих добавок составляет 1:1:2:0,33 соответственно.

Содержание мела - 7 мас.ч. на 100 мас.ч. поливинилхлорида. Масса полимерного покрытия составляет - 350 г/м2.

Соотношение полиэфирной основы и поливинилхлоридного покрытия составляет 1:5.

Пример 7

Аналогичен примеру 1, но соотношение слоев по массе составляет:

лицевой: промежуточный (основа): изнаночный - 3,2:1:1,3.

Пример 8

Аналогичен примеру 1, но соотношение слоев по массе составляет:

лицевой: промежуточный (основа): изнаночный - 4:1:0,5.

Полученный материал испытывался на физико-механические показатели в соответствии с действующими ГОСТами (таблицы 2, 3).

Как видно из данных, приведенных в таблице 2, пример 1, количественный состав поливинилхлоридной композиции для покрытия является оптимальным и позволяет получить заявленный в описании облегченный материал, соответствующий современным требованиям.

Технический результат выражается в использовании в качестве основы полиэфирной ткани полотняного переплетения с поверхностной плотностью 70 г/м2, при соотношении полиэфирной основы и поливинилхлоридного покрытия 1:4,5, что позволяет значительно повысить защитные свойства материала.

При использовании предложенной поливинилхлоридной композиции облегченный материал дает надежные физико-механическими показатели, за счет использования эффективных пластифицирующих и антипирирующих добавок обеспечивается морозостойкость до минус 50°С и пониженная горючесть (КИ равен 32% О2) при массе 1 м2 не более 385 г.

Таблица 1
Состав полимерного покрытия (в массовых частях)
№№ п/п Наименование компонентов Прототип Примеры
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Поливинилхлорид суспензионный марки ПВХ С-7059М 100 100 100 100 100 100 100 100 100
2 Пластификатор: 55÷65
Диоктилфталат 25 35 20 25 25 25 25 25
Диоктилсебацинат 25 15 30 25 25 25 25 25
Бутадиен-нитрильный каучук синтетический марки БНКС-28 20 15 25 20 20 20 20 20
3 Стабилизатор комплексный барий, кадмий, цинксодержащий марки Вигостаб БКЦ 2÷4 3 2,5 4 3 3 3 3 3
4 Триоксид сурьмы 14÷18 10 10 10 10 7 15 10 10
5 Хлорпарафин марки ХП-470 - 10 10 10 10 7 15 10 10
6 Гидроксид магния марки Экопирен 5С - 50 30 30 70 30 30 50 50
7 Оксид цинка - 5 3 5 7 5 5 5 5
8 Мел 9÷11 10 10 15 10 7 7 10 10
9 Этиленбисстеарамид - 0,5 0,5 0,3 0,7 0,5 0,5 0,5 0,5
10 Пигменты 5÷9 0,8 0,8 0,5 1,0 0,8 0,8 0,8 0,8
11 Стеариновая кислота 0,5÷1,5 - - - - - - - -
12 Эпоксидный олигомер 1÷2 - - - - - - - -
13 Смесь диалюминий-тетраоксид кальция с окисью алюминия 10÷15 - - - - - - - -
Итого: 259,3 225,8 259,8 281,7 239,3 239,3 256,3 256,3
Таблица 2
Физико-механические показатели
№№ п/п Наименование показателей Прототип Примеры
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Масса 1 м2, г 590÷620 385 390 390 380 360 420 385 385
2 Разрывная нагрузка полоски 50×200 мм, даН
в продольном направлении 59÷60 75 75 74 72 74 72 74 72
в поперечном направлении 45÷50 60 60 58 57 59 58 59 58
3 Жесткость, cH 14÷18 4,2 4,5 4,4 5,2 4,0 5,0 4,0 5,0
4 Морозостойкость, °C минус 50 50 40 55 45 55 55 50 50
5 Кислородный индекс, % O2 28 33 30 30 33 30 33 33 31
6 Огнестойкость - время самостоятельного горения, с - 0 0 0 0 0 0 0 0
7 Привес полимерного покрытия, г/м2 410-440 315 320 320 310 290 350 315 315
8 Воздухопроницаемость, см3/см2·сек, при давлении (P) 5 атм - 0 0 0 0 0 - 0 0
9 Водопроницаемость при давлении (P) 10 метров водяного столба - 0 0 0 0 0 0 0 0
Таблица 3
Физико-механические показатели полиэфирной ткани
№№ п/п Наименование показателей Факт
1 Поверхностная плотность, г/м2 70÷75
2 Разрывная нагрузка полоски 50×200 мм, даН
- в продольном направлении 71,2
- в поперечном направлении 60
3 Удлинение при разрыве, %
- в продольном направлении 25
- в поперечном направлении 20
4 Переплетение Полотняное
5 Число нитей на 10 см
- в продольном направлении 220
- в поперечном направлении 110
6 Ширина, см 150
Таблица 4
Характеристика используемых компонентов
№№ п/п Наименование Основные качественные показатели Значение
1 2 3 4
1 Поливинилхлорид суспензионный 1. Агрегатное состояние Порошок
ПВХС-7059М, 2. Количество загрязнений и посторонних включений, шт, не более
ГОСТ 14332-78 16
3. Значение K 70-72
4. Насыпная плотность, г/см3 0,45-0,55
5. Остаток после просева
на сите №0315, %, не более 0,5
на сите №0063, %, не более 95
2 Бутадиен-нитрильный синтетический каучук марки БНКС-28, 1. Агрегатное состояние твердое аморфное вещество от желтого до коричневого цвета
ТУ 38.30313-98 2. Вязкость по Муни (100°С)
марка А 45-65
марка Б 58-68
3 Пластификатор - диоктилфталат, ГОСТ 8728-88 1. Агрегатное состояние прозрачная маслянистая жидкость без механических примесей
2. Кислотное число, мг КОН/г, не более 0,07
3. Температура кипения, °С 231
4. Температура вспышки, °С 205
4 Пластификатор - диоктилсебацинат, ГОСТ 8728-88 1. Агрегатное состояние прозрачная маслянистая жидкость без механических примесей
2. Кислотное число, мг КОН/г, не более 0,12
3. Температура кипения, °С 222-248
4. Температура вспышки, °С 215
продолжение таблицы 4
1 2 3 4
5 Комплексный стабилизатор, торговая марка Вигостаб БКЦ, механическая смесь барий-кадмий-цинковых солей 2-этилгексановой и стеариновой кислот в диоктилфталате с добавлением дифенилолпропана, эпоксидированного соевого масла и фосфита НФ, ТУ 2492-410-04872688-99 1. Агрегатное состояние однородная пастообразная масса от кремового до светло-коричневого цвета, без посторонних включений
2. Массовая доля бария, % 3,4-4,0
3. Массовая доля цинка, % 0,03-0,10
4. Массовая доля кадмия, % 6,8-7,9
5. Массовая доля фосфора, % 0,7-1,2
6 Триоксид сурьмы - Sb2O3, 1. Агрегатное состояние порошок белого цвета,
ТУ 48-14-1-88 2. Массовая доля основного вещества, %, твердое вещество
не менее 98,0
7 Гидроксид магния, 1. Агрегатное состояние порошок белого цвета без посторонних включений
торговая марка Экопирен - 5С,
ТУ 1517-003-59074732-2007 2. Насыпная масса, г/л 300-450
3. Гранулометрическое распределение (Д 50%), мкм 3-4,5
4. Гранулометрическое распределение (Д 90%), мкм 10,5-12
5. Потеря массы при прокаливании, %, не менее 30-33
8 Хлорированный парафин, 1. Агрегатное состояние прозрачная маслянистая жидкость без механических примесей
торговая марка ХП-470,
ТУ 6-01-16-90 с изм. №1 2. Кислотность (HCl), %, не более 0,005
3. Температура вспышки, °C, не менее 225
9 Мел природный обогащенный, 1. Агрегатное состояние порошок белого цвета
ГОСТ 12085-73 2. Массовая доля карбоната кальция, % 97-99
3. Массовая доля влаги, %, не более 0,15
10 Цинка оксид, 1. Агрегатное состояние порошок белого цвета
ГОСТ 202-84 2. Массовая доля соединений цинка в пересчете на оксид цинка, %, не менее
99,7
3. Потери массы при прокаливании, %, не более 0,2
11 Этиленбисстеарамид (импортный) 1. Агрегатное состояние порошок белого цвета
2. Температура плавления, °C 140-147

Облегченный полимерный материал, включающий полиэфирную основу полотняного переплетения с поверхностной плотностью 70 г/м2 и поливинилхлоридное покрытие, отличающийся тем, что основа выполнена из нити полиэфирной текстурированной с пневмосоединениями линейной плотности 16,7 текс f 48 в основе и нити полиэфирной текстурированной с пневмосоединениями линейной плотности 33,3 текс f 96 в утке, при этом массовое соотношение слоев составляет лицевой: промежуточный (частично армированная основа): изнаночный 3,7:1:0,8 соответственно, а массовое соотношение слоев полиэфирная основа: полимерное покрытие 1:4,5, полученный на основе суспензионного поливинилхлорида и дополнительно содержащий смесь пластификаторов - диоктилфталата, диоктилсебацината и бутадиен-нитрильного каучука синтетического марки БНКС-28 в соотношении 1:1:0,8 соответственно, в качестве стабилизатора используется барий, кадмий, цинксодержащий комплексный стабилизатор марки Вигостаб БКЦ, в качестве антипирирующих добавок - триоксид сурьмы, хлорпарафин марки ХП-470, гидроксид магния марки «Экопирен 5С» и оксид цинка в соотношении 1:1:5:0,5 соответственно, в качестве наполнителя мел, в качестве диспергатора антипирирующих добавок используется этиленбисстеарамид, для окрашивания композиции применяются пигменты, а количественный состав поливинилхлоридной композиции выбран при следующем соотношении, мас.ч.:

Поливинилхлорид марки С-7059М 1000
Диоктилфталат (ДОФ) 25,0
Диоктилсебацинат (ДОС) 25,0
Бутадиен-нитрильный каучук синтетический марки БНКС-28 20,0
Барий, кадмий, цинксодержащий комплексный стабилизатор
марки Вигостаб БКЦ 3,0
Триоксид сурьмы 10,0
Хлорпарафин марки ХП-470 10,0
Гидроксид магния марки «Экопирен 5С» 50,0
Оксид цинка 5,0
Мел 10,0
Этиленбисстеарамид 0,5
Пигменты 0,8


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу изготовления текстильного покрытия (2) из полотна (3) из волокна, содержащего: заднюю поверхность (8В), первую область (5), вторую область (7) и переднюю поверхность (8А), причем первая область является областью сцепления, в которой волокна (4) полотна (3) интегрированы в плотную перепутанную структуру (5), удерживающую эти волокна (4), и которая расположена только в части толщины (6) полотна (3), а вторая область (7) расположена в другой части толщины (6) полотна (3) вплоть до упомянутой передней поверхности (8А).
Изобретение относится к герметичному эластичному материалу, который включает текстильную основу из синтетических нитей и нанесенное на нее с лицевой и изнаночной стороны полиуретановое покрытие, сформированное из раствора полиуретанового полимера и полиизоцианата в органическом растворителе, причем в качестве текстильной основы он содержит ткань с поверхностной плотностью 70-80 г/м2, выполненную из высокомодульных нитей СВМ линейной плотности 14,3 или 29,3 текс с круткой 100±10 кр/м, имеющую разрывную нагрузку не менее 1200 Н и удлинение при разрыве не более 8%, покрытие дополнительно содержит наполнитель и антипирен, а массовое соотношение привеса полимерного покрытия на лицевой и изнаночной сторонах составляет соответственно 1:(2-3).
Изобретение относится к ткани для покрытия воздушных летательных аппаратов, к способу ее изготовления и нанесения на указанные аппараты. .
Изобретение относится к термопластичным термически расширяющимся микросферам и их применению. .
Изобретение относится к термопластичным термически расширяющимся микросферам и их применению. .

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано при изготовлении внутренних деталей обуви и протезно-ортопедических изделий на базе нетканых иглопробивных синтетических волокон и кожевенных отходов.
Изобретение относится к напольным покрытиям и может быть использовано при покрытии пола в жилых квартирах или в производственных помещениях. .

Изобретение относится к кабельной технике, а именно полимерным композициям на основе поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, выделением дыма в условиях тления и горения и хлористого водорода при горении, предназначенным для изоляции, внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей.
Изобретение относится к способу получения жесткой поливинилхлоридной композиции с использованием в качестве органического наполнителя древесной муки для изготовления высоконаполненных древесно-полимерных материалов.
Изобретение относится к полимерным композициям на основе поливинилхлорида для получения пленочных материалов и искусственной кожи. .

Изобретение относится к области химической технологии полимерных материалов, в частности к пластифицированным композициям на основе поливинилхлорида, и может быть использовано для получения нетоксичных пластифицированных материалов пищевого и медицинского назначения.

Изобретение относится к области получения полимерных композиций на основе хлорвиниловых полимеров, которые могут быть использованы в различных отраслях народного хозяйства, в частности пластификатора и полимерной композиции на его основе.
Изобретение относится к технологии жестких поливинилхлоридных (ПВХ) композиций с использованием в качестве органического наполнителя древесной муки, модифицированной кремнезолем, для изготовления высоконаполненных древесно-полимерных материалов.

Изобретение относится к области хлорированных термопластичных материалов с минеральным наполнителем, обладающих повышенной совместимостью указанного наполнителя с хлорированной термопластичной смолой.

Изобретение относится к стабилизирующей системе для галогенсодержащих полимеров, а также к композиции и изделию, изготовленному из композиции, содержащим стабилизирующую систему.
Изобретение относится к наполненным пластифицированным поливинилхлоридным композициям, предназначенным для производства пленочного материала, используемого при изготовлении натяжных потолков в производственных и бытовых помещениях при строительстве и ремонте.
Изобретение относится к химии полимеров, а именно к древесно-полимерным композициям на основе поливинилхлорида, которые могут быть использованы для получения профильно-погонажных изделий.
Наверх