Композиционный материал

Полезная модель относится к области получения композиционных материалов, которые могут быть использованы в качестве волокнистых сорбентов, для изготовления фильтрующих материалов, которые используются для очистки жидкостей и газов от твердых частиц тяжелых металлов. Композиционный материал может быть использован в химической, нефтехимической, металлургической, автомобильной и других отраслях промышленности, которые применяют фильтры в основном и дополнительном производстве.

Композиционный материал, включающий нетканый слой, содержащий ионообменное волокно, и трикотажную основу, выработанную из пряжи, состоящей из модифицированного волокна, причем он дополнительно содержит верхний третий слой - трикотажное полотно, выработанное из пряжи на основе модифицированного волокна мегалон, при этом ионообменное волокно нетканого слоя выполнено из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой; а трикотажная основа, выработана из пряжи, состоящей из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с фосфорборсодержащим метакрилатом общей формулы

где n=1÷8, при содержании фосфора 1,4-1,8% к массе слоя, причем объемное соотношение трикотажного полотна, нетканого слоя, и трикотажной основы составляет 0,7:1:0,7 соответственно.

Техническим результатом: является улучшение сорбционной емкости, повышение огнестойкости и фильтрующей способности.

Полезная модель относится к композиционному материалу, который состоит из трех слоев: трикотажная основа, нетканый слой, трикотажная основа, и может быть использовано в качестве волокнистого сорбента для изделий технического и специального назначения.

Известен двухслойный композиционный материал, включающий нетканый слой, содержащий анионообменное волокно, и трикотажную основу, при этом нетканый слой выполнен из модифицированного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом, а трикотажная основа выработана из пряжи, являющейся смеской, состоящей из модифицированного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом, фосфорилированного 1-оксиэтилдифосфоновой кислотой, и волокна лавсан при содержании волокна лавсан в смеси 20-30% по массе, а соотношение объемного заполнения основы и нетканого слоя составляет (0,7-0,8):1 (Патент 2206649 RU D04H 13/00, опубл. 20.06.2003).

Полученный материал используется для очистки воздуха от токсичных газов, но обладает недостаточной сорбционной емкостью, невысокой фильтрующей способностью, низкой огнестойскостью.

Известно дублированное трикотажное полотно, состоящее из верхнего слоя, пряжа которого изготовлена из модифицированного катионообменного поликапроамидного волокна, и нижнего слоя, выработанного из смешанной пряжи, состоящей из модифицированного анионообменного поликапроамидного волокна и модифицированного гидрофильного поликапроамидного волокна, верхний слой в котором получен на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицилметакрилатом, фосфорилированного 1-оксиэтилидендисфосфоновой кислотой, при соотношении анионообменного и гидрофильного волокна в нижнем слое 1:(0,1-0,2) по массе, причем соотношение объемного заполнения слоев 1:(0,6-0,8) (Патент 2163944 RU МКИ D04B 1/00, опубл. 10.03.2001).

Полученный материал используют в качестве волокнистого сорбента, но обладает недостаточной фильтрующей способностью и низкой огнестойкостью.

В качестве прототипа выбран композиционный материал, состоящий из нетканого слоя, содержащего ионообменное волокно на основе привитого сополимера поликапроамида с фосфорборсодержащим метакрилатом общей формулы

где n=1÷8,, при содержании фосфора 1,4-1,8% к массе слоя, и трикотажной основы, выработанной из пряжи из модифицированного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полидиэтиламиноэтилметакрилатом. Соотношение масс трикотажной основы и нетканого слоя составляет 1:(1,3-1,6). (Патент 2307034 RU C1, D04H 1/48, D04B 1/00, D04B 14/16, B32B 5/26, опубл. 27.09.2007).

Полученный материал используется для очистки воздуха от токсичных газов. Но обладает недостаточной сорбционной емкостью, невысокой фильтрующей способностью, низкой огнестойкостью.

Предлагаемое изобретение решает задачу получения высокоэффективных композиционных фильтровальных материалов, обладающих повышенной огнестойкостью.

Техническим результатом полезной модели является улучшение свойств материала за счет увеличения огнестойкости с сохранением сорбционной емкости, фильтрующей способности.

Указанный технический результат достигается тем, что композиционный материал, включающий нетканый слой, содержащий ионообменное волокно, и трикотажную основу, выработанную из пряжи, состоящей из модифицированного волокна, отличающийся тем, что он дополнительно содержит верхний третий слой - трикотажное полотно, выработанное из пряжи на основе модифицированного волокна мегалон, при этом ионообменное волокно нетканого слоя, выполнено из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой; а трикотажная основа, выработана из пряжи, состоящей из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с фосфорборсодержащим метакрилатом общей формулы

где n=1÷8, при содержании фосфора 1,4-1,8% к массе слоя, причем объемное соотношение трикотажного полотна, нетканого слоя, и трикотажной основы составляет 0,7:1:0,7 соответственно.

Полученный технический результат обусловлен тем, что использование нетканого слоя, выполненного из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой (патент 2118963, опубл. 20.09.98) и трикотажной основы, выработанной из пряжи, состоящей из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с фосфорборсодержащим метакрилатом общей формулы

где n=1÷8, при содержании фосфора 1,4-1,8% к массе слоя, обеспечивает достаточную огнестойкость.

Объемное соотношение трикотажного полотна, нетканого слоя, и трикотажной основы (0,7:1:0,7) соответственно, является оптимальным, обеспечивает оптимальное количество пор, а следовательно максимальную сорбционную, фильтрующую способность.

Технология получения композиционного материала заключается в том, что на кругловязальной машине «Мультиколор» 18 класса вырабатывают трикотажное полотно верхнего третьего слоя на базе переплетения ластик 1+1 из пряжи на основе модифицированного волокна мегалон. Поверхностная плотность полотна 250-350/м, толщина полотна 1,5 мм.

Нетканый слой получается из ионообменного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом, фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой на чесально-вязальном агрегате АЧВШ, в состав которого входит чесальная машина, преобразователь прочеса, вязальноно-прошивная машина, работающая по безниточной технологии. Поверхностная плотность полотна составляет 400 г/м ², при толщине 2,5 мм.

Трикотажную основу нижнего слоя вырабатывают на кругловязальной машине «Мультиколлор» 18 класса на базе переплетения полуфанг из пряжи линейной плотности 31,2×2 текс, выработанной из пряжи на основе привитого сополимера поликапроамида с фосфорборсодержащим метакрилатом при содержании фосфора 1,4-1,8%. Поверхностная плотность полотна m_s =300 г/м², плотность горизонтали П_г=56 пет. Ст., плотность по вертикали П_в=48 пет. ряд, толщина полотна - 1,5 мм.

Полотна соединяют между собой клеевым методом точечного скрепления с помощью сетчатых шаблонов. В качестве связующего используется латекс БНК-40/4 (ТУ 38.103-81).

На фиг. представлен композиционный материал, состоящий из трикотажного полотна, выработанного из пряжи на основе модифицированного волокна мегалон - 1, ионообменное волокно нетканого слоя выполнено из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой - 2, трикотажная основа, выработана на основе привитого сополимера поликапроамида с фосфорборсодержащим метарилатом - 3.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Трикотажное полотно верхнего третьего слоя вырабатывают на кругловязальной машине «Мультиколлор» 18 класса на базе переплетения ластик 1+1 из пряжи линейной плотности 31,2×2 текс, выработанной из пряжи на основе модифицированного волокна мегалон. Поверхностная плотность полотна m_s=250 г/м², плотность по горизонтали П_г=60 пет. ст., плотность по вертикали П_в=50 пет. ряд, толщина полотна - 1,5 мм.

Трикотажная основа нижнего слоя вырабатывают на кругловязальной машине «Мультиколлор» 18 класса на базе переплетения полуфанг из пряжи линейной плотности 31,2×2 текс, выработанной из пряжи на основе привитого сополимера поликапроамида с фосфорборсодержащим метакрилатом при содержании фосфора 1,4-1,8%. Поверхностная плотность полотна m_s=300 г/м², плотность горизонтали П_г=56 пет. Ст., плотность по вертикали П_в =48 пет. ряд, толщина полотна - 1,5 мм.

Полотно для нетканого слоя вырабатывают следующим образом: 400 г ионообменного волокна на основе привитого поликапроамида с полиглицидилметакрилатом, фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой, прочесывают на чесальной машине. На преобразователе процесса получают волокнистый холст и скрепляют на вязально-прошивной машине. Полотно имеет следующие параметры структуры: m_s=470 г/м² , плотность прошива по длине П_д=12 петель на 50 мм. Число волокон в петле - 75.

Свойства материала приведены в таблице.

Пример 2.

Трикотажное полотно для верхнего третьего слоя вырабатывают аналогично примеру 1.

Характеристики трикотажного полотна: m_s=280 г/м², П_г=62 пет. ст., П_в=52 пет. ряд, толщина полотна 1,6 мм.

Трикотажную основу для нижнего слоя вырабатывают аналогично примеру 1.

Характеристики трикотажной основы: m_s =320 г/м², П_г=58 пет. ст., П_в =50 пет. ряд., толщина 1,6.

Полотно для промежуточного нетканого слоя композиционного материала вырабатывается аналогично примеру 1.

Пример 3.

Трикотажное полотно для верхнего третьего слоя вырабатывают аналогично примеру 1.

Характеристики трикотажного полотна: m _s=300 г/м², П_г=65 пет. ст., П _в=55 пет. ряд, толщина полотна - 1,6 мм.

Трикотажную основу для нижнего слоя вырабатывают аналогично примеру 1.

Характеристики трикотажной основы: m_s =350 г/м², П_г=58 петел. ст., П_в =52 пет. ряд., толщина - 1,6.

Полотно для промежуточного нетканого слоя композиционного материала вырабатывается аналогичного примеру 1.

Таким образом, как видно из таблицы композиционный материал обладает улучшенными показателями по сравнению с прототипом, кислородный индекс увеличился в 1,25 раз, сорбционная емкость по ионам меди, никеля и кобальта увеличилась незначительно, примерно в 1,1 раз.

Композиционный материал может быть использован в качестве волокнистого сорбента, а также для изготовления изделий технического и специального назначения.

Композиционный материал, включающий нетканый слой, содержащий ионообменное волокно, и трикотажную основу, выработанную из пряжи, состоящей из модифицированного волокна, отличающийся тем, что он дополнительно содержит верхний третий слой - трикотажное полотно, выработанное из пряжи на основе модифицированного волокна мегалон, при этом ионообменное волокно нетканого слоя выполнено из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с полиглицидилметакрилатом фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой; а трикотажная основа выработана из пряжи, состоящей из модифицированного поликапроамидного волокна на основе привитого сополимера поликапроамида с фосфорборсодержащим метакрилатом общей формулы

где n=1÷8, при содержании фосфора 1,4-1,8% к массе слоя, причем объемное соотношение трикотажного полотна, нетканого слоя и трикотажной основы составляет 0,7:1:0,7 соответственно.