RU2756454C1

RU2756454C1 - Heat-resistant silicone coating with surface relief structure

Info

Publication number: RU2756454C1
Application number: RU2020133224A
Authority: RU
Inventors: Ирина Викторовна Черунова; Анна Михайловна Коринтели
Priority date: 2020-10-08
Filing date: 2020-10-08
Publication date: 2021-09-30

Abstract

FIELD: textiles.

SUBSTANCE: invention relates to the light industry, namely to materials and products with a heat-resistant coating providing protection from mechanical and thermal impact. Proposed is a heat-resistant silicone coating with a thickness of 2.0 mm on the surface of materials and parts of garments with the effect of barrier protection formed due to the properties of the heat-resistant silicone and a relief surface pattern with a continuous rapport of 5 mm due to repeated conjugated diamond-shaped sections with corresponding lengths of the axes (longitudinal 18 mm, lateral 18 mm). The diamond-shaped relief sections are formed by five small longitudinal protrusions with a width of 2.0 mm. The protrusions have a length and a height: the first one and the fifth one - 6.5 mm and 1.0 mm, the third one - 18.0 mm and 1.5 mm, the second one and the fourth one - 11.2 mm and 1.25 mm, respectively. The distance between the protrusions is 2.0 mm.

EFFECT: increase in the resistance of the main materials and parts of special-purpose clothing to the risks of thermal burning and mechanical impact due to the fact that the proposed model of the relief pattern of the coating makes it possible to form oriented sliding and removal of hard and soft hot particles from the surface, creating additional insulation from direct burning of the main flat surface of the materials and products and damage thereto.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к термостойким материалам (верхнего слоя), предназначенным для изготовления одежды и спецснаряжения, обеспечивающим защиту от термического и механического воздействия.The invention relates to the textile industry, namely to heat-resistant materials (top layer) intended for the manufacture of clothing and special equipment, providing protection against thermal and mechanical stress.

Известна силиконовая ткань (патент № US 20100098868 A1, D06M15), которая основывается на формировании силиконового покрытия путем низкотемпературного его внедрения в структуру ткани. Полученный материал легко адаптируется к различным условиям внешней среды.Known silicone fabric (patent No. US 20100098868 A1, D06M15), which is based on the formation of a silicone coating by low-temperature its introduction into the structure of the fabric. The resulting material is easily adaptable to various environmental conditions.

В патенте ЕР 1264036 В1 н описана ткань, которая имеет промежутки (пустые пространства) между нитями. Нити по существу полностью покрыты силиконовым покрытием, но силиконовое покрытие не полностью заполняет отверстия-промежутки между нитями. Поверхности нитей полностью покрыты силиконом, как и точки переплетения нитей.EP 1 264 036 B1 n describes a fabric which has gaps (empty spaces) between the threads. The filaments are substantially completely covered by the silicone coating, but the silicone coating does not completely fill the gaps between the filaments. The surfaces of the threads are completely covered with silicone, as are the weave points of the threads.

Недостатки указанных аналогов заключаются в том, что защитное силиконовое покрытие заливается в структурные ячейки материала, полностью обволакивая волокна основного материала, это означает, что силиконовый полимер расположен во внутренней части материала, вследствие чего волокна наружных поверхностей материала не будут иметь покрытия. Это приводит к снижению барьерной защиты материала в целом.The disadvantages of these analogs are that a protective silicone coating is poured into the structural cells of the material, completely enveloping the fibers of the base material, which means that the silicone polymer is located in the inner part of the material, as a result of which the fibers of the outer surfaces of the material will not be coated. This leads to a decrease in the barrier protection of the material as a whole.

Известен патент US №4725635, в котором описан отделочный материал на основе силикона для использования в производстве тканевых материалов из синтетических волокон, таких как вата из полиэфирных волокон. Процесс нанесения силикона является длительным и требует отверждения при 150 градусах Цельсия в течение 6 часов, а затем последующего отверждения при 200 градусах в течение до 30 минут. Этот высокотемпературный вторичный этап исключает использование большинства синтетических волокон для основной ткани, поскольку они будут плавиться при температуре более 200 градусов.Known patent US No. 4725635, which describes a finishing material based on silicone for use in the production of fabric materials from synthetic fibers, such as cotton wool from polyester fibers. The silicone application process is time-consuming and requires curing at 150 degrees Celsius for 6 hours, followed by subsequent curing at 200 degrees for up to 30 minutes. This high temperature secondary stage eliminates the use of most synthetic fibers for the main fabric as they will melt at over 200 degrees.

Другой пример многоэтапного процесса показан в патенте США US №4666765, который также относится к традиционному двухстадийному способу изготовления подложек из тканого материала с силиконовым покрытием. Способ включает в себя первый этап нанесения первого жидкого полисиликонового эластомера на тканевую подложку, чтобы сформировать базовое покрытие. Затем это покрытие отверждается при сильном нагревании. Как только базовое покрытие отверждено, на втором этапе на жидкий базовый слой наносят второй жидкий полисиликоновый эластомер, чтобы сформировать верхнее покрытие. На следующем этапе этот верхний слой должен быть отвержден при высокой температуре, чтобы закончить продукт.Another example of a multi-step process is shown in US Pat. No. 4,666,765, which also relates to a conventional two-step process for making silicone-coated woven substrates. The method includes a first step of applying a first liquid polysilicone elastomer to a fabric substrate to form a base coat. This coating then cures with strong heat. Once the base coat is cured, in a second step, a second liquid polysilicone elastomer is applied to the liquid base coat to form the top coat. In the next step, this top coat must be cured at a high temperature in order to finish the product.

Представленные многостадийные процессы нанесения покрытия и последующего отверждения в условиях высоких температур требует больших затрат энергии и труда для получения получающейся в результате ткани. Серьезным недостатком является то, что применяемое покрытие из силиконовой резины неустойчиво к высоким температурам.The presented multi-step processes of coating and subsequent curing at high temperatures requires a lot of energy and labor to obtain the resulting fabric. A serious disadvantage is that the silicone rubber coating used is not resistant to high temperatures.

Наиболее близким по технической сущности является метод формирования силиконового покрытия, описанный в патенте США № US 4478895. В этом патенте описан способ получения ткани с силиконовым эластомерным покрытием, которая дает конечную ткань. Производство включает в себя двухстадийный процесс: сначала ткань покрывают композицией силиконового эластомера с отверждением при реакции присоединения, в которой используется катализатор на основе платиновой системы, или композицией силиконового эластомера с отверждением органического пероксида, затем на втором этапе покрывают композицией силиконовой смолы. После нанесения покрытия слои подвергают термическому отверждению.The closest in technical essence is the method of forming a silicone coating, described in US patent No. US 4478895. This patent describes a method for producing a fabric with a silicone elastomeric coating, which gives the final fabric. Manufacturing involves a two-step process: first, the fabric is coated with an addition cure silicone elastomer composition using a platinum system catalyst or an organic peroxide cured silicone elastomer composition, then coated with a silicone resin composition in a second step. After coating, the layers are thermally cured.

Образуемая плоская силиконовая поверхность не обеспечивает достаточной барьерной защиты основного материала от термических и механических повреждений. Этот процесс нанесения покрытия и последующего отверждения в условиях высоких температур требует больших затрат энергии и труда для получения получающейся в результате ткани.The resulting flat silicone surface does not provide sufficient barrier protection of the base material from thermal and mechanical damage. This process of coating and post-curing at high temperatures requires a lot of energy and labor to produce the resulting fabric.

Задачей настоящего изобретения является повышение устойчивости основных материалов, применяемых в одежде специального назначения, к воздействиям экстремальных температур и механического воздействия.The objective of the present invention is to increase the resistance of base materials used in special clothing to extreme temperatures and mechanical stress.

Барьерная защита предусматривает снижение вероятности и площади контакта с опасными по температуре объектами и, как следствие, уменьшение рисков прожига одежды.Barrier protection provides for reducing the likelihood and area of contact with objects that are hazardous in terms of temperature and, as a result, reducing the risks of burning clothes.

За основу формируемой поверхностной структуры силиконового покрытия была взята особенная форма плакоидной чешуи акул, отличающаяся способностью снижать сопротивление окружающей среды, устойчивость к негативным воздействиям, а также предотвращать прилипание отходов рабочего процесса.As a basis for the formed surface structure of the silicone coating, a special shape of placoid shark scales was taken, which is distinguished by the ability to reduce environmental resistance, resistance to negative influences, and also prevent adhesion of waste from the working process.

На основе анализа формы плакоидной чешуи (расположения выступов) были выявлены основные размерные характеристики ромбовидных элементов поверхностной структуры, имеющей непрерывный раппорт 5 мм за счет повторяющихся сопряженных участков ромбовидной формы с соответствующими длинами осей (продольная - 18 мм, поперечная 18 мм). Ромбовидные рельефные участки образованы мелкими продольными пятью выступами шириной 2,0 мм. Выступы имеют длину и высоту: первый и пятый - 6,5 мм и 1,0 мм, третий - 18,0 мм и 1,5 мм, второй и четвертый - 11,2 мм и 1,25 мм соответственно. Расстояние между выступами составляет 2,0 мм. Установленная модель рельефного рисунка покрытия позволяет формировать ориентированное скольжение и удаление с поверхности твердых и мягких горячих частиц, создавая дополнительную изоляцию от прямого прожига основной плоской поверхности материалов и изделий и его повреждения.Based on the analysis of the shape of the placoid scales (the location of the protrusions), the main dimensional characteristics of the rhomboid elements of the surface structure were revealed, which has a continuous repeat of 5 mm due to the repeated conjugate sections of the rhomboid shape with the corresponding lengths of the axes (longitudinal - 18 mm, transverse 18 mm). The diamond-shaped relief areas are formed by small longitudinal five projections 2.0 mm wide. The protrusions have a length and height: the first and fifth - 6.5 mm and 1.0 mm, the third - 18.0 mm and 1.5 mm, the second and fourth - 11.2 mm and 1.25 mm, respectively. The distance between the projections is 2.0 mm. The established model of the relief pattern of the coating allows the formation of oriented sliding and removal of hard and soft hot particles from the surface, creating additional insulation from direct burning of the main flat surface of materials and products and its damage.

Формирование силиконового покрытия осуществлялось способом жидкого формования с использованием разработанной формы-заготовки.The formation of the silicone coating was carried out by the method of liquid molding using the developed blank mold.

В качестве формовочного материала применяется двухкомпонентный силикон на основе платины.A two-component platinum-based silicone is used as a molding material.

Перед формованием силиконового покрытия на поверхность формы распылением наносится наружный смоляной слой. На следующем этапе готовятся композиты для дальнейшего смешивания с использованием специальных стаканов с ориентировочной шкалой (пропорция композитов 100А:5В по весу). Затем тщательно смешиваются до однородного цвета заранее отмеренные количества базы и композитора. Композиция заливается равномерной струей в одну точку формы. Это предотвратит появление воздушных пузырей в материале. Для уплотнения материала и удаления пузырьков воздуха применяются щетки. Далее необходимо позволить материалу кристаллизоваться в течение 2-4 часов при температуре 25°С. После отверждения готовое изделие извлекается из формы. Завершающим этапом является кристаллизация формы на воздухе в течение 24 часов перед использованием.Before the silicone coating is formed, an outer resin layer is sprayed onto the surface of the mold. At the next stage, composites are prepared for further mixing using special glasses with an indicative scale (the proportion of composites is 100A: 5B by weight). Then the predetermined quantities of the base and the composer are carefully mixed until a uniform color. The composition is poured with a uniform stream at one point of the form. This will prevent air bubbles from forming in the material. Brushes are used to compact the material and remove air bubbles. Next, it is necessary to allow the material to crystallize for 2-4 hours at a temperature of 25 ° C. After curing, the finished product is removed from the mold. The final stage is crystallization of the form in air for 24 hours before use.

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1 и фиг. 2, которые показывают внешний вид силиконового покрытия и размерные характеристики ромбовидных элементов поверхностной структуры.The essence of the invention is illustrated in FIG. 1 and FIG. 2, which show the appearance of the silicone coating and the dimensional characteristics of the diamond-shaped surface structure elements.

На фиг. 1 изображена заявляемое изобретение, 1, 2, 3, 4, 5 - выступы на поверхности силиконового покрытия.FIG. 1 shows the claimed invention, 1, 2, 3, 4, 5 - protrusions on the surface of the silicone coating.

Изобретение используется следующим образом. Поверхность на основе силикона должна иметь мелкие продольные 1-5 - выступы, образующие ромбовидную форму.The invention is used as follows. The silicone-based surface should have small longitudinal 1-5 - protrusions that form a diamond shape.

Основные технические характеристики изобретения: объемная плотность - 1080 кг/м3, твердость по Шору - 15 А°, время отверждения (25°С) - 4-6 час, относительное удлинение при разрыве - 350%, устойчивость к температуре - 250-300°С.The main technical characteristics of the invention: bulk density - 1080 kg / m3, Shore hardness - 15 A °, curing time (25 ° C) - 4-6 hours, elongation at break - 350%, temperature resistance - 250-300 ° WITH.

Совокупность признаков заявленного силиконового покрытия обеспечивает достижение технического результата повышение устойчивости основных материалов, применяемых в одежде специального назначения, к воздействиям экстремальных температур и механического воздействия.The combination of the features of the claimed silicone coating ensures the achievement of the technical result: an increase in the resistance of the main materials used in special-purpose clothing to the effects of extreme temperatures and mechanical stress.

Claims

A heat-resistant silicone coating with a surface relief structure for special-purpose clothing, made of two-component silicone, characterized in that the surface based on heat-resistant silicone with a thickness of 2.0 mm has a continuous repeat of 5 mm due to repeated mating regions of a diamond shape with corresponding axis lengths: longitudinal 18 mm, transverse 18 mm; diamond-shaped relief areas are formed by small longitudinal five protrusions 2.0 mm wide; the protrusions have a length and height: the first and fifth - 6.5 mm and 1.0 mm, the third - 18.0 mm and 1.5 mm, the second and fourth - 11.2 mm and 1.25 mm, respectively; the distance between the projections is 2.0 mm.