Патент на изобретение №2370369

(54) МНОГОСЛОЙНЫЙ УКРЫВНОЙ ТЕНТОВЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ МАТЕРИАЛ

(57) Реферат:

Изобретение относится к многослойному, укрывному тентовому материалу. Материал включает полиэфирную основу и двухстороннее поливинилхлоридное покрытие. Полиэфирная основа представляет собой плосковязаное полотно, изготовленное из полиэфирной комплексной нити 100÷111 текс, с числом элементарных нитей в комплексной 200÷400 и числом кручений 85÷100 кр/м, при этом массовое соотношение слоев составляет лицевой; промежуточный: изнаночный – 1,1:1:1,6 соответственно. Массовое соотношение слоев полиэфирной основы и полимерного покрытия составляет 1:2,7. Полимерное покрытие получено на основе суспензионного поливинилхлорида и дополнительно содержит смесь пластификаторов диоктилфталата и диоктилсебацината, термопластичного полиуретана марки Витур Т, бутадиен-нитрильного каучука синтетического марки БНКС-28, сополимера метилметакрилата, бутадиена и стирола марки KANE АСЕ В-28А. В качестве стабилизаторов используется барий-, кадмий-, цинксодержащий комплексный стабилизатор марки Вигостаб БКЦ. В качестве антипирирующей добавки – триоксид сурьмы и хлорпарафин ХП-1100. Покрытие также содержит фунгицид – анилид салициловой кислоты, технологическую добавку – стеариновая кислота и пигменты. Полученный материал обладает высокими усталостными свойствами в статических и динамических условиях, повышенной морозостойкостью (до -60°С), огнестойкостью и устойчивостью к действию микроорганизмов. 6 табл.

Изобретение относится к производству многослойных укрывных тентовых полимерных материалов и может быть использовано при изготовлении тентовых материалов и других армированных материалов, применяемых при сооружении быстровозводимых конструкций и укрытий средств автомобильного транспорта, эксплуатируемых в различных климатических зонах, в том числе в районах Крайнего Севера.

Известные тентовые материалы на основе полиэфирных тканей с двухсторонним наложением поливинилхлоридных композиций (RU 585094A) имеют высокую линейную плотность нитей, что обуславливает их большой вес, затрудняющий их применение.

Известны также тентовые материалы с двухсторонним покрытием для автотранспорта (ГОСТ 29151-91), полученные на основе полиэфирной ткани с полотняным переплетением нитей с линейной плотностью – 27,7-111 текс с числом элементарных нитей в комплексной 48-192 и числом кручений 160-280 кр/м (арт.56387; 56303; 56235 по ГОСТ 26369-84, 27507-87, 27507-89 и ТУ 17-04-15-248-90). Однако они также обладают указанными выше недостатками.

Известные тентовые материалы по ГОСТ 29151-91 и по RU 2139963C1, RU-2148116С1, выполненные на полиэфирной ткани с полотняным переплетением нитей, изготовленных из комплексных нитей с низким числом элементарных нитей в комплексной (порядка 48 филаментов) и высокой крутки 160-280 кр/м с двухсторонним поливинилхлоридным покрытием, не достаточно морозостойки (не выше -45°С), что существенно снижает работоспособность готового материала в статических и динамических условиях и не соответствуют требованиям Министерства обороны Российской Федерации (таблица 3).

Задачей данного изобретения является создание многослойного укрывного, тентового полимерного материала, пригодного для использования при сооружении быстровозводимых конструкций и укрытий средств автомобильного транспорта в соответствии с требованиями Министерства обороны Российской Федерации.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в качестве основы для многослойного материала, состоящего из полиэфирного плосковязаного полотна с двухсторонним покрытием, используют полиэфирную комплексную нить 100-111 текс, с числом элементарных нитей (филаментов=1) в комплексной 200-400 и числом кручений 85-100 кр/м, при этом массовое соотношение слоев составляет-лицевой: промежуточный: изнаночный – 1,1:1:1,6 соответственно, при этом массовое соотношение полиэфирной основы и ПВХ-покрытия составляет 1:2,7.

Для достижения статической и динамической морозостойкости полимерное покрытие на основе суспензионного поливинилхлорида с константой Фикентчера 70-72 дополнительно содержит смесь пластификаторов – диоктилфталат (ДОФ) и диоктилсебацинат (ДОС); термопластичный полиуретан марки ВитурТ;

бутадиеннитрильный каучук марки БНКС-28; сополимер метилметакрилата, бутадиена и стирола марки KANE АСЕ В28А в соотношении 1:1,3:1,7:0,7:0,6 соответственно. В качестве стабилизатора используется комплексный барий-кадмий-цинксодержащий стабилизатор марки Вигостаб БКЦ. Антипирирующая добавка выполнена в виде смеси триоксида сурьмы и хлорированного парафина марки ХП-1100 в соотношении 1:1,фунгицид-анилид салициловой кислоты. В композиции также содержится технологическая добавка: стеариновая кислота и пигменты, а количественный состав выбран при следующих мас.ч. (или мас.%):

	мас.ч.	мас.%
1. Поливинилхлорид м. ПВХ С-7059М с К=70-72	100	34,1
2. Диоктилфталат (ДОФ)	30	10,2
3. Диоктилсебацинат (ДОС)	40	13,8
4. Термопластичный полиуретан ТПУ м. Витур Т	50	17,1
5. Бутадиен-нитрильный каучук м. БНКС-28	20	6,8
6. Сополимер метилметакрилата, бутадиена и стирола м. KANE-ACE B28A	18	6,1
7. Стабилизатор комплексный м. Вигостаб БКЦ	4	1,4
8. Триоксид сурьмы	10	3,4
9. Хлорпарафин м. ХП-1100	10	3,4
10. Анилид салициловой кислоты	3	1
11. Стеариновая кислота	1	0,3
12. Пигменты	7	2,4
Итого:	293	100

В качестве сырья используются компоненты, приведенные в таблице 6. В качестве основы при изготовлении многослойного укрывного, тентового полимерного материала используется полиэфирное полотно ПСО-007 или ПСО-003 по ТУ РБ 780137328001-2003, изготовленное из комплексных нитей с линейной плотностью 100-111 текс и числом элементарных нитей в комплексной 200-400 и числом кручений 85-100 кр/м (таблица 4), при этом массовое соотношение полиэфирной основы и ПВХ покрытия составляет 1:2,7.

При изготовлении многослойного укрывного, тентового полимерного материала соблюдаются следующие технологические операции:

– приготовление полимерной композиции в 2-стадийном турбосмесителе с последующей обработкой в интенсивном смесителе, вальцах, микструдере;

– нанесение на обе стороны основы полимерного покрытия на кашировальной машине «БЕМа-1570».

Реализация изобретения с разными конкретными значениями отличительных признаков показана в примерах 1-9 (таблицы 1-2).

Пример 1. Поливинилхлорид суспензионный м. ПВХ С-7059М, ди-(2 этилгексил)фталат (ДОФ), ди-(2 этилгексил)себацинат (ДОС), барий-, кадмий-, цинксодержащий комплексный стабилизатор м. Вигостаб БКЦ, взятых в соотношении 100:30:40:4 обрабатывают в 2-стадийном смесителе при температуре 110-120°С в течение 7-10 мин.

В интенсивный смеситель, нагретый до 150°С загружается термопластичный полиуретан м. ВитурТ, предварительно развальцованный бутадиен-нитрильный каучук БНКС-28, сополимер метилметакрилата, бутадиена и стирола м. KANE АСЕ В28А и обрабатываются в течение 3 мин, затем загружается набухшая ПВХ-композиция из 2-стадийного смесителя, предварительно затертые в пасты с диоктилфталатом в соотношении триоксид сурьмы (3:1), пигменты (1:0,8), анилид салициловой кислоты (1:1), хлорпарафин ХП-1100, стеариновая кислота, и обрабатываются в течение 3 мин. Соотношение пластифицирующей добавки составляет 1:1,3:1,7:0,7:0,6 соответственно.

ПВХ – пластикат после интенсивного смесителя обрабатывают на вальцах и в микструдере.

На одну сторону полиэфирной основы с техническими показателями, приведенными в таблице 5, на кашировальной машине наносится изнаночный слой многослойного материала в количестве 320 г/м². После охлаждения полуфабриката на другую сторону ткани наносится лицевое покрытие в количестве 220 г/м².

Соотношение слоев по массе составляет лицевой слой: промежуточный:изнаночный (1,1:1:1,6).

Пример 2. Аналогичен примеру 1, но соотношение пластифицирующей добавки составляет 1:2,5:2,5:1:0,9 соответственно.

Пример 3. Аналогичен примеру 1, но соотношение пластифицирующей добавки составляет 1:0,75:1,25:0,5:0,45 соответственно.

Пример 4. Аналогичен примеру 1, но соотношение пластифицирующей добавки составляет 1:1:2:0,7:0,6 соответственно.

Пример 5. Аналогичен примеру 1, но соотношение пластифицирующей добавки составляет 1:2:2:1:0,9 соответственно.

Пример 6. Аналогичен примеру 1, но соотношение пластифицирующей добавки составляет 1:1,3:1,7:0,5:0,5 соответственно.

Пример 7. Аналогичен примеру 1, но соотношение пластифицирующей добавки составляет 1:1,3:1,7:0,8:0,8 соответственно.

Пример 8. Аналогичен примеру 1, но массовое соотношение слоев составляет лицевой: промежуточный: изнаночный 1:1:1,5.

Пример 9. Аналогичен примеру 1, но массовое соотношение слоев составляет лицевой: промежуточный: изнаночный 1,2:1:1,7.

Полученный материал испытывался на физико-механические показатели в соответствии с ГОСТами (таблицы 2÷3).

Как видно из таблиц 1-2, предложенные технологические режимы и параметры производства материала позволяют полностью достичь цели данного изобретения.

Как видно из данных, приведенных в таблице 2, пример 1 количественный состав поливинилхлоридной композиции для лицевого и изнаночного покрытия является оптимальным и позволяет получить заявленный в описании многослойный укрывной, тентовый полимерный материал, соответствующий современным требованиям.

Технический результат выражается в использовании в качестве основы полиэфирного плосковязаного полотна с использованием комплексной нити с увеличенным числом филаментов и пониженной круткой до 100 кр/м, что позволяет значительно повысить усталостные свойства материала в динамических условиях.

При использовании предложенной поливинилхлоридной композиции многослойный укрывной тентовый полимерный материал дает надежные физико-механические показатели, соответствующие показателям зарубежных аналогов, а стойкость к низким температурам и морозостойкость в динамических условиях при -20°С повышаются примерно в 3 раза. За счет применения более эффективных пластифицирующих и специальных добавок (фунгицидов, антипиренов и др.) обеспечивается огнестойкость, морозостойкость многослойного укрывного, тентового полимерного материала до -60°С и устойчивость к действию микроорганизмов; снижается масса 1 м² вышеназванного материала.

Заявленный в описании многослойный укрывной, тентовый полимерный материал соответствует современным требованиям Министерства обороны Российской Федерации.

Таблица 1
Состав полимерного покрытия
пп	Наименование компонентов	Прототип	Примеры
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1.	Поливинилхлорид – суспензионный м. ПВХ С-7059М	–	100	100	100	100	100	100	100	100	100
– эмульсионный	100	–	–	–	–	–	–	–	–	–
2.	Диоктилфталат	55	30	20	40	30	20	30	30	30	30
3.	Диоктилсебацинат	10	40	50	30	30	40	40	40	40	40
4.	ТПУ м.ВитурТ	–	50	50	50	60	40	50	50	50	50
5.	БНКС-28	–	20	20	20	20	20	15	25	20	20
6.	KANEACEB-28A	–	18	18	18	18	18	15	25	18	18
7.	Стеарат Са	3	–	–	–	–	–	–	–	–	–
8.	Вигостаб БКЦ	–	4	4	4	4	4	4	4	4	4
9.	Антипирирующая добавка	5	–	–	–	–	–	–	–	–	–
10.	Триоксид сурьмы	–	10	10	10	10	10	5	15	10	10
11.	Хлорпарафин ХП-1100	–	10	10	10	10	10	5	15	10	10
12.	Стеариновая кислота	–	1	1	1	1,2	0,5	1	1	1	1
13.	Анилид салициловой кислоты	–	3	3	3	3,5	2,5	3	3	3	3
14.	Пигменты	16	7	7	7	7	7	7	7	7	7
	Итого:	189	293	293	293	293,7	272	275	315	293	293

Таблица 2
Физико-механические показатели
п/п	Наименование показателей	Прототип	Примеры
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1.	Масса, 1 м2, г	Не более 900	740±10	740±10	740±10	740±10	740±10	740±10	740±10	700±10	750±10
2.	Привес полимерного покрытия, г/м2
– лицевого слоя	–	220	220	220	220	220	220	200	200	240
– изнаночного слоя	–	320	320	320	320	320	320	320	300	310
3.	Полиэфирная основа	П/эф ткань полотняного переплетения по ГОСТ 5530-94 из нитей с линейной плотностью 36,2 тех/481	ПСО-007 из п/эф комплексной нити 111 тех /200f	ПСО-007 из п/эф комплексной нити 111 тех/ 200f	ПСО-007 из п/эф комплексной нити 111 тех/ 200f	ПСО-007 из п/эф комплексной нити 111 тех/ 200f	ПСО-007 из п/эф комплексной нити 111 тех/ 350f	ПСО-007 из п/эф комплексной нити 111 тех/ 300f	ПСО-007 из п/эф комплексной нити 111 тех/ 400f	ПСО-007 из п/эф комплексной нити 110тех/ 300f	ПСО-007 из п/эф комплексной нити 225 тех/ 400f
4.	Разрывная нагрузка полоски 50×200 мм, даН
– в продольном напр.	120	220±20	220±20	220±20	220±20	190±20	200±20	180±20	180±20	220±20
– в поперечном напр.	105	220±20	220±20	220±20	220±20	190±20	200±20	180±20	180±20	220±20
5.	Удлинение при разрыве, %
– в продольном напр.	24	25	24	26	26	25	26	24	25	25
– в поперечном напр.	40	30	30	28	28	30	28	30	29	30

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
6.	Сопротивление раздиранию, даН
– в продольном напр.	42	110±10	100±10	100±10	100±10	100±10	100±10	100±10	100±10	100±10
– в поперечном напр.	40	110±10	100±10	100±10	100±10	100±10	100±10	100±10	100±10	100±10
7.	Жесткость, cH
– в продольном напр.	26	21	22	24	25	26	28	32	30	32
– в поперечном напр.	10	9	10	11	12	13	15	16	14	16
8.	Морозостойкость в статических условиях, °C	минус 45	минус 60±2	минус 56±2	минус 58±2	минус 55±2	минус 52±2	минус 56±2	минус 60±2	минус 58±2	минус 56±2
9.	Морозостойкость в динамических условиях при минус 20°С, циклы, изгиб ромбом		>7600	4000	5800	5200	3800	4100	>7600	5600	>6300
10	Огнеопасность	0	неогнеопасен	неогнеопасен	неогнеопасен	неогнеопасен	неогнеопасен	неогнеопасен	неогнеопасен	неогнеопасен	неогнеопасен
11	Водопроницаемость	Водонепроницаем	Водонепроницаем	Водонепроницаем	Водонепроницаем	Водонепроницаем	Водонепроницаем	Водонепроницаем	Водонепроницаем	Водонепроницаем	Водонепроницаем
12	Устойчивость к действию бензина и масел	Устойчив	Устойчив	Устойчив	Устойчив	Устойчив	Устойчив	Устойчив	Устойчив	Устойчив	Устойчив
13	Устойчивость к многократному изгибу, к циклы	320	350	320	330	320	340	>350	320	280	300
14	Светостойкость, баллы	4-5	5	5	5	5	5	5	5	5	5
15	Грибостойкость, баллы	–	2	2	2	2	2	2	2	2	2
16	Прочность сварного шва на сдвиг, кН
– в продольном напр.	0,5	0,83	0,8	0,81	0,6	0,71	0,75	0,78	0,6	0,8
– в поперечном напр.	0,47	0,93	0,88	0,9	0,68	0,72	0,81	0,79	0,7	0,82

Таблица 3
Сравнительные физико-механические показатели укрывных, тентовых полимерных материалов
п/п	Наименование показателей	Метод испытания	Нормированные значения по (ТТТ МО РФ)	Аналог по RU 2148116,cI	Предлагаемый материал по патентной заявке
1.	Масса 1 кв.м., г	ГОСТ 17073	не более 900	не более 800	740±10
2.	Разрывная нагрузка, даН	ГОСТ 17316
– в продольном направлении	190÷296	120	226÷286
– в поперечном направлении	180÷240	105	206÷224
3.	Удлинение, %	ГОСТ 17316
– в продольном направлении	10-40	24	24
– в поперечном направлении	20-50	40	30
4.	Сопротивление раздиранию, даН	ГОСТ 17074
– в продольном направлении	50-100	42	110
– в поперечном направлении	70-110	40	140
5.	Устойчивость к многократному изгибу, килоциклы	ГОСТ 8978	не менее 250	320	350
6.	Жесткость, сН	ГОСТ 8977	не более
– в продольном направлении	30	26	21
– в поперечном направлении	20	10	9
7.	Светостойкость, баллы	ГОСТ 9780	не менее 5	4	5
8.	Морозостойкость в статических условиях, °С	ГОСТ 15162	не выше	минус 45	*минус 60
минус 60	**минус 65
9.	Морозостойкость в динамических условиях (-20°С), циклы, изгиб ромбом	ГОСТ В	3500	–	>10000
15150-69
10.	Огнеопасность, мм/мин	ГОСТ 25076	не более 1,66	неогнеопасен	неогнеопасен
11.	Водопроницаемость, час	ГОСТ 22944	капли отсутствуют	капли отсутствуют	капли отсутствуют
12.	Устойчивость к действию бензина и масел	ГОСТ 29151	устойчив	устойчив	устойчив
13.	Прочность сварного шва на сдвиг, кН	ГОСТ 29151
– в продольном направлении	0,8	0,5	0,83
– в поперечном направлении	0,9	0,47	0,93
14.	Грибостойкость, баллы	ГОСТ 12.4.152 метод А	не более 3	–	2
* – результаты испытаний ФГУП “ИвНИИПИК”
** – результаты испытаний ИЛ КЦ”Полисерт” (876-01-И-08)

Таблица 5
Техническая характеристика полиэфирного плосковязаного полотна ПСО-007
Наименование показателя	Норма по ТУ	Результаты анализа
Ширина полотна с кромками, см	152±1	153
Поверхностная плотность, г/м	180±2	180
Разрывная нагрузка, даН, полоски размером 50×200 мм
– по основе	не менее 250	270
– по утку	не менее 200	208
Относительное удлинение, %
– по основе	18	18
– по утку	20	20
Число нитей на 10 см
– по основе	70	80
– по утку	70	70
Изменение линейных размеров в горячем воздухе при 150°С, %,не более	2,1-3,1	2,9

Формула изобретения

Многослойный укрывной тентовый полимерный материал, включающий полиэфирную основу и двухстороннее поливинилхлоридное покрытие, отличающийся тем, что полиэфирная основа представляет плосковязаное полотно, изготовленное из полиэфирной комплексной нити 100÷111 текс с числом элементарных нитей в комплексной 200÷400 и числом кручений 85÷100 кр/м, при этом массовое соотношение слоев составляет лицевой: промежуточный: изнаночный – 1,1:1:1,6 соответственно, а массовое соотношение слоев полиэфирной основы и полимерного покрытия – 1:2,7, полученного на основе суспензионного поливинилхлорида и дополнительно содержащего смесь пластификаторов диоктилфталата и диоктилсебацината, термопластичного полиуретана марки Витур Т, бутадиен-нитрильного каучука синтетического марки БНКС-28, сополимера метилметакрилата, бутадиена и стирола марки KANE АСЕ В-28А в соотношении 1:1,3:1,7:0,7:0,6 соответственно, в качестве стабилизаторов используется барий-, кадмий-, цинксодержащий комплексный стабилизатор марки Вигостаб БКЦ, антипирирующую добавку – триоксид сурьмы и хлорпарафин ХП-1100 в соотношении 1:1, фунгицид – анилид салициловой кислоты, технологическую добавку – стеариновую кислоту и пигменты, а количественный состав поливинилхлоридной композиции для лицевого и изнаночного покрытия выбран при следующем соотношении, мас.ч.:

Поливинилхлорид марки ПВХ С-7059М с К=70-72	100
Диоктилфталат (ДОФ)	30
Диоктилсебацинат (ДОС)	40
Термопластичный полиуретан марки Витур Т	50
Бутадиен-нитрильный каучук синтетический марки БНКС-28	20
Сополимер метилметакрилата,
бутадиена и стирола марки KANE АСЕ В-28А	18
Барий-, кадмий-, цинксодержащий комплексный
стабилизатор марки Вигостаб БКЦ	4
Триоксид сурьмы	10
Хлорпарафин ХП-1100	10
Анилид салициловой кислоты	3
Стеариновая кислота	1
Пигменты	7