СОСТАВ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ НА РУКАВИЦЫ И ПЕРЧАТКИ
COMPOSITION FOR APPLYING A PROTECTIVE COATING ON MITTENS AND GLOVES

Настоящее изобретение относится к производству средств индивидуальной защиты человека от влияния опасных и вредных факторов, агрессивных сред, в частности защитного покрытия рукавиц и перчаток для работы на нефтепромыслах, нефтеперерабатывающих, газодобывающих, газоперерабатывающих и химических предприятиях.
Известен состав для нанесения защитного покрытия на рукавицы и перчатки для работы в условиях агрессивных сред с оборудованием нефтепромыслов. Состав содержит полиэфироуретан, пластификатор, пигмент крон средне-желтый, растворитель N,N-диметилформамид, сенсибилизатор, водно-спиртовый раствор, полимерный наполнитель, резиновая крошка из вулканизированных отходов и доломит (Патент РФ № 2265036, C09D 175/06, A41D 19/015 от 13.09.2004). Изделия с защитным покрытием данного состава, имеют высокие показатели по механическим свойствам, но не обеспечивают защиту от химически активных веществ.
Известна также композиция для изготовления перчаток на основе натурального латекса, содержащей бутадиен-стирольный латекс, гидрат окиси калия, кислоту олеиновую, нафтам-2, казеин, аммиак водный, диспергатор НФ, диэтилдитиокарбамат цинка, оксид цинка, серу, тиомочевину, углерод технический, полиметилсилоксановую жидкость ПМС-200, дибутилфталат (Патент РФ № 2548436, C08J 5/02, C08L 7/02, C08L 9/08, С08К 3/04 от 23.07.2013). Изделия, полученные на основе данной композиции, имеют удовлетворительные показатели по защите от растворов кислот, щелочей, но не пригодны в качестве защиты от нефти, бензина, масел.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является состав защитного покрытия на рукавицы и перчатки для работы в нефтяной, нефтеперерабатывающей и химической отраслях промышленности. Состав содержит смесь бутадиен-нитрильного карбоксилатного латекса и бутадиен-винилиденхлоридного латекса марки ДВХБ-70 при массовом соотношении от 75:25 до 97:3, 50%-ную водную дисперсию вулканизующей группы, содержащей серу, окись цинка и цинковую соль диалкилдитиокарбаминовой кислоты, стабилизированную диспергатором НФ, 25%-ную (Патент РФ № 2279456 C09D 109/04, C09D 5/02, A41D 19/015 от 26.04.2005г.). Известная композиция обеспечивает достаточно хорошие механические свойства полученных изделий, но уступает заявляемому составу в стойкости к истиранию, а также уступает в устойчивости к воздействию масел, нефти.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эксплуатационных свойств, а именно улучшение механических свойств, в частности, стойкости к истиранию, а также повышение устойчивости к маслам защитного покрытия рукавиц и перчаток.
Указанная техническая задача решается описываемым синергетическим составом для нанесения защитного покрытия на рукавицы и перчатки, содержащим бутадиен-нитрильный карбоксилатный латекс, полихлоропреновый латекс, бутадиен-стирольный латекс, вулканизующую группу.
При этом компоненты состава берутся в следующем соотношении, масс.ч.:
Смесь бутадиен-нитрильного карбоксилатного,
полихлоропренового и бутадиен-стирольного
латексов при массовом соотношении от
94,5:0,8:4,7 до 99,4:0,1:0,5 соответственно
(в пересчете на сухое вещество)
100
Вулканизующая группа
0,1-15
Предлагаемый  состав  представляет собой  однородную  латексную  смесь с относительной вязкостью 14-50 секунд.
Для приготовления состава были использованы следующие материалы: бутадиен-нитрильный карбоксилатный латекс, представляющий собой водную дисперсию сополимера бутадиена, акрилонитрила и метакриловой кислоты, содержащей около 30% акрилонитрила; полихлоропреновый латекс, представляющий собой водную коллоидную дисперсию 2-хлорбутадиенового полимера; бутадиен-стирольный латекс, представляющий собой водную дисперсию сополимера бутадиена и стирола в соотношении 50:50 в водной эмульсии; в качестве вулканизующей группы - комбинации серы (ГОСТ 127.1-93), окиси цинка (ГОСТ 202-84) и цинковой соли диалкилдитиокарбаминовой кислоты (диэтилдитиокарбамат цинка, ТУ 6-09-07-1828-94). Для стабилизации дисперсий вулканизующей группы использовался диспергатор НФ, представляющий собой смесь полимерных соединений разной молекулярной массы, получаемых сульфированием нафталина серной кислотой в мольном соотношении 1:1,1, с последующей конденсацией едким натром (ГОСТ 6848-79).
Приготовление составов осуществляли следующим образом:
1) Приготовление дисперсий вулканизирующей группы.
2) Получение состава смешиванием полученных латексов, дисперсий.
3) Вызревание латексной смеси в течение 24 часов.
Дисперсии вулканизирующей группы приготовляли путем обработки компонентов вулканизирующей группы в шаровой мельнице в течение 24 часов при следующем соотношении компонентов, масс.ч.:
Компонент вулканизирующей группы
50
Диспергатор НФ
3
Вода
47
Далее в бутадиен-нитрильный карбоксилатный латекс при нормальной температуре и постоянном перемешивании вводили полихлоропреновый латекс, бутадиен-стирольный латекс, вулканизирующую группу в виде 50% водных дисперсий, стабилизированных диспергатором НФ, в порядке, указанном в таблицах 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20. После перемешивания до однородного состава смесь отфильтровывали и подвергали отстаиванию для выделения пузырьков воздуха. После вызревания латексной смеси в течение суток путем 1-3 разового макания текстильных, трикотажных изделий (рукавиц и перчаток) в состав наносили покрытие, затем производили сушку при температуре 40-60 °С в течение 5 часов, вулканизацию при 120 °С 45 минут. Готовые покрытые рукавицы (перчатки) испытывали на маслостойкость и стойкость к истиранию.
Стойкость покрытия рукавиц (перчаток) к действию масла определяли по степени набухания (изменению массы образца) в этой среде по известной методике. Сущность метода заключается в том, что образцы подвергают воздействию среды при температуре 23±2 °С в течение того времени, которого необходимо для достижения образцами постоянного значения массы и определяют их стойкость к среде по изменению массы.
3
Испытуемые образцы покрытия рукавиц (перчаток) изготавливают отделением покрытия от трикотажной или текстильной основы. Образцы должны иметь объем в пределах от 0,8 до 3,0 см. Затем взвешиванием с точностью до 0,0001 грамма на аналитических весах определяют массу (Ml) испытуемых образцов. Затем их помещают в стеклянные сосуды с обратным холодильником таким образом, чтобы они не касались стенок сосуда и дна емкости. Емкость заполняют индустриальным маслом при соотношении объемов среды и образцов не менее 15:1, и не более 30:1. Уровень среды над образцами должен быть не менее 1 см при заполнении емкости не более, чем на 75 %. Емкость плотно закрывают. Через 24 часа образцы извлекают из сосуда, удаляют среду с поверхности фильтровальной бумагой в течение не более 4 секунд и помещают их в тарированные бюксы. Затем взвешивают с точностью до 0,0001 грамма в тарированных бюксах не позднее, чем через 1 минуту после извлечения их из среды. Если испытания продолжают, образцы помещают повторно в среду. Равновесное состояние набухания устанавливают по достижении образцами постоянного значения массы (М2). Значение массы считают постоянным, если масса образца при предыдущем взвешивании отличается от массы образца при последующем взвешивании не более, чем на 0,001 грамм. Периодичность взвешивания 24 часа. Степень набухания в % вычисляют по формуле:
,
где Ml - первоначальная масса образца до внесения в среду (индустриальное масло);
М2 - постоянное значение массы образца после набухания в среде. Стойкость к истиранию определяли по количеству циклов истирания, необходимых для образования сквозного отверстия по известной методике. Сущность метода заключается в том, что круглые пробы материала испытуемых перчаток подвергают трению за счет приложения определенного усилия в результате кругового движения в одной плоскости в форме фигуры Лиссажу, которая является результатом простых гармонических движений под прямыми углами друг к другу. Стойкость к истиранию определяют количеством циклов истирания, необходимых для образования сквозного отверстия. Для проведения испытания используют прибор для испытания прочности на истирание по Мартиндейлу в соответствии с EN ISO 12947-1. Из испытуемых перчаток вырезают четыре пробы диаметром (38,0 ± 0,5) мм. Тщательно без напряжения при нагрузке 10 кг в течение 5 мин закрепляют и центрируют пробу для испытаний на металлических вставках с помощью двусторонней клейкой ленты. Кольцо держателя пробы помещается в положение на монтажной пластине, установленной в основании машины. Абразивный материал надежно закрепляют двусторонней клейкой лентой по всей поверхности крепежной пластины. Затем надевают и ровно закрепляют фиксирующую раму с помощью винтов, расположенных в ее противоположных углах (по диагонали). Абразивный материал должен быть надежно закреплен без складок и волн. Держатели проб закрепляют на верхней пластине под давлением (9 ± 0,2) кПа и включают машину.
Показатель стойкости к истиранию определяется путем визуального определения повреждения материала после воздействия определенного количества циклов истирания.
Нами было испытано 379 рецептур составов и одна известного (см. таблицы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21) Результаты лабораторных исследований на маслостойкость приведены в таблицах 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44. Как свидетельствуют результаты испытаний, введение в бутадиен-нитрильный карбоксилатный латекс одновременно полихлоропренового и бутадиен-стирольного латексов приводит к синергетическому эффекту, причем соотношение латексов бутадиен-нитрильный карбоксилатный: полихлоропреновый: бутадиен-стирольный (в пересчете на сухое вещество) составляет от 94,5:0,8:4,7 до 99,4:0,1:0,5 соответственно.
Исходя из степени набухания покрытия состава 1 табл.1 (бутадиен-нитрильный карбоксилатный латекс) в индустриальном масле 7,50%, степени набухания покрытия состава 19 табл. 1 (полихлоропреновый латекс) в индустриальном масле 9,80%, степени набухания покрытия состава 38 табл.2 (бутадиен-стирольный латекс) в индустриальном масле 12,65%, расчетным путем определяем ожидаемую степень набухания их смесей в различных соотношениях.
Результаты расчетов степеней набухания приведены в таблицах 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67.
Сравнение фактических результатов, приведенных в таблицах 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44 и расчетных, приведенных в таблицах 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 для покрытий составов 41,42,43, 44,45, 46, 47, 48, 49, 50, 51 (табл.3), 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69,70 (табл.4), 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89 (табл.5), 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 16, 107, 108 (табл.6), 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127 (табл.7), 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146 (табл.8), 155, 156, 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165 (табл.9), 174, 175, 176, 177, 178, 179, 180, 181, 182, 183, 184, 184 (табл.10) показывает, что фактически на смесь латексов бутадиен-нитрильного карбоксилатного, полихлоропренового и бутадиен-стирольного при соотношении от 94,5:0,8:4,7 до 99,4:0,1:0,5 соответственно принцип аддитивности не распространяется - степень набухания в индустриальном масле этих композиций ниже, чем каждого в отдельности.
Как показывают результаты лабораторных испытаний на стойкость к истиранию покрытий составов 41, 42,43,44, 45,46,47, 48,49, 50, 51 (табл.3), 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69,70 (табл.4), 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89 (табл.5), 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 16, 107, 108 (табл.6), 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127 (табл.7), 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146 (табл.8), 155, 156, 157, 158,
159, 160, 161, 162, 163, 164, 165 (табл.9), 174, 175, 176, 177, 178, 179, 180, 181, 182, 183, 184, 184 (табл.10) и известного состава табл.21, приведенных в табл. 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75 предлагаемые рецептуры покрытий перчаток и рукавиц позволяют получить изделия с высокой стойкостью к механическим воздействиям, в частности к истиранию.
Таким образом, при указанном в формуле соотношении компонентов в составе смесь латексов бутадиен-нитрильного карбоксилатного, полихлоропренового и бутадиен-стирольного обладает синергетическим эффектом и имеет более высокую стойкость к маслам по сравнению с известным составом. Кроме того, применение предлагаемого состава для покрытия рукавиц и перчаток позволяет получить прочные покрытия с повышенной стойкостью к истиранию.
Рукавицы и перчатки, покрытые разработанным составом, токсикологически безвредны, гигиеничны и защищают руки от агрессивных сред, не пропускают воду и нефтепродукты. Изделия используют в нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей, газоперерабатывающей и химической отраслей промышленности.