КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ЖИДКОГО НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО СИЛОКСАНОВОГО КАУЧУКА ДЛЯ ОГНЕСТОЙКОГО МАТЕРИАЛА
LIQUID LOW-MOLECULAR SILOXANE RUBBER-BASED COMPOSITION FOR MAKING FIRE-RESISTANT MATERIAL

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