ПОЛИДИСПЕРСНАЯ ПОРОШКОВАЯ РЕЦЕПТУРА С НАНОЧАСТИЦАМИ ДЛЯ ДЕГАЗАЦИИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2016 года по МПК A62D3/30 A62D101/08 A61L2/23 

Описание патента на изобретение RU2585028C1

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области средств дегазации текстильных материалов, зараженных каплями токсичных химикатов.

Одним из ключевых принципов дегазации является удаление жидких токсичных химикатов с зараженных объектов, в том числе при применении частичной специальной обработки боевой экипировки военнослужащего (БЭВ) [Радуцкий В.Ю., Шульженко В.Н, Рубанов Ю.К. и др. «Средства и способы радиационной и химической защиты». - Учебное пособие Белгородского Государственного университета им. В.Г. Шухова 2008 г. ]. Применяемые для этих целей порошковые рецептуры (ПР) не достаточно эффективно удаляют жидкую фазу токсичных химикатов. В этой связи является актуальной задачей разработка порошковой рецептуры с повышенной способностью удалять жидкую фазу токсичных химикатов из структуры текстильных материалов, что позволит повысить ее надежность для достижения полноты дегазации.

В настоящее время в России применяются порошковые рецептуры «АСК», «П-9», «ПС-1ХП», «ДПП» в пакетах ДПС-1, ДПП, ДПП-М, ДПП-М1 [Лепешинский И.Ю., Кутепов В.А., Полодеев В.П. и др. «Средства и способы радиационной и химической защиты». - Омск: Учебное пособие ОмГТУ 2008 г., изобретение RU 2307691 A62D3]. Они предназначены для дегазации зараженного обмундирования. «АСК» представляет собой сорбент токсичных химикатов и содержит (мас.) Al2O3 14% и SiO2 86%. В «П-9» используется (мас.) 50% активного окислителя, 50% сорбента, из которых SiO2 составляет 5%. «ПС-1ХП» состоит из (мас.) 46% активного окислителя, 54% сорбента, из которых SiO2 и Al2O3 составляют 30,6% и 5,4% соответственно. Дегазирующий порошок «ДПП» содержит (мас.) 30% активного окислителя и 70% сорбента, из которых SiO2 и Al2O3 составляют 32,6% и 5,4% соответственно [Лепешинский И.Ю., Кутепов В.А., Полодеев В.П. и др. «Средства и способы радиационной и химической защиты». - Омск: Учебное пособие ОмГТУ 2008 г., изобретение RU 2307691 A62D3].

За рубежом также имеются сведения о подобных средствах. Так известна дегазирующая порошковая композиция на основе хлорной извести, оксида магния и гидрофобной кремневой кислоты, приготовленной путем смешения этих компонентов в следующей пропорции (мас. %): хлорная известь - 65% (активный окислитель), оксид магния - 33% (хемосорбент) и кремневая кислота 2% [см. патент DE 3625583, МКИ4 A62D 3/00, опубл. 1988 г.]. Известен дегазирующий порошок адсорбционного типа для обезвреживания химическими отравляющими веществами (ХОВ), содержащий смесь бентонита, активированного угля и оксида кальция [см. патент ГДР 300771, МКИ5 A62D 3/00, опубл. 1992 г.]. Известен способ дегазации высокотоксичных химикатов, в том числе и ХОВ, на зараженной поверхности с использованием активированной окиси алюминия, монопероксифталата магния, Ag-цеолитов и Na-цеолитов в качестве сорбентов для разложения этих химикатов [см. патент US 6537382, МКИ7 A62D 3/00, кл. 588-200, опубл. 2003 г.]. Известно, что для дегазации токсичных химических агентов, таких как зарин, зоман, табун (G - агенты) и VX используют дегазирующую композицию М-291, содержащую адсорбирующий порошок «Abergard ХЕ-555» [см. патент WO 00/74787 А1, опубл. 2000 г.]. Перечисленные иностранные рецептуры содержат в разных процентных соотношениях SiO2 и Al2O3, за исключением «Abergard ХЕ-555». Их дисперсный состав около 100 мкм [см. патент DE 3625583, МКИ4 A62D 3/00, опубл. 1988 г., патент ГДР 300771, МКИ5 A62D 3/00, опубл. 1992 г., патент US 6537382, МКИ7 A62D 3/00, кл. 588-200, опубл. 2003 г., патент WO 00/74787 А1, опубл. 2000 г.].

Данные по диаметру частиц порошковых рецептур иностранных государств отсутствуют. Рецептура «П-9» имеет диаметр частиц около 100 мкм, «ПС-1ХП» около 50 мкм [Лепешинский И.Ю., Кутепов В.А., Полодеев В.П. и др. «Средства и способы радиационной и химической защиты». - Омск: Учебное пособие ОмГТУ 2008 г. ], «ДПП» около 50 мкм [Изобретение RU 2307691].

Ближайшим аналогом является рецептура «АСК». Ее химический состав отличается от разработанной рецептуры (по массе) на 3% по каждому компоненту. Рецептура «АСК» имеет диаметр частиц 100 мкм, а вновь разработанная рецептура состоит из полидисперсных микрочастиц менее 20 мкм - 85% (мас.) и наночастиц - 15% (мас.). Основным существенным отличием является разница в диаметре частиц.

Диаметр пор, образованных между частицами при их применении, не позволяет удалить основную часть жидкой фазы токсичного химиката (ТХ) из пористой структуры текстильного материала. Это вызвано тем, что жидкость в текстильном материале удерживается капиллярными силами в порах нити. Поры образованы волокнами с диаметром менее 20 мкм. Для эффективного удаления жидкости необходимо приложить большие капиллярные силы, чем силы, которые удерживают ее в поровом пространстве ткани. Для этого необходимо, чтобы диаметр пор, образованных частицами порошка, был меньше, чем образованных волокнами. Схематично удаление порошковыми рецептурами жидкой фазы ТХ из пор текстильного материала представлено на рисунке 1.

Перечисленные выше рецептуры не обладают требуемыми капиллярными свойствами и доступностью контакта порошка с жидкой фазой. Таким образом, можно отметить, что в настоящее время отсутствует порошковая рецептура для дегазации текстильных материалов, зараженных каплями токсичных химикатов, которая эффективно удаляет жидкую фазу из пористой структуры текстильного материала, за счет капиллярных эффектов.

Технический результат изобретения

Техническим результатом изобретения является повышение надежности результатов при достижении полноты дегазации (понижение опасности) верхних слоев табельных образцов боевой экипировки военнослужащего, зараженных каплями токсичных химикатов, за счет увеличения доли удаленной жидкой фазы из пористой структуры материала.

Способ достижения технического результата

Указанный технический результат достигается применением нового признака в совокупности с известным признаком. К новому признаку относится - порошковая рецептура, которая содержит (мас.) Al2O3 12% и SiO2 88%, с полидисперсными микрочастицами 85% (мас.) и наночастицами 15% (мас.), обеспечивающая повышение надежности результатов при достижении полноты дегазации (понижение опасности) верхних слоев табельных образцов боевой экипировки военнослужащего, зараженных каплями токсичных химикатов, за счет увеличения доли удаленной жидкой фазы из пористой структуры материала.

Известный признак - последовательность действий определения доли оставшейся жидкой фазы в текстильном материале при обработке порошковой рецептурой.

Сущность изобретения

Сущность изобретения заключается в том, что применен новый признак в совокупности с известным признаком, влияние которого на технический результат ранее было неизвестно. К новому признаку относится - порошковая рецептура, которая содержит (мас.) Al2O3 12% и SiO2 88%, с полидисперсными микрочастицами 85% (мас.) и наночастицами 15% (мас.), обеспечивающая повышение надежности результатов при достижении полноты дегазации (понижение опасности) верхних слоев табельных образцов боевой экипировки военнослужащего, зараженных каплями токсичных химикатов, за счет увеличения доли удаленной жидкой фазы из пористой структуры материала. Известный признак - последовательность действий определения доли оставшейся жидкой фазы в текстильном материале при обработке порошковой рецептурой. Влияние на технический результат нового признака в совокупности с известными признаками ранее было неизвестно, а именно применение указанной ранее рецептуры в той же последовательности позволит обеспечить удаление более 80% нанесенной жидкой фазы из текстильного материала после ее обработки.

Обоснование соответствия критерию охраноспособности «новизна»

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку в нем используется новый существенный признак - порошковая рецептура, которая содержит (мас.) Al2O3 12% и SiO2 88%, с полидисперсными микрочастицами 85% (мас.) и наночастицами 15% (мас.), применяемая в совокупности с известным признаком - последовательностью действий определения доли оставшейся жидкой фазы в текстильном материале после обработки порошковой рецептурой.

Обоснование соответствия критерию охраноспособности «изобретательский уровень»

Предлагаемое техническое решение соответствует условию «изобретательский уровень», так как в совокупности с известным признаком - последовательностью действий определения доли оставшейся жидкой фазы в текстильном материале после обработки порошковой рецептурой, применен новый признак - порошковая рецептура, которая содержит (мас.) Al2O3 12% и SiO2 88%, с полидисперсными микрочастицами 85% (мас.) и наночастицами 15% (мас.). Влияние на технический результат нового признака в совокупности с известными признаками ранее было неизвестно, а именно применение указанной ранее рецептуры в той же последовательности позволит обеспечить удаление более 80% нанесенной жидкой фазы из текстильного материала после ее обработки.

Обоснование соответствия критерию охраноспособности «промышленная применимость»

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как совокупность характеризующих его признаков обеспечивает возможность его осуществления, работоспособность и воспроизводимость. Это определяется стандартным оборудованием и материалами, необходимыми для реализации последовательности действий определения доли оставшейся жидкой фазы в текстильном материале после обработки порошковой рецептурой. Нанопорошки в настоящее время являются доступными продуктами и применяются в различных производствах, то есть не являются уникальными. Рецептура может быть использована по назначению на предприятиях, производящих элементы экипировки военнослужащего и средства частичной или полной специальной обработки, центральных научно-исследовательских и испытательных институтах, военных учебных заведениях, базах и складах хранения вооружения и средств радиационной, химической и биологической защиты, в войсках при проведении учений.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Проведены исследования опасности зараженных каплями ТХ текстильных материалов после дегазации, в зависимости от доли оставшегося в них ТХ (Q/Q0, где Q - количество оставшегося ТХ в материале, Q0 - количество нанесенного ТХ на материал). Степень опасности зараженных материалов (А/Акр) оценивали отношением значений массопереноса для конкретного ТХ (А, мг/м2) к его критериальному значению (Акр, мг/м2). Полнота дегазации достигалась при условии А/Акр≤1.

Полученные результаты для O-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)-этилметилфосфоната и β,β′ дихлордиэтилсульфида представлены на рисунке 2. На основании представленных данных можно сделать вывод о том, что для обеспечения полноты дегазации текстильных материалов, зараженных различными ТХ (на примере O-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)-этилметилфосфоната и β,β′-дихлордиэтилсульфида) необходимо продегазировать (или удалить) не менее 30±7% от нанесенного токсичного химиката (при условии заражения ткани 1 г/м2, массе капли 0,1 мг, температуре 22°С и влажности воздуха 65%).

Определение закономерностей процесса удаления жидких веществ из текстильных материалов с применением порошковой рецептуры проводили следующем образом.

Взвешивание образцов проводили на аналитических весах с точностью до 0,00005 г. Определяли массу образца боевой экипировки военнослужащего (БЭВ). На него наносили калиброванные капли имитатора. Определяли массу образца БЭВ с жидкой фазой. Рассчитывали массу нанесенной жидкой фазы имитатора по привесу, учитывая массу капель и их количество. Выдерживали образец определенное время от начала заражения, именуемое в дальнейшем «экспозицией заражения». На зараженный образец БЭВ наносили навеску порошка. Определяли массу образца. Рассчитывали массу нанесенной навески порошка. Выдерживали образец определенное время от начала нанесения порошка на его поверхность, именуемое в дальнейшем «экспозицией дегазации». Далее образец переворачивали на 1-2 секунды для удаления сухой порошковой рецептуры с поверхности, но таким образом, чтобы влажный порошок, удерживаемый за счет капиллярных сил адгезии, не слетал. Определяли изменение веса образца. Рассчитывали массу порошка, который удерживался на поверхности образца за счет сил адгезии. Удаляли порошковую рецептуру с перешедшей в нее жидкой фазой имитатора методом резкого встряхивания. Определяли массу образца с оставшейся в нем жидкой фазой имитатора. Встряхивали образец до тех пор, пока масса образца не оставалась постоянной. Необходимо обратить внимание на то, чтобы нити с образца при встряхивании не слетали. Рассчитывали массу удаленной жидкой фазы имитатора из исследуемого образца. Рассчитывали массу оставшейся жидкой фазы имитатора в исследуемом образце. Рассчитывали содержание жидкой фазой имитатора в удаленном порошке.

В результате проведенных исследований определена доля оставшейся жидкой фазы в текстильном материале после обработки порошковой рецептурой с разным диаметром частиц. Полученные результаты представлены в таблице 1. Требуемая полнота дегазации достигается при удалении жидкой фазы более 30%. Эти условия соблюдаются при применении порошковых рецептур с размером частиц менее 50 мкм. Ближайший аналог порошковой рецептуры удаляет не более 40% жидкой фазы. Применение разработанной рецептуры в качестве дегазирующего агента позволяет удалить более 80% жидкой фазы ТХ и обеспечить большой запас дегазирующей мощности рецептуры.

Обоснование технико-экономической эффективности изобретения

Технико-экономическая эффективность разработанной порошковой рецептуры заключается в повышении доли удаленной жидкой фазы токсичных химикатов из верхних слоев боевой экипировки военнослужащего более чем в 8…10 раз по сравнению с табельными рецептурами за счет своей полидисперсности и включения в состав 15% (мас.) наночастиц, что обеспечивает повышение их надежности.

Похожие патенты RU2585028C1

название год авторы номер документа
ИМИТАТОР O-ИЗОБУТИЛ-S-2-(N, N-ДИЭТИЛАМИНО) ЭТИЛМЕТИЛФОСФОНАТА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ УДАЛЕНИЯ ЕГО КАПЕЛЬ ИЗ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОРОШКОВЫМИ РЕЦЕПТУРАМИ 2014
  • Колесников Павел Николаевич
  • Бакин Алексей Николаевич
  • Иванов Анатолий Николаевич
  • Синькелев Александр Петрович
  • Болотов Андрей Михайлович
RU2585027C1
ДЕГАЗИРУЮЩИЙ ПОРОШОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО НАНЕСЕНИЯ 2006
  • Михайлов Борис Иванович
  • Горшков Анатолий Павлович
  • Поляков Виктор Станиславович
  • Аношин Сергей Викторович
RU2307691C1
Универсальный "противогаз-бронешлем" 2020
  • Брусенин Альберт Александрович
  • Голышев Максим Алексеевич
  • Пенязь Владимир Николаевич
RU2760248C1
СОСТАВ ВОДНОЙ ПЕНООБРАЗУЮЩЕЙ РЕЦЕПТУРЫ ДЛЯ ДЕГАЗАЦИИ ТОКСИЧНЫХ ХИМИКАТОВ 2011
  • Кухоткин Сергей Владимирович
  • Бондаренко Виктор Борисович
  • Никонов Вадим Сергеевич
  • Казимиров Олег Валентинович
  • Тырышкин Сергей Николаевич
  • Прокопенко Вячеслав Алексеевич
RU2548961C2
БИФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ВОДНАЯ ЗАГУЩЕННАЯ РЕЦЕПТУРА 2013
  • Казимиров Олег Валентинович
  • Капканец Кирилл Сергеевич
  • Карпов Виктор Павлович
  • Игнатьева Елена Витальевна
RU2555873C1
ЭМУЛЬСИОННАЯ РЕЦЕПТУРА ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ 2015
  • Бухаева Светлана Рамазановна
  • Морозов Александр Сергеевич
  • Лакомов Владимир Павлович
  • Бондаренко Виктор Борисович
  • Щербаков Михаил Геннадьевич
RU2599004C1
ОГНЕТУШАЩИЙ ПОРОШОК И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2011
  • Аншиц Александр Георгиевич
  • Фоменко Елена Викторовна
  • Михайлова Ольга Александровна
  • Лихтенвальд Сергей Валерьевич
RU2465938C1
СПОСОБ УНИЧТОЖЕНИЯ ХЛОРПИКРИНА 2012
  • Красильников Валерий Владимирович
  • Поторопин Евгений Борисович
  • Левченко Евгений Валентинович
  • Жохов Александр Константинович
  • Игнатьева Елена Витальевна
  • Медвецкий Игорь Викторович
RU2554345C2
ПОЛИМЕРНАЯ ПОРОШКОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СУПЕРГИДРОФОБНОГО ПОКРЫТИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУПЕРГИДРОФОБНОГО ПОКРЫТИЯ 2013
  • Радченко Игорь Леонидович
  • Радченко Елена Владимировна
  • Ваганов Глеб Вячеславович
  • Вилесов Александр Дмитриевич
RU2547754C2
Имитатор ββ'-дихлордиэтилсульфида для определения времени защитного действия защитных фильтрующих материалов 2020
  • Колесников Павел Николаевич
  • Симбирцев Максим Анатольевич
  • Калашников Юрий Владимирович
RU2781808C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 585 028 C1

Реферат патента 2016 года ПОЛИДИСПЕРСНАЯ ПОРОШКОВАЯ РЕЦЕПТУРА С НАНОЧАСТИЦАМИ ДЛЯ ДЕГАЗАЦИИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к средствам дегазации токсичных химикатов. Порошковая рецептура для дегазации текстильных материалов, зараженных каплями токсичных химикатов (ТХ), включает оксид кремния (SiO2) 88 мас.% и оксид алюминия (Al2O3) 12 мас.% в виде полидисперсной композиции с микрочастицами 85 мас.% и наночастицами 15 мас.%. Рецептура обеспечивает снижение опасности верхних слоев табельных образцов боевой экипировки военнослужащего, зараженных каплями токсичных химикатов, за счет увеличения доли удаленной жидкой фазы ТХ из пористой структуры текстильного материала. 2 ил., 1 табл.

Формула изобретения RU 2 585 028 C1

Порошковая рецептура для дегазации текстильных материалов, зараженных каплями токсичных химикатов, включающая оксид кремния (SiO2) и оксид алюминия (Al2O3), отличающаяся тем, что содержит 85 мас. % микрочастиц и 15 мас. % наночастиц полидисперсных компонентов при следующем соотношении компонентов:
оксид кремния 88 оксид алюминия 12

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2585028C1

ДЕГАЗИРУЮЩИЙ ПОРОШОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО НАНЕСЕНИЯ 2006
  • Михайлов Борис Иванович
  • Горшков Анатолий Павлович
  • Поляков Виктор Станиславович
  • Аношин Сергей Викторович
RU2307691C1
ГЕЛЕОБРАЗУЮЩАЯ РЕЦЕПТУРА ОКИСЛИТЕЛЬНОГО И НУКЛЕОФИЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ 2007
  • Поляков Виктор Станиславович
  • Горшков Анатолий Павлович
  • Михайлов Борис Иванович
  • Малекин Сергей Иванович
  • Ермилов Валерий Васильевич
  • Лешеневский Александр Владимирович
RU2351380C1
US 6537382 B1, 25.03.2003
US 6455751 B1, 24.09.2002
0
SU287597A1

RU 2 585 028 C1

Авторы

Колесников Павел Николаевич

Бакин Алексей Николаевич

Иванов Анатолий Николаевич

Синькелев Александр Петрович

Болотов Андрей Михайлович

Даты

2016-05-27Публикация

2014-12-11Подача