Огнестойкий материал Российский патент 2023 года по МПК D02G3/04 D03D15/513 

Изобретение относится к огнестойким материалам защищающем от огня и высоких температур, и может быть использовано в вагоно- и судостроении, и других отраслях промышленности, где требуется применение трудновоспламеняемых и трудногорючих материалов. В частности в качестве:

- огнезащитных прокладок для защиты набивки спальных полок, матрасов и других элементов;

- звукопоглощающих элементов при облицовки потолков, поверхностей стен и перегородок;

- изолирующих вставок в зоне прохода труб через ограждающие конструкции;

- теплоизоляции баков и труб системы водоснабжения;

- теплозвукоизолирующего покрытия тонкостенных элементов конструкций (совместно с вибропоглощающими покрытиями);

- инфракрасных экранов в ограждающих конструкциях.

Из уровня техники известны подобные материалы, например нетканое полотно (RU 2692845 C1, опубл. 28.06.2019), имеющее превосходную обрабатываемость и высокие пламегасящие свойства. Пламегасящее нетканое полотно имеет поверхностную плотность 15 до 400 г/м² и включает неплавкие волокна A, степень высокотемпературной усадки которых составляет 3% или менее и модуль упругости которых, умноженный на площадь поперечного сечения волокон, составляет 2,0 Н или менее, и термопластические волокна B, значение LOI которых, определяемое согласно стандарту JIS K 7201-2 (2007), составляет 25 или более. Волокна A представляют собой огнестойкие волокна или мета-арамидные волокна. Причем термопластические волокна B представляют собой волокна, изготовленные из смолы, выбранной из группы, которую составляют анизотропный образующий фазу расплава сложный полиэфир, огнезащитный поли(алкилентерефталат), огнезащитный поли(акрилонитрил-бутадиен-стирол). RU 2692845 C1, опубл. 28.06.2019.

Несмотря на ряд преимуществ указанного аналога, раскрытый в нем состав обладает не высокой огнестойкостью, а также данный материал не достаточно прочен.

Также из уровня техники известен нетканый огнестойкий материал (RU 2361973 C1, опубл. 20.07.2009), который содержит метаарамидные волокна, полиэфирные волокна пониженной горючести и регенерированные метаарамидные волокна в следующем соотношении: метаарамидные волокна - 40-45%; полиэфирные волокна - 10-20%; регенерированные метаарамидные волокна - 40-45%, поверхностная плотность готового материала может изменяться от 150 до 170 г/м². Изобретение преимущественно используется для изготовления спецодежды, обладающей высокой термостойкостью, негорючестью, прочностью, легкостью в обработке, практичностью в соотношении цены и качества, экологичностью, нетоксичностью.

Изобретение, описанное в аналоге, также не обладает достаточной огнестойкостью и прочностью.

В качестве аналога заявленного изобретения также можно указать огнезащитный нетканый материал (RU 2140472 C1, опубл. 27.10.1999), содержащий по крайней мере один наружный слой из арамидных огнестойких волокон и контактирующий с ним слой из неогнестойких синтетических и/или натуральных волокон, отличающийся тем, что он дополнительно содержит эластомерное полимерное связующее на основе фтор- или хлорорганических соединений, выбранных из группы сополимер гексафторпропилена и винилиденфторида, сополимер трифторхлор.

Выбранный в качестве наиболее близкого аналога, огнезащитный материал, раскрыт в патенте на полезную модель RU 174909 U1, опубл. 21.12.2016. Огнезащитный материал состоит из объединенных прошивкой внешнего огнезащитного слоя и теплоизолирующего слоя, а между внешним огнезащитным и теплоизолирующим слоями размещен теплозащитный слой из нетканого материала из термостойких волокон, причем внешний огнезащитный слой выполнен из арамидной ткани и проволоконен иглопробивным способом термостойкими волокнами теплозащитного слоя.

Недостатком ближайшего аналога является то, что указанный в нем материал также недостаточно огнестоек и прочен.

Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение разрывной нагрузки материала и огнестойкости.

Технический результат достигается посредством создания огнестойкого материала, содержащего нетканое полотно, состоящее из арамидных и огнестойких волокон, сформированное посредством разрыхления волокон, перемешивания, замасливания замасливателем-антисептиком и иглопробиванием; клеящий состав, нанесенный на нетканое полотно в виде сухого клея и фольгу, адгезированную с нетканым полотном и клеящим составом посредством каландрирования.

В частном случае выполнения, замасливатель-антисептик добавляется в количестве 5% от массы волокна.

В другом частном случае выполнения, клеящий состав наносится на нетканое полотно при помощи распылителя порошка в пределах 10- 30 г/м².

В одном из частных вариантов выполнения, клеящий состав наносится на нетканое полотно при помощи распылителя порошка в пределах 5-20 г/м².

В частном случае выполнения, нетканое полотно подвергается каландрированию.

В другом частном случае выполнения, каландрирование при температуре 240°С.

Технологический процесс производства огнестойкого материала состоит из следующих операций:

- взвешивание волокон, подготовка волокнистой смеси;

- прочесывание смеси волокон;

- формирование волокнистого холста;

- скрепление волокнистого холста иглопробивным способом;

- обрезание кромки, наматывание полотна в рулон;

- упаковывание рулонов в полиэтиленовую пленку, маркировка рулонов.

На склад предприятия завозится сырье. Сырье поступает в кипах средним весом 230-250 кг. Кипы распаковывают по укрепляющим лентам.

Из поставленного сырья приготавливают смеску. Процентное соотношение определяется путем взвешивания сырьевых составляющих смеси на напольных весах.

Приготовленное сырье подается на питатель щипально-замасливающей машины, где оно предварительно разрыхляется, перемешивается и замасливается. Волокно обрабатывается раствором замасливателя-антистатик в количестве 5% от массы волокна.

Далее сырье подается в смесовую машину, где волокно перемешивается в течение не менее 2 часов и затем отправляется на вылеживание и хранение (не менее 24 часов) в смесовый расходный лабаз. Из лабаза смесь транспортером подается на чесальную однопрочесную машину, где происходит рыхление, параллелизация, смешивание поступающих в нее волокон и удаление из них сора.

Из чесальной машины прочес поступает на преобразователь прочеса для получения сложением прочеса в волокнистый холст необходимой поверхностной плотности и ширины.

Волокнистый холст проходит последовательно через три иглопробивные головки поточной линии машины, предназначенной для производства иглопробивных полотен.

При необходимости возможно каландрирование полотна. Исходный материал для дублирования наматывается в рулоны по 50 м. Контролируется ширина полотна. Каждый кусок взвешивается, завязывается.

В завершающей стадии производственной цепочки полотно сматывается в рулоны по 50 метров при помощи устройства намотки и обрезки кромки. На данном этапе проверяется ширина полотна, которое выпускается двух видов - 152 и 155 см. Полотно шириной 155 см наматывается на картонные гильзы для удобства дублирования с алюминиевой фольгой. Каждый рулон взвешивается на напольных весах и упаковывается в полиэтиленовую пленку.

Технологический процесс производства огнестойкого материала состоит из следующих переходов:

- нанесение сухого клея на нетканое полотно шириной 155 см;

- дублирование с фольгой;

- намотка в рулон;

- маркировка, упаковка, сдача на склад.

Нетканый материал шириной 155 см и алюминиевая фольга поступают на производство в виде рулонов.

Клеящий состав наносится на нетканое полотно при помощи распылителя порошка в пределах 10-30 г/м². После нанесения клеевого порошка нетканое полотно, совместно с лентой фольги поступают в установку, где происходит дублирование материалов при температуре 150-300°С. За счет сил агдезии клеящего состава, при термическом воздействии происходит соединение дублируемых компонентов.

Готовое дублированное полотно подается на периферийную намоточную машину, где производится измерение каждого куска и намотка полотна в рулон.

Готовый товар взвешивается, маркируется, пакуется в полиэтиленовую пленку и сдается на склад.

Клеящий состав может наноситься на нетканое полотно при помощи распылителя порошка в пределах 5- 20г/м². После нанесения клеевого порошка нетканое полотно поступает в установку, где происходит каландрирование при температуре 150-300°С. За счет термического воздействии происходит спекание и образование гладкой поверхности.

Готовое каландрированное полотно подается на периферийную намоточную машину, где производится измерение каждого куска и намотка полотна в рулон.

Пример: нетканый материал состоящий из арамидных, огнестойких волокон и фольги, имеющий толщину 2 мм, поверхностную плотность 213 г/м², разрывную нагрузку по ширине и длине более 250 Н, коэффициент дымообразования не более 499 м²/кг, показатель токсичности продуктов горения при экспозиции 30 мин (HCL50) не менее 40 г/м³, индекс распространения пламени не более 19,9 (арт. 77-ИНМ-Ф).

Результаты испытаний:

№
п/п Наименование показателей Нормы по ТУ Результаты испытаний Заявленное техническое решение 1 Поверхностная плотность, г/м² 200±14 210 186-214 2 Ширина, см 152±2 153,5 148-155 3 Толщина, мм 3,0±1,0 2,8 2-4 4 Неровнота по массе, %, не более 7 5,5 2-7 5 Разрывная нагрузка, Н, не менее - по длине
- по ширине 200
200 246
245 Более 250
Более 250 6 Группа воспламеняемости трудновоспламеняемый трудновоспламеняемый трудновоспламеняемый 7 Группа горючести трудногорючий трудногорючий трудногорючий 8 Коэффициент дымообразования, м²/кг, не более* 500 434 250-499 9 Показатель токсичности продуктов горения при экспозиции 30 мин (HCL₅₀), г/м³, не менее* 40 43,5 не менее 40 10 Термостойкость термостойкий термостойкий термостойкий 11 Индекс распространения пламени, не более* 20 14,2 5-19,9

Таким образом, заявленное изобретение обеспечивает огнестойкий материал, имеющий разрывную нагрузку по ширине и длине более 250 Н, коэффициент дымообразования не более 499 м²/кг, показатель токсичности продуктов горения при экспозиции 30 мин (HCL50) не менее 40 г/м³, индекс распространения пламени не более 19,9.

Изобретение относится к огнестойким материалам, защищающим от огня и высоких температур, и может быть использовано в вагоно- и судостроении, и других отраслях промышленности, где требуется применение трудновоспламеняемых и трудногорючих материалов. Огнестойкий материал представляет собой нетканое полотно, состоящее из арамидных и огнестойких волокон, сформированное посредством разрыхления волокон, перемешивания, замасливания замасливателем-антисептиком и иглопробивания. При этом огнестойкий материал содержит клеящий состав, нанесенный на нетканое полотно в виде сухого клея, и фольгу, адгезированную с нетканым полотном и клеящим составом посредством каландрирования при температуре 150-300°С. Изобретение позволяет создать огнестойкий материал с увеличенной разрывной нагрузкой материала и огнестойкостью. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

1. Огнестойкий материал, содержащий нетканое полотно, состоящее из арамидных и огнестойких волокон, отличающийся тем, что полотно сформировано посредством разрыхления волокон, перемешивания, замасливания замасливателем-антисептиком и иглопробивания; огнестойкий материал содержит клеящий состав, нанесенный на нетканое полотно в виде сухого клея, и фольгу, адгезированную с нетканым полотном и клеящим составом посредством каландрирования при температуре 150-300°С.

2. Огнестойкий материал по п.1, отличающийся тем, что замасливатель-антисептик добавляется в количестве 5% от массы волокна.

3. Огнестойкий материал по п.1, отличающийся тем, что клеящий состав наносится на нетканое полотно при помощи распылителя порошка в пределах 10-30 г/м².

4. Огнестойкий материал по п.1, отличающийся тем, что клеящий состав наносится на нетканое полотно при помощи распылителя порошка в пределах 5-20 г/м².