композиционный материал для защитной одежды

Формула изобретения

Композиционный материал для защитной одежды, содержащий внутренний слой, выполненный из стеклоткани, пропитанной раствором термостойкого каучука, наружный слой, выполненный из газонепроницаемой пленки с напыленным теплоотражающим слоем алюминия и заключенного между ними слоя термостойкого каучукового клея, отличающийся тем, что в качестве газонепроницаемой пленки он содержит полиимидную или полиэтилентерефталатную пленку, теплоотражающий слой алюминия расположен с наружной стороны газонепроницаемой пленки и дополнительно содержит промежуточный слой, выполненный из алюминиевой или стальной фольги и присоединенный к газонепроницаемой пленке слоем термостойкого каучукового клея.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты, в частности к материалам, предназначенным для изготовления защитной одежды от одновременного воздействия агрессивных веществ, высоких температур и пламени.

Известен огнезащитный материал, содержащий основу из стеклоткани, пропитанную кремнием и закрытую с лицевой стороны алюминиевой пленкой, а с изнаночной - фтористоуглеродной пленкой типа "Тефлон" (заявка Франции 2376091, МКИ⁴ С 04 В 43/00, А 62 В 17/00, 1978 г.).

Известный материал не обеспечивает защиту от агрессивных веществ.

Известен композиционный материал, предназначенный для защиты от агрессивных веществ, а также высоких температур и пламени. Материал содержит основу из ткани типа "Nomex" или "Tyvek", покрытую последовательно газонепроницаемой полимерной и теплоотражающей металлизированной пленками, материал с лицевой стороны имеет полимерное покрытие, выполненное из тонкой полиэтиленовой пленки (патент США 4792480, МКИ⁴ В 32 В 27/00, 1988 г.).

В известном материале взятые в качестве основы ткани "Nomex", "Tyvek" обладают низкой термостойкостью, что снижает надежность материала.

Известный материал обладает низкой степенью надежности из-за покрывающей снаружи материал термопластичной полиэтиленовой пленки, обладающей высокой текучестью (пленка начинает разрушаться при температуре 50^oС). При контакте с высокой температурой и открытым пламенем пленка плавится, в результате чего на поверхности материала образуются наплывы и оголенные места, что снижает теплоотражательную способность материала, стойкость к воздействию агрессивных веществ и увеличивает степень разрушения в результате механических действий. Кроме того, образующиеся горячие капли полимерного покрытия могут вызвать ожоги как у работающего в защитной одежде, изготовленной из известного материала, так и у обслуживающего персонала, оказывающего помощь при снятии защитной одежды.

Известен композиционный материал, выбранный в качестве прототипа, предназначенный для защиты от агрессивных веществ, а также высоких температур и пламени (патент Украины 21076 А, МКИ⁶ В 32 В 27/00, 1997 г.).

Материал содержит внутренний слой, выполненный из стеклоткани, пропитанной раствором термостойкого полимера, и наружный слой, выполненный из газонепроницаемой полиимидной пленки с напыленным на внутренней стороне теплоотражающим слоем алюминия.

Недостатком известного материала является недостаточная механическая прочность, особенно низкая устойчивость к разрывам, проколам и порезам, а также достаточно быстрое нарушение целостности лицевого покрытия при контакте с открытым пламенем. Кроме того, использование в известном материале теплоотражающего слоя, расположенного под пленкой, способствует постепенному накапливанию тепла в самой пленке при воздействии теплового излучения большой интенсивности за счет двойного его прохождения через толщину пленки, что снижает термостойкость материала в целом.

В заявляемом композиционном материале для защитной одежды, содержащем внутренний слой, выполненный из стеклоткани, пропитанной раствором термостойкого каучука, наружный слой, выполненный из газонепроницаемой пленки с напыленным теплоотражающим слоем алюминия и заключенного между ними слоя термостойкого клея, в отличие от прототипа в качестве газонепроницаемой пленки он содержит полиимидную или полиэтилентерефталатную пленку, теплоотражающий слой алюминия расположен с наружной стороны газонепроницаемой пленки и дополнительно содержит промежуточный слой, выполненный из алюминиевой или стальной фольги и присоединенный к газонепроницаемой пленке слоем термостойкого каучукового клея.

Задачей заявляемого технического решения является создание более надежного композиционного материала для защитной одежды от одновременного воздействия агрессивных сред, высоких температур и пламени.

Использование в композиционном материале в качестве газонепроницаемой пленки полимерной или полиэтилентерефталатной пленки обеспечивает материалу одновременно высокую термостойкость и стойкость к агрессивным веществам. Полиимидные и полиэтилентерефталатные пленки обладают хорошей адгезией, высокой стойкостью к сильным кислотам и щелочам, жирам и маслам, органическим растворителям, термостойкость используемых пленок высокая (термическая деструкция полиимидной пленки составляет 450^oС, полиэтилентерефталатной - 320^oС), что позволяет эксплуатировать специальную защитную одежду, выполненную из предлагаемого композиционного материала, в условиях одновременного воздействия высоких температур и агрессивных веществ.

Расположение теплоотражающего напыленного слоя алюминия с наружной стороны газонепроницаемой пленки обеспечивает по сравнению с прототипом более высокую степень отражения тепла (до 95%), что препятствует предварительному разогреву материала вследствие воздействия теплового излучения высокой интенсивности, вплоть до кратковременного контакта с раскаленными поверхностями предметов или открытым пламенем, что повышает надежность композиционного материала.

Наличие в предлагаемом техническом решении дополнительно промежуточного слоя из алюминиевой или стальной фольги, присоединенной к газонепроницаемой пленке слоем термостойкого клея, значительно повышает механическую прочность материала, а следовательно, надежность композиционного материала. Кроме того, использование промежуточного слоя из алюминиевой или стальной фольги значительно повышает термостойкость материала, время его защитного действия, а следовательно, надежность композиционного материала. Так, во время работы в условиях интенсивного теплового излучения, высокой температуры и открытого пламени возможно разрушение пленки с напыленным слоем алюминия, в то время как наличие алюминиевой или стальной фольги (температура плавления стальной фольги составляет 1100^oС, алюминиевой - 660^oС) будет способствовать сохранению целостности композиционного материала и его защитных свойств в течение некоторого времени, а следовательно, повышению надежности композиционного материала.

При изготовлении материала вначале производят напыление алюминия на полиимидную или полиэтилентерефталатную пленку, а затем на поверхность пленки наносят термостойкий клей и пленку дублируют с помощью каландров алюминиевой или стальной фольгой.

Стеклоткань предварительно пропитывают раствором термостойкого каучука (например, кремнийорганическим или нитрильным) и просушивают. Затем на поверхность стеклоткани наносят термостойкий клей и производят присоединение пленки, дублированной фольгой. Для упрощения технологии изготовления композиционного материала термостойкий клей для дублирования пленки и присоединения стеклоткани изготавливается на основе каучука, использующегося для пропитки стеклоткани, т.е. используется один вид каучука.

Эксплуатационные показатели предлагаемого композиционного материала должны соответствовать требованиям норм пожарной безопасности НПБ 161-97 "Специальная защитная одежда пожарных от повышенных тепловых воздействий. Общие технические требования. Методы испытаний". В таблице приведены значения основных эксплуатационных показателей защитного материала согласно НПБ 161-97 и предлагаемого композиционного материала в зависимости от использования конкретных материалов для каждого слоя. В каждой серии примеров (1, 2 и 3, 4) в качестве газонепроницаемой пленки с напыленным алюминием использовались поочередно термостойкие полиимидная и полиэтилентерефталатная пленки, но использовался один из видов термостойких каучуков и клея на его основе (примеры 1, 2 - кремнийорганический каучук СКТ, СКТН, примеры 3, 4 - нитрильный СКН). Из значений показаний таблицы видно, что в примерах, где используются поочередно полиимидная и полиэтилентерефталатная пленки, но один вид термостойкого каучука и клея на его основе, разница в значениях эксплуатационных показателей материалов незначительна и все материалы соответствуют требованиям норм НПБ 161-97. Из сравнения значений показаний материалов в случае использования газонепроницаемой пленки одного вида, но разных видов термостойких каучуков с высоким показателем термической деструкции (кремнийорганический СКТ, СКТН - 450^oС, нитрильный СКН - 430^oС) и клеев на их основе (примеры 1, 3 и примеры 2, 4), следует, что разница в значениях показателей материалов также незначительна и материалы соответсвуют требованиям НПБ 161-97. Результаты испытаний материалов, для изготовления которых использовались в качестве промежуточного слоя поочередно стальная и алюминиевая фольга, но идентичные пленка, каучук и клей на его основе, показывают, что в случаях, когда используется стальная фольга (примеры 5 и 6), значения эксплуатационных показателей выше по сравнению с примерами 2 и 4, в которых используется алюминиевая фольга. Материал, в котором используется стальная фольга, можно рекомендовать для изготовления защитной одежды тяжелого типа, которая предназначается для защиты от интенсивного теплового излучения в зонах высоких температур (до 1200^oС). Недостатком является его дороговизна по сравнению с материалом, в котором используется алюминиевая фольга, а также дефицит стальной фольги на отечественном рынке.

Заявляемый композиционный материал обладает высокой термостойкостью, теплоотражательной способностью, механической прочностью, увеличивает время защитного действия специальных костюмов, изготовленных из предлагаемого материала, а следовательно, обеспечивает высокую надежность.