СОСТАВ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ НА РУКАВИЦЫ Российский патент 2003 года по МПК A41D19/15 A41D13/00 C08L27/06 

Изобретение относится к производству средств индивидуальной защиты человека от влияния агрессивных сред, в частности к производству защитного покрытия рукавиц для работы на нефтепромыслах.

Известно использование полимерной композиции для изготовления искусственной кожи с прерывистым покрытием для средств защиты кистей рук, содержащая эмульсионный поливинилхлорид, диоктилфталат, диоктилсебацинат, веретенное масло, мел, стеарат кальция, при этом с целью повышения прочности, сопротивления раздиру, технологичности и снижения истираемости при одновременном снижении расхода композиции, она дополнительно содержит оксид алюминия с размером частиц 0,1-5 мкм, канифоль, хлорпарафин, оксид магния и хромовокислый стеарат при следующем соотношении компонентов, мас.% [см. авторское свидетельство SU 1650665 от 30.12.88 г., кл. C 08 L 27/06]:
Эмульсионный поливинилхлорид - 41,7-60,8
Диоктилфталат - 30,4-31,3
Диоктилсебацинат - 3,1-8,3
Хлорпарафин - 3,0-4,2
Веретенное масло - 0,3-4,2
Мел - 0,6-5,0
Оксид магния - 0,6-2,5
Канифоль - 0,1-0,4
Стеарат кальция - 0,6-1,2
Оксид алюминия - 0,2-0,3
Хромовокислый стеарат - 0,3-0,9
Достоинствами изобретения являются низкая истираемость покрытия и технологичность процесса.

Недостатком применяемого состава является то, что состав сложен в приготовлении, является дорогостоящим, за счет его многокомпонентности. Состав является экономически невыгодным, за счет его нестабильности - жизнеспособность композиции состава составляет всего лишь 84 часа. Покрытие изделия является непрочным за счет невысоких прочностных характеристик.

Наиболее близким к предлагаемому составу по технической сущности и достигаемому результату является состав для нанесения защитного покрытия на рукавицы, включающий поливинилхлорид, пластификатор и дисперсный краситель (см. GB патент 1176957 А, кл. А 41 D 19/00, 1970, 1 лист).

Предложенная нами композиция отличается от известной тем, что она вместо дисперсного красителя содержит наполнитель - двуокись титана, в качестве поливинилхлорида - эмульсионный поливинилхлорид, а в качестве пластификатора - смесь дибутилфталата и диоктилфталата, при соотношении компонентов, мас.%:
Эмульсионный поливинилхлорид - 44,25-47,4
Диоктилфталат - 4,65-11,1
Дибутилфталат - 44,25-47,4
Двуокись титана - Остальное
Достоинствами известной композиции являются поверхность покрытия без эффекта скольжения и приемлемая продолжительность использования.

Недостатком применения состава является многокомпонентность за счет содержания пяти компонентов в композиции, нетехнологичность за счет высоких температур процесса (180-210^oС), сложности технологии нанесения покрытия на рукавицы.

Технической задачей изобретения является упрощение технологии нанесения защитного покрытия на рукавицы за счет уменьшения количества технических операций, повышение технологичности процесса нанесения покрытия за счет снижения температуры обработки рукавиц до 140^oС, а также снижение материальных затрат за счет уменьшения ингридиентов компонентного состава.

Поставленная задача достигается описываемым составом для нанесения защитного покрытия на рукавицы, включающим поливинилхлорид и пластификатор.

Новым является то, что состав дополнительно содержит наполнитель - двуокись титана, в качестве поливинилхлорида - эмульсионный поливинилхлорид, а в качестве пластификатора - смесь дибутилфталата и диоктилфталата, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Эмульсионный поливинилхлорид - 44,25-47,4
Диоктилфталат - 4,65-11,1
Дибутилфталат - 44,25-47,4
Двуокись титана - Остальное
Разработанная нами технология дает возможность снизить температуру технологического процесса за счет содержания в композиции эмульсионного поливинилхлорида, т.к. температура плавления эмульсионного поливинилхлорида 140-150^oС, упростить технологию нанесения покрытия на рукавицы за счет снижения количества технических операций (одинарное макание рукавиц в приготовленный раствор), снизить материальные затраты за счет уменьшения компонентного состава.

Покрытие рукавиц предлагаемым составом дает возможность увеличить прочность покрытия, стойкость его к агрессивным средам (нефти, углеводородным растворителям, щелочам, кислотам). Причем покрытие обладает высокими прочностными характеристиками, продолжительным сроком эксплуатации и остается эластичными при температурах от +30^oС до -20^oС.

Предлагаемый состав представляет собой пасту плотностью от 1,13 до 1,20 г/см³ и вязкостью 1000-6000 мПа•с. Для приготовления состава используются следующие материалы.

1. Эмульсионный поливинилхлорид (ПВХ) (ГОСТ 14039-78), порошок белого цвета, молекулярный вес 300-400 тысяч, температура стеклования 75-80^oС, при температуре выше 140^oС ПВХ заметно разлагается с выделением соляной кислоты НС1, устойчив к действию влаги. Эмульсионный поливинилхлорид получают эмульсионным методом полимеризации винилхлорида. ПВХ изготавливается из молокоподобной эмульсии посредством применения распылительной сушилки.

2. Дибутилфталат и диоктилфталат (пластификаторы) (ГОСТ 8728-58). Дибутилфталат (ДБФ) - маслянистая жидкость желтоватого цвета, температура плавления -35^oС, температура кипения 340^oС, температура вспышки 175^oС, плотность 1,045-1,050 г/см³, вязкость 19-23 мПа•с, растворимость в воде 0,04%, ПДК 0,5 г/м³. Диоктилфталат (ДОФ) - прозрачная жидкость, температура плавления -50^oС, температура кипения 231^oС, температура вспышки 219^oС, плотность 0,982 г/см³, в воде не растворим, ПДК 0,5 г/м³.

3. Наполнитель - двуокись титана - белый кристаллический порошок, температура плавления 1841^oС; температура кипения 3000^oС; плотность 4,18-4,25 г/см³; в воде нерастворима; химически неактивна; устойчива к действию растворов кислот и щелочей.

4. Рукавицы - хлобчатобумажные рукавицы - ТУ 17-67-10747-86, артикул 1890 байка суровая; ТУ 17-60-5890-84, артикул С4788, ткань х/б сукно суровое.

Состав готовили следующим образом:
1) смешивание ПВХ и смеси пластификаторов при определенном соотношении;
4) гомогенизация наполнителя и смеси пластификаторов при определенном соотношении на краскотерке;
5) получение состава путем смешивания полученных смесей п.1 и п.2;
4) вызревание пасты;
5) вакуумирование состава.

Эмульсионный поливинилхлорид вводили в 0,5 расчетного весового количества смеси дибутилфталата и диоктилфталата и перемешивали в смесителе лопастного типа до однородной массы при температуре не выше 35^oС (т.к. при температуре выше 35^oС происходит загущение состава).

Наполнитель смешивали с оставшимся 0,5 расчетным весовым количеством смеси дибутилфталата и диоктилфталата на краскотерках при температуре не выше 25-30^oС (в целях предотвращения загущения состава).

Затем перемешивали полученные смеси в смесителе лопастного типа до однородной массы в течение 30-60 минут при температуре 25-30^oС (в целях предотвращения загущения состава).

Затем выливали состав в закрытые емкости (бачки) на созревание (24 часа). Механизм созревания заключается в следующем: частицы эмульсионного поливинилхлорида медленно набухают, забирая в себя пластификатор. Свободный пластификатор исчезает, а набухшие зерна эмульсионного поливинилхлорида соприкасаются, образуя однородную систему.

Затем состав вакуумировали для удаления воздушных пузырьков в целях улучшения качества покрытия рукавиц.

Такая масса может храниться до 5 суток, затем ее вязкость увеличивается, что затрудняет процесс нанесения покрытия на рукавицы. Вязкость состава регулировали добавкой смеси диоктилфталата и дибутилфталата.

Для определения оптимального состава для покрытия рукавиц использовались следующие критерии: вязкость состава, плотность, водопроницаемость, стойкость к действию нефти и нефтепродуктов, морозостойкость, предел прочности при разрыве и прочность связи покрытия с тканевой основой.

Результаты лабораторных исследований приведены в табл.1.

Вязкость составов определяли на установке "Полимер РПЭ-1М". Содержание эмульсионного поливинилхлорида и смеси дибутилфталата и диоктилфталата в составе регламентируется вязкостью состава, которая должна быть не ниже 1500 мПа•с и не выше 6000 мПа•с. Увеличение вязкости состава более 6000 мПа•с нетехнологично и приводит к образованию толстых с подтеками и непрочных покрытий. Также при высокой вязкости состав становится нетекучим, что затрудняет процесс нанесения покрытия на рукавицы. С уменьшением вязкости состава ниже 1500 мПа•с при нанесении покрытия идет пропитка во внутрь изделия, что по техническим условиям и с точки зрения техники безопасности недопустимо.

Плотность составов определялась пикнометрическим методом.

Введение в состав пластификаторов - диоктилфталата и дибутилфталата, дает возможность уменьшить хрупкость покрытия при минусовых температурах и эксплуатировать изделие при температуре окружающей среды до -20^oС.

Введение наполнителя в состав для покрытия рукавиц увеличивает морозостойкость изделия, придает шероховатость изделию, увеличивает прочность связи с покрываемой тканью.

Лабораторные исследования показали (см. табл.1), что оптимальное содержание компонентов следующее, мас.% (см. табл.1 п.п. 14-16):
Эмульсионный поливинилхлорид - 44,25-47,4
Диоктилфталат - 4,65-11,1
Дибутилфталат - 44,25-47,4
Двуокись титана - Остальное
Нанесение покрытия на рукавицы проводили следующим образом: хлопчатобумажные рукавицы (ТУ 17-67-10747-86, артикул 1890 байка суровая; ТУ 17-60-5890-84, артикул С4788, ткань х/б сукно суровое) надеваются на кассету (металлический каркас в форме рукавиц) в расправленном виде. Затем рукавицы погружали в приготовленный состав на высоту, не достигающую на 2-3 см ее края, в целях предотвращения попадания состава вовнутрь рукавиц. Рукавицы вынимали из состава, давали стечь избытку состава в течение 10-15 минут, производили сушку покрытия в течение 1-3 часов при комнатной температуре (15-25^oС).

Толщина покрытия не должна превышать 1,0 мм и быть не менее 0,7 мм. Затем рукавицы ставили в термошкаф и подвергали термообработке в течение 10-20 минут при температуре 140-150^oС (выше не рекомендуется, т.к. при температуре более 150^oС начинается разложение эмульсионного поливинилхлорида). Для обеспечения высокого качества покрытия необходимо, чтобы пластификатор равномерно распределился в эмульсионном поливинилхлориде. При повышенных температурах термообработки происходит сплавление поверхности набухших первичных частиц эмульсионного поливинилхлорида. Готовые рукавицы вынимали из термошкафа, давали остыть при комнатной температуре в течение 1-2 часов. Затем снимали рукавицы с кассет и визуально отбраковывали.

Готовые покрытые составом рукавицы испытывали на прочность, на стойкость в воде, нефти и др. растворителях, на влияние минусовых температур. Результаты исследования приведены в табл.2.

Результаты исследования показали, что при использовании разработанного состава при нанесении на рукавицы обеспечиваются высокая прочность и адгезия к ткани, прочность самого защитного слоя при большом диапазоне температур (от +30^oС до -20^oС), стойкость покрытия к агрессивным средам.

Из результатов опытов видно значительное снижение температуры процесса термообработки рукавиц (до 140^oС), т.к. использовался эмульсионный поливинилхлорид, тем самым мы повышаем технологичность процесса нанесения защитного покрытия на рукавицы; снижение количества технических операций, тем самым мы упрощаем технологический процесс покрытия рукавиц; уменьшение ингредиентов компонентного состава, тем самым мы снижаем материальные затраты.

Состав касается производства средств индивидуальной защиты человека от влияния агрессивных сред, в частности защитного покрытия рукавиц для работы на нефтепромыслах. Состав содержит эмульсионный поливинилхлорид, в качестве пластификатора - смесь дибутилфталата и диоктилфталата и наполнитель - двуокись титана. Техническим результатом является снижение материальных затрат за счет уменьшения ингредиентов компонентного состава, упрощение его нанесения на рукавицы и повышение технологичности процесса нанесения данного состава за счет снижения температуры обработки рукавиц. 2 табл.

Состав для нанесения защитного покрытия на рукавицы, включающий поливинилхлорид и пластификатор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит наполнитель - двуокись титана, в качестве поливинилхлорида - эмульсионный поливинилхлорид, а в качестве пластификатора - смесь дибутилфталата и диоктилфталата при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Эмульсионный поливинилхлорид - 44,25 - 47,40
Диоктилфталат - 4,65 - 11,10
Дибутилфталат - 44,25 - 47,40
Наполнитель - Остальноее