ОГНЕСТОЙКИЙ ТЕКСТИЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 1999 года по МПК B32B3/10 B32B27/06 B32B27/18 B32B27/30 C08L27/06 D06M15/21 

Изобретение относится к производству огнестойких текстильных материалов со специальным покрытием для использования их при изготовлении огнестойких фильтрующих средств индивидуальной защиты.

Уровень техники
К материалам, используемым для изготовления огнестойких фильтрующих средств индивидуальной защиты, предъявляется комплекс различных требований. Так, кроме высокой огнестойкости они должны обладать воздухо- и паропроницаемостью, невысокой жесткостью, износостойкостью и устойчивостью к загрязнениям.

Известны огнестойкие текстильные материалы, представляющие собой ткань, промазанную или пропитанную специальным антипиреновым составом, обычно включающим одно или несколько соединений, замедляющих горение. Среди них галоген-, фосфор-, фосфоргалоген-, фосфоразотсодержащие соединения. Часто эти соединения используют в сочетании с оксидами и солями металлов, усиливающими действие основных замедлителей горения.

Так, известен огнестойкий текстильный материал (патент США N 4032517, 1977 г. ), в котором на ткань с двух сторон нанесена композиция, содержащая хлорвиниловый парафин, сополимер этилена и винилацетата, триоксид сурьмы, карбонат кальция, оксид цинка и каолин. Однако этот материал не обладает воздухопроницаемостью и поэтому не может применяться при изготовлении защитной одежды фильтрующего типа.

Известен также огнестойкий текстильный материал (патент США N 4045406, 1977 г. ), в котором на основу на целлюлозных и синтетических волокон нанесено трехслойное покрытие путем последовательной пропитки сначала гликолевым раствором бората цинка, затем мочевиноформальдегидной смолой, совмещенной с триоксидом сурьмы и, далее, смесью трикрезилфосфата, хлорированного парафина и поливинилхлорида. Этот материал, хотя и имеет достаточную огнестойкость, но воздухонепроницаем, тяжел и имеет повышенную жесткость, и поэтому также непригоден для изготовления фильтрующей защитной одежды.

Для того, чтобы придать текстильной основе огнестойкость при сохранении воздухо- и паропроницаемости, чаще всего осуществляют ее огнестойкую пропитку антипиреновым составом из раствора (М. Окадо "Регулирование огнестойкости текстильных материалов", J. Jap. Res. Assoc. Text. End - Uses", 1979 г. , т. 20, N 4, с. 122; Киркина Л.И., Романова Л.И., Баскова Т.Т. "Огнезащитная отделка текстильных материалов в СССР и за рубежом", М., 1981, Вып. 1; патент Великобритании N 4893, 1979 г.). Такие материалы имеют воздухопроницаемость и достаточную огнестойкость. Однако устойчивость таких материалов при их эксплуатации невелика, так как огнезащитные пропитки, проникая в структуру ткани, снижают ее прочностные характеристики. Кроме того, такие материалы имеют недостаточный уровень термозащитных свойств. Существенным недостатком этих материалов с антипиреновыми пропитками является и ограниченность ассортимента тканей, используемых в качестве основы, так как пропитки в силу специфики своей химической природы могут закрепляться только на целлюлозных основах, т.е. тканях из хлопковых и вискозных волокон, а на тканях из синтетических волокон, например полиэфирных, полиамидных, эти пропитки не закрепляются.

Наиболее близким техническим решением является материал, представляющий собой текстильное полотно из стекловолокна с нанесенным на него антипиреновым составом на основе поливинилхлорида, содержащим двузамещенный фосфорно-кислый аммоний, диоктилфталат и пентаэритрит (патент России N 2091424 C1, C 08 L 27/06, 27.09.1997 г.).

Однако этот материал совершенно непригоден для изготовления фильтрующих средств индивидуальной защиты из-за его высокой массы (масса 1 м² более 1,5 кг при толщине ПВХ-покрытия 2 мм) и полного отсутствия у материала гигиенических свойств, т.к. он совершенно воздухонепроницаем. К тому же стеклоткань вызывает раздражение кожных покровов человека.

Таким образом, для изготовления фильтрующих средств индивидуальной защиты неизвестны огнестойкие текстильные материалы, которые обладали бы одновременно достаточными термозащитными свойствами, огнестойкостью, воздухопроницаемостью, малой жесткостью и были бы устойчивы при эксплуатации.

Сущность изобретения
Изобретательская задача состояла в создании огнестойкого текстильного материала с нанесенным на текстильное полотно дискретным покрытием, содержащим антипирены, который обладал бы высокими гигиеническими и эксплуатационными свойствами при сохранении показателей термозащиты и огнестойкости.

Поставленная задача решена огнестойким текстильным материалом, содержащим текстильное полотно с нанесенным на него антипиреновым составом на основе поливинилхлорида, в котором поливинилхлорид представляет собой эмульсионный поливинилхлорид, при этом антипиреновый состав нанесен на текстильное полотно в виде дискретного слоя, элементы которого выполнены в виде различных по геометрии, расположенных в различном сочетании друг с другом элементов, причем проход по прямой между соседними элементами перекрыт ими или другими элементами.

Отличительными признаками изобретения являются использование в качестве поливинилхлорида эмульсионного поливинилхлорида и взаимное расположение различных по геометрии элементов дискретного ПВХ-полимерного слоя, при котором проход по прямой между соседними элементами перекрыт ими или другими элементами.

Это позволяет придать материалу высокие гигиенические и эксплуатационные свойства при сохранении показателей термозащиты и огнестойкости. При этом отсутствуют ограничения по ассортименту тканей, используемых в качестве основы.

При интенсивном нагреве такого материала под действием мощных тепловых потоков или открытого пламени инициируется протекание специфических процессов обрыва цепи при газофазном термоокислении смеси продуктов деструкции покрытия и основы.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Для осуществления изобретения используют следующие материалы. В качестве тканевой основы может быть использован любой, без ограничения текстильный материал, удовлетворяющий требованиям потребителя по основным физико-механическим показателям. В качестве полимерного связующего для изготовления покрытия используют эмульсионный поливинилхлорид (ГОСТ 14039), представляющий собой порошок белого цвета с температурой самовоспламенения 500^oC.

В качестве пластификаторов для получения ПВХ-пластизоля используют такие известные соединения, как 2-этилгексилфталат (диоктилфталат) (ГОСТ 8728-88); алкиловый эфир ортофталевой кислоты-ДАФ-789 (ГОСТ 8728-77Е); алкиловый эфир ортофталевой кислоты-ДАФ-68 (ГОСТ 8728-77Е); (ди-2-этилгексил)-фенилфосфат-ДАФФ (ТУ 6-05-1611-78); трихлорэтилфосфат-полный эфир ортофосфорной кислоты и этиленхлоргидрина-ТХЭФ (ТУ 6-05-1611-78); хлорпарафин-ХП-470 (ТУ 6-01-568-79).

В качестве стабилизаторов поливинилхлорида используют стеариновокислый кальций (ТУ 6-09-4104-75); смолы эпоксидно-диановые-ЭД-16, ЭД-20 (ГОСТ 10587-76); стабилизатор-СКС К-17 (ТУ 6-09-4346-78), представляющий собой барий-кадмий-цинковые соли синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₃. При составлении колера используют различные пигменты без ограничения.

В качестве антипиренов могут быть использованы трехокись сурьмы (ТУ 48-141-72); гидроокись алюминия (ТУ 6-09-426-70); трис(2,3-дибромпропил)-фосфат (ТУ 6-16-3086-88); хлорпарафин ХП-1100 (ТУ 6-01-597-71).

Материал изготавливают следующим образом. Готовят ПВХ-пластизоль путем смешения ПВХ-смолы с пластификаторами, стабилизаторами, антипиренами и, если необходимо, пигментами и последующего созревания полученной пасты. ПВХ-пластизоль наносят на текстильное полотно в виде дискретного покрытия с помощью перфорированных шаблонов, после чего материал термообрабатывают для желирования композиции при температуре 150 - 180^oC в течение, соответственно, 15 - 3 мин. После охлаждения материал разбраковывают.

Варианты различного расположения элементов дискретного полимерного слоя, исключающего проходы по прямой для распространения пламени, приведены на фигурах 1 - 18. Свойства этих огнестойких текстильных материалов приведены в таблице. Там же приведены свойства материала с антипиреновой пропиткой (прототип). Из таблицы видно, что во всех случаях обеспечивается более высокая термозащитность материалов по сравнению с прототипом.

Огнестойкий текстильный материал представляет собой текстильное полотно с нанесенным на него антипиреновым составом. При этом состав нанесен в виде дискретного слоя на основе эмульсионного поливинилхлорида. Элементы этого слоя выполнены в виде различных по геометрии, расположенных в различном сочетании друг с другом элементов, причем проход по прямой между соседними элементами перекрыт ими или другими элементами. Изобретение позволяет придать материалу более высокие термозащитные свойства при сохранении воздухопроницаемости и комплекса эксплуатационных свойств. 18 ил., 1 табл.

Огнестойкий текстильный материал, содержащий текстильное полотно с нанесенным на него антипиреновым составом на основе поливинилхлорида, отличающийся тем, что поливинилхлорид представляет собой эмульсионный поливинилхлорид, при этом антипиреновый состав нанесен на текстильное полотно в виде дискретного слоя, элементы которого выполнены в виде различных по геометрии, расположенных в различном сочетании друг с другом элементов, причем проход по прямой между соседними элементами перекрыт ими или другими элементами.