Материал из низкомодульной ячеистой резины (неопрен), сдублированной с трикотажным полотном
Владельцы патента RU 2701035:
Открытое акционерное общество "Курскрезинотехника" (RU)
Изобретение относится к материалам из ячеистой низкомодульной резины (неопрен), сдублированной с одной и/или с двух сторон трикотажным полотном и широко используется в водолазном деле, спорте, медицине. Резиновая смесь на основе полихлоропренового каучука включает окись магния, окись цинка, ацентонанил Н, стеариновую кислоту, дифенилгуанидин, тиурам Д, низкомолекулярный полиэтилен, технический углерод, индустриальное масло, фактис, порообразователь - порофор АДС, промотор - карбамид. Изобретение позволяет улучшить физико-механические показатели, стойкость к нефтепродуктам, к воздействию плесневых грибов, устойчивость к морской воде, повысить теплозащитные свойства, материал не поддерживает горение. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к материалам из ячеистой низкомодульной резины (неопрен), сдублированной с одной и (или) с двух сторон трикотажным полотном и широко используется в водолазном деле, спорте, медицине.
Данный материал может быть использован при изготовлении спасательных гидротермокостюмов, водолазных гидрокомбинезонов «сухого» и «мокрого» типа для работы в особо загрязненной нефтепродуктами среде, изделий для водно-моторного вида спорта, туристического и медицинского назначения, одежды для работников сельского хозяйства, рыбной промышленности и других видов защитной одежды, применяемой при работе в агрессивной среде.
Известен материал неопрен, сдублированный с трикотажным полотном производства «Sheico» (Япония) марок F, L, S и производства «Викинг» (Дания).
Недостатками тестируемых образцов неопрена является высокая стоимость, ограниченная область применения только в соответствии с маркой материала, высокая остаточная деформация при сжатии. Полимерная основа этих материалов полихлоропреновый каучук в комбинации с этиленпропиленовым каучуком. Неопрен марок L и S не стоек к горению и озону.
Наиболее близким к заявленному материалу является дублированный резино-текстильный материал, включающий низкомодульную резину и трикотажное полотно, в котором использована резиновая смесь на основе хлоропренового каучука типа КР-50 и которая содержит порообразователь - пасту ПЦ-55 (SU 996232 F1. 15/02/1983)/
Недостатком данного материала является то, что, применяемый для изготовления ячеистой резины порообразователь ПЦ-55 не обеспечивает получение и сохранение пористой структуры - материал дает усадку. Дублированный резино-текстильный материал не обладает необходимыми физико-механическими свойствами в соответствии с требованиями СОЛАС-74.
Задачей заявленного изобретения является создание материала из ячеистой низкомодульной резины - неопрена отечественного производства унифицированного назначения.
Технический результат - улучшение физико-механических показателей заявленного материала и снижение его стоимости.
Технический результат достигается тем, что для изготовления неопрена используется резиновая смесь на основе полихлоропренового каучука, включая окись магния, стеариновую кислоту, окись цинка, ацентонанил Н, дифенилгуанидин, тиурам, низкомолекулярный полиэтилен, технический углерод, индустриальное масло, фактис и порообразователь (порофор АСД) с промотором (карбамид).
Поставленная задача достигается методом подбора каучука и специальных ингредиентов в оптимальном соотношении, масс. ч.:
| 1 Полихлоропреновый каучук | - 100 м.ч |
| 2 Окись цинка | - (5-6) м.ч. |
| 3 Окись магния | - (5-5.5) м.ч. |
| 4 Ацентонанил Н | - (1-2) м.ч |
| 5 Кислота стеариновая | - (2-3) м.ч. |
| 6 Низкомолекулярный полиэтилен | - (3-5) м.ч. |
| 7 Дифенилгуанидин | - (0.3-0.5) м.ч. |
| 8 Порофор АДС | - (6-9.5) м.ч. |
| 9 Карбамид | - (2.2-3.5) м.ч. |
| 10 Тиурам Д | - (0.6-1.1) м.ч. |
| 11 Масло индустриальное | - (20-25) м.ч. |
| 12 Фактис | - (10-14) м.ч. |
| 13 Технический углерод П-705 | - (18-22) м.ч. |
Пример 1. Для изготовления низкомодульного ячеистого материала (неопрена) используется резиновая смесь следующего состава, м.ч (м.д, %):
| 1 Полихлоропреновый каучук | - 100 (52,83) |
| 2 Окись цинка | - 6.0 (3,17) |
| 3 Окись магния | - 5.5 (2,91) |
| 4 Ацентонанил Н | - 1.0 (0,53) |
| 5 Кислота стеариновая | - 2.5 (1,32) |
| 6 Низкомолекулярный полиэтилен | - 4.0 (2,11) |
| 7 Дифенилгуанидин | - 0.4 (0,21) |
| 8 Порофор АДС | - 7.0 (3,7) |
| 9 Карбамид | - 3.0 (1,58) |
| 10 Тиурам Д | - 0.9 (0,47) |
| 11 Масло индустриальное | - 24 (12,68) |
| 12 Фактис | - 13 (6,87) |
| 13 Технический углерод П-705 | - 22 (11,62) |
В отличие от тестируемых материалов, где использована комбинация из двух каучуков в заявленном материале применяется один полихлоропреновый каучук, который характеризуется наличием атомов хлора [около 40% (по массе)] что придает каучуку ряд особых свойств (масло-, бензо-, озоностойкость, негорючесть, повышенную теплостойкость), определяющих специфику его применения. Это единственный диеновый полимер, основная часть молекулярных звеньев которого находится в 1,4-транс-конфигурации. Высокая регулярность молекулярных звеньев в сочетании с их гибкостью сообщает каучуку способность кристаллизоваться при растяжении. А это обеспечивает его вулканизатам высокую прочность.
Порофоры при нагревании выделяют газообразные продукты (аммиак, углекислый газ) в результате термодинамического разложения. В заявленной рецептуре в качестве порообразователя применяется порофор АДС с высокой чистотой, диспергируемостью и разлагается с большим выделением газа.
Особенностью порофора АДС является - выделение газа в узком температурном интервале и высокая скорость выделения газа, а также возможность ее регулирования температурой, давлением и активаторами термодинамического разложения.
Изготовление резиновой смеси производится в две стадии:
1-я стадия - изготовление маточной смеси с достаточной пластикацией;
2-я стадия - ввод в маточную смесь окиси цинка, порообразователя, ускорительной и вулканизующей групп.
Для достижения необходимой степени пористости, применяется особая технология изготовления материала с режимами в три стадии вулканизации, после обязательных процессов вылежки сырой резиновой смеси в заготовках.
Для уменьшения усадочных явлений и получения легких пористых изделий на 1-ой стадии происходит рост и запрессовка пор при высоком давлении и по размеру формы.
На 2-ой стадии уменьшается давление, в процессе вулканизации происходит насыщение резиновой смеси газом, образуется необходимая степень пористости.
На 3-й стадии идет процесс закрепления структуры материала - термостатирование, обеспечивает будущему изделию стабильную толщину (без усадочных явлений в процессе хранения и эксплуатации) и легкость.
В результате многократных реакций между ингредиентами и поэтапному сшиванию молекулярных связей после вулканизации образуются листы пористой структуры высотой до 20 мм. Поры представляют собой заполненные азотом мелкие пузырьки, обеспечивающие теплоизолирующими свойствами материал.
Основной результат образования пор достигается реакцией, которую оказывает порообразователь (порофор АДС), предназначенный для получения газонаполненных материалов (аммиак и углекислый газ), посредством создания в них системы открытых (сообщающихся) и закрытых (изолированных) ячеек, пор в процессе термодинамического разложения. Именно за счет структуры полученных пор, материал (неопрен) приобретает эластичную форму и после нагрузки быстро восстанавливается - обладает низкой остаточной деформацией при сжатии.
В зависимости от назначения материала пористые листы неопрена можно разрезать вдоль на образцы толщиной от 1 мм.
Полученные пористые листы очень непрочные. Именно поэтому на заключительном этапе происходит укрепление материала ламинированием, наклеиванием тонкого текстильного материала, подходящего по эластичности на поверхность полученного пористого (неопренового) листа.
Для получения необходимой прочности в заявленном материале используется текстильный материал с двойным переплетением (перекрещиванием) из полиэфирных и полиамидных нитей.
Заявленную резиновую смесь изготавливают из следующих ингредиентов:
Полихлоропреновый каучук (производитель Япония);
| Окись цинка | (ГОСТ 202-84); |
| Окись магния | (ГОСТ844-79); |
| Ацентонанил Н | (ТУ 2492-542-05763441-2013); |
| Кислота стеариновая | (ГОСТ 6484-96); |
| Низкомолекулярный полиэтилен | (ТУ 2211-063-56856807-05); |
| Дифенилгуанидин | (ТУ 2491-497-05763441 -2006); |
| Порофор АДС | (производитель Китай) |
| Карбамид | (ГОСТ 2081 -92); |
| Тиурам Д | (ГОСТ 740-76); |
| Масло индустриальное | (ГОСТ 20799-88); |
| Фактис | (TP 2-1602-05); |
| Технический углерод П-705 | (ГОСТ 7885-86). |
Полученный материал обладает стойкостью к нефтепродуктам, стойкостью к воздействию плесневых грибов, устойчив к морской воде, не поддерживает горения, обладает высокими телозащитными свойствами.
По результатам санитарно-химических и одометрических исследований ячеистого низкомодульного материала Федеральным управлением медико-биологических и экстремальных проблем при Минздраве России выдано разрешение по токсикологическим показателям на использование материала для изготовления гидрокостюмов, применяемых в качестве индивидуальных средств спасения. Гидрокостюмы из заявленного материала могут использоваться при температурах морской воды от -2 до +35°С в течение 6 часов.
Изготовленные, из заявленного материала, гидротермокостюмы спасательные успешно прошли государственные испытания (в том числе проверку маслопроницаемости, огневое испытание, испытание на проверку теплоизоляционных свойств) на соответствие всем требованиям Международной конвекции по охране человеческой жизни на море СОЛАС-74, кодексу ЛСА.
Сравнительный анализ физико-механических показателей неопрена производства: ф. «Викинг»; Sheico (Япония) марок L, S и неопрена производства ОАО «Курскрезинотехника» (Таблица 1) показывает, что заявленный материал соответствует зарубежным аналогам, а по некоторым показателям превосходит их.
Так по показателю «Прочность материала при надавливании шариком» заявленный неопрен производства ОАО Курскрезинотехника» имеет более высокую прочность в сравнении с тестируемыми аналогами.
По показателю «Остаточная деформация при сжатии» заявленный неопрен обладает более высокой стойкостью к деформации.
Так же неопрен производства ОАО «Курскрезинотехника» стоек к озоновому старению и не поддерживает горение после нахождения в пламени.
1. Материал из низкомодульный ячеистой резины неопрен, сдублированной с трикотажным полотном, характеризующийся тем, что для изготовления неопрена используется резиновая смесь на основе полихлоропренового каучука, включая окись магния, стеариновую кислоту, окись цинка, ацентонанил Н, дифенилгуанидин, тиурам, низкомолекулярный полиэтилен, технический углерод, индустриальное масло, фактис и порообразователь - порофор АДС с промотором - карбамид в следующем соотношении, мас. ч.:
| полихлоропреновый каучук | 100 |
| окись цинка | 5-6 |
| окись магния | 5,0-5,5 |
| ацентонанил Н | 1-2 |
| кислота стеариновая | 2-3 |
| низкомолекулярный полиэтилен | 3-5 |
| дифенилгуанидин | 0,3-0,5 |
| порофор АДС | 6,0-9,5 |
| карбамид | 2,2-3,5 |
| тиурам Д | 0,6-1,1 |
| масло индустриальное | 20-25 |
| фактис | 10-14 |
| технический углерод П-705 | 18-22, |
при этом изготовление резиновой смеси производится в две стадии, а для получения необходимой степени пористости применяется технология изготовления материала в три стадии вулканизации, после обязательной вылежки сырой резиновой смеси в заготовках, а именно на 1-й стадии применяют высокое давление, на 2-й уменьшают давление и на 3-й стадии проводят термостатирование.
2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что для его укрепления применяется текстильный материал с двойным переплетением (перекрещиванием) из полиэфирных и полиамидных нитей.
