МНОГОСЛОЙНЫЙ УКРЫВНОЙ ТЕНТОВЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2009 года по МПК B32B27/00 B32B27/06 B32B27/08 B32B27/12 B32B27/18 B32B27/22 B32B27/36 D06N3/00 D06N3/04 D06N3/06 C08F12/00 

Изобретение относится к производству многослойных укрывных тентовых полимерных материалов и может быть использовано при изготовлении тентовых материалов и других армированных материалов, применяемых при сооружении быстровозводимых конструкций и укрытий средств автомобильного транспорта, эксплуатируемых в различных климатических зонах, в том числе в районах Крайнего Севера.

Известные тентовые материалы на основе полиэфирных тканей с двухсторонним наложением поливинилхлоридных композиций (RU 585094A) имеют высокую линейную плотность нитей, что обуславливает их большой вес, затрудняющий их применение.

Известны также тентовые материалы с двухсторонним покрытием для автотранспорта (ГОСТ 29151-91), полученные на основе полиэфирной ткани с полотняным переплетением нитей с линейной плотностью - 27,7-111 текс с числом элементарных нитей в комплексной 48-192 и числом кручений 160-280 кр/м (арт.56387; 56303; 56235 по ГОСТ 26369-84, 27507-87, 27507-89 и ТУ 17-04-15-248-90). Однако они также обладают указанными выше недостатками.

Известные тентовые материалы по ГОСТ 29151-91 и по RU 2139963C1, RU-2148116С1, выполненные на полиэфирной ткани с полотняным переплетением нитей, изготовленных из комплексных нитей с низким числом элементарных нитей в комплексной (порядка 48 филаментов) и высокой крутки 160-280 кр/м с двухсторонним поливинилхлоридным покрытием, не достаточно морозостойки (не выше -45°С), что существенно снижает работоспособность готового материала в статических и динамических условиях и не соответствуют требованиям Министерства обороны Российской Федерации (таблица 3).

Задачей данного изобретения является создание многослойного укрывного, тентового полимерного материала, пригодного для использования при сооружении быстровозводимых конструкций и укрытий средств автомобильного транспорта в соответствии с требованиями Министерства обороны Российской Федерации.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в качестве основы для многослойного материала, состоящего из полиэфирного плосковязаного полотна с двухсторонним покрытием, используют полиэфирную комплексную нить 100-111 текс, с числом элементарных нитей (филаментов=1) в комплексной 200-400 и числом кручений 85-100 кр/м, при этом массовое соотношение слоев составляет-лицевой: промежуточный: изнаночный - 1,1:1:1,6 соответственно, при этом массовое соотношение полиэфирной основы и ПВХ-покрытия составляет 1:2,7.

Для достижения статической и динамической морозостойкости полимерное покрытие на основе суспензионного поливинилхлорида с константой Фикентчера 70-72 дополнительно содержит смесь пластификаторов - диоктилфталат (ДОФ) и диоктилсебацинат (ДОС); термопластичный полиуретан марки ВитурТ;

бутадиеннитрильный каучук марки БНКС-28; сополимер метилметакрилата, бутадиена и стирола марки KANE АСЕ В28А в соотношении 1:1,3:1,7:0,7:0,6 соответственно. В качестве стабилизатора используется комплексный барий-кадмий-цинксодержащий стабилизатор марки Вигостаб БКЦ. Антипирирующая добавка выполнена в виде смеси триоксида сурьмы и хлорированного парафина марки ХП-1100 в соотношении 1:1,фунгицид-анилид салициловой кислоты. В композиции также содержится технологическая добавка: стеариновая кислота и пигменты, а количественный состав выбран при следующих мас.ч. (или мас.%):

  мас.ч. мас.% 1. Поливинилхлорид м. ПВХ С-7059М с К=70-72 100 34,1 2. Диоктилфталат (ДОФ) 30 10,2 3. Диоктилсебацинат (ДОС) 40 13,8 4. Термопластичный полиуретан ТПУ м. Витур Т 50 17,1 5. Бутадиен-нитрильный каучук м. БНКС-28 20 6,8 6. Сополимер метилметакрилата, бутадиена и стирола м. KANE-ACE B28A 18 6,1 7. Стабилизатор комплексный м. Вигостаб БКЦ 4 1,4 8. Триоксид сурьмы 10 3,4 9. Хлорпарафин м. ХП-1100 10 3,4 10. Анилид салициловой кислоты 3 1 11. Стеариновая кислота 1 0,3 12. Пигменты 7 2,4 Итого: 293 100

В качестве сырья используются компоненты, приведенные в таблице 6. В качестве основы при изготовлении многослойного укрывного, тентового полимерного материала используется полиэфирное полотно ПСО-007 или ПСО-003 по ТУ РБ 780137328001-2003, изготовленное из комплексных нитей с линейной плотностью 100-111 текс и числом элементарных нитей в комплексной 200-400 и числом кручений 85-100 кр/м (таблица 4), при этом массовое соотношение полиэфирной основы и ПВХ покрытия составляет 1:2,7.

При изготовлении многослойного укрывного, тентового полимерного материала соблюдаются следующие технологические операции:

- приготовление полимерной композиции в 2-стадийном турбосмесителе с последующей обработкой в интенсивном смесителе, вальцах, микструдере;

- нанесение на обе стороны основы полимерного покрытия на кашировальной машине «БЕМа-1570».

Реализация изобретения с разными конкретными значениями отличительных признаков показана в примерах 1-9 (таблицы 1-2).

Пример 1. Поливинилхлорид суспензионный м. ПВХ С-7059М, ди-(2 этилгексил)фталат (ДОФ), ди-(2 этилгексил)себацинат (ДОС), барий-, кадмий-, цинксодержащий комплексный стабилизатор м. Вигостаб БКЦ, взятых в соотношении 100:30:40:4 обрабатывают в 2-стадийном смесителе при температуре 110-120°С в течение 7-10 мин.

В интенсивный смеситель, нагретый до 150°С загружается термопластичный полиуретан м. ВитурТ, предварительно развальцованный бутадиен-нитрильный каучук БНКС-28, сополимер метилметакрилата, бутадиена и стирола м. KANE АСЕ В28А и обрабатываются в течение 3 мин, затем загружается набухшая ПВХ-композиция из 2-стадийного смесителя, предварительно затертые в пасты с диоктилфталатом в соотношении триоксид сурьмы (3:1), пигменты (1:0,8), анилид салициловой кислоты (1:1), хлорпарафин ХП-1100, стеариновая кислота, и обрабатываются в течение 3 мин. Соотношение пластифицирующей добавки составляет 1:1,3:1,7:0,7:0,6 соответственно.

ПВХ - пластикат после интенсивного смесителя обрабатывают на вальцах и в микструдере.

На одну сторону полиэфирной основы с техническими показателями, приведенными в таблице 5, на кашировальной машине наносится изнаночный слой многослойного материала в количестве 320 г/м². После охлаждения полуфабриката на другую сторону ткани наносится лицевое покрытие в количестве 220 г/м².

Соотношение слоев по массе составляет лицевой слой: промежуточный:изнаночный (1,1:1:1,6).

Пример 2. Аналогичен примеру 1, но соотношение пластифицирующей добавки составляет 1:2,5:2,5:1:0,9 соответственно.

Пример 3. Аналогичен примеру 1, но соотношение пластифицирующей добавки составляет 1:0,75:1,25:0,5:0,45 соответственно.

Пример 4. Аналогичен примеру 1, но соотношение пластифицирующей добавки составляет 1:1:2:0,7:0,6 соответственно.

Пример 5. Аналогичен примеру 1, но соотношение пластифицирующей добавки составляет 1:2:2:1:0,9 соответственно.

Пример 6. Аналогичен примеру 1, но соотношение пластифицирующей добавки составляет 1:1,3:1,7:0,5:0,5 соответственно.

Пример 7. Аналогичен примеру 1, но соотношение пластифицирующей добавки составляет 1:1,3:1,7:0,8:0,8 соответственно.

Пример 8. Аналогичен примеру 1, но массовое соотношение слоев составляет лицевой: промежуточный: изнаночный 1:1:1,5.

Пример 9. Аналогичен примеру 1, но массовое соотношение слоев составляет лицевой: промежуточный: изнаночный 1,2:1:1,7.

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

Как видно из таблиц 1-2, предложенные технологические режимы и параметры производства материала позволяют полностью достичь цели данного изобретения.

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

Технический результат выражается в использовании в качестве основы полиэфирного плосковязаного полотна с использованием комплексной нити с увеличенным числом филаментов и пониженной круткой до 100 кр/м, что позволяет значительно повысить усталостные свойства материала в динамических условиях.

При использовании предложенной поливинилхлоридной композиции многослойный укрывной тентовый полимерный материал дает надежные физико-механические показатели, соответствующие показателям зарубежных аналогов, а стойкость к низким температурам и морозостойкость в динамических условиях при -20°С повышаются примерно в 3 раза. За счет применения более эффективных пластифицирующих и специальных добавок (фунгицидов, антипиренов и др.) обеспечивается огнестойкость, морозостойкость многослойного укрывного, тентового полимерного материала до -60°С и устойчивость к действию микроорганизмов; снижается масса 1 м² вышеназванного материала.

Заявленный в описании многослойный укрывной, тентовый полимерный материал соответствует современным требованиям Министерства обороны Российской Федерации.

Таблица 1 Состав полимерного покрытия № пп Наименование компонентов Прототип Примеры 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1. Поливинилхлорид - суспензионный м. ПВХ С-7059М - 100 100 100 100 100 100 100 100 100 - эмульсионный 100 - - - - - - - - - 2. Диоктилфталат 55 30 20 40 30 20 30 30 30 30 3. Диоктилсебацинат 10 40 50 30 30 40 40 40 40 40 4. ТПУ м.ВитурТ - 50 50 50 60 40 50 50 50 50 5. БНКС-28 - 20 20 20 20 20 15 25 20 20 6. KANEACEB-28A - 18 18 18 18 18 15 25 18 18 7. Стеарат Са 3 - - - - - - - - - 8. Вигостаб БКЦ - 4 4 4 4 4 4 4 4 4 9. Антипирирующая добавка 5 - - - - - - - - - 10. Триоксид сурьмы - 10 10 10 10 10 5 15 10 10 11. Хлорпарафин ХП-1100 - 10 10 10 10 10 5 15 10 10 12. Стеариновая кислота - 1 1 1 1,2 0,5 1 1 1 1 13. Анилид салициловой кислоты - 3 3 3 3,5 2,5 3 3 3 3 14. Пигменты 16 7 7 7 7 7 7 7 7 7   Итого: 189 293 293 293 293,7 272 275 315 293 293

Таблица 2 Физико-механические показатели №№ п/п Наименование показателей Прототип Примеры 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1. Масса, 1 м², г Не более 900 740±10 740±10 740±10 740±10 740±10 740±10 740±10 700±10 750±10 2. Привес полимерного покрытия, г/м²                     - лицевого слоя - 220 220 220 220 220 220 200 200 240 - изнаночного слоя - 320 320 320 320 320 320 320 300 310 3. Полиэфирная основа П/эф ткань полотняного переплетения по ГОСТ 5530-94 из нитей с линейной плотностью 36,2 тех/481 ПСО-007 из п/эф комплексной нити 111 тех /200f ПСО-007 из п/эф комплексной нити 111 тех/ 200f ПСО-007 из п/эф комплексной нити 111 тех/ 200f ПСО-007 из п/эф комплексной нити 111 тех/ 200f ПСО-007 из п/эф комплексной нити 111 тех/ 350f ПСО-007 из п/эф комплексной нити 111 тех/ 300f ПСО-007 из п/эф комплексной нити 111 тех/ 400f ПСО-007 из п/эф комплексной нити 110тех/ 300f ПСО-007 из п/эф комплексной нити 225 тех/ 400f 4. Разрывная нагрузка полоски 50×200 мм, даН                     - в продольном напр. 120 220±20 220±20 220±20 220±20 190±20 200±20 180±20 180±20 220±20 - в поперечном напр. 105 220±20 220±20 220±20 220±20 190±20 200±20 180±20 180±20 220±20 5. Удлинение при разрыве, %                     - в продольном напр. 24 25 24 26 26 25 26 24 25 25 - в поперечном напр. 40 30 30 28 28 30 28 30 29 30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6. Сопротивление раздиранию, даН                     - в продольном напр. 42 110±10 100±10 100±10 100±10 100±10 100±10 100±10 100±10 100±10 - в поперечном напр. 40 110±10 100±10 100±10 100±10 100±10 100±10 100±10 100±10 100±10 7. Жесткость, cH                     - в продольном напр. 26 21 22 24 25 26 28 32 30 32 - в поперечном напр. 10 9 10 11 12 13 15 16 14 16 8. Морозостойкость в статических условиях, °C минус 45 минус 60±2 минус 56±2 минус 58±2 минус 55±2 минус 52±2 минус 56±2 минус 60±2 минус 58±2 минус 56±2 9. Морозостойкость в динамических условиях при минус 20°С, циклы, изгиб ромбом   >7600 4000 5800 5200 3800 4100 >7600 5600 >6300 10 Огнеопасность 0 неогнеопасен неогнеопасен неогнеопасен неогнеопасен неогнеопасен неогнеопасен неогнеопасен неогнеопасен неогнеопасен 11 Водопроницаемость Водонепроницаем Водонепроницаем Водонепроницаем Водонепроницаем Водонепроницаем Водонепроницаем Водонепроницаем Водонепроницаем Водонепроницаем Водонепроницаем 12 Устойчивость к действию бензина и масел Устойчив Устойчив Устойчив Устойчив Устойчив Устойчив Устойчив Устойчив Устойчив Устойчив 13 Устойчивость к многократному изгибу, к циклы 320 350 320 330 320 340 >350 320 280 300 14 Светостойкость, баллы 4-5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 15 Грибостойкость, баллы - 2 2 2 2 2 2 2 2 2 16 Прочность сварного шва на сдвиг, кН                     - в продольном напр. 0,5 0,83 0,8 0,81 0,6 0,71 0,75 0,78 0,6 0,8 - в поперечном напр. 0,47 0,93 0,88 0,9 0,68 0,72 0,81 0,79 0,7 0,82

Таблица 3 Сравнительные физико-механические показатели укрывных, тентовых полимерных материалов №№п/п Наименование показателей Метод испытания Нормированные значения по (ТТТ МО РФ) Аналог по RU 2148116,cI Предлагаемый материал по патентной заявке 1. Масса 1 кв.м., г ГОСТ 17073 не более 900 не более 800 740±10 2. Разрывная нагрузка, даН ГОСТ 17316       - в продольном направлении 190÷296 120 226÷286 - в поперечном направлении 180÷240 105 206÷224 3. Удлинение, % ГОСТ 17316       - в продольном направлении 10-40 24 24 - в поперечном направлении 20-50 40 30 4. Сопротивление раздиранию, даН ГОСТ 17074       - в продольном направлении 50-100 42 110 - в поперечном направлении 70-110 40 140 5. Устойчивость к многократному изгибу, килоциклы ГОСТ 8978 не менее 250 320 350 6. Жесткость, сН ГОСТ 8977 не более     - в продольном направлении 30 26 21 - в поперечном направлении 20 10 9 7. Светостойкость, баллы ГОСТ 9780 не менее 5 4 5 8. Морозостойкость в статических условиях, °С ГОСТ 15162 не выше минус 45 *минус 60 минус 60 **минус 65 9. Морозостойкость в динамических условиях (-20°С), циклы, изгиб ромбом ГОСТ В 3500 - >10000 15150-69 10. Огнеопасность, мм/мин ГОСТ 25076 не более 1,66 неогнеопасен неогнеопасен 11. Водопроницаемость, час ГОСТ 22944 капли отсутствуют капли отсутствуют капли отсутствуют 12. Устойчивость к действию бензина и масел ГОСТ 29151 устойчив устойчив устойчив 13. Прочность сварного шва на сдвиг, кН ГОСТ 29151       - в продольном направлении 0,8 0,5 0,83 - в поперечном направлении 0,9 0,47 0,93 14. Грибостойкость, баллы ГОСТ 12.4.152 метод А не более 3 - 2 * - результаты испытаний ФГУП "ИвНИИПИК" ** - результаты испытаний ИЛ КЦ"Полисерт" (№876-01-И-08)

Таблица 4 Характеристика ПЭ-нитей Номинальная линейная плотность комплексной нити, текс/ Число элементарных нитей в комплексной Номер НТД Разрывная нагрузка мН/текс, не менее Удлинение при разрыве, % Усадка, % при 150°С, не более Число кручений, на 1 м 100/350 ТУ 2277-001-53488-409-2001 680 15 2,0 85Z 111/200 ТУ 6-13-0204077-17-88 706 10,0-14,0 2,1-3,1 100Z 111/350 -,,- 680 9,5-14,5 2,1-3,1 85Z 111/400 -,,- 697 9,5-14,5 2,1-3,1 85Z 225/400 -,,- 697 9,5-14,5 2,1-3,1 100Z

Таблица 5 Техническая характеристика полиэфирного плосковязаного полотна ПСО-007 Наименование показателя Норма по ТУ Результаты анализа Ширина полотна с кромками, см 152±1 153 Поверхностная плотность, г/м 180±2 180 Разрывная нагрузка, даН, полоски размером 50×200 мм     - по основе не менее 250 270 - по утку не менее 200 208 Относительное удлинение, %     - по основе 18 18 - по утку 20 20 Число нитей на 10 см     - по основе 70 80 - по утку 70 70 Изменение линейных размеров в горячем воздухе при 150°С, %,не более 2,1-3,1 2,9

Изобретение относится к многослойному, укрывному тентовому материалу. Материал включает полиэфирную основу и двухстороннее поливинилхлоридное покрытие. Полиэфирная основа представляет собой плосковязаное полотно, изготовленное из полиэфирной комплексной нити 100÷111 текс, с числом элементарных нитей в комплексной 200÷400 и числом кручений 85÷100 кр/м, при этом массовое соотношение слоев составляет лицевой; промежуточный: изнаночный - 1,1:1:1,6 соответственно. Массовое соотношение слоев полиэфирной основы и полимерного покрытия составляет 1:2,7. Полимерное покрытие получено на основе суспензионного поливинилхлорида и дополнительно содержит смесь пластификаторов диоктилфталата и диоктилсебацината, термопластичного полиуретана марки Витур Т, бутадиен-нитрильного каучука синтетического марки БНКС-28, сополимера метилметакрилата, бутадиена и стирола марки KANE АСЕ В-28А. В качестве стабилизаторов используется барий-, кадмий-, цинксодержащий комплексный стабилизатор марки Вигостаб БКЦ. В качестве антипирирующей добавки - триоксид сурьмы и хлорпарафин ХП-1100. Покрытие также содержит фунгицид - анилид салициловой кислоты, технологическую добавку - стеариновая кислота и пигменты. Полученный материал обладает высокими усталостными свойствами в статических и динамических условиях, повышенной морозостойкостью (до -60°С), огнестойкостью и устойчивостью к действию микроорганизмов. 6 табл.

Многослойный укрывной тентовый полимерный материал, включающий полиэфирную основу и двухстороннее поливинилхлоридное покрытие, отличающийся тем, что полиэфирная основа представляет плосковязаное полотно, изготовленное из полиэфирной комплексной нити 100÷111 текс с числом элементарных нитей в комплексной 200÷400 и числом кручений 85÷100 кр/м, при этом массовое соотношение слоев составляет лицевой: промежуточный: изнаночный - 1,1:1:1,6 соответственно, а массовое соотношение слоев полиэфирной основы и полимерного покрытия - 1:2,7, полученного на основе суспензионного поливинилхлорида и дополнительно содержащего смесь пластификаторов диоктилфталата и диоктилсебацината, термопластичного полиуретана марки Витур Т, бутадиен-нитрильного каучука синтетического марки БНКС-28, сополимера метилметакрилата, бутадиена и стирола марки KANE АСЕ В-28А в соотношении 1:1,3:1,7:0,7:0,6 соответственно, в качестве стабилизаторов используется барий-, кадмий-, цинксодержащий комплексный стабилизатор марки Вигостаб БКЦ, антипирирующую добавку - триоксид сурьмы и хлорпарафин ХП-1100 в соотношении 1:1, фунгицид - анилид салициловой кислоты, технологическую добавку - стеариновую кислоту и пигменты, а количественный состав поливинилхлоридной композиции для лицевого и изнаночного покрытия выбран при следующем соотношении, мас.ч.:
Поливинилхлорид марки ПВХ С-7059М с К=70-72 100 Диоктилфталат (ДОФ) 30 Диоктилсебацинат (ДОС) 40 Термопластичный полиуретан марки Витур Т 50 Бутадиен-нитрильный каучук синтетический марки БНКС-28 20 Сополимер метилметакрилата,   бутадиена и стирола марки KANE АСЕ В-28А 18 Барий-, кадмий-, цинксодержащий комплексный   стабилизатор марки Вигостаб БКЦ 4 Триоксид сурьмы 10 Хлорпарафин ХП-1100 10 Анилид салициловой кислоты 3 Стеариновая кислота 1 Пигменты 7