RU2839139C1 - Modified paint material and application thereof - Google Patents
Modified paint material and application thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2839139C1 RU2839139C1 RU2024130815A RU2024130815A RU2839139C1 RU 2839139 C1 RU2839139 C1 RU 2839139C1 RU 2024130815 A RU2024130815 A RU 2024130815A RU 2024130815 A RU2024130815 A RU 2024130815A RU 2839139 C1 RU2839139 C1 RU 2839139C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- paint
- varnish
- composition
- interphase
- Prior art date
Links
- 239000003973 paint Substances 0.000 title claims abstract description 110
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 92
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 55
- 230000016507 interphase Effects 0.000 claims abstract description 52
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 32
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid Chemical compound CCCCC(CC)COP(O)(=O)OCC(CC)CCCC SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000002966 varnish Substances 0.000 claims description 83
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 claims description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 108
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 93
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 43
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 abstract description 27
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 abstract description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 87
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 31
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 description 30
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 description 29
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 23
- 239000002585 base Substances 0.000 description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 20
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 20
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 19
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 16
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 16
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 12
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 11
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 10
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 9
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 description 8
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 7
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 7
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 6
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 6
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 6
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 6
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 6
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 6
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 6
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 6
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 5
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 5
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 5
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 5
- CKLHRQNQYIJFFX-UHFFFAOYSA-K ytterbium(III) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Yb+3] CKLHRQNQYIJFFX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 4
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 4
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 4
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 4
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 4
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 4
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 4
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 4
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 4
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical group 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 229940078552 o-xylene Drugs 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 3
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 3
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 3
- YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexan-1-ol Chemical compound CCCCC(CC)CO YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 239000002879 Lewis base Substances 0.000 description 2
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920006243 acrylic copolymer Polymers 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000005370 alkoxysilyl group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001409 amidines Chemical class 0.000 description 2
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229920001688 coating polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 2
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 2
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 2
- 150000007527 lewis bases Chemical class 0.000 description 2
- 229940057995 liquid paraffin Drugs 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 2
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 2
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 2
- 229920000909 polytetrahydrofuran Polymers 0.000 description 2
- 229920003009 polyurethane dispersion Polymers 0.000 description 2
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- NJVOHKFLBKQLIZ-UHFFFAOYSA-N (2-ethenylphenyl) prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OC1=CC=CC=C1C=C NJVOHKFLBKQLIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical class FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FMGBDYLOANULLW-UHFFFAOYSA-N 3-isocyanatopropyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN=C=O FMGBDYLOANULLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical group [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Natural products C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150095130 URAD gene Proteins 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000006136 alcoholysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 1
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;titanium Chemical compound [Ti].CCCCO.CCCCO.CCCCO.CCCCO FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-difluorocyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1CC1(F)F JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001661 cadmium Chemical class 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N chlorotrifluoroethylene Chemical class FC(F)=C(F)Cl UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 238000007590 electrostatic spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- XPBBUZJBQWWFFJ-UHFFFAOYSA-N fluorosilane Chemical compound [SiH3]F XPBBUZJBQWWFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical class O=C.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021588 free fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000011860 particles by size Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000011527 polyurethane coating Substances 0.000 description 1
- 229920006264 polyurethane film Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- 239000003586 protic polar solvent Substances 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 238000011268 retreatment Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical compound [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FRGPKMWIYVTFIQ-UHFFFAOYSA-N triethoxy(3-isocyanatopropyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN=C=O FRGPKMWIYVTFIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES
Настоящее изобретение относится к добавкам, которые используют в красках и покрытиях с целью придания им повышенной гидрофобности, в частности, данное изобретение относится к модифицированному лакокрасочному материалу (ЛКМ), который содержит микрочастицы одного или нескольких соединений, находящихся в суспензии, полученной на основе материала межфазных образований, формирующегося в гетерогенных жидкостных системах, где сопутствующие им реагенты, растворители, диспергирующие вещества выбирают в зависимости от свойств лакокрасочного материала. В настоящем изобретении описана добавка, которая обеспечивает однородное распределение и эффективное диспергирование микрочастиц на поверхности всего покрытия. В данном документе «добавка» означает смесь или композицию компонентов, которая добавляется к другой смеси для придания покрытию на его основе гидрофобных свойств. В частности, добавка по данному изобретению предназначена для ее применения в таких покрытиях как краски, лаки, полимерные смеси, которые являются жидкими при комнатной температуре. Изобретение может найти применение в тех областях техники, где необходимо придание поверхности гидрофобных свойств, например, для обработки кузова автомобиля.The present invention relates to additives that are used in paints and coatings to impart increased hydrophobicity thereto, in particular, the present invention relates to a modified paint and varnish material (PVM) that contains microparticles of one or more compounds in a suspension obtained on the basis of a material of interphase formations formed in heterogeneous liquid systems, where the accompanying reagents, solvents, and dispersing agents are selected depending on the properties of the paint and varnish material. The present invention describes an additive that ensures uniform distribution and effective dispersion of microparticles on the surface of the entire coating. In this document, "additive" means a mixture or composition of components that is added to another mixture to impart hydrophobic properties to a coating based on it. In particular, the additive according to the present invention is intended for its use in such coatings as paints, varnishes, and polymer mixtures that are liquid at room temperature. The invention can find application in those areas of technology where it is necessary to impart hydrophobic properties to a surface, for example, for treating a car body.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY
Для создания гидрофобных покрытий используют или порошковые полимерные материалы, или органические лакокрасочные материалы (ЛКМ) со специальными добавками. Данные материалы являются достаточно дорогостоящими и/или при их получении и применении требуется специальное оборудование. Для обеспечения гидрофобности поверхности в ЛКМ вводят различные модификаторы на стадии приготовления перед непосредственным нанесением. Однако ввиду сложности получения однородных составов этот способ не находит широкого применения.To create hydrophobic coatings, either powder polymer materials or organic paints and varnishes (PVM) with special additives are used. These materials are quite expensive and/or require special equipment for their production and application. To ensure the hydrophobicity of the surface, various modifiers are introduced into the PVM at the preparation stage before direct application. However, due to the difficulty of obtaining homogeneous compositions, this method is not widely used.
Применение соединений в виде наноразмерных частиц для придания краскам, лакам и покрытиям свойств, отличающихся от их естественных свойств, известно и значительно расширилось к настоящему времени.The use of compounds in the form of nano-sized particles to impart properties to paints, varnishes and coatings that differ from their natural properties is known and has expanded significantly to date.
Например, известно (пат. RU 2455321 C2) , что наночастицы металлов применяют в красках и лаках для придания им определенных свойств, в частности, биоцидных и электрических свойств, защищающих от воздействия ультрафиолетового излучения и препятствующих воспламенению. Недостаток данного изобретения - использование наночастиц металлов, получение которых достаточно сложно, и ограниченная область применения, что затрудняет использование данного изобретения.For example, it is known (patent RU 2455321 C2) that metal nanoparticles are used in paints and varnishes to impart certain properties to them, in particular, biocidal and electrical properties that protect against the effects of ultraviolet radiation and prevent ignition. The disadvantage of this invention is the use of metal nanoparticles, the production of which is quite difficult, and the limited scope of application, which complicates the use of this invention.
В патенте RU 2763891 C1 рассмотрено изобретение, относящееся к области химии, химического синтеза, к химической технологии получения композиций, придающих обрабатываемым поверхностям, материалам супергидрофобные свойства, с целью повышения эксплуатационных и функциональных характеристик, которые найдут широкое применение в различных областях - в энергетике, электронике, машиностроении, строительстве, судостроении, авиационной и аэрокосмической, а также пищевой и лакокрасочной промышленности. Особенностью изобретения является интенсификация процесса роста анизотропных структур, благодаря добавлению в реакционную массу нанокристаллического диоксида титана, для формирования определенной шероховатости с целью придания поверхности супергидрофобных свойств. Изобретение может быть использовано для предотвращения обледенения и загрязнения металлических изделий, таких как линии электропередач, фермовые конструкции и крыши. Композиция на основе оксидных наноструктур для придания поверхности супергидрофобных свойств содержит в качестве структурообразователей тетраэтоксисилан и тетраизопропилат титана, в качестве гидрофобного компонента - гексаметилдисилазан и изопропиловый спирт в качестве растворителя. Для интенсификации роста анизотропных структур в композицию включен несферический нанокристаллический диоксид титана с размерами частиц от 10 до 50 нм. Технический результат заключается в увеличении краевого угла смачивания покрытия, что позволяет повысить гидрофобные свойства композиции. Недостаток изобретения состоит в сложности получения несферических частиц диоксида титана с размерами частиц от 10 до 50 нм.Patent RU 2763891 C1 considers an invention related to the field of chemistry, chemical synthesis, chemical technology for obtaining compositions that impart superhydrophobic properties to treated surfaces and materials, with the aim of improving operational and functional characteristics that will find wide application in various fields - in power engineering, electronics, mechanical engineering, construction, shipbuilding, aviation and aerospace, as well as the food and paint and varnish industries. A feature of the invention is the intensification of the growth process of anisotropic structures, due to the addition of nanocrystalline titanium dioxide to the reaction mass, to form a certain roughness in order to impart superhydrophobic properties to the surface. The invention can be used to prevent icing and contamination of metal products, such as power lines, truss structures and roofs. A composition based on oxide nanostructures for imparting superhydrophobic properties to a surface contains tetraethoxysilane and titanium tetraisopropylate as structure formers, hexamethyldisilazane as a hydrophobic component, and isopropyl alcohol as a solvent. To intensify the growth of anisotropic structures, non-spherical nanocrystalline titanium dioxide with particle sizes from 10 to 50 nm is included in the composition. The technical result consists in increasing the contact angle of the coating, which makes it possible to increase the hydrophobic properties of the composition. A disadvantage of the invention consists in the difficulty of obtaining non-spherical titanium dioxide particles with particle sizes from 10 to 50 nm.
Известен способ получения супергидрофобной противообрастающей эмали с углеродным нановолокном (пат. RU 2441045 С1). Изобретение относится к покрытиям для защиты от коррозии и обрастания изделий морской техники гидросооружений, энергетических установок и касается способа получения супергидрофобной противообрастающей эмали с углеродным нановолокном. Способ получения супергидрофобной противообрастающей эмали, заключается в том, что в состав эмали входят силикон эпоксидная гибридная смола, отверждаемая аминосиланом, пигменты и наполнители, поверхностно-активное вещество, нанодисперсный оксид кремния, вспомогательные вещества (деаэратор, добавка для розлива) и растворитель, отличающийся тем, что состав эмали дополнительно содержит углеродное нановолокно и фторсилан. Недостаток данного изобретения - ограниченная область применения и использование трудно получаемых материалов - углеродных нановолокон.A method for producing superhydrophobic antifouling enamel with carbon nanofiber is known (patent RU 2441045 C1). The invention relates to coatings for protection against corrosion and fouling of marine equipment, hydraulic structures, power plants and concerns a method for producing superhydrophobic antifouling enamel with carbon nanofiber. The method for producing superhydrophobic antifouling enamel consists in the fact that the enamel composition includes silicone epoxy hybrid resin cured by aminosilane, pigments and fillers, a surfactant, nanodispersed silicon oxide, auxiliary substances (deaerator, bottling additive) and a solvent, characterized in that the enamel composition additionally contains carbon nanofiber and fluorosilane. The disadvantage of this invention is the limited scope of application and the use of difficult to obtain materials - carbon nanofibers.
Известна полимерная порошковая композиция для супергидрофобного покрытия и способ получения супергидрофобного покрытия (пат. WO 2015023213 A1, опубл. 19.02.2015). Изобретение относится к области химии, а именно к полимерной порошковой композиции для супергидрофобного покрытия и способу получения такого покрытия. Композиция содержит основу, представляющую собой термореактивную порошковую композицию с эпоксиполиэфирным, эпоксидным, полиэфирным или полиуретановым пленкообразователем, и дополнительно модификатор в виде гидрофобных частиц модифицирующего и структурирующего поверхность компонента с размерами частиц от 5 нм до 35 мкм. В качестве модификатора могут быть использованы гидрофобные микрочастицы фторопласта (с размерами не более 5 мкм), в том числе модифицированные поверхностно активными веществами, гидрофобные частицы фторопластового воска LubrirolLanco 1890 (с размерами не более 35 мкм), смесь микроразмерных частиц фторопласта (с размерами от 5 нм и не более 5 мкм) и наноразмерных гидрофобных частиц окиси алюминия Аl2О3 (с размерами не более 20 нм) и/или диоксида кремния SiО2 (с размерами не более 10 нм) при их представлении от 10:1 до 100:1 в.ч. соответственно. Способ получения данного покрытия включает в себя нанесение на поверхность упомянутой композиции и отверждение нанесенного покрытия путем нагрева при температуре 180-190°С в течение 15-20 минут. Недостаток данного изобретения - сложность процесса формирования покрытия и ограниченность применения изобретения, так как не каждое изделие можно нагревать до указанной температуры.A polymer powder composition for a superhydrophobic coating and a method for producing a superhydrophobic coating are known (patent WO 2015023213 A1, published 19.02.2015). The invention relates to the field of chemistry, namely to a polymer powder composition for a superhydrophobic coating and a method for producing such a coating. The composition contains a base that is a thermosetting powder composition with an epoxy polyester, epoxy, polyester or polyurethane film former, and an additional modifier in the form of hydrophobic particles of a modifying and structuring surface component with particle sizes from 5 nm to 35 μm. Hydrophobic microparticles of fluoroplastic (with dimensions of no more than 5 μm), including those modified with surfactants, hydrophobic particles of fluoroplastic wax LubrirolLanco 1890 (with dimensions of no more than 35 μm), a mixture of microsized particles of fluoroplastic (with dimensions from 5 nm to no more than 5 μm) and nanosized hydrophobic particles of aluminum oxide Al 2 O 3 (with dimensions of no more than 20 nm) and/or silicon dioxide SiO 2 (with dimensions of no more than 10 nm) can be used as a modifier when they are presented in a ratio of 10:1 to 100:1 w/w, respectively. The method for producing this coating includes applying the said composition to the surface and curing the applied coating by heating at a temperature of 180-190°C for 15-20 minutes. The disadvantage of this invention is the complexity of the process of forming the coating and the limited application of the invention, since not every product can be heated to the specified temperature.
В патенте RU 2676644 C1 описано гидрофобное полимерное покрытие. Изобретение относится к гидрофобным композициям с высокими влагозащитными свойствами и минимальной адгезией снега и льда к поверхности элементов конструкций сложных технических систем. Гидрофобное полимерное покрытие содержит полимерный пленкообразователь, порошковый компонент, раствор акрилового сополимера в смеси органических растворителей бутилацетат/ацетон/толуол. В качестве полимерного пленкообразователя используется фторсополимерный пленкообразователь на основе трифторхлорэтилена и винилиденфторида, модифицированный теломером тетрафторэтилена и нанодисперсным диоксидом кремния в смеси органических растворителей бутилацетат/этилацетат/ацетон/толуол. В качестве порошкового компонента используется перфторированный порошковый ускоритель - низкомолекулярный фторпарафин. Заявлен также способ нанесения покрытия. Изобретение обеспечивает полимерное покрытие, обладающее малым гистерезисом смачивания и низкой адгезией льда к поверхности элементов конструкций. Технический результат заявленного изобретения заключается в создании гидрофобного полимерного покрытия, обладающего углом смачивания > 120° и низкой адгезией льда к поверхности элементов конструкций. Недостаток данного изобретения состоит в сложности получения нанодисперсного диоксида кремния и ограниченная область применения изобретения.Patent RU 2676644 C1 describes a hydrophobic polymer coating. The invention relates to hydrophobic compositions with high moisture-protective properties and minimal adhesion of snow and ice to the surface of structural elements of complex technical systems. The hydrophobic polymer coating contains a polymer film former, a powder component, a solution of an acrylic copolymer in a mixture of organic solvents butyl acetate/acetone/toluene. A fluoropolymer film former based on trifluorochloroethylene and vinylidene fluoride modified with a tetrafluoroethylene telomer and nanodispersed silicon dioxide in a mixture of organic solvents butyl acetate/ethyl acetate/acetone/toluene is used as a polymer film former. A perfluorinated powder accelerator - low-molecular fluoroparaffin - is used as a powder component. A method for applying the coating is also claimed. The invention provides a polymer coating with low wetting hysteresis and low adhesion of ice to the surface of structural elements. The technical result of the claimed invention consists in creating a hydrophobic polymer coating with a wetting angle of > 120° and low ice adhesion to the surface of structural elements. The disadvantage of this invention consists in the complexity of obtaining nanodispersed silicon dioxide and the limited scope of application of the invention.
Известно лакокрасочное супергидрофобное покрытие (пат. RU 2650135 C1). Изобретение относится к покрытиям для защиты от повышенной влажности, загрязнения, развития плесени и коррозии различных поверхностей - металла, пластика, камня и других. Лакокрасочное супергидрофобное покрытие, включающее полимерную основу, органический растворитель, наполнитель, сшивающую основу, органический пластификатор и компонент, ответственный за создание особой структуры поверхности, отличающееся тем, что в качестве полимерной основы оно содержит сополимеры винилхлорида с винилацетатом, в качестве наполнителя содержит нетоксичные оксиды переходных металлов, в качестве сшивающей основы содержит эпоксидную смолу, в качестве компонента, ответственного за создание особой структуры поверхности, содержит гидрофобизированный аэросил. В качестве оксида переходных металлов может быть использован оксид титана, а в качестве органического пластификатора - канифоль. Недостатки заключаются в том, что предложенное лакокрасочное супергидрофобное покрытие не является универсальным для обработки любого типа поверхностей вследствие входящего в его состав органического растворителя, и ответственный за создание особой структуры поверхности гидрофобизированный аэросил не имеет подходящий размер частиц, который обеспечивал бы формирование определенной шероховатости поверхности и, соответственно, придавал ей супергидрофобные свойства.A superhydrophobic paint and varnish coating is known (patent RU 2650135 C1). The invention relates to coatings for protection against high humidity, contamination, mold growth and corrosion of various surfaces - metal, plastic, stone and others. A superhydrophobic paint and varnish coating, including a polymer base, an organic solvent, a filler, a crosslinking base, an organic plasticizer and a component responsible for creating a special surface structure, characterized in that it contains vinyl chloride copolymers with vinyl acetate as a polymer base, contains non-toxic transition metal oxides as a filler, contains epoxy resin as a crosslinking base, and contains hydrophobized aerosil as a component responsible for creating a special surface structure. Titanium oxide can be used as a transition metal oxide, and rosin can be used as an organic plasticizer. The disadvantages are that the proposed superhydrophobic paint and varnish coating is not universal for processing any type of surface due to the organic solvent included in its composition, and the hydrophobized aerosil responsible for creating a special surface structure does not have a suitable particle size that would ensure the formation of a certain surface roughness and, accordingly, give it superhydrophobic properties.
Известна композиция для придания поверхности свойств самоочищения на основе эффекта лотоса (пат. RU 2490077 С1). Изобретение относится к области химической технологии получения лакокрасочных материалов. Композиция для придания поверхности свойств самоочищения на основе эффекта лотоса включает гидрофобизирующий компонент амиды или эфиры перфторполиоксаалкиленсульфо- или перфторполиоксаалкиленкарбоновых кислот из ряда С17-46, растворенный в органическом растворителе фреоне, изопропаноле или их смеси, структурообразующий компонент, выбранный из ряда: органорастворимый силиказоль с размерами частиц 3-18 нм, тетрабутоксититан, тетраизопропоксититан, тетраэтоксисилан или продукты его частичного гидролиза, при массовом соотношении гидрофобизирующего и структурообразующего компонентов в пределах 100 : (4-7) и концентрации гидрофобизирующего компонента в растворителе 0,2-8 мас.%. Изобретение обеспечивает самоочищающие свойства обрабатываемой поверхности. Изобретение относится к области химической технологии получения лакокрасочных материалов, а именно материалов способных к самоочищению за счет свойств, обеспечивающих возникновение эффекта лотоса. Изобретение может найти применение в тех областях техники, где необходимо придание поверхности свойств самоочищения, а также в бытовом применении, например, для обработки стекол и кузова автомобиля. Недостатком вышеуказанного изобретения является то, что для затравки используется органорастворимый силиказоль, частицы которого имеют сферическую форму с размерами 3-18 нм, что не позволяет формировать рост анизотропных оксидных структур для получения супергидрофобных покрытий.A composition for imparting self-cleaning properties to a surface based on the lotus effect is known (patent RU 2490077 C1). The invention relates to the field of chemical technology for producing paints and varnishes. The composition for imparting self-cleaning properties to a surface based on the lotus effect includes a hydrophobizing component, amides or esters of perfluoropolyoxaalkylene sulfo- or perfluoropolyoxaalkylene carboxylic acids from the C 17-46 series, dissolved in an organic solvent, freon, isopropanol or a mixture thereof, a structure-forming component selected from the series: organosoluble silica sol with particle sizes of 3-18 nm, tetrabutoxytitanium, tetraisopropoxytitanium, tetraethoxysilane or products of its partial hydrolysis, with a mass ratio of the hydrophobizing and structure-forming components within 100: (4-7) and a concentration of the hydrophobizing component in the solvent of 0.2-8 wt %. The invention provides self-cleaning properties of the treated surface. The invention relates to the field of chemical technology for producing paints and varnishes, namely materials capable of self-cleaning due to properties that provide the appearance of the lotus effect. The invention can find application in those areas of technology where it is necessary to impart self-cleaning properties to the surface, as well as in household use, for example, for treating glass and car bodies. The disadvantage of the above invention is that organosoluble silica sol is used for the seed, the particles of which have a spherical shape with dimensions of 3-18 nm, which does not allow the formation of growth of anisotropic oxide structures for obtaining superhydrophobic coatings.
В патенте RU 2619687 C1 описан способ получения многофункциональных защитных покрытий. Изобретение относится к получению многофункциональных защитных покрытий на лакокрасочной основе, обладающих водоотталкивающими, антифрикционными, противоизносными, противообрастающими свойствами, и может быть использовано в судостроении и судоремонте, в строительстве при возведении металлических конструкций и сооружений, в различных областях машиностроения. Способ заключается в нанесении на подложку лакокрасочного материала (ЛКМ) и наноструктурированного политетрафторэтилена (ПТФЭ), полученного термодеструкцией фторопласта-4 с последующей конденсацией из газовой фазы. Наноструктурированный порошок ПТФЭ вводят непосредственно в лакокрасочный материал в виде дисперсии в ксилоле в количестве 1-40% от веса сухого ЛКМ, либо наносят путем натирания на поверхность ЛКМ после его отверждения. Обеспечивается повышение срока службы лакокрасочных покрытий и расширение спектра их защитных функций. Изобретение относится к лакокрасочным материалам и может быть использовано в автомобилестроении. Недостаток данного изобретения состоит в сложности получения наноструктурированного политетрафторэтилена и способе его нанесения путем натирания на поверхность, который смоется с поверхности после мойки автомобиля.Patent RU 2619687 C1 describes a method for producing multifunctional protective coatings. The invention relates to producing multifunctional protective coatings on a paint and varnish base that have water-repellent, antifriction, antiwear, and antifouling properties, and can be used in shipbuilding and ship repair, in construction during the erection of metal structures and buildings, and in various areas of mechanical engineering. The method involves applying a paint and varnish material (PVM) and nanostructured polytetrafluoroethylene (PTFE) obtained by thermal destruction of fluoroplast-4 with subsequent condensation from the gas phase to a substrate. Nanostructured PTFE powder is introduced directly into the paint and varnish material in the form of a dispersion in xylene in an amount of 1-40% of the weight of the dry PVM, or is applied by rubbing onto the PVM surface after it has hardened. Increased service life of paint coatings and expansion of the spectrum of their protective functions are provided. The invention relates to paints and varnishes and can be used in the automotive industry. The disadvantage of this invention is the complexity of obtaining nanostructured polytetrafluoroethylene and the method of applying it by rubbing onto the surface, which will be washed off the surface after washing the car.
В патенте RU 2579066 C1 представлена группа изобретений, которая относится к составам для получения гидрофобного покрытия. Технический результат - высокие значения краевого угла, высокая скорость формирования гидрофобного покрытия, отсутствие термической стабилизации покрытия после обработки субстрата составом, долговременная водостойкость. Состав для получения гидрофобного покрытия, содержащий первую композицию и вторую композицию, в котором первая композиция содержит фторуглеродный силан в количестве от 0,1 до 10% от массы первой композиции; растворитель, выбранный из группы, включающей алифатические простые эфиры, алифатические кетоны и алифатические спирты - остальное, а вторая композиция содержит минеральную кислоту в количестве от 1 до 10% от массы второй композиции; деионизованную воду в количестве от 5 до 25% от массы второй композиции; растворитель, выбранный из группы, включающей алифатические простые эфиры, алифатические кетоны, алифатические спирты - остальное. Покрытие получают путем смешения указанных выше композиций и нанесения смеси на поверхность изделия или последовательного нанесения указанных выше композиций на поверхности изделия.Patent RU 2579066 C1 presents a group of inventions that relate to compositions for producing a hydrophobic coating. The technical result is high contact angle values, a high rate of formation of a hydrophobic coating, the absence of thermal stabilization of the coating after treating the substrate with the composition, and long-term water resistance. A composition for producing a hydrophobic coating, comprising a first composition and a second composition, wherein the first composition contains a fluorocarbon silane in an amount of 0.1 to 10% by weight of the first composition; a solvent selected from the group comprising aliphatic ethers, aliphatic ketones and aliphatic alcohols - the rest, and the second composition contains a mineral acid in an amount of 1 to 10% by weight of the second composition; deionized water in an amount of 5 to 25% by weight of the second composition; a solvent selected from the group comprising aliphatic ethers, aliphatic ketones, aliphatic alcohols - the rest. The coating is obtained by mixing the above compositions and applying the mixture to the surface of the product or by sequentially applying the above compositions to the surface of the product.
Согласно одному варианту реализации изделие представляет собой кирпичное и бетонное сооружение, стекло, металлическое изделие, изделие из пластмассы, изделие мебельной, текстильной или упаковочной промышленности. В наиболее предпочтительном варианте изделие представляет собой стекло, в частности стекло транспортного средства.According to one embodiment, the product is a brick or concrete structure, glass, a metal product, a plastic product, a product of the furniture, textile or packaging industry. In the most preferred embodiment, the product is glass, in particular vehicle glass.
Недостаток данного изобретения - ограниченная область применения.The disadvantage of this invention is its limited scope of application.
В патенте US 20140208978 A1 предлагается композиция супергидрофобного покрытия, которая представляет собой высокопрочное супергидрофобное прозрачное покрытие для стекла, металла и пластика, а также окрашенных поверхностей автомобилей, которое можно наносить вручную и которое можно легко наносить на многие подложки. Кроме того, супергидрофобное покрытие согласно изобретению удобно для пользователя, поскольку покрытие происходит при комнатной температуре и его можно наносить обычным методом ручного распыления. Варианты покрытия высыхают в течение 30 минут и создают супергидрофобный эффект, готовый к использованию.US 20140208978 A1 discloses a superhydrophobic coating composition that is a highly durable superhydrophobic clear coating for glass, metal and plastic, as well as painted surfaces of automobiles, which can be applied by hand and which can be easily applied to many substrates. In addition, the superhydrophobic coating according to the invention is user-friendly, since the coating occurs at room temperature and can be applied by a conventional hand spray method. The coating variants dry within 30 minutes and create a superhydrophobic effect that is ready for use.
В одном варианте осуществления композиция супергидрофобного покрытия может включать органически модифицированные наночастицы диоксида кремния или титана в качестве гидрофобного агента и полиуретан в качестве связующего, который состоит из полиола в качестве основы и изоцианата в качестве отвердителя. Композиция супергидрофобного покрытия может дополнительно включать растворитель, который может включать ксилол, бутилацетат, толуол или этилацетат. Композиция может дополнительно включать поверхностную добавку, которая может представлять собой модифицированный силиконом полиакрилат. Композиция покрытия по настоящему изобретению отталкивает воду подобно листьям лотоса. Недостаток данного изобретения состоит в сложности получения органически модифицированных наночастиц диоксида кремния или титана.In one embodiment, the superhydrophobic coating composition may include organically modified silica or titanium dioxide nanoparticles as a hydrophobic agent and a polyurethane as a binder, which consists of a polyol as a base and an isocyanate as a curing agent. The superhydrophobic coating composition may further include a solvent, which may include xylene, butyl acetate, toluene or ethyl acetate. The composition may further include a surface additive, which may be a silicone-modified polyacrylate. The coating composition of the present invention repels water like lotus leaves. A disadvantage of this invention is the difficulty of obtaining organically modified silica or titanium dioxide nanoparticles.
В патенте WO 2008153687 A2 описана супергидрофобная самоочищающаяся композиция покрытия, состоящая из от 0,001 до 5% по массе гидрофобного коллоидного диоксида кремния, покрытого от 95% до 99,999% по массе растворителем, предпочтительно ацетоном, для образования супергидрофобного покрытия, образующего почти прозрачное, полупрозрачное покрытие, грязеотталкивающую пленку на окрашенном материале, пластике, металле, стекле, керамике, стекловолокне, дереве, вощеной или полимерной основе. Недостаток - получение коллоидного диоксида кремния покрытого растворителем, предпочтительно ацетоном.Patent WO 2008153687 A2 describes a superhydrophobic self-cleaning coating composition consisting of 0.001 to 5% by weight of hydrophobic colloidal silica coated with 95% to 99.999% by weight of a solvent, preferably acetone, to form a superhydrophobic coating that forms a nearly transparent, translucent coating, a dirt-repellent film on a painted material, plastic, metal, glass, ceramics, fiberglass, wood, waxed or polymeric base. The disadvantage is the production of colloidal silica coated with a solvent, preferably acetone.
В патенте RU 2768458 C1 описана система многослойного покрытия, а также к подложке, покрытой многослойным покрытием, и к способу покрытия подложки многослойным покрытием. Система многослойного покрытия содержит: (a) слой первого основного покрытия, (б) слой второго основного покрытия, нанесенный поверх по меньшей мере части слоя первого основного покрытия, и (в) слой верхнего покрытия, нанесенный поверх по меньшей мере части слоя второго основного покрытия. Слой первого покрытия сформирован из композиции первого покрытия, содержащей свободный полиизоцианат и полимерные частицы ядро-оболочка с гидроксильными функциональными группами. Слой второго покрытия сформирован из композиции второго покрытия, содержащей полимерные частицы ядро-оболочка с карбоксильными кислотными функциональными группами. Изобретение обеспечивает создание многослойных покрытий, которые можно обезвоживать и отверждать при сравнительно низких температурах с формированием покрытий, обладающих различными свойствами, тем самым снижая затраты и повышая эффективность процессов нанесения покрытий. Недостаток - сложность получения покрытия ввиду получения двух видов полимерных частиц ядро-оболочка.Patent RU 2768458 C1 describes a multilayer coating system, as well as a substrate coated with a multilayer coating, and a method for coating a substrate with a multilayer coating. The multilayer coating system comprises: (a) a first base coating layer, (b) a second base coating layer applied over at least a portion of the first base coating layer, and (c) a top coating layer applied over at least a portion of the second base coating layer. The first coating layer is formed from a first coating composition containing a free polyisocyanate and core-shell polymer particles with hydroxyl functional groups. The second coating layer is formed from a second coating composition containing core-shell polymer particles with carboxylic acid functional groups. The invention ensures the creation of multilayer coatings that can be dehydrated and cured at relatively low temperatures to form coatings with different properties, thereby reducing costs and increasing the efficiency of coating application processes. The disadvantage is the difficulty of obtaining a coating due to the production of two types of polymer particles, core-shell.
В патенте RU 2764682 C2 описано покрытие, выполненное путем последовательной обработки металлической поверхности кузова автомобилей композицией для устранения грубых дефектов, неровностей, вмятин и сварных швов, композицией для устранения мелких неровностей, вмятин и царапин и композицией для заполнения пор, мелких царапин и выравнивания неровностей, при этом композиция для устранения грубых дефектов, неровностей, вмятин и сварных швов содержит в качестве основы эпоксидную, или полиэфирную, или винилэфирную смолу, в качестве наполнителя - железный порошок и карбонильное радиотехническое железо, в качестве отвердителя - дибензоил пероксид, при определенном соотношении компонентов. Недостаток данного изобретения - ограниченное применение.Patent RU 2764682 C2 describes a coating made by successively treating the metal surface of a car body with a composition for eliminating coarse defects, irregularities, dents and welds, a composition for eliminating small irregularities, dents and scratches and a composition for filling pores, small scratches and leveling irregularities, wherein the composition for eliminating coarse defects, irregularities, dents and welds contains epoxy or polyester or vinyl ester resin as a base, iron powder and carbonyl radio-technical iron as a filler, and dibenzoyl peroxide as a hardener, at a certain ratio of components. The disadvantage of this invention is its limited application.
В патенте RU 2742774 C2 описано покрывное средство, содержащее по меньшей мере одно соединение, которое включает гидроксильные группы, по меньшей мере одно соединение, которое включает изоцианатные группы, имеющее свободные или блокированные изоцианатные и силановые группы, по меньшей мере один катализатор для сшивания силановых групп, и по меньшей мере один силоксан с алкоксисилильными функциональными группами. По утверждениям авторов покрытия, полученные с помощью покрывного средства по изобретению, обеспечивают устойчивость к загрязнениям и хорошие самооочищающие свойства, при этом сохраняют хороший внешний вид, в частности, хорошую устойчивость к помутнению и устойчивость к коррозии, даже после воздействия атмосферных явлений. Однако устойчивость к загрязнению и самоочищающиеся свойства, немного ниже, чем до подвержения атмосферным воздействиям. В этом состоит недостаток изобретения.Patent RU 2742774 C2 describes a coating agent containing at least one compound that includes hydroxyl groups, at least one compound that includes isocyanate groups, having free or blocked isocyanate and silane groups, at least one catalyst for crosslinking silane groups, and at least one siloxane with alkoxysilyl functional groups. According to the authors, the coatings obtained using the coating agent according to the invention provide resistance to contamination and good self-cleaning properties, while maintaining a good appearance, in particular good resistance to clouding and corrosion resistance, even after exposure to atmospheric phenomena. However, resistance to contamination and self-cleaning properties are slightly lower than before exposure to atmospheric influences. This is a disadvantage of the invention.
В патенте RU 2670274 C1 предложена неводная композиция покрывающего материала, включающая, по меньшей мере, один компонент, содержащий полигидроксильные группы, выбранный из полиакрилатов полиолов, их смесей и сополимеров полиакрилатов полиолов, по меньшей мере, один компонент, содержащий полиизоцианатные группы, по меньшей мере, один катализатор для сшивания алкоксисилильных звеньев, для реакции между гидроксильными и изоцианатными группами компонентов, и, по меньшей мере, одну уретановую добавку (PF), которая имеет, по меньшей мере, одну перфторалкильную группу формулы (I), где R1, R2 независимо друг от друга означают Н, F и/или CF3, но R1 и R2 могут оба не означать Н, x равно 1-20, и, по меньшей мере, одну силановую группу формулы (II), где G означает гидролизуемую группу, X означает органический радикал, R3 означает алкил, циклоалкил, арил или аралкил, и s равно 0-2, причем уретановая добавка (PF) получена реакцией 0,5-20 мол. % изоцианатных групп, изначально присутствующих в полиизоцианате (PI), с компонентом (Iа), который имеет, по меньшей мере, одну перфторалкильную группу формулы (I) и одну группу, которая является реакционно-способной в отношении изоцианатных групп, и 10-99,5 мол. % изоцианатных групп, изначально присутствующих в полиизоцианате (PI), с компонентом (IIа), который имеет, по меньшей мере, одну силановую группу формулы (II) и одну группу, которая является реакционно-способной в отношении изоцианатных групп. Предложена также многослойная красочная система с использованием указанной композиции, способ ее получения и применение. Технический результат - предложенная композиция неводного покрытия позволяет получить пленки покровного лака с улучшенной адгезией. Применение данного изобретение ограничено получением пленки покровного лака с улучшенной адгезией, но нерегулируемой гидрофобностью.Patent RU 2670274 C1 proposes a non-aqueous coating material composition comprising at least one component containing polyhydroxyl groups selected from polyacrylate polyols, mixtures thereof and copolymers of polyacrylate polyols, at least one component containing polyisocyanate groups, at least one catalyst for crosslinking alkoxysilyl units, for the reaction between the hydroxyl and isocyanate groups of the components, and at least one urethane additive (PF) which has at least one perfluoroalkyl group of formula (I), where R1, R2 independently of one another are H, F and/or CF3 , but R1 and R2 may not both be H, x is 1-20, and at least one silane group of formula (II), where G is a hydrolyzable group, X is an organic radical, R3 is alkyl, cycloalkyl, aryl or aralkyl, and s is 0-2, wherein the urethane additive (PF) is obtained by reacting 0.5-20 mol % of isocyanate groups initially present in the polyisocyanate (PI) with a component (Ia) that has at least one perfluoroalkyl group of formula (I) and one group that is reactive with respect to isocyanate groups, and 10-99.5 mol % of isocyanate groups initially present in the polyisocyanate (PI) with a component (IIa) that has at least one silane group of formula (II) and one group that is reactive with respect to isocyanate groups. A multilayer paint system using the said composition, a method for producing it and its application are also proposed. The technical result is that the proposed non-aqueous coating composition allows obtaining topcoat varnish films with improved adhesion. The application of this invention is limited to obtaining a topcoat varnish film with improved adhesion, but uncontrolled hydrophobicity.
В патенте RU 2598360 C2 предложена композиция полиуретанового покровного средства, многостадийные способы покрытия с применением этих композиций покровного средства, а также применение композиции покровного средства в качестве прозрачного лака и пигментированного лака, соответственно применение способа покрытия для ремонтного лакирования автомобилей и/или для покрытия полимерных субстратов и/или грузовых транспортных средств. Настоящее изобретение относится к композициям покровного средства, содержащим, по меньшей мере, одно содержащее полигидроксильные группы соединение (А), по меньшей мере, одно содержащее полиизоцианатные группы соединение (В) и, по меньшей мере, один катализатор (D) на основе комплекса цинк-амидин. Описана композиция покровного средства, содержащая, по меньшей мере, одно содержащее полигидроксильные группы соединение (А), по меньшей мере, одно содержащее полиизоцианатные группы соединение (В) со свободными и/или блокированными изоцианатными группами и, по меньшей мере, один катализатор (D) на основе комплекса цинк-амидин, который может быть получен взаимодействием менее 1,0 моля одного или нескольких цинк(II)бискарбоксилатов с менее чем 2,0 молями амидина формулы (I) или с менее чем 2,0 молями смеси из двух или нескольких амидинов формулы (I), где R5-водород и R1, R2, R3 и R4 в каждом случае представляют собой одинаковые или различные остатки, причем R1 и R3 представляют собой водород, или алкильный остаток, или арильный остаток и R2 и R4 представляют собой алкильный остаток или арильный остаток. Также раскрыт многостадийный способ покрытия, в котором на предварительно покрытый субстрат при необходимости наносят пигментированный слой базисного лака и после этого слой из композиции покровного средства. Описаны применение композиций покровного средства в качестве прозрачного лака или пигментированного лака для ремонтного лакирования автомобилей и/или для покрытия навесных деталей автомобилей, и/или полимерных субстратов, и/или грузовых транспортных средств и применение указанного способа для ремонтного лакирования автомобилей и/или для покрытия полимерных субстратов и/или грузовых транспортных средств. Технический результат - получение композиции покровного средства, которая обеспечивает хорошую монтажную прочность, быстрое отверждение, обладает хорошей жизнеспособностью, обеспечивает покрытие с хорошим глубоким отверждением и удовлетворительной конечной твердостью, не показывает изменения цвета перед и после отверждения. Недостаток - покрытие не обеспечивает гидрофобность поверхности средства.Patent RU 2598360 C2 proposes a polyurethane coating composition, multi-stage coating methods using these coating compositions, as well as the use of the coating composition as a transparent varnish and a pigmented varnish, respectively, the use of a coating method for repair varnishing of automobiles and/or for coating polymer substrates and/or trucks. The present invention relates to coating compositions containing at least one compound (A) containing polyhydroxyl groups, at least one compound (B) containing polyisocyanate groups, and at least one catalyst (D) based on a zinc-amidine complex. A coating composition is described, comprising at least one compound (A) containing polyhydroxyl groups, at least one compound (B) containing polyisocyanate groups with free and/or blocked isocyanate groups, and at least one catalyst (D) based on a zinc-amidine complex, which can be obtained by reacting less than 1.0 mole of one or more zinc(II) biscarboxylates with less than 2.0 moles of an amidine of formula (I) or with less than 2.0 moles of a mixture of two or more amidines of formula (I), where R5 is hydrogen and R1, R2, R3 and R4 in each case represent the same or different residues, wherein R1 and R3 represent hydrogen or an alkyl residue or an aryl residue and R2 and R4 represent an alkyl residue or an aryl residue. Also disclosed is a multi-stage coating method, in which a pigmented layer of base varnish is applied to a pre-coated substrate, if necessary, and then a layer of a coating agent composition. The use of coating agent compositions as a transparent varnish or pigmented varnish for repair varnishing of cars and/or for coating vehicle attachments and/or polymer substrates and/or trucks and the use of said method for repair varnishing of cars and/or for coating polymer substrates and/or trucks are described. The technical result is to obtain a coating agent composition that provides good mounting strength, rapid curing, has good pot life, provides a coating with good deep curing and satisfactory final hardness, and does not show color changes before and after curing. The disadvantage is that the coating does not provide hydrophobicity of the agent surface.
В патенте RU 2516736 C2 описан способ получения покрытия с высокой стойкостью к истиранию к автомобильному лаку и его применению. Способ получения автомобильного лака включает: (а) обеспечение, по меньшей мере, одного органического мономера, олигомера, преполимера или органосилана с одной или несколькими гидроксигруппами, (б) насыщение описанных на стадии (а) функциональных групп посредством реакции обмена с 3- изоцианатопропил-триэтоксисиланом или 3- изоцианатопропил-триметоксисиланом, причем образующийся при этом силан содержит, по меньшей мере, шесть SiOR-групп и имеет молекулярную массу выше 300, (в) абсорбцию образующегося макромолекулярного силана в среде растворителя, предпочтительно протонного или апротонного растворителя либо их смесей, (г) добавление компонентов по реакции - кислот, кислот Льюиса, оснований или оснований Льюиса. Технический результат - получение покрытия с высокой стойкостью к истиранию. Недостаток - ограниченность применения ввиду получения покрытия с высокой стойкостью к истиранию.Patent RU 2516736 C2 describes a method for producing a coating with high abrasion resistance for automotive varnish and its use. The method for producing automotive varnish includes: (a) providing at least one organic monomer, oligomer, prepolymer or organosilane with one or more hydroxy groups, (b) saturating the functional groups described in step (a) by means of an exchange reaction with 3-isocyanatopropyl-triethoxysilane or 3-isocyanatopropyl-trimethoxysilane, wherein the silane formed thereby contains at least six SiOR groups and has a molecular weight above 300, (c) absorbing the resulting macromolecular silane in a solvent medium, preferably a protic or aprotic solvent or mixtures thereof, (d) adding components according to the reaction - acids, Lewis acids, bases or Lewis bases. The technical result is obtaining a coating with high abrasion resistance. Disadvantage - limited application due to obtaining a coating with high abrasion resistance.
В патенте RU 2478675 C2 описана коррозионно-защитная система для металлов и антикоррозионный пигмент для нее. Изобретение относится к области защиты от коррозии металлической основы путем нанесения на нее коррозионно-защитной системы. Система содержит, по меньшей мере, одно наносимое на основу покрытие из органической матрицы с диспергированными в ней антикоррозионными пигментами. Пигменты образованы сплавом, по меньшей мере, двух металлов, а также неизбежными примесями. Органическая матрица представляет собой грунтовку для многослойного лакокрасочного покрытия и/или антикоррозионную грунтовку для многослойного лакокрасочного покрытия, и/или цветной лак многослойного лакокрасочного покрытия, и/или покрывной лак многослойного лакокрасочного покрытия, и/или лак для нанесения покрытия на металл, и/или клей для скрепления металлических листов, и/или масло, и/или воск, и/или масляно-восковую эмульсию. Обеспечивается надежное сопротивление проникновению коррозии. Недостаток - ограниченность области применения как системы защиты от коррозии металлической основы.Patent RU 2478675 C2 describes a corrosion protection system for metals and an anticorrosive pigment for it. The invention relates to the field of corrosion protection of a metal base by applying a corrosion protection system to it. The system contains at least one coating applied to the base made of an organic matrix with anticorrosive pigments dispersed therein. The pigments are formed by an alloy of at least two metals, as well as inevitable impurities. The organic matrix is a primer for a multilayer paint and varnish coating and/or an anticorrosive primer for a multilayer paint and varnish coating, and/or a colored varnish of a multilayer paint and varnish coating, and/or a top varnish of a multilayer paint and varnish coating, and/or a varnish for applying a coating to metal, and/or an adhesive for bonding metal sheets, and/or oil, and/or wax, and/or an oil-wax emulsion. Provides reliable resistance to corrosion penetration. Disadvantage - limited scope of application as a system for protecting against corrosion of a metal base.
В патенте RU 2418023 C2 предложена композиция для покрытий, содержащая а) полиакрилатный полиол, получаемый полимеризацией ненасыщенных олефиновых мономеров, где, по меньшей мере, 40 мас.% мономеров включают линейные или разветвленные алк(ен)ильные или алк(ен)иленовые группы, имеющие, по меньшей мере, 4 атома углерода; b) полиэфирный полиол, получаемый этерификацией составляющих звеньев, имеющих функциональные группы, образующие сложный эфир, где, по меньшей мере, 30 мас.% составляющих звеньев включают линейные или разветвленные алк(ен)ильные или алк(ен)иленовые группы с, по меньшей мере, 4 атомами углерода на функциональную группу, образующую сложный эфир, где полиэфирный полиол имеет гидроксильное число выше 280 мг КОН/г и гидроксильную функциональность, по меньшей мере, 2, и с) изоцианат- функционализированный сшивающий агент. Также изобретение относится к набору частей для приготовления композиции для покрытия и способу нанесения композиции для покрытия. Композиция для покрытия может использоваться в качестве верхнего слоя покрытия в многослойном лакокрасочном покрытии, в конечной обработке или в повторной обработке автомобилей или больших транспортных средств. Технический результат - покрытие имеет хорошую твердость, сопротивление царапанию, глянец, долговечность/износостойкость, стойкость к химическим веществам и УФ-излучению. Недостаток - ограниченная область применения и смачиваемость поверхности.Patent RU 2418023 C2 proposes a coating composition containing a) a polyacrylate polyol obtained by polymerizing unsaturated olefin monomers, wherein at least 40 wt.% of the monomers include linear or branched alk(en)yl or alk(en)ylene groups having at least 4 carbon atoms; b) a polyether polyol obtained by esterification of constituent units having ester-forming functional groups, wherein at least 30 wt.% of the constituent units comprise linear or branched alk(en)yl or alk(en)ylene groups with at least 4 carbon atoms per ester-forming functional group, wherein the polyether polyol has a hydroxyl number higher than 280 mg KOH/g and a hydroxyl functionality of at least 2, and c) an isocyanate-functionalized crosslinking agent. The invention also relates to a set of parts for preparing a coating composition and a method for applying the coating composition. The coating composition can be used as a topcoat in a multilayer paint coating, in the final treatment or in the retreatment of automobiles or large vehicles. Technical result - the coating has good hardness, scratch resistance, gloss, durability/wear resistance, resistance to chemicals and UV radiation. Disadvantage - limited scope of application and surface wettability.
В патентах RU 2374283 C2, RU 2351625 C1, RU 2346967 C1 представлены лакокрасочные композиции алкидно-уретановой эмали, способ производства алкидно-уретановой эмали различных тонов, которые могут быть использованы для защитно-декоративных покрытий поверхностей различной природы, и производственный комплекс по выработке алкидно-уретановых эмалей. Недостаток изобретений состоит в недостижимости несмачиваемой поверхности.Patents RU 2374283 C2, RU 2351625 C1, RU 2346967 C1 present paint and varnish compositions of alkyd-urethane enamel, a method for producing alkyd-urethane enamel of various tones that can be used for protective and decorative coatings of surfaces of various natures, and a production complex for producing alkyd-urethane enamels. The disadvantage of the inventions is the inability to achieve a non-wetting surface.
В патенте RU 2287546 C1 описано изобретение, которое относится к области получения лакокрасочных материалов, а именно к получению эмалей горячей сушки для окраски рулонного металла, а также строительных конструкций, автомобилей и различных приборов. Полиэфирная эмаль включает пленкообразователь, катализатор отверждения, отвердитель, органический растворитель, пигмент. В качестве пленкообразователя содержит 60%-ный раствор насыщенной полиэфирной смолы в смеси сольвента и бутилгликоля в отношении 3:1 "Уралак SN844S2G3-60" и 75%-ный раствор насыщенной полиэфирной смолы в сольвенте "Уралак SN865S2-75", в качестве катализаторов отверждения - 40%-ный раствор паратолуиленсульфокислоты в изопропаноле и 30%-ный раствор динонилмононафталенсульфокислоты в ксилоле, в качестве отвердителя - метилированную меламино-формальдегидную смолу, в качестве органического растворителя содержит смесь сольвента и н-бутилового спирта, в качестве пигмента содержит диоксид титана, стабилизированный оксидами алюминия и циркония, кроме того, дополнительно содержит матирующие добавки - аморфный силикагель "Силоид ЕД-3" - 99% и растекатель - 75%-ный раствор акрилового полимера в смеси сольвента и н-бутилового спирта в отношении 4:1 "Urad DD27" при определенном соотношении компонентов. Время высыхания при пиковой температуре металла до 249°С предлагаемой полиэфирной эмали составляет 65-72 с, а стойкость пленки к действию метилэтилкетона - 140-160° Недостаток - высыхание при высокой температуре, что не всегда допустимо.Patent RU 2287546 C1 describes an invention that relates to the field of obtaining paints and varnishes, namely to obtaining hot-drying enamels for painting rolled metal, as well as building structures, cars and various devices. Polyester enamel includes a film former, a curing catalyst, a hardener, an organic solvent, and a pigment. Contains a 60% solution of saturated polyester resin in a mixture of solvent and butyl glycol in a ratio of 3:1 "Uralak SN844S2G3-60" as a film former and a 75% solution of saturated polyester resin in solvent "Uralak SN865S2-75" as a curing catalyst, a 40% solution of paratoluene sulfonic acid in isopropanol and a 30% solution of dinonylmononaphthalene sulfonic acid in xylene as a hardener, methylated melamine-formaldehyde resin as a hardener, a mixture of solvent and n-butyl alcohol as an organic solvent, titanium dioxide stabilized with aluminum and zirconium oxides as a pigment, and additionally contains matting additives - amorphous silica gel "Siloid ED-3" - 99% and a spreader - a 75% solution of acrylic polymer in a mixture of solvent and n-butyl alcohol in a ratio of 4:1 "Urad DD27" at a certain ratio of components. The drying time at a peak metal temperature of up to 249 ° C of the proposed polyester enamel is 65-72 s, and the film's resistance to methyl ethyl ketone is 140-160 ° Disadvantage - drying at high temperatures, which is not always acceptable.
В патенте RU 2249025 C1 описывается лакокрасочная композиция типа «металлик», относящаяся к композициям дл базовой автоэмали, которая используется в комплексном покрытии вместе с верхним прозрачным лаком при окраске легковых автомобилей как в условиях конвейера, так и при ремонте. Предлагаемая лакокрасочная композиция дл эффектных комплексных покрытий содержит насыщенный полиэфир 20,0-35,0, меламиновую смолу 4,0-10,0, эфир целлюлозы 3,0-8,0, пигменты, придающие эффектный оттенок 0,5-8,0, хромофорные пигменты 0,01-6,0, целевые добавки 1,1-11,4 и органические растворители остальное, при этом массовое соотношении насыщенного полиэфира, меламиновой смолы и эфира целлюлозы составляет (3,5-4,1):1:(1,16-1,26). Технический результат - создание композиции базовой эмали с высокими физико-механическими свойствами и отличным внешним видом. Недостаток изобретение имеет ограниченность применения ввиду возможности получения с низким глянцем и наличия облачности.Patent RU 2249025 C1 describes a metallic paint and varnish composition related to compositions for base automotive enamel, which is used in a complex coating together with a top transparent varnish when painting passenger cars both in conveyor conditions and during repair. The proposed paint and varnish composition for effective complex coatings contains saturated polyester 20.0-35.0, melamine resin 4.0-10.0, cellulose ether 3.0-8.0, pigments imparting an effective shade 0.5-8.0, chromophore pigments 0.01-6.0, target additives 1.1-11.4 and organic solvents (the rest), wherein the mass ratio of saturated polyester, melamine resin and cellulose ether is (3.5-4.1):1:(1.16-1.26). The technical result is the creation of a base enamel composition with high physical and mechanical properties and excellent appearance. The disadvantage of the invention is the limited application due to the possibility of obtaining with low gloss and the presence of cloudiness.
В патенте RU 2201427 C2 описана водно-дисперсионная лакокрасочная композиция. Изобретение используется для нанесения защитных покрытий на металлические поверхности. Лакокрасочная композиция содержит пленкообразователь - акрилатные, или стирол-акрилатные, или их смесь с бутадиен-стирольными латексами, наполнители, пигменты, оксифосфоновую кислоту, жидкий парафин, аэросил, водорастворимый полимер - гидроксиэтилцеллюлозу, неионогенные, ПАВ, этиленгликоль, воду. Сочетание акрилатных латексов или их смесей с бутадиен-стирольным позволяет получить покрытие повышенной твердости, использование водорастворимых производных гидроксиэтилцеллюлозы позволяет получать композицию, которая при длительном хранении не образует трудно перемешиваемого осадка: жидкий парафин и аэросил устраняют пенообразование при нанесении покрытий, что улучшает их декоративные и защитные свойства. Недостаток изобретения состоит в том, что получаемое покрытие не обладает гидрофобностью.Patent RU 2201427 C2 describes a water-dispersion paint and varnish composition. The invention is used to apply protective coatings to metal surfaces. The paint and varnish composition contains a film former - acrylate, or styrene-acrylate, or their mixture with butadiene-styrene latexes, fillers, pigments, oxyphosphonic acid, liquid paraffin, aerosil, a water-soluble polymer - hydroxyethyl cellulose, non-ionic surfactants, ethylene glycol, water. The combination of acrylate latexes or their mixtures with butadiene-styrene allows to obtain a coating of increased hardness, the use of water-soluble derivatives of hydroxyethyl cellulose allows to obtain a composition that does not form a difficult-to-mix sediment during long-term storage: liquid paraffin and aerosil eliminate foaming during coating application, which improves their decorative and protective properties. The disadvantage of the invention is that the resulting coating is not hydrophobic.
В патенте RU 2200741 C1 описан способ получения модифицированных алкидных смол широко используемых в лакокрасочной промышленности, а также к лакокрасочным материалам на основе модифицированной алкидной смолы, используемых для внутренних и наружных окрасочных работ. Алкидную смолу получают алкоголизом растительных масел и возможно канифоли многоатомным спиртом (глицерином или пентаэритритом) в присутствии катализатора, в качестве которого используют смесь свинцовой и кадмиевой солей насыщенной или ненасыщенной алифатической монокарбоновой кислоты с длиной цепи С6-C18 в виде раствора в уайт-спирите в количестве 0,009-0,02% от массы компонентов, при нагревании. Далее осуществляют поликонденсацию с ангидридом дикарбоновой кислоты и модификатором - фенольной смолы на основе алкилфенола и формальдегида при отношении их от 1:1 до 1:2 или ароматическая одноосновная карбоновая кислота в смеси ее с замещенной ароматической одноосновной карбоновой кислотой, взятых в определенных количествах. На основе таких модифицированных алкидных смол получают лакокрасочный материал, содержащий различные наполнители, пигменты, сиккатив, органический растворитель и при необходимости загуститель, а также различные целевые добавки (антипирены, ингибиторы коррозии и другие). Получают смолы светлые, с повышенным содержанием нелетучих веществ, низким кислотным числом, быстро высыхающие, обеспечивающие получение лакокрасочных материалов на их основе с повышенными физико-механическими свойствами (твердостью, эластичностью), а также хорошими защитными свойствами. Недостаток - получаемое покрытие не обладает гидрофобностью.Patent RU 2200741 C1 describes a method for producing modified alkyd resins widely used in the paint and varnish industry, as well as paints and varnishes based on modified alkyd resin used for interior and exterior painting. Alkyd resin is obtained by alcoholysis of vegetable oils and possibly rosin with a polyhydric alcohol (glycerin or pentaerythritol) in the presence of a catalyst, which is a mixture of lead and cadmium salts of saturated or unsaturated aliphatic monocarboxylic acid with a chain length of C 6 -C 18 in the form of a solution in white spirit in an amount of 0.009-0.02% of the mass of the components, upon heating. Next, polycondensation is carried out with dicarboxylic acid anhydride and a modifier - a phenolic resin based on alkylphenol and formaldehyde in a ratio of 1:1 to 1:2 or an aromatic monobasic carboxylic acid mixed with a substituted aromatic monobasic carboxylic acid taken in certain quantities. Based on such modified alkyd resins, a paint and varnish material is obtained containing various fillers, pigments, a siccative, an organic solvent and, if necessary, a thickener, as well as various target additives (fire retardants, corrosion inhibitors, etc.). The resins obtained are light, with an increased content of non-volatile substances, a low acid number, fast drying, ensuring the production of paint and varnish materials based on them with increased physical and mechanical properties (hardness, elasticity), as well as good protective properties. Disadvantage - the resulting coating is not hydrophobic.
В патенте RU 2192441 С2 представлено изобретение, которое относится к композиции для покрытий и к ее применению в автомобильной промышленности, прежде всего для окрашивания кузовов. Композиция, получаемая смешением а) состава А, содержащего дисперсию полиуретана с кислотным числом более 20, который в качестве мягкого сегмента содержит, по меньшей мере, один политетрагидрофурановый сегмент со среднечисленной молекулярной массой от 650 до 5000, а в качестве твердого сегмента - по меньшей мере, одно производное диизоцианата, и б) состава Б, содержащего дисперсию полиуретана с кислотным числом менее 20, который в качестве мягкого сегмента содержит, по меньшей мере, один политетрагидрофурановый сегмент со среднечисленной молекулярной массой от 800 до 5000, а в качестве твердого сегмента - по меньшей мере, одно производное диизоцианата. Техническая задача: получение композиции, которая должна обладать способностью к нанесению такой толщины, чтобы, во-первых, обеспечить эффективную защиту первого КЛО-слоя от УФ-излучения, а во-вторых, устранить возникающие при нанесении покрытий указанной толщины известные проблемы касательно устойчивости при кипячении и к образованию натеков или наплывов. Недостаток изобретения состоит в возможности отслаивания от первого слоя, полученного электрофорезом, в случае трехслойного покрытия.Patent RU 2192441 C2 presents an invention that relates to a coating composition and its use in the automotive industry, primarily for painting car bodies. The composition is obtained by mixing a) composition A containing a polyurethane dispersion with an acid number greater than 20, which contains at least one polytetrahydrofuran segment with an average molecular weight of 650 to 5000 as a soft segment and at least one diisocyanate derivative as a hard segment, and b) composition B containing a polyurethane dispersion with an acid number less than 20, which contains at least one polytetrahydrofuran segment with an average molecular weight of 800 to 5000 as a soft segment and at least one diisocyanate derivative as a hard segment. Technical task: obtaining a composition that should have the ability to be applied at such a thickness that, firstly, it would provide effective protection of the first KLO layer from UV radiation, and secondly, it would eliminate the known problems that arise when applying coatings of the specified thickness regarding resistance to boiling and the formation of drips or runs. A disadvantage of the invention is the possibility of peeling off from the first layer obtained by electrophoresis in the case of a three-layer coating.
В патенте RU 2087505 C1 описана водоразбавляемая лакокрасочная композиция для покрытий. Изобретение касается экологически чистых, малотоксичных и пожаробезопасных лакокрасочных материалов, предназначенных для получения защитных покрытий по металлическим поверхностям (в автомобилестроении, сельхозтехнике и т. д.). Сущность изобретения заключается в том, что водоразбавляемая композиция содержит алкидную смолу с к.ч. 30-50 мг KOH/г, полученную взаимодействием пентаэритрита, фталевого ангидрида и СЖК фракций от C7 до C16 при молярном соотношении компонентов 1:0,6-0,65:1-1,4 соответственно с последующей обработкой адипиновой кислотой в количестве 0,35-0,45 моль 100 мас.ч.; водоразбавляемую меламиноформальдегидную смолу 34-36 мас.ч., органический растворитель 64,0-79,0 мас.ч., пигменты 3,0-101,0 мас.ч., нейтрализатор 1,2-11,2 мас.ч., антивспениватель 0,1 - 3,1 мас.ч. Получают покрытия, отверждаемые при 120-160°C 30 мин без предварительной выдержки перед сушкой, с хорошим блеском, высокими физико-механическими и защитными свойствами (адгезия - 1 балл, твердость - 0,5, изгиб - 1 мм, прочность на удар 50 кгс⋅см, стойкость в гидростате 30 сут, стойкость в солевой камере 200 ч, тропикоустойчивость 20 сут). Недостаток изобретения - высокая температура отверждения.Patent RU 2087505 C1 describes a water-dilutable paint and varnish composition for coatings. The invention concerns environmentally friendly, low-toxic and fire-safe paint and varnish materials intended for producing protective coatings on metal surfaces (in the automotive industry, agricultural machinery, etc.). The essence of the invention is that the water-dilutable composition contains an alkyd resin with a c.n. of 30-50 mg KOH/g, obtained by reacting pentaerythritol, phthalic anhydride and free fatty acids of fractions from C 7 to C 16 at a molar ratio of components of 1:0.6-0.65:1-1.4, respectively, followed by treatment with adipic acid in an amount of 0.35-0.45 mol 100 parts by weight; water-dilutable melamine-formaldehyde resin 34-36 parts by weight, organic solvent 64.0-79.0 parts by weight, pigments 3.0-101.0 parts by weight, neutralizer 1.2-11.2 parts by weight, antifoam 0.1-3.1 parts by weight. The obtained coatings are cured at 120-160°C for 30 min without preliminary holding before drying, with good gloss, high physical, mechanical and protective properties (adhesion - 1 point, hardness - 0.5, bending - 1 mm, impact strength 50 kgf⋅cm, resistance in hydrostat 30 days, resistance in salt chamber 200 hours, tropical resistance 20 days). The disadvantage of the invention is the high curing temperature.
В патенте RU 2078786 C1 предложен состав для покрытия с металлическим эффектом "искрообразования". Использование: получение покрытий с металлическим эффектом и может быть использовано дл покрытия кузовов автомобилей, преимущественно при проведении ремонта, покраска пластмассовых корпусов радио и другой аппаратуры. Сущность изобретения: состав содержит нитроцеллюлозу 13,3-22,3%, алкидную смолу 1,9-9,2%, чешуйчатый алюминий округлой формы размером 20-40 мкм и удаленной поверхностью 0,2-0,6 м2/г 0,15-14,79%, неорганический цветной пигмент 0,01-2,35%, поверхностно-активное вещество 0,001 - 0,002%, органический растворитель. Недостаток - трудность достижения равномерности распределения частиц алюминия в составе покрытия по всему объему.Patent RU 2078786 C1 proposes a coating composition with a metallic "sparking" effect. Use: obtaining coatings with a metallic effect and can be used to coat car bodies, mainly during repairs, painting plastic housings of radios and other equipment. The essence of the invention: the composition contains nitrocellulose 13.3-22.3%, alkyd resin 1.9-9.2%, flaked aluminum of a rounded shape with a size of 20-40 μm and a remote surface of 0.2-0.6 m2 /g 0.15-14.79%, inorganic color pigment 0.01-2.35%, surfactant 0.001 - 0.002%, organic solvent. Disadvantage - difficulty in achieving uniform distribution of aluminum particles in the coating composition throughout the volume.
В патенте RU 2537001 C2 описан способ, согласно которому в эпоксидную смолу или промышленную эмаль добавляют суспензию, состоящую из эпоксидной смолы в качестве пленкообразующего вещества (15% масс.), многослойных углеродных нанотрубок (0.5% масс.) и 2-этилгексанола (84.5% масс.), перемешивают в диспергирующей и ультразвуковых установках. Недостаток - высокое содержание углеродных нанотрубок, обуславливающее повышенную стоимость, и сложность приготовления состава.Patent RU 2537001 C2 describes a method according to which a suspension consisting of epoxy resin as a film-forming substance (15% by weight), multi-layer carbon nanotubes (0.5% by weight) and 2-ethylhexanol (84.5% by weight) is added to epoxy resin or industrial enamel, mixed in dispersing and ultrasonic units. The disadvantage is the high content of carbon nanotubes, which causes increased cost and complexity of preparation of the composition.
В патенте RU 2572974 C1 описана композиция супергидрофобного покрытия и способ получения супергидрофобного покрытия из нее. Изобретение относится к области химии, а именно к полимерным лакокрасочным материалам, образующим на защищаемой поверхности после высыхания супергидрофобное покрытие, и способу получения супергидрофобного покрытия для использования для защиты различных конструкций и сооружений строительства, транспорта и энергетики, эксплуатируемых в условиях открытого выпадения климатических осадков в виде дождя, снега, тумана, от обледенения, коррозии. Технический результат изобретений заключается в создании композиции и способа получения супергидрофобного покрытия, обладающего улучшенными физико-механическими характеристиками и высокими антиобледенительными свойствами. Композиция супергидрофобного покрытия включает в качестве гидрофобного пленкообразователя жидкий гидрофобный полимерный пленкообразователь на основе фторуретановой эмали «Винифтор», гидрофобный материал в виде порошковой смеси микро- и наночастиц микронного фторопласта 4 «Флуралит» с модифицированным силанами нанодисперсным диоксидом кремния Аэросил R-812, взятых при соотношении 20:1, отвердитель «Десмодур 75» и растворитель о-ксилол, при следующих соотношениях ингредиентов, мас. ч.: гидрофобный пленкообразователь - 100, гидрофобный материал в виде порошковой смеси - 10-50, отвердитель «Десмодур 75» - 13, растворитель о-ксилол - 10. В способе получения супергидрофобного покрытия предварительно готовят порошковый компонент путем интенсивного смешивания микро- и наночастиц микронного фторопласта 4 «Флуралит» с нанодисперсным диоксидом кремния Аэросил R-812. Затем смешивают жидкий гидрофобный полимерный пленкообразователь на основе фторуретановой эмали «Винифтор» с отвердителем «Десмодур 75» и доводят смесь до заданной вязкости путем добавления в нее растворителя о-ксилола. Полученный гидрофобный материал наносят пневматическим распылением на защищаемую поверхность и после этого на не отвержденную поверхность гидрофобного слоя наносят электростатическим распылением предварительно подготовленный порошковый компонент. После отверждения получают супергидрофобное покрытие, характеризуемое краевым углом смачивания не менее 153° и сроком службы покрытия не менее 10 лет. Недостаток - ограниченная область применения, ввиду получения покрытия с высокими антиобледенительными свойствами.Patent RU 2572974 C1 describes a superhydrophobic coating composition and a method for producing a superhydrophobic coating from it. The invention relates to the field of chemistry, namely to polymer paints and varnishes that form a superhydrophobic coating on the protected surface after drying, and a method for producing a superhydrophobic coating for use in protecting various structures and buildings in construction, transport and energy, operated in conditions of open precipitation in the form of rain, snow, fog, from icing, corrosion. The technical result of the inventions consists in creating a composition and a method for producing a superhydrophobic coating that has improved physical and mechanical characteristics and high anti-icing properties. The composition of the superhydrophobic coating includes, as a hydrophobic film former, a liquid hydrophobic polymer film former based on the fluorurethane enamel "Viniftor", a hydrophobic material in the form of a powder mixture of micro- and nanoparticles of micron fluoroplast 4 "Fluralite" with silane-modified nanodispersed silicon dioxide Aerosil R-812, taken at a ratio of 20:1, a hardener "Desmodur 75" and a solvent o-xylene, at the following ratios of ingredients, wt. h.: hydrophobic film-forming agent - 100, hydrophobic material in the form of a powder mixture - 10-50, hardener "Desmodur 75" - 13, solvent o-xylene - 10. In the method for producing a superhydrophobic coating, a powder component is preliminarily prepared by intensively mixing micro- and nanoparticles of micron fluoroplast 4 "Fluralite" with nanodispersed silicon dioxide Aerosil R-812. Then, a liquid hydrophobic polymer film-forming agent based on fluororethane enamel "Viniftor" is mixed with the hardener "Desmodur 75" and the mixture is brought to a given viscosity by adding o-xylene solvent to it. The resulting hydrophobic material is applied by pneumatic spraying onto the surface to be protected, and then the preliminarily prepared powder component is applied to the uncured surface of the hydrophobic layer by electrostatic spraying. After curing, a superhydrophobic coating is obtained, characterized by a wetting angle of at least 153° and a coating service life of at least 10 years. The disadvantage is the limited scope of application, due to the production of a coating with high anti-icing properties.
Совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков изобретения, имеется в патенте RU 2787758 C1, в котором описан порядок приготовления модифицированного лакокрасочного материала, содержащего пленкообразующее вещество и нанодобавки, характеризующемся тем, что лакокрасочный материал на основе акриловых сополимеров содержит наночастицы оксида висмута в количестве 1% и адаптированного концентрата с углеродными нанотрубками в количестве 0,1%, от общей массы состава, которые, на этапе приготовления к применению, последовательно вводят в лакокрасочный материал и перемешивают поочередно до однородности механически при высокой частоте вращения. Данное изобретение ограничено объектами, применяемыми в условиях высокой коррозионной активности (холодный, морской климат, химически активная среда и др.).The set of features closest to the set of essential features of the invention is available in patent RU 2787758 C1, which describes the procedure for preparing a modified paint and varnish material containing a film-forming substance and nanoadditives, characterized in that the paint and varnish material based on acrylic copolymers contains bismuth oxide nanoparticles in an amount of 1% and an adapted concentrate with carbon nanotubes in an amount of 0.1%, from the total mass of the composition, which, at the stage of preparation for use, are successively introduced into the paint and varnish material and mixed in turn until homogeneous mechanically at a high rotation frequency. This invention is limited to objects used in conditions of high corrosive activity (cold, marine climate, chemically active environment, etc.).
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE ESSENCE OF THE INVENTION
Техническая задача изобретения состоит в приготовлении и нанесении модифицированного ЛКМ с целью повышения гидрофобности покрытия.The technical task of the invention consists in the preparation and application of a modified paint and varnish material in order to increase the hydrophobicity of the coating.
Техническим результатом заявленного изобретения является то, что предлагаемый модифицированный ЛКМ помимо лакокрасочного материала содержит структурообразующий компонент, создающий специфический нанорельеф поверхности, обеспечивающий гидрофобность покрытия.The technical result of the claimed invention is that the proposed modified paint and varnish material, in addition to the paint and varnish material, contains a structure-forming component that creates a specific surface nanorelief, ensuring the hydrophobicity of the coating.
Технический результат достигается введением в ЛКМ на алкидной основе микрочастиц материала межфазных образований в количестве 0,8-1% от общей массы добавки, находящихся в суспензии, полученной диспергированием материала межфазных образований в растворителе, являющимся разбавителем для ЛКМ. Введение микрочастиц материала межфазных образований размером от 100 до 800 нм в ЛКМ обуславливает синергетический эффект по отношению к важнейшей физико-химической величине, характеризующей гидрофобность поверхности, - краевому углу, зависящему от нанорельефа поверхности покрытия. Величина синергетического эффекта зависит также от порядка нанесения добавки на металлическую и/или окрашенную поверхность, числа слоев, времени выдержки предыдущего слоя, причем эти зависимости являются нелинейными. В частности, краевой угол высушенного покрытия после нанесения второго слоя модифицированного ЛКМ заметно выше, чем краевой угол после нанесения первого слоя, а краевой угол после нанесения третьего слоя модифицированного ЛКМ почти не отличается от величины краевого угла после нанесения второго слоя. Нанесение модифицированного ЛКМ на окрашенную поверхность через 5 мин той же краской, которая входит в состав модифицированного ЛКМ, характеризуется величиной краевого угла заметно выше его величины для окрашенной поверхности обычной краской, а нанесение модифицированного ЛКМ на окрашенную поверхность через 40 мин характеризуется величиной краевого угла мало отличающейся от таковой при нанесении модифицированного ЛКМ через 5 мин. Эти обобщения проиллюстрированы количественно в примерах.The technical result is achieved by introducing microparticles of the interphase formation material into the alkyd-based paint and varnish materials in an amount of 0.8-1% of the total mass of the additive, which are in a suspension obtained by dispersing the interphase formation material in a solvent, which is a diluent for the paint and varnish materials. The introduction of microparticles of the interphase formation material with a size from 100 to 800 nm into the paint and varnish materials causes a synergistic effect in relation to the most important physicochemical value characterizing the hydrophobicity of the surface - the contact angle, which depends on the nanorelief of the coating surface. The magnitude of the synergistic effect also depends on the order of applying the additive to the metal and/or painted surface, the number of layers, the holding time of the previous layer, and these dependencies are nonlinear. In particular, the contact angle of the dried coating after applying the second layer of modified paint and varnish material is noticeably higher than the contact angle after applying the first layer, and the contact angle after applying the third layer of modified paint and varnish material is almost the same as the contact angle after applying the second layer. Application of modified paint and varnish material to a painted surface after 5 minutes with the same paint that is part of the modified paint and varnish material is characterized by a contact angle value noticeably higher than its value for a painted surface with conventional paint, and application of modified paint and varnish material to a painted surface after 40 minutes is characterized by a contact angle value that differs little from that when applying modified paint and varnish material after 5 minutes. These generalizations are illustrated quantitatively in the examples.
Порядок приготовления модифицированного ЛКМThe procedure for preparing modified paint and varnish materials
1. Получают суспензию материала межфазных образований, содержащего ди-(2-этилгексил)фосфат редкоземельного элемента, предпочтительно иттербия, синтезированного известным методом [Голубина Е.Н., Кизим Н.Ф. Межфазный синтез: морфология, структура и свойства межфазных образований в системах жидкость-жидкость // Журнал физической химии. 2021. Т. 95, № 4, с. 508-528], в растворителе, являющимся разбавителем для ЛКМ, содержащую микрочастицы материала межфазных образований размером от 100 до 800 нм путем диспергирования материала межфазных образований любым механическим методом, обеспечивающим диспергирование и равномерное распределение микрочастиц по всему объему, например, используя поршневой диспергатор Stabino II.1. A suspension of the interfacial formation material containing di-(2-ethylhexyl) phosphate of a rare earth element, preferably ytterbium, synthesized by a known method [Golubina E.N., Kizim N.F. Interfacial synthesis: morphology, structure and properties of interfacial formations in liquid-liquid systems // Journal of Physical Chemistry. 2021. Vol. 95, No. 4, pp. 508-528] is obtained in a solvent that is a diluent for paints and varnishes, containing microparticles of the interfacial formation material ranging in size from 100 to 800 nm by dispersing the interfacial formation material by any mechanical method that ensures dispersion and uniform distribution of the microparticles throughout the volume, for example, using a Stabino II piston disperser.
2. В необходимое количество ЛКМ вводят суспензию по п. 1 в количестве 0,8-1% материала межфазных образований и тщательно размешивают любым механическим устройством или вручную для достижения однородности модифицированного ЛКМ.2. The suspension according to item 1 is introduced into the required quantity of paint and varnish materials in an amount of 0.8-1% of the material of the interphase formations and thoroughly mixed using any mechanical device or manually to achieve homogeneity of the modified paint and varnish materials.
3. Корректируют вязкость модифицированного ЛКМ путем удаления части растворителя при его естественном испарении, ввиду его летучести (при необходимости, напротив, растворитель добавляют) и используют модифицированный ЛКМ по назначению.3. The viscosity of the modified paint and varnish material is adjusted by removing part of the solvent during its natural evaporation, due to its volatility (if necessary, on the contrary, the solvent is added) and the modified paint and varnish material is used for its intended purpose.
Заявленная композиция на основе материала межфазных образований для придания поверхности гидрофобных свойств является универсальной и может быть использована в энергетике, машиностроении, а также в лакокрасочной промышленности.The claimed composition based on the material of interphase formations for imparting hydrophobic properties to the surface is universal and can be used in power engineering, mechanical engineering, and also in the paint and varnish industry.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Пример 1Example 1
1. Берут порошок, содержащий наночастицы и микрочастицы материала межфазных образований, полученного методом межфазного синтеза [Голубина Е.Н., Кизим Н.Ф. Межфазный синтез: морфология, структура и свойства межфазных образований в системах жидкость-жидкость // Журнал физической химии. 2021. Т. 95, № 4, с. 508-528] в системе 0,1М водный раствор хлорида иттербия (рН=5.3) - 0,05М раствор ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота в гептане.1. Take a powder containing nanoparticles and microparticles of the material of interphase formations obtained by the method of interphase synthesis [Golubina E.N., Kizim N.F. Interphase synthesis: morphology, structure and properties of interphase formations in liquid-liquid systems // Journal of Physical Chemistry. 2021. Vol. 95, No. 4, pp. 508-528] in the system of 0.1 M aqueous solution of ytterbium chloride (pH = 5.3) - 0.05 M solution of di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid in heptane.
2. Взвесив на аналитических весах порошок, содержащий наночастицы и микрочастицы материала межфазных образований, полученного по п.1, переносят его в стеклянный бюкс, добавляют растворитель «646» в таком количестве, чтобы массовая доля материала межфазных образований составляла 0,8-1% и тщательно размешивают для равномерного распределения частиц во всем объеме.2. After weighing the powder containing nanoparticles and microparticles of the interphase formation material obtained according to paragraph 1 on an analytical scale, transfer it to a glass weighing bottle, add solvent “646” in such an amount that the mass fraction of the interphase formation material is 0.8-1% and mix thoroughly to evenly distribute the particles throughout the entire volume.
3. Переносят полученную суспензию в тефлоновый стакан аппарата Stabino II и в течение 2 минут осуществляют механическое воздействие на суспензию с помощью механизма, встроенного в аппарат.3. Transfer the resulting suspension into a Teflon cup of the Stabino II apparatus and apply mechanical force to the suspension for 2 minutes using a mechanism built into the apparatus.
4. Переносят суспензию в стеклянный бюкс и методом динамического рассеяния света на приборе Nanoflex II определяют распределение частиц по размерам. Если средний размер частиц превышает 800 нм, повторят операции 3 и 4 до тех пор, пока средний размер частиц не будет меньше 800 нм.4. Transfer the suspension to a glass weighing bottle and determine the particle size distribution using dynamic light scattering on a Nanoflex II device. If the average particle size exceeds 800 nm, repeat steps 3 and 4 until the average particle size is less than 800 nm.
5. Полученную суспензию материала межфазных образований с размером частиц 224 нм переносят в стеклянный бюкс, добавляют равный объем краски, удовлетворяющий требованиям ТУ 20.30.12-025-539-349-55-2017, тщательно усредняют перемешивающим устройством. Перемешивание ведут до тех пор, пока часть растворителя испарится и суспензия, смешанная с краской, будет иметь вязкость близкую к вязкости краски. Вязкость оценивают традиционным методом, например, по отрыву капли.5. The resulting suspension of the interphase formation material with a particle size of 224 nm is transferred to a glass weighing bottle, an equal volume of paint is added that meets the requirements of TU 20.30.12-025-539-349-55-2017, and carefully averaged with a mixing device. Stirring is carried out until part of the solvent evaporates and the suspension mixed with the paint has a viscosity close to the viscosity of the paint. Viscosity is estimated by a traditional method, for example, by drop detachment.
6. Приготовленный модифицированный ЛКМ пневмораспылением наносят на сухую очищенную и обезжиренную металлическую поверхность и после высушивания в течение 1 суток получают покрытие с гидрофобной поверхностью с краевым углом от 125 до 130° и шероховатостью Ra от 307 до 608 нм.6. The prepared modified paint and varnish material is applied by pneumatic spraying to a dry, cleaned and degreased metal surface and after drying for 24 hours, a coating with a hydrophobic surface with a contact angle of 125 to 130° and a roughness Ra of 307 to 608 nm is obtained.
Пример 2Example 2
1. Берут порошок, содержащий наночастицы и микрочастицы материала межфазных образований, полученного методом межфазного синтеза [Голубина Е.Н., Кизим Н.Ф. Межфазный синтез: морфология, структура и свойства межфазных образований в системах жидкость-жидкость // Журнал физической химии. 2021. Т. 95, № 4, с. 508-528] в системе 0,1М водный раствор хлорида иттербия (рН=5.3) - 0,05М раствор ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота в гептане.1. Take a powder containing nanoparticles and microparticles of the material of interphase formations obtained by the method of interphase synthesis [Golubina E.N., Kizim N.F. Interphase synthesis: morphology, structure and properties of interphase formations in liquid-liquid systems // Journal of Physical Chemistry. 2021. Vol. 95, No. 4, pp. 508-528] in the system of 0.1 M aqueous solution of ytterbium chloride (pH = 5.3) - 0.05 M solution of di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid in heptane.
2. Взвесив порошок, содержащий наночастицы и микрочастицы материала межфазных образований, полученного методом межфазного синтеза, на аналитических весах пе6реносят его в стеклянный бюкс добавляю растворитель «646» в таком количестве, чтобы массовая доля материала межфазных образований составляла 0,8-1% и размешивают равномерного распределения частиц во всем объеме.2. After weighing the powder containing nanoparticles and microparticles of the interphase formation material obtained by the interphase synthesis method, transfer it to a glass weighing bottle on an analytical scale, add solvent “646” in such an amount that the mass fraction of the interphase formation material is 0.8-1% and stir until the particles are evenly distributed throughout the entire volume.
3. Переносят полученную суспензию в тефлоновый стакан аппарата Stabino II в течение 2 минут обеспечивают механическое воздействие на суспензию с помощью механизма, встроенного в аппарат.3. Transfer the resulting suspension into a Teflon cup of the Stabino II apparatus and apply mechanical force to the suspension for 2 minutes using a mechanism built into the apparatus.
4. Переносят суспензию в стеклянный бюкс и методом динамического рассеяния света на приборе Nanoflex II определяют распределение частиц по размерам. Если средний размер частиц превышает 800 нм, повторят операцию 3,4 до тех пор, пока средний размер частиц не будет меньше 800 нм.4. Transfer the suspension into a glass weighing bottle and determine the particle size distribution using the dynamic light scattering method on a Nanoflex II device. If the average particle size exceeds 800 nm, repeat steps 3.4 until the average particle size is less than 800 nm.
5. Суспензию переносят в стеклянный бюкс, добавляют равный объем краски, удовлетворяющий требованиям ТУ 20.30.12-025-539-349-55-2017, тщательно усредняют перемешивающим устройством. Перемешивание ведут до тех пор, пока часть растворителя испарится и будет иметь вязкость близкую к вязкости краски. Вязкость оценивается традиционным методом, например, по отрыву капли.5. The suspension is transferred to a glass weighing bottle, an equal volume of paint is added, meeting the requirements of TU 20.30.12-025-539-349-55-2017, and thoroughly averaged with a mixing device. Mixing is carried out until part of the solvent evaporates and has a viscosity close to the viscosity of the paint. Viscosity is estimated by a traditional method, for example, by drop detachment.
6. Модифицированный ЛКМ с размером частиц материала межфазных образований в суспензии 645 нм пневмораспылением наносят на окрашенную поверхность краской, удовлетворяющей требованиям ТУ 20.30.12-025-539-349-55-2017, через 5 минут после нанесения краски. После полного высыхания в течение 1 суток поверхность становится гидрофобной с краевым углом 112°. Окрашенная поверхность краской до нанесения добавки имела краевой угол от 90 до 98°.6. The modified paint and varnish material with a particle size of 645 nm of the interphase formations in suspension is applied by pneumatic spraying to the painted surface with paint that meets the requirements of TU 20.30.12-025-539-349-55-2017, 5 minutes after applying the paint. After complete drying for 24 hours, the surface becomes hydrophobic with a contact angle of 112°. The surface painted with paint before applying the additive had a contact angle of 90 to 98°.
Пример 3Example 3
1. Берут порошок, содержащий наночастицы и микрочастицы материала межфазных образований, полученного методом межфазного синтеза [Голубина Е.Н., Кизим Н.Ф. Межфазный синтез: морфология, структура и свойства межфазных образований в системах жидкость-жидкость // Журнал физической химии. 2021. Т. 95, № 4, с. 508-528] в системе 0,1М водный раствор хлорида иттербия (рН=5.3) - 0,05М раствор ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота в гептане.1. Take a powder containing nanoparticles and microparticles of the material of interphase formations obtained by the method of interphase synthesis [Golubina E.N., Kizim N.F. Interphase synthesis: morphology, structure and properties of interphase formations in liquid-liquid systems // Journal of Physical Chemistry. 2021. Vol. 95, No. 4, pp. 508-528] in the system of 0.1 M aqueous solution of ytterbium chloride (pH = 5.3) - 0.05 M solution of di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid in heptane.
2. Взвесив на аналитических весах порошок, содержащий наночастицы и микрочастицы материала межфазных образований, полученного методом межфазного синтеза, переносят его в стеклянный бюкс, добавляют растворитель «646» в таком количестве, чтобы массовая доля материала межфазных образования составляла 0,8-1% и тщательно перемешивают равномерного распределения частиц во всем объеме.2. After weighing the powder containing nanoparticles and microparticles of the interphase formation material obtained by the interphase synthesis method on an analytical scale, transfer it to a glass weighing bottle, add solvent “646” in such an amount that the mass fraction of the interphase formation material is 0.8-1% and mix thoroughly to ensure uniform distribution of particles throughout the entire volume.
3. Переносят полученную суспензию в тефлоновый стакан аппарата Stabino II и в течение 2 минут оказывают механическое воздействие на суспензию механизмом, входящим в состав аппарата.3. Transfer the resulting suspension into a Teflon cup of the Stabino II apparatus and apply mechanical force to the suspension for 2 minutes using the mechanism included in the apparatus.
4. Переносят суспензию в стеклянный бюкс и методом динамического рассеяния света на приборе Nanoflex II определяют распределение частиц по размерам. Если средний размер частиц превышает 800 нм, повторяют операции 3 и 4 до тех пор, пока средний размер частиц не станет меньше 800 нм.4. Transfer the suspension into a glass weighing bottle and determine the particle size distribution using dynamic light scattering on a Nanoflex II device. If the average particle size exceeds 800 nm, repeat steps 3 and 4 until the average particle size is less than 800 nm.
5. Полученную суспензию материала межфазных образований с размером частиц 169 нм переносят в бюкс, добавляют равный объем базовой краски типа «металлик» и тщательно перемешивают для усреднения состава во всем объеме добавки. Перемешивание ведут до тех пор, пока часть растворителя испарится, и добавка будет иметь вязкость близкую к вязкости краски. Вязкость оценивают традиционным методом, например, по отрыву капли.5. The resulting suspension of the interphase formation material with a particle size of 169 nm is transferred to a weighing bottle, an equal volume of the metallic base paint is added and the mixture is thoroughly mixed to average the composition in the entire volume of the additive. Mixing is continued until part of the solvent evaporates and the additive has a viscosity close to that of the paint. Viscosity is estimated by a traditional method, for example, by drop detachment.
6. На сухую обезжиренную металлическую пластинку методом погружения наносят краску и дают краске высохнуть в течение 1 час.6. Apply paint to a dry, degreased metal plate using the immersion method and allow the paint to dry for 1 hour.
7. Окрашенную пластинку мысленно делят на две половинки и на одну из половинок вручную методом налива наносят приготовленный модифицированный ЛКМ. После высыхания окрашенной поверхности в течение 1 суток путем измерения краевого угла определяют смачиваемость водой обеих половинок пластинки. Та часть поверхности пластинки, которая покрыта только краской, имеет краевой угол 78°, указывающий на гидрофильность поверхности. Та часть поверхности пластинки, которая покрыта модифицированным ЛКМ, имеет краевой угол от 93 до 99°, указывающий на гидрофобность поверхности. Таким образом, металлическую поверхность, окрашенную базовой краской и являющуюся смачивающейся, можно обработать добавкой, сделав покрытие двухслойным и не смачивающимся водой.7. The painted plate is mentally divided into two halves and the prepared modified paint and varnish material is applied manually to one of the halves using the pouring method. After the painted surface has dried for 24 hours, the wettability of both halves of the plate is determined by measuring the contact angle. The part of the plate surface that is covered only with paint has a contact angle of 78°, indicating the hydrophilicity of the surface. The part of the plate surface that is covered with the modified paint and varnish material has a contact angle of 93 to 99°, indicating the hydrophobicity of the surface. Thus, a metal surface painted with a base paint and being wettable can be treated with an additive, making the coating two-layer and not wettable with water.
Пример 4Example 4
1. Берут порошок, содержащий наночастицы и микрочастицы материала межфазных образований, полученного методом межфазного синтеза [Голубина Е.Н., Кизим Н.Ф. Межфазный синтез: морфология, структура и свойства межфазных образований в системах жидкость-жидкость // Журнал физической химии. 2021. Т. 95, № 4, с. 508-528] в системе 0,1М водный раствор хлорида иттербия (рН=5.3) - 0,05М раствор ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота в гептане.1. Take a powder containing nanoparticles and microparticles of the material of interphase formations obtained by the method of interphase synthesis [Golubina E.N., Kizim N.F. Interphase synthesis: morphology, structure and properties of interphase formations in liquid-liquid systems // Journal of Physical Chemistry. 2021. Vol. 95, No. 4, pp. 508-528] in the system of 0.1 M aqueous solution of ytterbium chloride (pH = 5.3) - 0.05 M solution of di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid in heptane.
2. Взвесив на аналитических весах порошок, содержащий наночастицы и микрочастицы материала межфазных образований, полученного методом межфазного синтеза, переносят его в стеклянный бюкс, добавляют растворитель «646» в таком количестве, чтобы массовая доля материала межфазных образования составляла 0,8-1% и тщательно перемешивают для равномерного распределения частиц во всем объеме.2. After weighing the powder containing nanoparticles and microparticles of the interphase formation material obtained by the interphase synthesis method on an analytical scale, transfer it to a glass weighing bottle, add solvent “646” in such an amount that the mass fraction of the interphase formation material is 0.8-1% and mix thoroughly to evenly distribute the particles throughout the entire volume.
3. Переносят полученную суспензию в тефлоновый стакан аппарата Stabino II и в течение 2 минут оказывают механическое воздействие на суспензию механизмом, входящимя в состав аппарата.3. Transfer the resulting suspension into a Teflon cup of the Stabino II apparatus and apply mechanical force to the suspension for 2 minutes using a mechanism included in the apparatus.
4. Переносят суспензию в стеклянный бюкс и методом динамического рассеяния света на приборе Nanoflex II определяют распределение частиц по размерам. Если средний размер частиц превышает 800 нм повторяют операции 3 и 4 до тех пор, пока средний размер частиц не станет меньше 800 нм.4. Transfer the suspension into a glass weighing bottle and determine the particle size distribution using dynamic light scattering on a Nanoflex II device. If the average particle size exceeds 800 nm, repeat steps 3 and 4 until the average particle size is less than 800 nm.
5. Полученную суспензию материала межфазных образований с размером частиц 799 нм переносят в бюкс, добавляют равный объем базовой краски и тщательно перемешивают для усреднения состава во всем объеме добавки. Перемешивание ведут до тех пор, пока часть растворителя испарится, и добавка будет иметь вязкость близкую к вязкости краски. Вязкость оценивают традиционным методом, например, по отрыву капли.5. The resulting suspension of interphase formation material with a particle size of 799 nm is transferred to a weighing bottle, an equal volume of base paint is added and mixed thoroughly to average the composition in the entire volume of the additive. Mixing is carried out until part of the solvent evaporates, and the additive has a viscosity close to the viscosity of the paint. Viscosity is estimated by a traditional method, for example, by drop detachment.
6. На сухую обезжиренную металлическую пластинку метом погружения наносят краску и дают краске высохнуть в течение 40 мин.6. Apply paint to a dry, degreased metal plate using the immersion method and allow the paint to dry for 40 minutes.
7. Окрашенную пластинку мысленно делят на две половинки и на одну из половинок вручную методом налива наносят приготовленный модифицированный ЛКМ. После высыхания окрашенной поверхности краской и добавкой в течение 1 суток путем измерения краевого угла определяют смачиваемость водой обеих половинок пластинки. Та часть поверхности пластинки, которая покрыта только краской, имеет краевой угол 74°, указывающий на гидрофильность поверхности. Та часть поверхности пластинки, которая покрыта модифицированным ЛКМ, имеет краевой угол 95°, указывающий на гидрофобность поверхности. Таким образом, обработав окрашенную поверхность добавкой, радикально изменяем способность поверхности к смачиваемости.7. The painted plate is mentally divided into two halves and the prepared modified paint and varnish material is applied manually to one of the halves by pouring. After the painted surface has dried with paint and the additive for 24 hours, the wettability of both halves of the plate with water is determined by measuring the contact angle. The part of the plate surface that is covered only with paint has a contact angle of 74°, indicating the hydrophilicity of the surface. The part of the plate surface that is covered with the modified paint and varnish material has a contact angle of 95°, indicating the hydrophobicity of the surface. Thus, by treating the painted surface with the additive, we radically change the wettability of the surface.
Пример 5Example 5
1. Берут порошок, содержащий наночастицы и микрочастицы материала межфазных образований, полученного методом межфазного синтеза [Голубина Е.Н., Кизим Н.Ф. Межфазный синтез: морфология, структура и свойства межфазных образований в системах жидкость-жидкость // Журнал физической химии. 2021. Т. 95, № 4, с. 508-528] в системе 0,1М водный раствор хлорида иттербия (рН=5.3) - 0,05М раствор ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота в гептане.1. Take a powder containing nanoparticles and microparticles of the material of interphase formations obtained by the method of interphase synthesis [Golubina E.N., Kizim N.F. Interphase synthesis: morphology, structure and properties of interphase formations in liquid-liquid systems // Journal of Physical Chemistry. 2021. Vol. 95, No. 4, pp. 508-528] in the system of 0.1 M aqueous solution of ytterbium chloride (pH = 5.3) - 0.05 M solution of di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid in heptane.
2. Взвесив на аналитических весах порошок, содержащий наночастицы и микрочастицы материала межфазных образований, полученного методом межфазного синтеза, переносят его в стеклянный бюкс добавляют растворитель «646» в таком количестве, чтобы массовая доля материала межфазных образований составляла 0,8-1% и тщательно размешивают для равномерного распределения частиц во всем объеме.2. After weighing the powder containing nanoparticles and microparticles of the interphase formation material obtained by the interphase synthesis method on an analytical scale, transfer it to a glass weighing bottle, add solvent “646” in such an amount that the mass fraction of the interphase formation material is 0.8-1% and mix thoroughly to evenly distribute the particles throughout the entire volume.
3. Переносят полученную суспензию в тефлоновый стакан аппарата Stabino II и в течение 2 минут осуществляют механическое воздействие на суспензию с помощью механизма, встроенного в аппарат.3. Transfer the resulting suspension into a Teflon cup of the Stabino II apparatus and apply mechanical force to the suspension for 2 minutes using a mechanism built into the apparatus.
4. Переносят суспензию в стеклянный бюкс и методом динамического рассеяния света на приборе Nanoflex II определяют распределение частиц по размерам. Если средний размер частиц превышает 800 нм, повторят операции 3 и 4 до тех пор, пока средний размер частиц не будет меньше 800 нм.4. Transfer the suspension to a glass weighing bottle and determine the particle size distribution using dynamic light scattering on a Nanoflex II device. If the average particle size exceeds 800 nm, repeat steps 3 and 4 until the average particle size is less than 800 nm.
5. Полученную суспензию с частицами материала межфазных образований 224 нм переносят в стеклянный бюкс, добавляют равный объем краски, удовлетворяющий требованию ТУ 20.30.12-025-539-349-55-2017, тщательно усредняют перемешивающим устройством. Перемешивание ведут до тех пор, пока часть растворителя испарится и суспензия, смешанная с краской, будет иметь вязкость близкую к вязкости краски. Вязкость оценивают традиционным методом, например, по отрыву капли.5. The resulting suspension with particles of the interphase formation material of 224 nm is transferred to a glass weighing bottle, an equal volume of paint is added, satisfying the requirement of TU 20.30.12-025-539-349-55-2017, and carefully averaged with a mixing device. Stirring is carried out until part of the solvent evaporates and the suspension mixed with the paint has a viscosity close to the viscosity of the paint. Viscosity is estimated by a traditional method, for example, by drop detachment.
6. Приготовленный модифицированный ЛКМ пневмораспылением наносят на сухую очищенную и обезжиренную металлическую поверхность и выдерживают на воздухе в течение 1 час.6. The prepared modified paint and varnish material is applied by pneumatic spraying to a dry, cleaned and degreased metal surface and kept in the air for 1 hour.
7. Мысленно делят окрашенную пластинку на две половинки. На одну из них наносят второй слой модифицированного ЛКМ. После высушивания в течение 1 суток получают покрытие с гидрофобной поверхностью с краевым углом от 111° и шероховатостью Ra от 492 нм, где покрытие однослойное, и 126°, где покрытие двухслойное. Эта же пластинка, покрытая краской, удовлетворяющий требованиям ТУ 20.30.12-025-539-349-55-2017, имела краевой угол от 90 до 98°.7. Mentally divide the painted plate into two halves. A second layer of modified paint and varnish material is applied to one of them. After drying for 24 hours, a coating with a hydrophobic surface with a contact angle of 111° and a roughness Ra of 492 nm is obtained, where the coating is single-layer, and 126°, where the coating is double-layer. The same plate, coated with paint that meets the requirements of TU 20.30.12-025-539-349-55-2017, had a contact angle of 90 to 98°.
Использование материала межфазных образований в качестве добавки к краске оказывает двойное действие, во-первых, изменяется химический состав поверхности покрытия, во-вторых, обуславливается формирование определенного рельефа покрытия для придания поверхности гидрофобных свойств.The use of interphase material as an additive to paint has a double effect: firstly, it changes the chemical composition of the coating surface, and secondly, it causes the formation of a certain coating relief to impart hydrophobic properties to the surface.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ, ИНЫХ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS AND OTHER GRAPHIC MATERIALS
Часть типичных результатов исследований, способствующих лучшему раскрытию сущности изобретения, приведены на: фиг. 1 - распределение частиц суспензии по размерам; фиг. 2 - краевой угол на поверхности высохшей краски на алкидной основе; фиг. 3 - краевой угол на поверхности окрашенной модифицированным ЛКМ; фиг. 4 - вид поверхности покрытия модифицированным ЛКМ; фиг. 5 - текстура и шероховатость покрытия, полученного нанесением модифицированного ЛКМ; фиг. 6 - вид поверхности покрытия ЛКМ; фиг. 5 - текстура и шероховатость покрытия, полученного нанесением немодифицированного ЛКМ.Some typical results of studies that contribute to a better disclosure of the essence of the invention are shown in: Fig. 1 - distribution of suspension particles by size; Fig. 2 - contact angle on the surface of dried alkyd paint; Fig. 3 - contact angle on the surface painted with a modified paint and varnish material; Fig. 4 - view of the surface of the coating with the modified paint and varnish material; Fig. 5 - texture and roughness of the coating obtained by applying the modified paint and varnish material; Fig. 6 - view of the surface of the coating with the paint and varnish material; Fig. 5 - texture and roughness of the coating obtained by applying the unmodified paint and varnish material.
По данным фиг. 1 видно, что размер частиц суспензии материала межфазных образований находится в пределах от 582,7 (Q10) до 1047 нм. Пик распределения приходится на 749,5 нм. Краевой угол, измеренный с помощью оптического анализатора контактного угла OCA-25, на поверхности высохшей краски составил 101° (фиг. 2). Краевой угол, на поверхности, обработанной добавкой, нанесенной на краску через 5 мин после нанесения краски, после высыхания в течение 1 суток составил 112°, что указывает на повышение гидрофобности покрытия. Анализ изображений поверхностей покрытий, полученных методом сканирующей электронной микроскопии с использованием комплекса Tudor, (фиг. 4 - фиг. 7) указывает на изменение рельефа поверхности покрытия. В случае применения добавки поверхность волнистая, наблюдается множество узких возвышенностей «шипов», расположенных почти эквидистантно (фиг. 4). Шероховатость (Ra) ее 340 нм (корень из среднеквадратического 423 нм) (фиг. 5). В случае окрашенной поверхности без применения добавки вершины возвышенностей сглаженные (фиг. 6), поверхность плохо организована, ее шероховатость 455 нм (корень из среднеквадратического 536 нм). Нетрудно видеть, что подавляющее большинство выступов не превышает 800 нм, но имеются и выступы, достигающие 2000 нм (фиг. 7). Такой рельеф поверхности указывает на ее большую способность к смачиванию водой. Технический результат достигается путем формирования поверхности покрытия с более организованным рельефом, что является следствием применения добавки материала межфазных образований с определенным размером частиц. Наблюдается синергетический эффект - введение малого количества материала межфазных образований с определенным размером частиц в добавку коренным образом изменяет рельеф поверхности покрытия, придавая ей игольчатость и, как следствие, большую гидрофобность. Чистый материал межфазных образований, нанесенный на очищенную, сглаженную, отмытую и обезжиренную металлическую поверхность, такого рельефа поверхности не дает.According to the data in Fig. 1, it is evident that the particle size of the interphase material suspension is within the range from 582.7 (Q10) to 1047 nm. The peak of the distribution is at 749.5 nm. The contact angle measured using an OCA-25 optical contact angle analyzer on the surface of the dried paint was 101° (Fig. 2). The contact angle on the surface treated with the additive applied to the paint 5 min after application of the paint, after drying for 24 hours, was 112°, which indicates an increase in the hydrophobicity of the coating. Analysis of the images of the coating surfaces obtained by scanning electron microscopy using the Tudor complex (Figs. 4 - Fig. 7) indicates a change in the relief of the coating surface. In the case of using the additive, the surface is wavy, with many narrow elevations, "spikes", located almost equidistantly (Fig. 4). Roughness (Ra) is 340 nm (root mean square 423 nm) (Fig. 5). In the case of a painted surface without the additive, the peaks of the elevations are smoothed (Fig. 6), the surface is poorly organized, its roughness is 455 nm (root mean square 536 nm). It is easy to see that the overwhelming majority of protrusions do not exceed 800 nm, but there are also protrusions reaching 2000 nm (Fig. 7). Such surface relief indicates its high ability to be wetted with water. The technical result is achieved by forming a coating surface with a more organized relief, which is a consequence of using an additive of interphase formation material with a certain particle size. A synergistic effect is observed - the introduction of a small amount of interphase formation material with a certain particle size into the additive radically changes the surface relief of the coating, giving it a needle-like appearance and, as a result, greater hydrophobicity. Pure interphase material applied to a cleaned, smoothed, washed and degreased metal surface does not produce such a surface relief.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2839139C1 true RU2839139C1 (en) | 2025-04-28 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2534012C1 (en) * | 2013-07-17 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" | Method of obtaining lanthanoid salt of di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid |
| RU2547754C2 (en) * | 2013-08-16 | 2015-04-10 | Игорь Леонидович Радченко | Polymer powder composition for superhydrophobic coating and method of obtaining superhydrophobic coating |
| RU2572974C1 (en) * | 2014-09-19 | 2016-01-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр "Электросети" | Super-hydrophobic coating composition and method of producing super-hydrophobic coating therefrom |
| CN112778885A (en) * | 2021-01-08 | 2021-05-11 | 中国科学院青海盐湖研究所 | Super-hydrophobic coating material, preparation method thereof and super-hydrophobic coating |
| RU2787758C1 (en) * | 2022-06-06 | 2023-01-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" | Modified paint material |
| EP3491083B1 (en) * | 2016-07-27 | 2023-05-10 | Adaptive Surface Technologies, Inc. | Compositions and methods for creating functionalized, roughened surfaces and methods of creating repellant surfaces |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2534012C1 (en) * | 2013-07-17 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" | Method of obtaining lanthanoid salt of di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid |
| RU2547754C2 (en) * | 2013-08-16 | 2015-04-10 | Игорь Леонидович Радченко | Polymer powder composition for superhydrophobic coating and method of obtaining superhydrophobic coating |
| RU2572974C1 (en) * | 2014-09-19 | 2016-01-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр "Электросети" | Super-hydrophobic coating composition and method of producing super-hydrophobic coating therefrom |
| EP3491083B1 (en) * | 2016-07-27 | 2023-05-10 | Adaptive Surface Technologies, Inc. | Compositions and methods for creating functionalized, roughened surfaces and methods of creating repellant surfaces |
| CN112778885A (en) * | 2021-01-08 | 2021-05-11 | 中国科学院青海盐湖研究所 | Super-hydrophobic coating material, preparation method thereof and super-hydrophobic coating |
| RU2787758C1 (en) * | 2022-06-06 | 2023-01-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" | Modified paint material |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Голубина Е.Н., Кизим Н.Ф. Межфазный синтез: морфология, структура и свойства межфазных образований в системах жидкость-жидкость, Журнал физической химии, 2021, т. 95, N4, с. 508-528. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1328332C (en) | Photocatalytic coating material, photocatalytic composite material and process for producing the same, self-cleaning water-based coating compositions, and self-cleaning member | |
| JP5765885B2 (en) | Solvent-containing pigmented coating compositions, and their use to produce multi-layer coating systems, and methods for improving the flop value of effect coating systems | |
| KR101884222B1 (en) | Corrosion control coating | |
| EP1525278B1 (en) | Method of treating a surface | |
| EP3375832A1 (en) | Process for preparing a super hydrophobic coating | |
| JP2018178082A (en) | Multi-component-type water-based undercoat coating composition and coating method | |
| JPH05245427A (en) | Film forming method | |
| WO2015191982A1 (en) | Acrylic polymers, curable film-forming compositions prepared therefrom, and method of mitigating dirt build-up on a substrate | |
| MX2011000063A (en) | Dendritic polyurethane coating. | |
| KR101769228B1 (en) | Aqueous hydrophilic coating composition capable of forming coating film having excellent self-cleaning ability against stains adhered thereon, and surface-treated material having formed thereon coating film having excellent self-cleaning ability against stains adhered thereon | |
| JP4812902B1 (en) | Antifouling paint composition and method for forming antifouling coating film | |
| JPH11181334A (en) | Coating composition, coating film forming method and painted object | |
| WO2023129058A2 (en) | A superhydrophobic coating method | |
| CN112210281A (en) | Superhydrophilic coating composition | |
| Carreño et al. | Synthesis and characterization of superhydrophobic surfaces prepared from silica and alumina nanoparticles on a polyurethane polymer matrix | |
| Mohanty et al. | Characteristic properties of base coat of automobile paint: enhancement in scratch and abrasion resistance by nanoscale reinforcement—a review | |
| EP2352789B1 (en) | Anti-corrosive paintings and coatings containing nanoparticles | |
| RU2839139C1 (en) | Modified paint material and application thereof | |
| JP2012214676A (en) | Coated metal plate and method of manufacturing the same | |
| CN106543871B (en) | Aqueous clear coating composition | |
| JP6939142B2 (en) | Paint for metal plate and manufacturing method of painted metal plate using it | |
| MX2011005717A (en) | Self-assembled silica condensates. | |
| JP2023006722A (en) | Anticorrosive coating method | |
| Guy | The science and art of paint formulation | |
| JP2005139314A (en) | Coating agent and method for forming porous film using the same |