BG67102B1

BG67102B1 - Метод за защита на повърхности от нежелани наслагвания и състав на по критие, реализиращ метода

Info

Publication number: BG67102B1
Application number: BG112433A
Authority: BG
Inventors: Ставри СТАВРЕВ; Янев Ставрев СТАВРИ
Original assignee: Албена Ставрева Янева
Priority date: 2016-12-30
Filing date: 2016-12-30
Publication date: 2020-06-30
Also published as: BG112433A; WO2018119496A1

Abstract

Изобретението се отнася до метод и състав за защита на повърхности на различни обекти от нежелани наслагвания. Методът включва подготовка на обработваната повърхност, полагане върху повърхността на специално покритие, съдържащо модифициран хидрофобен нанодиамант и/или модифицирана хидрофобна нанодиамантена шихта и изсушаване на покритието. Съставът на покритието, реализиращо метода, включва (в тегл. %): акрилатна смола от 30 до 55%; акрил от 25 до 45%; диметилполисилоксан от 6 до 10%; модифициран хидрофобен нанодиамант от 1 до 4 %, или модифицирана хидрофобна нанодиамантена шихта от 2 до 8%; втвърдител от 0 до 8%; оцветител от 0 до 4%. Предимствата на изобретението са липсата на специални изисквания и оборудване за прилагане на новия метод и неговата екологичност и безопасност, повишеният експлоатационен период на покритията, по-ниската себестойност на постиганата защита и намаляване на коефициента триене на покритието с околната среда.

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до метод и състав за защита на повърхности от нежелани наслагвания и намира приложение при защитата на различни обекти от нежелани въздействия, включително плавателни съдове, както и при производството и прилагането на специални бои.

Изобретението може да намери приложение и при защитата на морски съоръжения, мостови конструкции, сгради, паметници, соларни панели и други обекти подложени на атмосферни влияния, наслагвания и други нежелани въздействия и навсякъде където е необходимо да се постигне нисък коефициент на триене на защитавания обект с околната среда.

Предшестващо състояние на техниката

Известен е метод за защита на плавателни съдове от наслагвания, включващ:

1. Подготовка на обработваната повърхност посредством механичното и/или химичното й почистване, включително евентуално обезмасляване, последвано от грундиране при необходимост;

2. Полагане по някои от познатите начини (с четка, валяк, пулверизатор и пр.), върху повърхността на плавателния съд, контактуваща с водата, на специално покритие (боя) с дебелина поне 200 pm, със състав, който при полепване по време на експлоатация на нежелани наслагвания върху повърхността (водорасли, ракообразни и др.), препятства тяхното развитие и размножаване, като предизвиква биологичното им унищожаване.

3. Изсушаване на покритието по естествен път.

Не са известни методи за защита на повърхности от нежелани наслагвания, при които тя да се постига чрез полагане на покритие със специален състав, съдържащ модифицирани хидрофобни нанодиаманти, при което защитаваната повърхност придобива много нисък коефициент на триене с околната среда, така че се създават условия за невъзможно закрепване на нежелани наслагвания по нея.

Известни са състави на покрития (бои), реализиращи известния метод, при които се използват различни допълнителни съставки (агенти) с противообрастващ (антифаулинг) ефект, съдържащи органично-калаени съединения, основно трибутилкалай (ТВТ), а по-съвременните - окислена мед.

Не са известни състави на антифаулингови бои, който да съдържат модифициран/а с цел хидрофобност нанодиамант и/или нанодиамантена шихта.

При известният метод за защита на плавателни съдове от наслагвания се срещат следните основни неудобства:

- недостатъчно дълъг експлоатационен период, което води до необходимост от прекъсвания на експлоатацията на плавателните съдове за ново полагане на покритие;

- невисока икономическа ефективност на метода поради високата му себестойност, дължаща се на големи обеми работа по почистване на повърхността от старото покритие преди нанасяне на ново покритие, разходи за самото покритие и труд;

- при откъсване на полипите се откъсва и защитното покритие, след което в тази зона повърхността остава незащитена;

- не се предотвратява самото полепване на ракообразни, водорасли и пр., респ. не се препятства образуването на колонии от полипи, което води до повишаване на коефициента на триене между плавателния съд и водата и съответно се увеличава разхода на гориво.

Освен при плавателните съдове, аналогични затруднения се срещат и при защита на повърхностите и на други обекти, за които наслагванията са нежелано явление.

По отношение на известните покрития се констатират следните по-важни проблеми:

- висока себестойност, при кратък експлоатационен период - от 1 до 2 години;

- дори и без натрупани наслагвания, покритията не осигуряват нисък коефициент на триене с околната среда, в частност с водата, което води до висок разход на гориво при плавателните съдове;

- неекологични състави, съдържащи компоненти опасни за живота във водата, както и за хората, работещи с тях;

112

Описания на издадени патенти за изобретения № 07.2/31.07.2020

- повечето известни, ефективни покрития не отговарят на изискванията на Регламент (ЕО) № 782/2003 на Европейския Парламент и на Съвета от 14 април 2003 година относно забраната за използване на органотични съединения на корабите.

Техническа същност на изобретението

Задачата на изобретението е да се създаде метод за защита на повърхности от нежелани наслагвания и състав на покритие, реализиращ метода, чрез които едновременно с предотвратяването на наслагвания върху третираната повърхност, да се увеличи експлоатационния й период без прекъсване за нанасяне на ново покритие, да се намали коефициента на триене с околната среда, при което да се реализира икономия на гориво (при плавателни съдове, автомобили и др.), да се увеличи устойчивостта на надраскване и поява на пукнатини, да се осигури забавено стареене от UV-облъчване и се повиши устойчивостта на влага, включително на солена влага.

Допълнителна задача на изобретението е да се увеличи физическата якост на покритието, като същото бъде приложимо освен за плавателни съдове, но и за паметници на културата, сгради, соларни панели, вятърни генератори, и навсякъде където е необходимо да се постигне ниска адхезия по отношение на замърсители и/или нисък коефициент на триене, а съставът на покритието да допуска оцветяване при необходимост.

Поставените задачи са решени с метод за зашита на повърхности и състав на покритие, реализиращ метода.

Създаденият нов метод включва следните етапи:

1. Подготовка на обработваната повърхност посредством механичното и/или химичното й почистване, включително евентуално обезмасляване, последвано от грундиране при необходимост.

2. Еднократно полагане върху обработваната повърхност, по някои от познатите начини (с четка, валяк, пулверизатор и пр.) на специално покритие с дебелина от 40 до 200 pm, в чийто състав се съдържа модифициран хидрофобен нанодиамант и/или модифицирана хидрофобна нанодиамантена шихта.

3. Естествено или ускорено изсушаване на покритието, след което повърхността придобива многократно по-нисък коефициент на триене с околната среда и се създават условия за невъзможно закрепване на нежелани наслагвания по нея.

Съставът на покритието, реализиращо метода включва (в тегловни проценти):

- Акрилатна смола - от 30 до 55%;

- Акрил - от 25 до 45%;

- Диметилполисилоксан - от 6 до 10%;

- Модифициран хидрофобен нанодиамант - от 1 до 4 тегловни %, или модифицирана хидрофобна нанодиамантена шихта - от 2 до 8%;

- Втвърдител - от 0 до 8%;

- Оцветител - от 0 до 4%;

Предимствата на изобретението са следните:

- липса на специални изисквания и оборудване за прилагането на новия метод;

- екологичност и безопасност при прилагане на метода и използване на покритията с новия състав;

- повишен експлоатационен период на покритията без прекъсване за полагане на ново покритие;

- по-ниска себестойност на постигнатата защита;

- намаляване на коефициента триене на покритието с околната среда, включително като самостоятелно търсен ефект;

- приложимост към множество различни обекти.

Примери за изпълнение на изобретението

Разработени са множество примерни изпълнения на метода и състава на покритието, без същите да го ограничават само до представените по-долу.

Пример 1.

Създаден е метод за защита на повърхности от нежелани наслагвания, включващ следните етапи:

1. Подготовка на обработваната повърхност посредством механично почистване на обработваната повърхност;

113

2. Еднократно полагане върху обработваната повърхност, посредством валяци на специално покритие с дебелина 200 pm, в чийто състав се съдържа модифициран хидрофобен нанодиамант;

3. Естествено изсушаване на покритието, след което повърхността придобива многократно по-нисък коефициент на триене с околната среда и се създават условия за невъзможно закрепване на нежелани наслагвания по нея.

Пример 2.

Разработен е метод за защита на повърхности от нежелани наслагвания, включващ следните етапи:

1. Подготовка на обработваната повърхност посредством химичното й почистване, включително обезмасляване;

2. Еднократно полагане върху обработваната повърхност, посредством пистолет за боядисване (пулверизатор) на специално покритие с дебелина 40 pm, в чийто състав се съдържа модифицирана хидрофобна нанодиамантена шихта;

Пример 3.

Създаден е и вариант на метода за защита на повърхности от нежелани наслагвания, включващ:

1. Подготовка на обработваната повърхност посредством механичното и химичното й почистване, включително обезмасляване, последвано от грундиране с грунд, подходящ за покрития на акрилатна основа;

2. Еднократно полагане върху обработваната повърхност, посредством пулверизатор на специално покритие с дебелина 150 pm, в чийто състав се съдържа хидрофобен нанодиамант или хидрофобна нанодиамантена шихта, съгласно настоящото изобретение, включително примерите по-долу;

3. Естествено изсушаване на покритието, като преди това в състава му допълнително е вложен втвърдител, при което повърхността придобива многократно по-нисък коефициент на триене с околната среда и се създават условия за невъзможно закрепване на нежелани наслагвания по нея.

Пример 4.

Разработени са и методи, аналогични на тези от примери от 1 до 3, при които дебелината на специалното покритие е в диапазона от 40 до 200 pm, а изсушаването се извършва ускорено по някои от познатите в техниката начини (повишена конвекция на околния въздух, обдухване с топъл въздух и пр.).

Пример 5.

Разработени са конкретни състави съгласно изобретението, съдържащи модифициран хидрофобен нанодиамант или модифицирана хидрофобна нанодиамантена шихта, които са посочени в Таблица 1.

114

Таблица L

Компоненти	Състав 1 тсгд.%	Състав! тегл. %	Състав 3 тегл. %	Съсгаь 4 тегл. %	CbCiiuj. 5 тегл. %	СъСг&в 6 тегл.%
Акрнлатна смола	50	46	41	50	52	38
Акрил.	3Ω	411	41	32	39	37
Дтасгшь стлиеилоксян	8	7	9	8	6	10
Хидрофобен Иани.днкманд νразмери от 4 до h г ιττ	2	5	4	0	0	(1
Хидрофойин нзнг1Л.иаматггч113 ΠΙΗΧΤ3 е размери στ ] до 2 йВ1	0	0	0	4	3	8
Втвърдител	8	0	5	6	0	7
С ι щетител	2	4	0	0	0	0

При състави 1 и 3 (с хидрофобен нанодиамант) и състави 4 и 6 (с хидрофобна нанодиамантена шихта) като акрилатна смола е използван продукта „Крестакрил“, а при състави 2 (с хидрофобен нанодиамант) и 5 (с хидрофобна нанодиамантена шихта) - „Нурофлекс“.

Като втвърдител е използван втвърдител за акрилатна смола.

Съставите се получават като в подходящ съд нанодиамантът се добавя в разтворителя (акрил), след което всички останали компоненти, без втвърдителя, се миксират заедно до получаването на хомогенна смес. При необходимост, втвърдителя се добавя непосредствено преди полагането на покритието, като се разбърква 5-6 min

Пример 6.

От съставите, посочени в Пример 5, са изработени по три образци и същите са изпитани в изпитателната лаборатория на Министерство на отбраната на Република България, по утвърдена методика за наноструктурни покрития съгласно стандарт: MSLSTD810G. Изпитанията са проведени в пълен обем съгласно стандарта и резултатите показват, че тестваните покрития изпълняват поставените задачи, а именно - предотвратяват нежеланите наслагвания и осигуряват пълна хидрофобност; притежават пукнатинна и драскотинна устойчивост; температурна устойчивост в диапазона 60-360°С; увеличават до три пъти срока на стареене при УВ облъчване; притежават самоочистващи свойства и устойчивост на солена влага; срок на непрекъсната експлоатация 8-12 години.

Приложение на изобретението

Новосъздаденият метод се прилага с конвенционални способи за нанасяне на покритието като четки, валяци, пистолет за боядисване (пулверизатор) и др.

Възможно е добавянето на втвърдителя към състава да се извършва чрез специализиран пистолет за боядисване, при самото нанасяне на покритието с него.

Съставът на покритието позволява то да се нанася еднократно, с дебелина от 40 до 200 pm, която осигурява неговата експлоатационна годност за дълъг период от време - 8-12 години. В повечето случаи

115

Описания на издадени патенти за изобретения № 07.2/31.07.2020 полагането на втори нов слой не е необходимо.

При оцветяването на състава е препоръчително оцветителят да бъде с размер на частиците от 40 до 60 nm.

Съставите, съдържащи хидрофобна нанодиамантена шихта имат черен цвят, поради което не е практично и икономически изгодно те да се оцветяват.

Изобретението може да намери много широко приложение, в най-различни области, като защита на морски съоръжения (платформи за добив на нефт, пристанища и др.), мостови конструкции, сгради, паметници, химически инсталации, индустриални съдове (силози, цистерни и др.), сухоземен и воден транспорт (влакове, камиони, леки автомобили; кораби, яхти и пр.), минни съоръжения, нефтени и газови инсталации и тръбопроводи, вятърни или соларни централи, мебели и други.

Claims

Патентни претенции

1. Метод за защита на повърхности от нежелани наслагвания, включващ:

- подготовка на обработваната повърхност посредством механичното и/или химичното й почистване;

- полагане върху подготвената повърхност на специално покритие по някои от познатите начини;

- изсушаване на покритието, характеризиращ се с това, че полагането върху подготвената повърхност на специално покритие се осъществява чрез нанасяне на покритие, съдържащо модифициран хидрофобен нанодиамант и/или модифицирана хидрофобна нанодиамантена шихта.
2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че специалното покритие се нанася еднократно и е с дебелина от 40 до 200 pm.
3. Състав на покритие, реализиращ метода съгласно претенции 1 и 2, включващ акрилатна смола и специални добавки, характеризиращ се с това, че съдържа (в тегловни проценти):

- акрилатна смола от 30 до 55%;

- акрил от 25 до 45%;

- специални добавки:

- диметилполисилоксан от 6 до 10%;

- модифициран хидрофобен нанодиамант от 1 до 4%, или модифицирана хидрофобна нанодиамантена шихта от 2 до 8%.
4. Състав на покритие съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че съдържа (в тегловни проценти) още втвърдител от 0 до 8% и оцветител от 0 до 4%.