Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2470045

(19)

RU

(11)

2470045

(13)

C1

(51) МПК C08L27/06 (2006.01)

C08K13/02 (2006.01)

D06N3/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.12.2012 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011128522/05, 08.07.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

08.07.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 08.07.2011

(45) Опубликовано: 20.12.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2210647 C1, 20.06.2003. RU 2034874 C1, 10.05.1995. RU 2265684 C1, 10.12.2005. RU 2147028 C1, 27.03.2000. RU 2353720 C2, 27.04.2009. RU 2210647 C1, 20.12.2003.

Адрес для переписки:

153020, г.Иваново, ул. 12-я Сосневская, 5, ФГУП "ИвНИИПИК" ФСБ России

(72) Автор(ы):

Сорокина Валентина Афанасьевна (RU),

Пискунова Евгения Евгеньевна (RU),

Кузнецова Светлана Владимировна (RU),

Кузнецов Виктор Борисович (RU),

Васильев Денис Михайлович (RU),

Варнашова Надежда Петровна (RU),

Ефремова Людмила Сергеевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

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)

(54) ОБЛЕГЧЕННЫЙ МОРОЗОСТОЙКИЙ МАТЕРИАЛ С ПОНИЖЕННОЙ ГОРЮЧЕСТЬЮ

(57) Реферат:

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 м 2 , 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 м 2 .

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 (O 2 ), что существенно снижает защитные свойства СИЗ, кроме того, он имеет высокую массу 1 м 2 - 600 г/м 2 , 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/м 2 , 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/м 2 .

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/м 2 .

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/м 2 , 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% О 2 ) при массе 1 м 2 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 м 2 , 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, % O 2

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/м 2

410-440

315

320

320

310

290

350

315

315

8

Воздухопроницаемость, см 3 /см 2 ·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/м 2

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/см 3

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 - Sb 2 O 3 ,

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

Формула изобретения

Облегченный полимерный материал, включающий полиэфирную основу полотняного переплетения с поверхностной плотностью 70 г/м 2 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