Полимерная композиция для пленочных покрытий

 

Сущность изобретения: приготавливают на вальцах композицию для пленочных покрытий. Композиция содержит следующие компоненты, мас.%: каучук СКН - 26 25,11-38,18; поливинилхлорид 10,04 - 25,11; оксид цинка 2,0 - 3,02; пигмент 1,0 - 2,24; воск пчелиный 0,73 - 2,04; ацетонанил 0,39 - 1,17; стеариновая кислота 0,67 - 2,01; воск технический 0,28 - 0,82; аэросил А-175 12,19 - 21,71; диоктилфталат 6,0 - 10,1; диоктиладипинат 8,3 - 12,2; сера 0,8 - 1,5, каптакс 0,5 - 1,5; бутилксантогенат цинка 0,5 - 1,5; силикат свинца 1,01 - 2,0; стеарат кальция 0,12 - 0,36; диэтиленгликоль 0,30 - 0,70; резорцин 0,5 - 1,5; метазин 0,34 - 1,25. Температура вулканизации 100°С, время вулканизации 30 мин. Характеристика покрытий: E = 42,9 - 64 кгс/см²; прочность при растяжении 52,7 - 67,3 кгс/см²; относит.удлинение 250 - 628%. 1 табл.

Изобретение относится к области полимерных композиций и может быть использовано как защитное пленочное покрытие для пожарных напорных рукавов, как искусственная кожа, пленочное покрытие для древесных и других отделочных плит.

В нашей стране и за рубежом существует множество полимерных композиций, используемых в пожарной технике, текстильной и строительной отраслях промышленности, на основе пластифицированного поливилинхлорида, на основе нитрата целлюлозы, этилцеллюлозы с применением бутилкаучука, хлорсульфированного полиэтилена, стеарина; на основе жидкого акрилонитрильного карбоксилатного каучука, жидкого полибутадиенового каучука, минерального наполнителя.

В качестве прототипа взята полимерная смесь "Армтекс", закупленная нашей страной в Норвегии для Павлов-Посадского комбината, как наиболее близкая по составу компонентов и назначению, мас.%: Бутадиен-нитрильный каучук СКН-26 (БНК СКН-26 35,15 Поливинилхлорид (ПВХ) 15,07 Оксид цинка (белила цинковые) 2,51 Пигмент красный 1,73 Воск пчелиный 1,02 Ацетонанил 0,78 Стеариновая кислота 1,35 Воск технический 0,55 Аэросил марки А-175 16,89 Диоктилфталат (ДОФ) 8,1 Диоктиладипинат (ДОА) 10,2 Сера 1,02 Альтакс 0,78 Тиурам Д 0,27 Силикат свинца 1,61 Стеарат кальция 0,24 Диэтиленгликоль (ДЭГ) 0,47 Резорцин 1,02 Метазин 1,25 Этот состав, нанесенный экструзионным методом на капроново-лавсановые чехлы, обеспечивает увеличение срока годности напорных пожарных рукавов до 20 лет. Однако процесс изготовления напорных пожарных рукавов с двухсторонним полимерным покрытием является трудоемким, вредным для здоровья, небезопасным: полимерное покрытие вулканизуют при высокой температуре (162^oС) в течение 50-80 мин, на открытых столах, при этом выделяется значительное количество вредных для здоровья обслуживающего персонала паров, подсоединение рукавов к линии с горячим паром, находящимся под давлением 5,5 атм, производится вручную.

Целью изобретения является создание полимерного состава для покрытия пожарных рукавов, который имел бы более низкую температуру и меньшее время отверждения, эксплуатационные качества рукавов при этом бы не ухудшались.

Поставленная цель достигается тем, что в состав, содержащий каучук СКН-26, поливинилхлорид, диоктилфталат, диоктиладипинат, аэросил, технологические добавки в качестве ускорителя вулканизации, вводят каптакс и бутилксантогенат цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%: Бутадиен-нитрильный каучук СКН-26 25.11-38.18 Поливинилхлорид 10.04-25.11 Оксид цинка (белила цинковые) 2.0-3.02 Пигмент красный 1.0-2.24 Воск пчелиный 0.73-2.04 Ацетонанил 0.39-1.17 Стеариновая кислота 0.67-2.01 Воск технический 0.28-0.82 Аэросил марки А-175 12.19-21.71 Диоктилфталат 6.0-10.10 Диоктиладипинат 8.3-12.20 Сера 0.8-1.5 2-Меркаптобензтиазол 0.5-1.5 Бутилксантогенат цинка 0.5-1.5 Силикат свинца 1.01-1.0 Стеарат кальция 0.12-0.36 Диэтиленгликоль 0.30-0.70 Резорцин 0.5-1.5 Метиловый эфир N-ок- симетилового произ- водного меламина 0.34-1.25 Анализ аналогов показывает, что введенные в заявляемое решение вещества известны, однако, введение в предлагаемую композицию более активных ускорителей-бутилксантогената цинка (БКГZn) и каптакса (КПС) вместо альтакса, тиурама - позволяет обеспечить ряд существенных преимуществ экономического, технического и экологического порядка, по сравнению с прототипом.

Замена одних ускорителей на другие автоматически обеспечивает соблюдение критерия "существенные отличия", поскольку ускорители разного химического строения работают по настолько различным механизмам и настолько существенно отличаются по влиянию на процесс вулканизации, что замена одних ускорителей вулканизации на другие обеспечивает соблюдение критерия "существенные отличия".

Новизна предлагаемого решения в том, что в известных полимерных пленочных композициях высокоактивные ускорители до сих пор не использовались из-за низкой живучести таких смесей.

Кроме того, следует отметить, что при использовании двойных смесей сера и БКГZn, сера и каптакс существенного снижения температуры вулканизации не происходило (при 100^оС уровень приемлемых физико-механических свойств не достигало). Оптимальный результат был достигнут именно для предложенных соотношений трех компонентов (БКГZn, каптакса и серы), причем живучесть такой композиции составляет 20-30 мин. Этого вполне достаточно для обеспечения надежности технологического процесса получения пленочного покрытия.

Предложенная полимерная пленочная композиция также, как и прототип, содержит один и тот же пигмент - "Пигмент красный железоокисный для резиновой промышленности". Положительный эффект при этом пигменте от введения новых ускорителей вулканизации имеется.

Для изучения свойств полимерной композиции было приготовлено 5 композиций, химический состав и основные характеристики которых приведены в таблице, в том числе представлена кинетика отверждения полимерной пленочной композиции.

Приготовление каждой композиции осуществлялось на вальцах лабораторных марки ЛБ200 100/100 по принятому режиму.

Для сравнения в таблице приведен состав и характеристики смеси "Армтекс", изготовленной в условиях предприятия.

Приведенные данные подтверждаются актом испытаний, прилагаемым к настоящей заявке.

Представленные характеристики определены по методике, действующей в отрасли; механические характеристики - по ГОСТу 270-75.

Из представленных данных следует, что составы 2-4 обладают способностью отверждаться при температуре 100^оС за 30 мин, при этом достигается высокий уровень механических характеристик. Прочность, модуль и деформационные характеристики не хуже, чем у прототипа, отверждаемого при 160^оС в течение 1 ч.

Применение составов 1 и 5 нецелесообразно. Состав 1 обладает способностью отверждаться при 100^оС, имеет низкие (менее 100%) деформационные свойства, что ухудшает эксплуатационные свойства смеси. Состав 5 обладает прочностью, ниже прототипа.

Использование предлагаемого технического решения в качестве полимерного покрытия для пожарных рукавов позволит снизить температуру и время их отверждения, то есть приведет к удешевлению всего производства пожарных рукавов за счет снижения расхода всех используемых видов энергии (пар, вода, электроэнергия, сжатый воздух), а также приведет к улучшению условий труда обслуживающего персонала за счет сокращения количества и времени выделения вредных паров при вулканизации, снизит опасность производства.

Формула изобретения

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПЛЕНОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ, включающая бутадиеннитрильный каучук с 27 - 30 мас.% нитрила акриловой кислоты, поливинилхлорид, диоктилфталат, диоктиладипинат, пчелиный воск, технический воск, аэросил с удельной поверхностью по БЭТ (175 ± 25)м²/г, оксид цинка, полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, стеариновую кислоту, силикат свинца, стеарат кальция, диэтиленгликоль, резорцин, метиловый эфир N-оксиметилового производного меламина, пигмент, серу, ускоритель вулканизации, отличающаяся тем, что в качестве ускорителя вулканизации смесь содержит 2-меркаптобензтиазол и бутилксантогенат цинка при следующем соотношении компонентов, мас.% :
Бутадиеннитрильный каучук с 27 - 30 мас.% нитрила акриловой кислоты 25,11 - 38,18
Поливинилхлорид 10,04 - 25,11
Оксид цинка 2,0 - 3,02
Пигмент 1,0 - 2,24
Пчелиный воск 0,73 - 2,04
Полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин 0,39 - 1,17
Стеариновая кислота 0,67 - 2,01
Технический воск 0,28 - 0,82
Аэросил с удельной поверхностью по БЭТ (175 ± 25)м²/г 12,19 - 21,71
Диоктилфталат 6,0 - 10,1
Диоктиладипинат 8,3 - 12,2
Сера 0,8 - 1,5
2-Меркаптобензтиазол 0,5 - 1,5
Бутилксантогенат цинка 0,5 - 1,5
Силикат свинца 1,01 - 2,0
Стеарат кальция 0,12 - 0,36
Диэтиленгликоль 0,30 - 0,70
Резорцин 0,5 - 1,5
Метиловый эфир N-оксиметилового производного меламина 0,34 - 1,25

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2