Композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для огнестойкого материала

Изобретение относится к композициям на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для изготовления огнестойкого материала. Композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для огнестойкого материала включает также этилсиликат-40 или тетраэтоксисилан в качестве отвердителя и титансодержащее соединение, в качестве которого содержит алкоксититанборат, где алкокси-группами являются этокси-, пропокси- или бутокси-группы. Технический результат - разработка состава композиции, имеющей высокую стабильность и адгезию к синтетическим тканям, позволяющей повысить огнестойкость и снизить жесткость материала с покрытием на ее основе. 1 табл.

 

Введение

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к композиции на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для изготовления огнестойкого материала.

Уровень техники

Известны отверждаемые композиции на основе жидких низкомолекулярных силоксановых каучуков СКТН различных марок, содержащие отвердитель (тетраэтоксисилан, этилсиликат-40, этилсиликат-32), а также катализаторы, в качестве которых используются, как правило, оловоорганические соединения (О.Н.Долгов, М.Г.Воронков, М.П.Гринблат «Кремнийорганические жидкие каучуки и материалы на их основе». Л.: Химия, 1975). Эти композиции широко используются в электро- и радиотехнической промышленности, в авиационной и космической технике, в автомобильной промышленности, в медицине, в производстве рулонных текстильных материалов с силоксановым покрытием и других отраслях.

Общим недостатком этих композиций является малое время их стабильности при комнатной температуре (5-15 минут), так как далее из-за структурирования композиция загустевает, что не позволяет организовать технологический процесс производства рулонных текстильных материалов с силоксановым покрытием. К тому же у этих композиций недостаточная огнестойкость и физико-механическая прочность получаемых на их основе покрытий и их низкая адгезия к синтетическим тканям.

Известна композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для огнестойкого материала (патент России №2203933, опубл. 2003 г.).

Она содержит жидкий низкомолекулярный силоксановый каучук марок А, Б, В, Г, в качестве отвердителя - тетраэтоксисилан или этилсиликат-40, а в качестве катализатора - октоат олова (катализатор 230-19, ТУ 6-02-539-75) или катализатор №18 (ТУ 6-02-805-78), представляющий собой раствор диэтилдикаприлата олова в этилсиликате-32 в весовом соотношении 1:4.

Однако огнестойкость материала с покрытием на основе этой композиции невелика (не более 25 с при выдержке в открытом пламени).

Известна также (патент России №2394858, 2010 г.) композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука, используемая для изготовления огнестойкого защитного материала на капроновой ткани. Она содержит жидкий низкомолекулярный силоксановый каучук марок А, Б, В, Г, в качестве отвердителя - этилсиликат-40 и олеиновую кислоту, а в качестве катализатора - металлофталоцианин.

Эта композиция имеет высокую продолжительность стабильного состояния при хранении при комнатной температуре - 13-20 суток, что позволяет использовать ее в производстве рулонных текстильных огнестойких материалов.

Однако материалы с покрытием на основе этой композиции имеют недостаточную огнестойкость (~1 мин при выдержке в открытом пламени), значительную жесткость материалов и низкую адгезию полученных вулканизованных силоксановых покрытий к синтетическим тканям.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков техническим решением является композиция для получения огнестойких текстильных материалов, включающая низкомолекулярный силоксановый каучук, тетраэтоксисилан или этилсиликат-40 в качестве отвердителя и титансодержащее соединение (патент России №2265683, опубл. 2005 г.).

Она содержит в качестве титансодержащего соединения эфир ортотитановой кислоты (тетраэтоксититан, тетрапропоксититан, тетраизопропоксититан или тетрабутоксититан).

Однако время стабильного состояния композиции невелико, адгезия к синтетическим тканям низкая, материал жесткий, а огнестойкость материала с покрытием на ее основе невысокая (не превышает 30 с при выдержке в открытом пламени).

Сущность изобретения

Изобретательская задача состояла в поиске композиции на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для огнестойкого материала, включающей также отвердитель - этилсиликат-40 или тетраэтоксисилан и титансодержащее соединение, которая имела бы более высокую стабильность и адгезию к синтетическим тканям, а материалу с покрытием на ее основе обеспечивала бы более высокую огнестойкость и меньшую жесткость.

Поставленная задача решена композицией на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для огнестойкого материала, содержащей в качестве отвердителя - этилсиликат-40 или тетраэтоксисилан и титансодержащее соединение, которая в качестве титансодержащего соединения содержит алкоксититанборат, где в качестве алкокси-группы - этокси-, пропокси- или бутокси-группы при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

жидкий низкомолекулярный силоксановый каучук	100
отвердитель	10-30
алкоксититанборат	10-30

Отличительным признаком изобретения является использование алкоксититанбората.

Заявленная композиция обладает следующими преимуществами:

- более длительное время стабильного состояния;

- высокая адгезия вулканизованных силоксановых покрытий к синтетическим тканям;

- более высокая огнестойкость защитных материалов, полученных с покрытием этой композицией (до 2,5 мин при выдержке в открытом пламени);

- низкая жесткость получаемых защитных материалов.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Для осуществления изобретения могут быть использованы следующие вещества:

в качестве низкомолекулярного жидкого силоксанового каучука может быть использован любой низкомолекулярный жидкий силоксановый каучук СКТН марок А, Б, В, Г (ГОСТ 13835-73);

в качестве отвердителя - этилсиликат-40 (ГОСТ 26371-74, изм.2) или тетраэтоксисилан (ТУ 2435-419-05763441-2003, изм.1);

в качестве титансодержащего соединения может быть использован этокси-, пропокси- или бутоксититанборат.

Алкоксититанбораты были получены по известной методике путем взаимодействия 6 мас.ч. борной кислоты с 100 мас.ч. соответствующего эфира ортотитановой кислоты при перемешивании при комнатной температуре без доступа влаги до получения прозрачных растворов (Р.Филд, П.Коув. Органическая химия титана. М.: Мир, 1969, с.180-181).

Композицию готовят путем смешения взятых в необходимых количествах жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука СКТН, отвердителя и алкоксититанбората до образования гомогенной массы.

Для получения защитного огнестойкого материала композицию наносят, например, на капроновую ткань арт.56007 двумя штрихами с термообработкой после нанесения каждого штриха при 160-165°С в термокамере в течение 2-3 минут.

Качественные показатели заявленной композиции и прототипа, а также показатели материалов, изготовленных с использованием этих композиций, определяли одинаково:

стабильность - визуально, по потере текучести пасты, связанной с началом гелеобразования;

устойчивость силоксанового покрытия к истиранию - по ГОСТ 8975-75 с изм.1, 2, 3;

огнестойкость материала - по ГОСТ р 50810-95;

жесткость материала по ГОСТ 8977-74;

адгезию композиции к синтетической ткани по прочности связи вулканизованного покрытия с тканевой основой - по ГОСТ 17317-71.

Состав и свойства композиций и качественные показатели материалов с покрытиями на их основе приведены в таблице.

Данные таблицы свидетельствуют о более высоких показателях и композиции, и материалов, полученных с ее использованием заявленной композиции. Так, по продолжительности стабильности при комнатной температуре заявленная композиция в 5 раз более стабильна, чем композиция прототипа. Прочность связи покрытия с основой у заявленной композиции также выше, чем у прототипа. Огнестойкость материалов, полученных с использованием заявленной композиции, в 4-5 раз выше огнестойкости материалов, полученных с использованием прототипа. Жесткость материалов, полученных с заявленной композицией, ~ в 2 раза ниже, чем с композицией по прототипу.

Таблица
Состав композиций, продолжительность их стабильности, свойства защитных материалов и прототипа
Компоненты композиций для покрытия	Содержание компонентов, мас.ч.	прототип
Жидкий силоксановый каучук СКТН
марка А	100	-	-	-	100	-	-	-	100
марка Б	-	100	-	-	-	100	-	-	-
марка В	-	-	100	-	-	-	100	-	-
марка Г	-	-	-	100	-	-	-	100	-
этилсиликат-40	10	-	20	-	30	-	20	30	25
тетраэтоксисилан	-	10	-	20	-	30	-	-	-
тетрабутоксититан									25
этоксититанборат	20	-	-	10	-	-	30	-	-
пропоксититанборат	-	20	-	-	30	-	-	10	-
бутоксититанборат	-	-	30	-	-	10	-	-	-
Свойства композиций и полученных материалов
Продолжительность стабильности композиций при комнатной температуре, сут	16	15	20	18	17	19	20	14	3
Огнестойкость материалов, с	125	130	140	135	150	145	148	146	30
Устойчивость покрытий к истиранию, г/кВт ч	65	70	66	61	68	64	60	63	75
Прочность связи покрытия с капроновой тканью арт.56007, Н/см	8,1	8,5	9,5	10,1	11,0	10,6	10,9	10,4	2,5
Жесткость, сН	82	80	71	78	61	62	65	69	150

Композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для огнестойкого материала, включающая также этилсиликат-40 или тетраэтоксисилан в качестве отвердителя и титансодержащее соединение, отличающаяся тем, что она в качестве титансодержащего соединения содержит алкоксититанборат, где в качестве алкокси-группы - этокси-, пропокси- или бутокси-группы при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

жидкий низкомолекулярный силоксановый каучук	100
отвердитель	10-30
алкоксититанборат	10-30