Материал прорезиненный (варианты), клеевая композиция, клеевая композиция герметизирующая и способ изготовления надувных спасательных средств с применением указанных материалов и клеевых композиций
RUBBERIZED MATERIAL (VERSIONS), ADHESIVE COMPOSITION, SEALING ADHESIVE COMPOSITION AND METHOD OF MANUFACTURE OF INFLATABLE LIFE-SAVING APPLIANCES WITH USE OF INDICATED MATERIALS AND ADHESIVE COMPOSITIONS

Заявленная группа изобретений относится к изделиям спасательной техники, а именно к конструкциям слоистых прорезиненных материалов, обладающим требуемой водонепроницаемостью, газонепроницаемостью и износостойкостью, составам клеевых композиций для соединения деталей и герметизации швов надувных спасательных средств и способу изготовления надувных спасательных средств из указанных материалов.
Известно многослойное текстильное полотно для изготовления эластичных емкостей, палаток, брезентов, спецодежды (RU 2113354, опубл. 20.06.1998), которое представляет собой полотно со слоем ткани, с одной стороны которого расположен резиновый слой, а с другой стороны слоя ткани - пленка из синтетического полимера. Пленка из синтетического полимера выполнена из поливинилиденфторида и расположена между двумя резиновыми слоями. Благодаря такому расположению полимерного слоя достигается стойкая защита против всех видов воздействия химических отравляющих веществ и химикалий, повышается эластичность текстильного полотна.
Однако известное текстильное волокно обладает низким сопротивлением к истиранию, недостаточной прочностью.
Известен слоистый материал для изготовления спасательных плотов или спасательных жилетов (JPH 06343008, опубл. 13.12.1994), который включает в себя внутренний воздухонепроницаемый слой, придающий свойства герметичности, и отражающий слой, который отражает радиоволны в поисках радара. Слой воздухонепроницаемый выполнен с полихлоропреновым резиновым покрытием, или полиуретановым резиновым покрытием, или покрытием поливинилхлоридом и т.п. Наружная поверхность отражающего слоя состоит из нейлона или полиэстера, покрытого с помощью металлов - алюминия или никеля. Затем поверхностный слой выполнен в цвете как красный, оранжевый, желтый и т.д. для быстрого обнаружения.
Однако подобная конструкция прорезиненного материала не пригодна для спасательных плотов или спасательных жилетов, используемых в авиации, где требуются облегченные материалы.
Известна клеевая композиция (RU 2394865, опубл. 20.07.2010), которая включает натуральный каучук, канифоль сосновую и органический растворитель. В качестве органического растворителя она содержит нефрас. Композиция дополнительно содержит модификатор. Модификатор состоит из таких компонентов, как эпихлоргидрин и анилин. Соотношение компонентов в композиции следующее, мас.ч.: натуральный каучук - 100,0, канифоль сосновая - 10,0, органический растворитель - нефрас - 800,0, эпихлоргидрин - 2,28-9,1, анилин - 2,28-9,1. Изобретение позволяет повысить прочность при склеивании вулканизованной резины между собой и при ее креплении к металлической поверхности.
Известная клеевая композиция (RU 2394865, опубл. 20.07.2010) включает натуральный каучук, канифоль сосновую и органический растворитель. В качестве органического растворителя она содержит нефрас. Композиция дополнительно содержит модификатор. Модификатор выбирают из N-нитрозодифениламина, ортофенилендиамина или параоксидифениламина. Соотношение компонентов в композиции следующее, мас.ч.: натуральный каучук - 100,0, канифоль сосновая - 10,0, органический растворитель - 800,0, указанный модификатор - 4,6-27,3. Изобретение позволяет повысить прочность при склеивании вулканизованной резины между собой.
Известные клеевые композиции теряют прочностные свойства при значительных колебаниях температуры, эксплуатация их возможна в узком температурном диапазоне.
Известна клеевая композиция по патенту RU 2083626 (опубл. 10.07.1997) для склеивания гибких субстратов, например резины, кожи, текстильных материалов, кожзаменителей и других материалов. Сущность изобретения: клеевая композиция содержит бутадиен /изопрен/ стирольный термоэластопласт 100 м.ч., канифоль, эфир канифоли, диспропорционированную или гидрированную канифоль 5-20 м.ч., хиноловый эфир формулы
1
2
3
3
4
2
5
4
9
где R - алкил, арил или алкоксил, R- H, СН, R - алкил, R- CH, СН - 5-20 м.ч., органический растворитель 100-550 м.ч.
Известна клеевая композиция, применяемая также для герметизации, по патенту RU 2445322 (опубл. 20.03.2012), представляющая гомогенный углеводородный резиновый клей с единственной жидкой фазой из полимерной суспензии, включающей углеводородный каучук, где углеводородный каучук включает полимер (полимеры) и/или сополимер (сополимеры) изобутилена, изопрена, пара-метилстирола или их сочетания, разбавитель и непрореагировавший мономер (мономеры), который включает контактирование полимерной суспензии с углеводородным растворителем и удаление разбавителя и растворителя в количествах, недостаточно больших, чем необходимо для приготовления, по существу, гомогенного углеводородного резинового клея с единственной жидкой фазой, где массовая фракция мономера (мономеров) в углеводородном резиновом клее на основе общего количества углеводородного каучука, содержащегося в углеводородном резиновом клее, меньше массовой фракции мономера (мономеров) в углеводородной каучуковой суспензии на основе общего количества углеводородного каучука, содержащегося в углеводородной каучуковой суспензии, в котором разбавитель включает фторуглеводород.
Однако известные клеевые композиции не позволяют обеспечить требуемую воздухонепроницаемость швов, отличаются сложной технологией получения.
Известен способ изготовления резинотканевого изделия (RU 2027596, опубл. 27.01.1995), при котором полотно материала сматывают с рулона, центрируют его, выкраивают заготовки изделия из полотна материала с прямолинейными поперечными и с криволинейными продольными кромками, наносят клеевые покрытия на продольные кромки заготовок деталей, сушат покрытия и соединяют заготовки деталей между собой по их продольным криволинейным кромкам поперечными швами, образуя сборное полотнище изделия, накладывают на поперечные швы ленты с обеих их сторон, затем обрабатывают продольные кромки сборного полотнища изделия и соединяют их между собой продольными швами, образуя трубчатое сборное полотнище, и соединяют крайние заготовки трубчатого сборного полотнища между собой кольцевым швом с получением замкнутого полого изделия, при этом при выкраивании заготовок изделия из полотна материала крайние заготовки изделия выполняют составными из двух частей, одна из которых является концом одного сборного полотнища, а другая - началом второго сборного полотнища, на полотне материала отшероховывают криволинейные контуры заготовок и выполняют поперечные прорези на полотне по кромкам отшерохованных контуров заготовок, оставляя непрорезанные перемычки со стороны продольных кромок обрабатываемого полотна и между составными заготовками изделия, а при соединении лент с заготовками деталей их укладывают по средней линии стыка криволинейных кромок, причем перед получением замкнутого полого изделия его начало соединяют с концом сборного полотнища, а затем соединяют продольные кромки этого сборного полотнища между собой.
Известный способ использует заделку швов герметизирующими (заделочными) лентами с обеих их сторон, однако это не обеспечивает газонепроницаемость швов и изделия в целом.
Задачей настоящего изобретения является создание материалов для изготовления надувных спасательных средств, обладающих улучшенными эксплуатационными свойствами, а также создание надувных спасательных средств из этих материалов, обеспечивающих безопасность пользователей в экстремальных условиях.
Решение поставленной задачи достигается тем, что материал прорезиненный для изготовления надувных спасательных средств включает текстильную несущую основу и граничащие с ней наружный лицевой и наружный нелицевой слои на основе синтетического каучука, при этом текстильная несущая основа, содержащая внутренний слой, представляет собой двухслойную диагонально-дублированную ткань, имеющую в диагональном слое хлопчатобумажную ткань высокой плотности, в параллельном слое полиамидную ткань с адгезионным внутренним подслоем на основе этиленпропилен-диенового каучука, при этом наружный лицевой слой включает этиленпропилен-диеновый каучук и бутилкаучук в массовом соотношении 1:1, а наружный нелицевой слой и внутренний слой текстильной несущей основы включают этиленпропилен-диеновый каучук и высокомолекулярный полиизобутилен в массовом соотношении 1:1. В качестве хлопчатобумажной ткани используют перкаль. Данный материал используют преимущественно для частей надувных спасательных средств, создающих необходимый запас плавучести (например, камер плавучести спасательных плотов).
В другом варианте исполнения материала прорезиненного внутренний слой текстильной несущей основы включает этиленпропилен-диеновый каучук и бутилкаучук в массовом соотношении 1:1 с добавлением сульфенамидного ускорителя 1,0 мас.ч. в сочетании с гексолом 0,5 мас.ч., наружный нелицевой слой включает этиленпропилен-диеновый каучук и бутилкаучук в массовом соотношении 1:1, а полиамидная ткань дополнительно содержит адгезионный наружный подслой на основе этиленпропилен-диенового каучука. В качестве сульфенамидного ускорителя используют N,N-диэтил-2-бензтиазолилсульфенамид, N-Фурфурилиден-2-бензтиазолилсульфенамид, N-циклогексилбензтиазол-2-сульфенамид, N-трет-бутил-2-бензотиазолсульфенамид, N,N-дициклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид, N-оксидиэтилен-2-бензтиазолсульфенамид.
Настоящая конструкция обеспечивает высокую прочность связи между элементами многослойной ткани. Данный материал преимущественно используют для частей надувных спасательных средств, предназначенных для размещения пользователей вне водной поверхности (например, днища спасательных плотов).
Предлагаемые материалы прорезиненные имеют сигнальный оранжевый цвет, который обеспечивают применяемые в составе наружных слоев светопогодостойкие пигменты.
Предложенная конструкция прорезиненного материала обеспечивает высокую прочность, герметичность, формоустойчивость, что важно при изготовлении надувных камеры плавучести и днища спасательных средств. При этом обеспечивается гарантированный запас текстильной несущей основы по показателю прочности между тканевыми слоями, а именно 1,5-1,9 кгс/см вместо 0,6-0,8 кгс/см в известных материалах. Слои на основе синтетических каучуков придают прорезиненному материалу эластичность, мягкость, гибкость, сопротивление старению под воздействием атмосферных факторов, теплостойкость.
Как следует из табл. 1, заявляемые прорезиненные материалы имеют высокие показатели прочности, герметичности при значительном снижении их массы.
Решение поставленной задачи достигается также тем, что материал прорезиненный для изготовления надувных спасательных средств включает текстильную несущую основу и наружный слой из синтетического каучука, при этом в качестве текстильной несущей основы содержит полиамидную ткань, а в качестве наружного слоя содержит полиуретановое резиновое покрытие холодного отверждения. Полиуретановое резиновое покрытие холодного отверждения включает композицию, содержащую в качестве полярного органического растворителя этилацетат 100 м.ч., полиуретановый каучук 100 м.ч, диоксид титана 10 м.ч., стеарат кальция 10 м.ч., мел 20 м.ч., активный кремнийорганический наполнитель 10 м.ч., пластификатор 10 м.ч., антиоксидант 1 м.ч., фунгицид 2 м.ч., сшивающий агент в количестве 5 м.ч., содержащий дифенилметандиизоцианат, пигмент голубой 2,5 м.ч. или пигмент оранжевый 10 м.ч. В качестве активного кремнийорганического наполнителя используют тонкодисперсный осажденный диоксид кремния, осажденные кремниевые кислоты, пирогенный диоксид кремния, в качестве пластификатора - сложные эфиры, например диоктилфталат, дибутилсебацинат, трис(2-этилгексил)фосфат, диметилфталат, дибутилфталат, минеральные растительные масла, эпоксидированное соевое масло, хлорированные парафины, парафинонафтеновые и ароматические нафтеновые масла, парафины, канифоль, в качестве антиоксиданта - N,N-дифенилпропилен-диамин, три(фениламид) фосфористой кислоты, 4,4'-диаминодифенилметан, N,N-дифенилпропилендиамин, N-фенил-β-нафтиламин, N-фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамин, N',N'-бис-(1,4-диметилпентил)-n-фенилендиамин, N-фенил-2-нафтиламин, N-изопропил-N'-фенил-1,4-фенилендиамин, три-(n-нонилфенил(фосфит), 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохолин, 6-этокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, в качестве фунгицида - салициловую кислоту и ее производные (например, салициланилид), нитрофенолы, фторид натрия, производные гуанидина (например, децилгуанидин), производные дитиокарбаминовой кислоты (например, тетраметилтиурамдисульфид) и др.
2
Данный материал преимущественно используют для изготовления частей надувных спасательных средств, предназначенных для защиты пользователей от неблагоприятных внешних условий, например для наружного и внутреннего тентов. В качестве полиамидной ткани используют капрон высокой плотности для наружного тента и капрон меньшей плотности для внутреннего тента. Данные материалы выполнены с меньшей массой, что представляет собой преимущество для плотов, используемых в авиации. Масса 1 м ткани для изготовления наружного тента составляет 165±15 г вместо 315±45 г в известном варианте, для изготовления внутреннего тента - 145+15 г вместо 170±20 г в известном варианте. Материал для наружного тента имеет интенсивный ярко-оранжевый цвет за счет применения технологии холодного отверждения полиуретанового покрытия и исключения антиадгезива с поверхности прорезиненного материала. Материал для внутреннего тента имеет голубой цвет.
Материалы для тентов обладают высокой изностостойкостью, водонепроницаемостью, устойчивостью к действию атмосферных факторов, имеют меньшую массу.
Материалы прорезиненные для тентов плотов получают методом шпредингования.
Решение поставленной задачи достигается также тем, что клеевая композиция включает натуральный каучук, органический растворитель и модификатор, при этом в качестве органического растворителя она содержит бензин и полярный органический растворитель в массовом соотношении 1:2 соответственно, а в качестве модификатора сшивающий агент в количестве 4,4 мас.ч., включающий дифенилметандиизоцианат. Дополнительно содержит нетемнеющий противостаритель в количестве 1,0 мас.ч. В качестве нетемнеющего противостарителя используют 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, 6-трет-бутил-2,4-диметилфенол, 2,4,6-три-трет-бутилфенол, 2 2,2-ди-(4-метил-6-трет-бутилфенол)метан, 2,2'-метилен-бис(6-трет-бутил-4-этилфенол), 4,4-метиленбис(2,6-ди-трет-бутилфенол), 2,2-метилен-бис(4-метил-6-трет-бутилфенол, 4-метил-2,6-ди-трет-бутилфенол, трифенилфосфит, три-(n-нонилфенил(фосфит), три-метил-бензил-фенилфосфит. В качестве полярного органического растворителя содержит этилацетат. Клеевую композицию получают простым смешиванием указанных компонентов при перемешивании. Введение в композицию полярного органического растворителя исключает оседание сшивающего агента и необходимость постоянного перемешивания композиции, т.к. сшивающий агент взаимодействует с натуральным каучуком в среде полярного органического растворителя.
Клеевая композиция согласно изобретению позволяет повысить прочность и надежность клеевых швов, практически достичь равнопрочности с прорезиненным материалом (разрушение швов при испытании происходит по материалу), а также значительно повысить теплостойкость и клеящую способность самого клея.
Примечания: 1. Ширина пересклейки клеевого шва 20 мм, ширина испытываемого образца 25 мм; 2. Испытания проводились после вылежки швов в течение 10 суток.
Достижение поставленной задачи достигается также тем, что клеевая композиция герметизирующая, предназначенная для герметизации клеевых, клеепрошивных и прошивных швов надувных спасательных средств, содержит высокомолекулярный полиизобутилен и органический углеводородный растворитель с добавлением полярного органического растворителя, при этом композиция дополнительно содержит бутадиен-стирольный термоэластопласт в количестве 12,53 мас.%, а в качестве органического углеводородного растворителя содержит бензин с добавлением полярного органического растворителя в массовом соотношении 7:1 соответственно. В качестве полярного органического растворителя содержит этилацетат. Клеевая композиция герметизирующая представляет собой гомогенную суспензию оранжевого цвета. Получают ее смешиванием указанных компонентов в два этапа:
1. При температуре 60-70°C на вальцах смешивают резиновую смесь, включающую высокомолекулярный полиизобутилен, диоксид титана, масло-мягчитель, стеарат кальция, воск, нетемнеющий противостаритель, пигмент оранжевый.
2. В клеесмесителе смешивают резиновую смесь с бутадиен-стирольным термоэластопластом и органическими растворителями.
В качестве нетемнеющего противостарителя содержит используют 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, 6-трет-бутил-2,4-диметилфенол, 2,4,6-три-трет-бутилфенол, 2 2,2-ди-(4-метил-6-трет-бутилфенол)метан, 2,2'-метилен-бис(6-трет-бутил-4-этилфенол), 4,4-метиленбис(2,6-ди-трет-бутилфенол), 2,2-метилен-бис(4-метил-6-трет-бутилфенол), 4-метил-2,6-ди-трет-бутилфенол, три-(n-нонилфенил(фосфит), триметилбензилфенилфосфит, а в качестве масла-мягчителя - парафино-нафтеновые и ароматические нафтеновые масла, канифоль, кумароно-инденовые смолы, продукты взаимодействия растительных масел с серой (фактисы), нефтяные битумы (рубраксы).
Герметизацию клеевых и клеепрошивных швов соединения деталей частей, создающих необходимый запас плавучести (камер плавучести), осуществляют с одной стороны швов двухразовым нанесением предлагаемой клеевой композицией герметизирующей, а с другой - заделочной лентой с нанесением описанной выше клеевой композиции, или с двух сторон - заделочными лентами с нанесением описанной выше клеевой композиции, а герметизацию прошивных швов соединения деталей частей, предназначенных для защиты пользователей от неблагоприятных внешних условий, осуществляют двухразовым нанесением с обеих сторон.
Применение указанной клеевой композиции герметизирующей обеспечивает газонепроницаемость камер плавучести спасательных плотов и водонепроницаемость для наружного тента плотов.
Способ изготовления надувных спасательных средств, содержащих части, создающие необходимый запас плавучести, части, предназначенные для размещения пользователей вне водной поверхности, части, предназначенные для защиты пользователей от неблагоприятных внешних условий, включающий выкройку деталей надувного спасательного средства из прорезиненного материала и соединение деталей клеевым, клеепрошивным и прошивным способами с использованием капроновых нитей, герметизацию клеевых и клеепрошивных швов с помощью заделочных лент, при этом для изготовления частей надувных спасательных средств используют описанные выше соответствующие материалы прорезиненные, для соединения деталей используют описанную выше клеевую композицию, а для герметизации прошивных швов соединения деталей частей, предназначенных для защиты пользователей от неблагоприятных внешних условий, используют описанную выше клеевую композицию герметизирующую с двухразовым нанесением ее с обеих сторон, а для герметизации клеевых и клеепрошивных швов соединения деталей частей, создающих необходимый запас плавучести, используют описанную выше клеевую композицию герметизирующую, причем заделочную ленту используют с одной стороны швов с применением описанной выше клеевой композиции, а с другой стороны швов используют двухразовое нанесение клеевой композиции герметизирующей. В другом варианте исполнения заделочную ленту используют с обеих сторон клеевых и клеепрошивных швов соединения деталей с применением описанной выше клеевой композиции.
Предлагаемая группа изобретений обеспечивает повышение качества, долговечности и надежности надувных спасательных средств.