Способ получения многослойного изолирующего материала с барьерным слоем
Владельцы патента RU 2745948:
Акционерное общество "Казанский химический научно-исследовательский институт" (АО "КазХимНИИ") (RU)
Изобретение относится к способу получения многослойного изолирующего материала с барьерным слоем, обладающего универсальными защитными свойствами, предназначенного для изготовления защитной одежды от жидкой фазы, паров и газов токсичных, в том числе высокотоксичных, агрессивных, окисляющих химических веществ, нефтепродуктов, от воздействия открытого пламени и тепловых потоков, включающий модификацию изолирующего материала, представляющего собой полиамидную или полиэфирную ткань или смешанные ткани хлопок-полиамид или хлопок-полиэфир с нанесенным с одной или двух сторон слоя на основе БК или БК с синтетическим каучуком этиленпропиленовым тройным (СКЭПТ), заключающуюся в последовательном нанесении на верхнюю сторону изолирующего материала адгезива на основе полихлоропренового каучука (ПХП), ламинировании пленкой с последующим нанесением полимерного слоя из композиции на основе хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ) и ПХП в массовом соотношении 75-85:15-25 и полимерного слоя из композиции на основе ХСПЭ и ПХП в массовом соотношении 75-85:15-25, включающего алюминиевую пудру, и дальнейшей вулканизацией при температуре 120-140°С. Технический результат заключается в обеспечении универсальности, многофункциональности материала с пониженной поверхностной плотностью, одновременно обладающего высокими защитными свойствами от различных химических продуктов, от открытого пламени, тепловых потоков, стойкого к истиранию. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.
Изобретение относится к способу получения многослойного изолирующего материала с барьерным слоем, обладающего универсальными защитными свойствами, для изготовления защитной одежды от жидкой фазы, паров и газов токсичных, в том числе высокотоксичных, агрессивных, окисляющих химических веществ, нефтепродуктов, от воздействия открытого пламени и тепловых потоков.
Известен способ получения многослойного изолирующего материала с широким спектром защитных свойств (патент RU 2521053, МПК В32В 25/10, А62В 17/00, опубл. 27.06.2014). Для модификации использованы прорезиненные материалы с односторонним и двухсторонним покрытием ткани-основы резиновыми смесями на основе бутилкаучука (БК) и его смеси с синтетическим каучуком этиленпропиленовым тройным (СКЭПТ), а также композиции на основе хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ) и полихлоропренового каучука (ПХП). Многослойный изолирующий материал с широким спектром защитных свойств содержит барьерный чешуйчатый пигмент и применяется для изготовления изолирующих костюмов высшего уровня защиты от промышленных токсикантов.
Недостатком данного изобретения является более низкий уровень защиты от капель высокотоксичного тестового химиката (ТХ), чем у многослойных тканей с пленочным барьерным слоем.
Современные многослойные изолирующие материалы с универсальными, многофункциональными свойствами должны содержать барьерные слои из полимерных пленок, обеспечивающих высокие защитные свойства от капель ТХ, обладающего большой проникающей способностью, и повышенные защитные свойства к открытому пламени и тепловым потокам.
Получение универсальных защитных материалов основывается на принципе многослойности, использовании различных по свойствам каучуков и полимерных пленок. БК имеет самую низкую из известных каучуков газопроницаемость, хлорированные каучуки (ХСПЭ, ПХП) придают материалам химическую стойкость и стойкость к открытому пламени. Ориентированные пленки из жесткоцепных полимеров придают многослойным материалам повышенную защиту от жидкой и газообразной фаз химических веществ, повышенную стойкость к воздействию открытого пламени и теплостойкость за счет увеличения слойности материалов. Эти свойства материалов важны для костюмов, предназначенных для аварийно-спасательных формирований, персонал которых может проводить работу в различных экстремальных условиях.
Известен четырехслойный защитный изолирующий материал ([Элекронный ресурс] - режим доступа https://www.draeger.com), структура которого включает внешнее покрытие - барьерный слой - ткань-основу - внутреннее покрытие.
Недостатками четырехслойного защитного изолирующего материала являются повышенные показатели жесткости и поверхностной плотности (до 720 г/м2), усложненная технология, дорогие термоклея и специальное оборудование, необходимые для его изготовления.
Известен пятисложный защитный изолирующий материал ([Элекронный ресурс] - режим доступа https://www.MSAsafety.com), структура которого включает покровный слой из эластомера - пленочный ламинат - слой БК - полиамидная несущая ткань - слой БК.
Недостатками пятислойного защитного изолирующего материала являются повышенная жесткость, поверхностная плотность до 560 г/м2, усложненная технология, дорогие термоклея, специальное оборудование, необходимые для его изготовления.
Наиболее близким по технической сущности является многослойный универсальный защитный материал (патент RU 2418680, МПК В32В 25/10, В32В 27/12, А62В 17/00, опубл. 20.05.2011). Технический результат известного материала достигается изготовлением многослойного универсального защитного материала, содержащего текстильную основу, с одной (внутренней) стороны которой расположен резиновый (бутиловый) слой, с другой - полиэтилентерефталатная пленка, приклеенная к основе с помощью клея и покрытая снаружи защитным слоем эластомера на основе ХСПЭ, ПХП или фторкаучука. Полученный таким способом многослойный универсальный защитный материал обладает полизащитными свойствами.
Данное изобретение имеет ряд недостатков:
- технологический процесс получения многослойного универсального защитного материала прерывистый, усложнен;
- после приклеивания на клеепромазочной машине (шпрединг) пленки к прорезиненной с одной стороны ткани-основы (пленка приклеивают со стороны текстиля) при температуре окружающего воздуха не менее 30°С, образец выдерживают 24 ч для «созревания» клея;
- дальнейшую активацию полиэтилентерефталатной пленки перед нанесением полимерной композиции на основе ХСПЭ, ПХП или фторкаучука проводят вручную спиртовым раствором гидроксида натрия.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание способа получения многослойного изолирующего материала с барьерным слоем, универсального, многофункционального, с пониженной поверхностной плотностью, но с высокими защитными свойствами от различных химических продуктов, от открытого пламени, тепловых потоков, стойкого к истиранию, увеличение защитных свойств и упрощение технологического процесса его получения.
Технический результат достигается способом получения многослойного изолирующего материала с барьерным слоем, включающий модификацию изолирующего материала, представляющего собой полиамидную или полиэфирную ткань, или смешанные ткани хлопок-полиамид или хлопок-полиэфир с нанесенным с одной или двух сторон слоя на основе БК или БК с синтетическим каучуком этиленпропиленовым тройным (СКЭПТ), заключающуюся в последовательном нанесении на верхнюю сторону изолирующего материала адгезива на основе полихлоропренового каучука (ПХП), ламинировании пленкой с последующим нанесением полимерного слоя из композиции на основе хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ) и ПХП в массовом соотношении 75-85:15-25 и полимерного слоя из композиции на основе ХСПЭ и ПХП в массовом соотношении 75-85:15-25, включающего алюминиевую пудру, и дальнейшей вулканизацией при температуре 120-140°С.
Отличительными признаками способа получения многослойного изолирующего материала с барьерным слоем является то, что ламинирование проводят полиамидной или полиимидной пленкой при температуре окружающего воздуха 15-30°С, а вулканизацию проводят при температуре 120-140°С после предварительной тепловой обработки модифицированного изолирующего материала при температуре 70-100°С.
Использование полиамидной или полиимидной пленки взамен полиэтилентерефталатной (лавсановой) пленки повышает устойчивость материала к истиранию и изгибам по ГОСТ Р 12.4.284-2013, способствует лучшей межслойной адгезии.
В качестве основы используют изолирующие материалы на основе БК и его сополимеров предпочтительно с поверхностной плотностью 280-320 г/м2.
Принцип получения многослойного изолирующего материала с барьерным слоем на основе различных полимеров, каждый из которых выполняет свои защитные функции, позволяет получить многослойный изолирующий материал с барьерным слоем с универсальными защитными свойствами.
Конструкции многослойного изолирующего материала с барьерным слоем представлены на фиг. 1 и фиг. 2.
Многослойный изолирующий материал с барьерным слоем, полученный по заявленному способу на основе одностороннего материала, содержит слой несущей ткани (1), с внешней стороны которой расположен слой на основе БК (2), на него нанесен адгезив (3), далее барьерный слой (4), покрытый полимерными слоями (5, 6) по рецептурам 1, 2 соответственно (фиг. 1).
Многослойный изолирующий материал с барьерным слоем, полученный по заявленному способу на основе двухстороннего материала, содержит слой несущей ткани (1), с двух сторон которой расположены слои на основе БК или БК СКЭПТ (2, 3), над слоем (3) расположен адгезив (4), далее барьерный слой (5), покрытый полимерными слоями (6, 7) по рецептурам 1, 2 соответственно (фиг. 2).
В качестве несущей ткани используют полиамидную или полиэфирную ткани или смешанные ткани хлопок-полиамид, или хлопок-полиэфир.
В качестве полимерных слоев используют полимерные композиции на основе ХСПЭ и ПХП в соотношении 75-85:15-25 мас. ч., в качестве адгезива - клея на основе ПХП: «4НБ-ув», или «Крис-5», или клей по рецептуре 1 (в основном, как грунт).
В качестве барьерного слоя в основном используют полиамидную или полиимидную пленки.
Многослойный изолирующий материал с барьерным слоем изготавливают известными способами ламинирования и прорезинивания полимерно-текстильных материалов.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
На лицевую сторону одностороннего изолирующего материала с БК наносят клей «4НБ-ув», после выхода изолирующего материала из зоны нагрева его ламинируют полиамидной пленкой. Далее наносят полимерную композицию на основе ХСПЭ и ПХП по рецептуре 1 при следующих соотношениях компонентов, мас.ч.:
Рецептура 1
| ХСПЭ | 80,0±5 |
| ПХП | 20,0±5 |
| Алюминия гидрооксид | 33,0±3 |
| Сурьмы трехокись | 15,0±1,5 |
| Хлорпарафин | 15,0±1,5 |
| Магния окись | 10,0±1,0 |
| Канифоль | 2,5±0,25 |
| Пигмент желтый | 2,0±0,2 |
| Каптакс | 0,3±0,03 |
| Тиурам | 0,6±0,06 |
| Бензин | 140,3±20,0 |
| Этилацетат | 280,6±30,0 |
Далее наносят полимерную композицию на основе ХСПЭ и ПХП по рецептуре 2 при следующих соотношениях компонентов, мас. ч.:
Рецептура 2
| ХСПЭ | 80,0±5 |
| ПХП | 20,0±5 |
| Алюминия гидрооксид | 33,0±3 |
| Сурьмы трехокись | 15,0±1,5 |
| Хлорпарафин | 15,0±1,5 |
| Магния окись | 10,0±1,0 |
| Алюминиевая пудра | 15,0±1,5 |
| Канифоль | 2,5±0,25 |
| Пигмент желтый | 2,0±0,2 |
| Каптакс | 0,3±0,03 |
| Тиурам | 0,6±0,06 |
| Бензин | 140,3±20,0 |
| Этилацетат | 280,6±30,0 |
Выкладка полимерных композиций на основе ХСПЭ и ПХП по рецептурам 1 и 2 на полиамидную пленку проводят в соотношении 1:1. Далее модифицированные изолирующие материалы подвергают предварительной, тепловой обработке при температуре 70-100°С с последующей вулканизацией при температуре 120-140°С.
Пример 2
На лицевую сторону двухстороннего изолирующего материала на основе БК с СКЭПТ наносят клей «Крис-5», после выхода изолирующего материала из зоны нагрева его ламинируют полиимидной пленкой, далее наносят полимерную композицию на основе ХСПЭ и ПХП по рецептуре, указанной в примере 1.
Далее наносят полимерную композицию на основе ХСПЭ и ПХП по рецептуре 2, указанной в примере 1.
Выкладка полимерных композиций на основе ХСПЭ и ПХП по рецептурам 1 и 2 на полиимидную пленку проводят в соотношении 1:1. Далее модифицированные изолирующие материалы подвергают предварительной тепловой обработке при температуре 70-100°С с последующей вулканизацией при температуре 120-140°С.
Пример 3
На лицевую сторону двухстороннего изолирующего материала на основе БК наносят последовательно клей по рецептуре 1 и клей «4НБ-ув», после выхода изолирующего материала из зоны нагрева его ламинируют полиамидной пленкой, далее наносят полимерную композицию на основе ХСПЭ и ПХП по рецептуре 1, указанной в примере 1.
Далее наносят полимерную композицию на основе ХСПЭ и ПХП по рецептуре 2, указанной в примере 1.
Выкладка полимерных композиций на основе ХСПЭ и ПХП по рецептурам 1 и 2 на полиимидную пленку проводят в соотношении 1:1. Далее модифицированные изолирующие материалы подвергают предварительной тепловой обработке при температуре 70-100°С с последующей вулканизацией при температуре 120-140°С.
Результаты испытаний физико-механических и защитных свойств образцов многослойного изолирующего материала с барьерным слоем, полученных по предлагаемому способу, в сравнении с образцами многослойного универсального защитного материала (патент RU 2418680, опубл. 20.05.2011) представлены в таблице 1.
Испытания физико-механических и защитных свойств образцов многослойного изолирующего материала с барьерным слоем проведены по проверенным стандартам и методикам. 
Таким образом, многослойный защитный материал с барьерным слоем, полученный по предлагаемому способу, обладает пониженной поверхностной плотностью, стойкостью к истиранию, высокими физико-механическими и универсальными защитными свойствами при воздействии паров, газов, жидкой фазы токсичных (в том числе высокотоксичных), агрессивных, окисляющих химических веществ, нефтепродуктов, от тепловых потоков и открытого пламени, при этом технологический процесс его получения непрерывный, не требуется времени на «созревание» клея, активации полиамидной или полиимидной пленки перед нанесением полимерной композиции на основе ХСПЭ и ПХП, ламинирование проводят при температуре окружающего воздуха 15-30°С.
1. Способ получения многослойного изолирующего материала с барьерным слоем, обладающего широким спектром защитных свойств, для изготовления защитной одежды от жидкой фазы, паров и газов токсичных, в том числе высокотоксичных, агрессивных, окисляющих химических веществ, нефтепродуктов, от воздействия открытого пламени и тепловых потоков, включающий модификацию изолирующего материала, представляющего собой материал с нанесенным на ткань с одной или двух сторон слоев на основе бутилкаучука (БК) или БК с синтетическим каучуком этиленпропиленовым тройным (СКЭПТ), соответственно, с помощью нанесения на верхнюю (лицевую) сторону изолирующего материала адгезива на основе полихлоропренового каучука (ПХП), ламинировании пленкой с последующим нанесением полимерного слоя на основе хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ) и ПХП в массовом соотношении 75-85:15-25 и полимерного слоя из композиции на основе ХСПЭ и ПХП в массовом соотношении 75-85:15-25, включающего чешуйчатый пигмент - алюминиевую пудру, и дальнейшей вулканизацией при температуре 120-140°С.
2. Способ получения многослойного изолирующего материала с барьерным слоем по п. 1, отличающийся тем, что ламинирование проводят полиамидной или полиимидной пленкой при температуре окружающего воздуха 15-30°С.
3. Способ получения многослойного изолирующего материала с барьерным слоем по п. 1, отличающийся тем, что вулканизацию проводят при температуре 120-140°С после тепловой обработки модифицированного изолирующего материала при температуре 70-100°С.
