RU2494131C1 - Polymeric polyurethane composition and multilayer material based thereon - Google Patents
Polymeric polyurethane composition and multilayer material based thereon Download PDFInfo
- Publication number
- RU2494131C1 RU2494131C1 RU2012105416/05A RU2012105416A RU2494131C1 RU 2494131 C1 RU2494131 C1 RU 2494131C1 RU 2012105416/05 A RU2012105416/05 A RU 2012105416/05A RU 2012105416 A RU2012105416 A RU 2012105416A RU 2494131 C1 RU2494131 C1 RU 2494131C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymer
- nanosilicate
- multilayer material
- layered
- composition
- Prior art date
Links
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Woven Fabrics (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области полимерных композиций для получения многослойных материалов, предназначенных для изготовления надувных средств спасения, в том числе надувных оболочек пассажирских трапов летательных судов.The present invention relates to the field of polymer compositions for the production of multilayer materials for the manufacture of inflatable rescue equipment, including inflatable shells of passenger ramps of aircraft.
Известны полимерные композиции и материалы для надувных оболочек спасательных трапов на основе тканевой подложки с нанесенным на нее полиуретановым покрытием (патент США №№554628, 554629).Known polymer compositions and materials for inflatable shells of rescue ramps based on a fabric substrate coated with a polyurethane coating (US patent No. 554628, 554629).
Недостатком известных материалов являются невысокие прочностные свойства и герметичность по водороду - до 10 л/(м2·сутки).A disadvantage of the known materials is their low strength properties and hydrogen tightness - up to 10 l / (m 2 · day).
Известна самозатухающая (пламезамедляющая) эластичная композиция на основе термопластичного полиуретана - 30÷50%, антипиренов 50-70% и растворителя тетрагидрофурана - на 100% нейлоновой ткани. Тканепленочные материалы на основе этой композиции предназначены для изготовления одежды космонавтов, контейнеров и других космических емкостей (патент США №4284682).Known self-extinguishing (flame retardant) elastic composition based on thermoplastic polyurethane - 30 ÷ 50%, flame retardants 50-70% and solvent tetrahydrofuran - 100% nylon fabric. Woven materials based on this composition are intended for the manufacture of clothes of astronauts, containers and other space containers (US patent No. 4284682).
Недостатками материалов на основе указанной полимерной композиции являются повышенная газопроницаемость и недостаточная термостойкость.The disadvantages of materials based on the specified polymer composition are increased gas permeability and insufficient heat resistance.
Известны полимерные композиции на основе полиуретана совмещенного с наночастицами, в том числе органомодифицированные четвертичными аммониевыми соединениями SiO2, СаСО3 и др. Композиции предназначены для получения пленок, пленочных клеев, абразивостойких покрытий органических стекол и т.д. (заявки на патенты США №№ US 2010/0288963, US 2007/0292623, US 2009/0280329, US 2011/0159281, US 2011/0046286).Known polymer compositions based on polyurethane combined with nanoparticles, including organically modified quaternary ammonium compounds SiO 2 , CaCO 3 , etc. Compositions are designed to produce films, film adhesives, abrasion-resistant coatings of organic glasses, etc. (patent applications US No. US 2010/0288963, US 2007/0292623, US 2009/0280329, US 2011/0159281, US 2011/0046286).
Ни одна из перечисленных композиций не может быть применена для получения самозатухающих многослойных материалов повышенной герметичности надувных спасательных средств.None of the above compositions can be used to obtain self-extinguishing multilayer materials of increased tightness of inflatable rescue equipment.
Наиболее близкой, принятой за прототип, является полиуретановая композиция и многослойный материал на ее основе, предназначенный для изготовления оболочек летальных аппаратов - дирижаблей, аэростатов и др.The closest adopted for the prototype is a polyurethane composition and a multilayer material based on it, intended for the manufacture of shells of aircraft - airships, balloons, etc.
Полимерная композиция состоит из трех разных рецептур, масс.ч.:The polymer composition consists of three different formulations, parts by weight:
- рецептура №1 (адгезионный слой):- recipe No. 1 (adhesive layer):
полиуретан - 25polyurethane - 25
этилацетат - 75ethyl acetate - 75
-рецептура №2 (герметизирующий слой)Recipe No. 2 (sealing layer)
поливинилхлорид - 100polyvinyl chloride - 100
полиуретан - 10÷15polyurethane - 10 ÷ 15
пластификатор - 55÷65plasticizer - 55 ÷ 65
антипирен - 14÷18flame retardant - 14 ÷ 18
стабилизатор - 2÷4stabilizer - 2 ÷ 4
наполнитель - 15÷29filler - 15 ÷ 29
модификатор - 1,5÷17modifier - 1.5 ÷ 17
-рецептура №3 (защитный слой)Recipe No. 3 (protective layer)
поливинилхлорид - 100polyvinyl chloride - 100
пластификатор - 55÷65plasticizer - 55 ÷ 65
стабилизатор - 2÷4stabilizer - 2 ÷ 4
наполнитель - 94,1÷98,2filler - 94.1 ÷ 98.2
модификатор - 1,5÷17modifier - 1.5 ÷ 17
Многослойный материал получают путем последовательного нанесения слоев на ракельной машине на полиэфирную ткань с плотностью 100-150 г/м2 и прочностью по основе и утку не менее 80 кг/см2 (патент РФ №2228850).A multilayer material is obtained by successively applying layers on a doctor blade to a polyester fabric with a density of 100-150 g / m 2 and a warp and weft strength of at least 80 kg / cm 2 (RF patent No. 2228850).
Недостатками полимерной композиции и многослойного материала прототипа являются большие:The disadvantages of the polymer composition and the multilayer material of the prototype are large:
- трудоемкость изготовления полимерных композиций (3 различные рецептуры);- the complexity of manufacturing polymer compositions (3 different formulations);
- вес многослойного материала - 380÷420 г/м2;- the weight of the multilayer material is 380 ÷ 420 g / m 2 ;
- дымообразование - в режиме горения >110.- smoke generation - in combustion mode> 110.
Технической задачей изобретения является создание полимерной полиуретановой композиции и многослойного материала на ее основе, обладающего повышенной пожаробезопасностью (самозатухающий), герметичностью, низкой плотностью и жесткостью.An object of the invention is the creation of a polymeric polyurethane composition and a multilayer material based on it, having increased fire safety (self-extinguishing), tightness, low density and rigidity.
Для решения поставленной технической задачи предложена полимерная полиуретановая композиция, включающая полиуретановый полимер, наполнитель - двуокись титана и антипирен - трехокись сурьмы, которая в качестве наполнителя дополнительно содержит слоистый наносиликат, органомодифицированный имидазолом, а в качестве антипирена - декабромдифенилоксид при следующем соотношении компонентов, масс.ч.:To solve the technical problem, a polymer polyurethane composition was proposed, including a polyurethane polymer, a filler - titanium dioxide and a flame retardant - antimony trioxide, which additionally contains layered nanosilicate organically modified with imidazole, and decabromodiphenyl oxide as a flame retardant in the following ratio of components, wt.h. .:
Содержание органомодификатора в слоистом наносиликате, органомодифицированном имидазолом составляет не менее 100% от катионной объемной емкости слоистого наносиликата.The content of the organomodifier in the layered nanosilicate organomodified with imidazole is at least 100% of the cationic volumetric capacity of the layered nanosilicate.
Многослойный материал, включающий высокопрочную тканую основу с нанесенными на нее с лицевой и изнаночной стороны слоями полимерной полиуретановой композиции предлагаемого состава, совмещенной с растворителем и отвердителем.≈A multilayer material, including a high-strength woven base with layers of the polymer polyurethane composition of the proposed composition combined with a solvent and hardener deposited on it from the front and back side. ≈
В качестве растворителя используют этилацетат, а в качестве отвердителя - полиизоцианат при следующем соотношении компонентов, масс.ч.:Ethyl acetate is used as a solvent, and polyisocyanate is used as a hardener in the following ratio of components, parts by weight:
Многослойный материал в качестве тканой основы содержит ткань из высокомодульных нитей СВМ плотностью 70- 80 г/м2 и прочностью на разрыв по основе и утку не менее 1200 кг/см2.The multilayer material as a woven base contains a fabric of high-modulus CBM threads with a density of 70-80 g / m 2 and tensile strength along the warp and weft of at least 1200 kg / cm 2 .
Многослойный материал имеет низкую плотность 220-270 г/м2, преимущественно 230-240 г/м2, является герметичным и самозатухающим.The multilayer material has a low density of 220-270 g / m 2 , mainly 230-240 g / m 2 , is sealed and self-extinguishing.
В качестве полиуретанов в предлагаемом изобретении могут быть использованы любые вальцуемые полиуретаны на основе сложных полиэфиров, но наилучший результат получается при использовании полиуретанов марок СКУ-8А и СКУ-8ТБ.As the polyurethanes in the present invention, any rolled polyurethanes based on polyesters can be used, but the best result is obtained using polyurethanes SKU-8A and SKU-8TB.
В процессе разработки полимерной композиции установлено, что газопроницаемость зависит от геометрии (структуры) и количества наполнителя, а также от уровня взаимодействия на границе раздела наполнитель-полимер. Наполнитель в виде чешуек - слоистый наносиликат, органомодифицированный имидазолом с высоким уровнем взаимодействия с полимером значительно повышает герметичность полимерной композиции покрытия, так как увеличивается путь прохождения газа. В свою очередь повышение герметичности положительно сказывается на снижении горючести материала, так как снижается скорость выделения газов при пожаре.During the development of the polymer composition, it was found that gas permeability depends on the geometry (structure) and the amount of filler, as well as on the level of interaction at the filler-polymer interface. A filler in the form of flakes is a layered nanosilicate organically modified with imidazole with a high level of interaction with the polymer, which significantly increases the tightness of the polymer coating composition, as the gas path increases. In turn, an increase in tightness has a positive effect on reducing the combustibility of the material, since the rate of gas evolution during a fire is reduced.
В предлагаемой полимерной композиции в качестве органомодифицированного наносиликата использован слоистый наносиликат, органомодифицированный имидазолом, полученный способом, защищенным патентом РФ №2433954. Способ включает диспергирование смектитовой глины в 1М водном растворе соли натрия,In the proposed polymer composition as an organically modified nanosilicate used layered nanosilicate, organically modified by imidazole, obtained by the method protected by RF patent No. 2433954. The method includes dispersing smectite clay in a 1M aqueous solution of sodium salt,
отделение примесей, обработку полученного продукта соединением, содержащим органические катионы, выделение, промывку и сушку модифицированного наносиликата, при этом количество соединения, содержащего органические катионы, рассчитывается по формуле.separation of impurities, processing of the obtained product with a compound containing organic cations, isolation, washing and drying of the modified nanosilicate, while the amount of compound containing organic cations is calculated by the formula.
где mОК - масса органического катиона в товарной форме, г, WC - содержание твердого вещества в суспензии наносиликата, г/л, VC - объем суспензии, л, КОЕ - катионная обменная емкость исходного сырья, мг-экв/100 г, МОК - молярная масса органического катиона, г/моль, WOK - массовое содержание основного вещества в форме органического катиона, доли единицы, а сушку модифицированного наносиликата проводят при температуре 100-120°С.where m OK is the mass of the organic cation in commodity form, g, W C is the solids content in the suspension of nanosilicate, g / l, V C is the volume of suspension, l, CFU is the cation exchange capacity of the feedstock, mEq / 100 g, M OK is the molar mass of the organic cation, g / mol, W OK is the mass content of the basic substance in the form of an organic cation, fractions of a unit, and the modified nanosilicate is dried at a temperature of 100-120 ° С.
Использование антипиренов декабромдифенилоксида совместно с трехокисью сурьмы (эффект синергизма), позволяет уменьшить общую концентрацию дисперсной фазы в композиции. В свою очередь это положительно сказывается на уменьшении жесткости и повышении герметичности и соответственно на повышении пожаробезопасных свойств.The use of flame retardants decabromodiphenyl oxide in conjunction with antimony trioxide (synergistic effect), allows to reduce the total concentration of the dispersed phase in the composition. In turn, this has a positive effect on reducing stiffness and increasing tightness and, accordingly, increasing fireproof properties.
Высокая концентрация дисперсного наполнителя приводит к повышению жесткости материала, поэтому выбрана пониженная концентрация дисперсных наполнителей, по сравнению с прототипом.A high concentration of dispersed filler leads to an increase in the rigidity of the material, therefore, a lower concentration of dispersed fillers is selected, in comparison with the prototype.
Предпочтительное содержание органомодификатора в наносиликате составляет не менее 100% от катионной обменной емкости слоистого наносиликата. Это обусловлено тем, что такое содержание позволит в достаточной степени увеличить межслоевое расстояние наносиликата и ускорить процесс взаимодействия его с полимером.The preferred content of the organic modifier in the nanosilicate is at least 100% of the cation exchange capacity of the layered nanosilicate. This is due to the fact that such a content will sufficiently increase the interlayer distance of the nanosilicate and accelerate its interaction with the polymer.
Полученная после вальцевания композиция обладает длительной жизнеспособностью и может транспортироваться. На месте изготовления многослойного материала перед использованием композицию совмещают с растворителем - этилацетатом и отвердителем - полиизоцианатом в заданных пропорциях.The composition obtained after rolling has a long viability and can be transported. At the place of manufacture of the multilayer material before use, the composition is combined with a solvent - ethyl acetate and a hardener - polyisocyanate in predetermined proportions.
Многослойный материал получают способом шпредингования, то есть путем многократного нанесения тонких слоев полимерной композиции, совмещенной с растворителем и отвердителем, на тканевую основу, что обеспечивает формирование полимерного покрытия с меньшими дефектами за счет перекрывания дефектов предыдущего слоя при каждом последующем нанесении слоя полимерной композиции. При этом уменьшается проницаемость материала за счет увеличения истинной площади контакта ткани и полимерной композиции. Кроме того, в процессе изготовления предлагаемый материал вулканизуется, что также способствует уменьшению проницаемости за счет образования пространственно-структурированной сетки в полимерном покрытии.The multilayer material is obtained by the method of spreading, that is, by repeatedly applying thin layers of the polymer composition, combined with a solvent and hardener, to the fabric base, which ensures the formation of a polymer coating with less defects due to overlapping defects of the previous layer with each subsequent application of the layer of the polymer composition. This reduces the permeability of the material by increasing the true contact area of the fabric and the polymer composition. In addition, during the manufacturing process, the proposed material is vulcanized, which also contributes to a decrease in permeability due to the formation of a spatially structured network in the polymer coating.
Предложенная композиция позволяет создать многослойный материал с низкой плотностью, так как не требуется нанесения покрытий с различными рецептурами и большой толщины.The proposed composition allows you to create a multilayer material with a low density, since it does not require coating with different formulations and large thickness.
Изобретение поясняется следующими примерами:The invention is illustrated by the following examples:
Пример 1. Приготовление полимерной полиуретановой композиции 100 мас.ч. полиуретанового полимера (СКУ-8А (ТУ 38 103209)) совместили с 15 мас.ч. диоксида титана (ГОСТ 3808), с антипиренами (трехокись сурьмы (ТУ 48-14-1) 18 мас.ч. и декабромдифенилоксид (ТУ 6-47-49) 15 мас.ч.) и 3 мас.ч слоистого наносиликата, органомодифицированного имидазолом, путем вальцевания в течение 10 мин. В результате получили полимерную полиуретановую композицию (пластикат).Example 1. The preparation of the polymer polyurethane composition 100 wt.h. polyurethane polymer (SKU-8A (TU 38 103209)) combined with 15 parts by weight titanium dioxide (GOST 3808), with flame retardants (antimony trioxide (TU 48-14-1) 18 parts by weight and decabromodiphenyl oxide (TU 6-47-49) 15 parts by weight) and 3 parts by weight of an organically modified layered nanosilicate imidazole by rolling for 10 minutes The result was a polymeric polyurethane composition (plastic compound).
Приготовление многослойного материалаLaminate preparation
При изготовлении многослойного материала полимерную композицию совмещали в клеемешалке с растворителем - 150 мас.ч. этилацетата (ГОСТ 8981) и перемешивали до гомогенного состояния. После этого добавляли отвердитель - 10 мас.ч. полиизоцианата (ТУ 113-03-38-106), перемешивали и выдерживали в течение 10-15 мин. Полученный состав методом шпредингования наносили тонкими слоями с последующей сушкой каждого слоя на лицевую и изнаночную стороны основы, выполненную из ткани технической СВМ (ТУ 17-0001040-6-105) с поверхностной плотностью 70 г/м2, круткой 100±10 кр/м из нитей линейной плотности 14,3 текс. Привес покрытия с лицевой стороны составил - 60 г/м2, с изнаночной - 120 г/м2. Затем полученный многослойный материал вулканизовали при температуре 160°С в течение 6 мин.In the manufacture of a multilayer material, the polymer composition was combined in a glue mixer with a solvent of 150 wt.h. ethyl acetate (GOST 8981) and mixed until homogeneous. After this was added a hardener - 10 parts by weight polyisocyanate (TU 113-03-38-106), was stirred and kept for 10-15 minutes. The resulting composition was spread by thinning with thinning, followed by drying of each layer on the front and back sides of the base, made of fabric of technical CBM (TU 17-0001040-6-105) with a surface density of 70 g / m 2 , twist 100 ± 10 cr / m from threads of linear density 14.3 tex. The weight gain on the front side was 60 g / m 2 , on the wrong side - 120 g / m 2 . Then, the resulting multilayer material was vulcanized at a temperature of 160 ° C for 6 minutes.
Примеры 2, 3, 4, 5.Examples 2, 3, 4, 5.
Технология изготовления многослойного материала по примерам 2, 3, 4 и 5 аналогична примеру 1.The manufacturing technology of the multilayer material according to examples 2, 3, 4 and 5 is similar to example 1.
Составы многослойного материала приведены в таблице 1, а свойства приведены в таблице 2.The compositions of the multilayer material are shown in table 1, and the properties are shown in table 2.
Испытания: водородопроницаемость - по методике М383АГ 405629-86; горючесть - по методике АП-25 (прил. F, ч. 1); жесткость (эластичность) - по ГОСТ 8977; плотность по ГОСТ 17073.Tests: hydrogen permeability - according to the method of M383AG 405629-86; combustibility - according to the AP-25 method (adj. F, part 1); stiffness (elasticity) - according to GOST 8977; density according to GOST 17073.
Как видно из данных таблицы 2, предлагаемый материал имеет по сравнению с прототипом сниженную более чем в 2-3 раза водородопроницаемость, в 1,5-1,8 раза эластичность (жесткость) и имеет в 1,5-2 раза превосходство по дымообразованию, при снижении плотности в 1,6 раза.As can be seen from the data of table 2, the proposed material has a hydrogen permeability reduced by more than 2–3 times compared to the prototype, 1.5–1.8 times reduced elasticity (stiffness), and has a 1.5–2 times superior smoke generation, with a decrease in density of 1.6 times.
Таким образом, использование многослойного материала на основе предлагаемой композиции для изготовления надувных средств спасения позволяет увеличить их надежность и срок эксплуатации, снизить трудоемкость при изготовлении и соответственно их стоимость.Thus, the use of a multilayer material based on the proposed composition for the manufacture of inflatable rescue equipment allows to increase their reliability and service life, reduce the complexity of manufacturing and, accordingly, their cost.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012105416/05A RU2494131C1 (en) | 2012-02-16 | 2012-02-16 | Polymeric polyurethane composition and multilayer material based thereon |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012105416/05A RU2494131C1 (en) | 2012-02-16 | 2012-02-16 | Polymeric polyurethane composition and multilayer material based thereon |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012105416A RU2012105416A (en) | 2013-09-10 |
RU2494131C1 true RU2494131C1 (en) | 2013-09-27 |
Family
ID=49164350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012105416/05A RU2494131C1 (en) | 2012-02-16 | 2012-02-16 | Polymeric polyurethane composition and multilayer material based thereon |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2494131C1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115894844B (en) * | 2022-11-02 | 2024-12-17 | 河北邦泰氨纶科技有限公司 | Self-extinction thermoplastic polyurethane elastomer and preparation method and application thereof |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2228850C1 (en) * | 2003-04-10 | 2004-05-20 | Доценко Людмила Александровна | Multi-layer material for flying vehicle envelopes and method of manufacture of such material |
RU2265684C1 (en) * | 2004-07-29 | 2005-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт пленочных материалов и искусственной кожи" (ФГУП "ЦНИИПИК") | Multi-layer hermetic elastic cold-resistant material of artificial leather type |
US20110159281A1 (en) * | 2009-12-29 | 2011-06-30 | 3M Innovative Properties Company | Polyurethane nanocomposites |
-
2012
- 2012-02-16 RU RU2012105416/05A patent/RU2494131C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2228850C1 (en) * | 2003-04-10 | 2004-05-20 | Доценко Людмила Александровна | Multi-layer material for flying vehicle envelopes and method of manufacture of such material |
RU2265684C1 (en) * | 2004-07-29 | 2005-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт пленочных материалов и искусственной кожи" (ФГУП "ЦНИИПИК") | Multi-layer hermetic elastic cold-resistant material of artificial leather type |
US20110159281A1 (en) * | 2009-12-29 | 2011-06-30 | 3M Innovative Properties Company | Polyurethane nanocomposites |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012105416A (en) | 2013-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103317802B (en) | High-flame-retardancy polyester-fiber-reinforced PVC (polyvinyl chloride) composite material | |
KR100873655B1 (en) | Flame retardant FISH foam artificial leather and its manufacturing method | |
KR102188717B1 (en) | Method of manufacturing semi-incombustible fireproof film based on cpp film layer and semi-incombustible fireproof film manufactured thereof | |
TW200304411A (en) | Stainproof, waterproof sheet | |
EP3749699A1 (en) | Composite elements of thermal insulation material, adhesive and outer layer | |
US20140134355A1 (en) | Treated graphene nanoplatelets for inflatable structure barrier layers | |
RU2494131C1 (en) | Polymeric polyurethane composition and multilayer material based thereon | |
JP6165038B2 (en) | Laminate | |
JP2021066031A (en) | Laminate film, packaging bag, method for producing laminate film, and method for producing packaging bag | |
WO2019083046A1 (en) | Synthetic leather | |
CN112638976A (en) | Phosphinate as flame retardant additive for PUR/PIR rigid foams | |
JP2017019134A (en) | Decorative sheet | |
US20120282432A1 (en) | Flame retardant pvc plastisol compositions useful as coatings, adhesives and backings | |
CN219567847U (en) | Flame-retardant laminated film with improved tearing strength | |
JP2017111886A (en) | Lighting device | |
JP7444825B2 (en) | Thermally expandable fireproof composition, thermally expandable fireproof sheet and laminate | |
KR101427389B1 (en) | Adhesive composition using nanocomposites and manufacturing method thereof | |
KR20130020196A (en) | Architectural fabric with excellent insulating quality | |
RU2540976C2 (en) | Light-weight rubber-polymer material for manufacturing protective clothes and method of obtaining thereof | |
JP6673522B1 (en) | wallpaper | |
JPWO2017104185A1 (en) | Lighting device | |
JPS61290045A (en) | Flame-retardant film body | |
EP3201250B1 (en) | Barrier layer and use thereof in coating systems on plastic substrates | |
EP3802944B1 (en) | Fire resistant coated polyester mine grid and method for producing it | |
CN219567846U (en) | Grid cloth reinforced flame-retardant laminated film |