RU2063272C1 - Способ формирования антифрикционного и антиобледенительного покрытия (варианты) - Google Patents
Способ формирования антифрикционного и антиобледенительного покрытия (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2063272C1 RU2063272C1 RU93043773A RU93043773A RU2063272C1 RU 2063272 C1 RU2063272 C1 RU 2063272C1 RU 93043773 A RU93043773 A RU 93043773A RU 93043773 A RU93043773 A RU 93043773A RU 2063272 C1 RU2063272 C1 RU 2063272C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- drying
- energy
- low
- icing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к способам борьбы с обледенением и триботехники и может быть использовано для нанесения и формирования на защищаемых поверхностях антиобледенительных и антифрикционных покрытий. Сущность изобретения: в первом варианте перед нанесением низкоэнергетического покрытия наносят подслой с наполнителем из частиц сферической формы. Сушку производят в магнитных или электростатических полях. Во втором варианте перед нанесением низкоэнергетического покрытия поверхность обрабатывают электронным пучком или лазерным лучом. Сушку производят в магнитных или электрических полях, направленных перпендикулярно к поверхности покрытия. 7 ил.
Description
Изобретение относится к способам для борьбы с обледенением и триботехники, особенно для ненагруженных узлов трения, таких как звуковая катушка громкоговорителя, движущаяся вдоль сердечника и т.д.
При нанесении и формировании на защищаемых поверхностях низкоэнергетических антиобледенительных покрытий применяют сложные технологии, включающие химическое травление, плазменное или электросатическое напыление, нагрев до высоких температур в процессе сушки /1/.
Недостаток этого способа заключается в том, что покрытия имеют малый срок службы, низкую эффективность.
Кроме того, известен способ формирования антифрикционного и антиобледенительного покрытия, заключающийся в том, что низкоэнергетическое покрытие наносят на металлическую кровлю в два слоя с промежуточной сушкой в 24 часа /2/.
Недостаток этого способа заключается в том, что в силу своего рельефа поверхности имеют большую поверхность контакта со льдом /для антиобледенительных покрытий/ или с сопряженной поверхностью /для антифрикционных покрытий/. В результате прочность адгезионного контакта со льдом не может быть получена меньше 2 кПа, а динамический коэффициент трения ниже 0,2.
Технической задачей способа является формирование антифрикционного и антиобледенительного покрытия, обладающего долговечностью и эффективностью, за счет получения рельефа с оптимальной шероховатостью.
Поставленная задача решается тем, что в способе формирования антифрикционного и антиобледенительного покрытия, включающем очистку поверхности, нанесение слоев грунтовки, нанесение низкоэнергетического покрытия и сушку, согласно изобретению, перед нанесением низкоэнергетического покрытия наносят подслой с наполнителем из частиц сферической формы радиусом от 10-1 до 10-3 мкм. Для улучшения поверхностных и эксплуатационных свойств покрытия сушку производят в магнитных или электростатических полях, направленных перпендикулярно к поверхности покрытия.
Это позволяет образовать оптимальные текстуру и структуру поверхностного слоя, а также повысить устойчивость гидрофобной пленки к воздействию внешних факторов /вода, солнечная радиация и т.д./, на 20-40% понизить Fтг удельную свободную поверхностную энергию и сделать поверхности более однородными по удельной свободной поверхностной энергии.
За счет нанесения подслоя наполнителя с частицами заданных форм и размеров осуществляется фиксация на поверхности моно- или полимолекулярного слоя низкоэнергетического покрытия.
В варианте изобретения поставленная задача решается также тем, что в способе формирования антифрикционного и антиобледенительного покрытия, включающем очистку поверхности, нанесение слоев грунтовки, нанесение низкоэнергетического покрытия и сушку, согласно изобретению, перед нанесением низкоэнергетического покрытия поверхность обрабатывают электронным пучком или лазерным лучом.
Для улучшения поверхностных и эксплуатационных свойств покрытия сушку производят в магнитных или электростатических полях, направленных перпендикулярно к поверхности покрытия.
Данное решение имеет изобретательский уровень, так как оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники.
На фиг. 1 дана зависимость адгезионной прочности льда от свободной поверхностной энергии подложки.
Из чего следуете, что оптимальными поверхностными свойствами обладают кремнеорганические покрытия Fтг 20-30 
и перфторированные Fтг 9-16 
полимерные покрытия.
На фиг. 2 показано влияние изменения рельефа поверхности низкоэнергетических покрытий через изменения величины площади истинного контакта со льдом /Sкoнт. / по отношению к Sгеом. характерному для обычных антиобледенительных покрытий,
где а покрытие на основе полиэтилгидросилоксана;
б покрытие на основе перфторалкана;
А/А* относительная адгезионная прочность.
где а покрытие на основе полиэтилгидросилоксана;
б покрытие на основе перфторалкана;
А/А* относительная адгезионная прочность.
За счет изменения рельефа можно получить улучшение антиобледенительных свойств в несколько раз.
На фиг. 3 показана схема контакта воды с низкоэнергетическим покрытием, где а поверхность с замкнутыми макроскопическими порами; б - низкоэнергетическая поверхность из высокодисперсных частиц; в пористое низкоэнергетическое покрытие с высокодисперсной структурой; 1 вода; 2 - полости и углубления, заполненные воздухом; 3 профиль истинной поверхности твердого тела; 4 поры и капилляры; 5 материал конструкции или покрытия; 6 низкоэнергетическое покрытие; 7 высокодисперсные частицы /фторопарафин, цеолиты и т. д./; 8 переходный слой; 9 заполнитель пор и капилляров.
На фиг.4 показан график зависимости краевого угла смачивания от концентрации отвердителя в краске.
На фиг. 5 показан график зависимости поверхностных свойств покрытий от напряженности электрического поля.
На фиг. 6 даны схемы конструкции антиобледенительных и антифрикционных покрытий.
Способ формирования антифрикционного и антиобледенительного покрытия заключается в следующем: на обезжиренную, очищенную от загрязнений и ржавчины поверхность наносятся два слоя грунтовки ЭП-00-10 /ГОСТ 10277-76/, после ее высыхания наносят 1-3 слоя ЭП-5162 с заполнителем /20-80%/, частицы наполнителя сферической формы радиусом от 10-1 до 10-3 мкм, в качестве заполнителя могут быть использованы частицы из окиси кремния, но возможно использование частиц металлов, их окислов, а также полимерные порошки /политетрафторэтилен, полиэпоксиды, и т.д./ указанных выше размеров.
Выбор наибольших размеров частиц обусловлен тем, что, если брать наполнитель больших размеров, то вода будет заполнять полости и после замерзания заклинивается в них, что увеличивает адгезионную прочность за счет того, что частично адгезионный контакт будет разрушаться по этим ледовым включениям, кроме того, из-за этого покрытие будет быстрее изнашиваться.
Выбор наименьших размеров частиц обусловлен оптимизацией 
, т.к для более мелких частиц Sконт будет возрастать и стремиться к Sгеом, а это приводит к увеличению адгезионной прочности /см. фиг.2/.
После высыхания пленки наносят низкоэнергетическое покрытие, производят сушку.
Грунтовка обуславливаете, с одной стороны, высокую прочность адгезии покрытия к защищаемой конструкции в целом, а с другой стороны, обеспечивает экранирование силового поля подложки, не позволяя ему влиять на повышенна адгезионной прочности льда или другой контактирующей поверхности с защищаемой.
Низкоэнергетическое покрытие обеспечивает минимальную энергетику взаимодействия защищаемой поверхности либо со льдом,либо с другой контактирующей поверхностью будучи ориентировано гидрофобными радикалами наружу. Тaкая ориентация оптимальна в тонких слоях приблизительно 102 мкм, поэтому использования низкоэнергетических полимеров в виде единого покрытиям, с одной стороны, не позволяет оптимизировать гидрофобные свойства покрытия по минимальной величине удельной свободной энергии, а с другой, снижает прочность контакта покрытия с грунтом, ухудшая антикоррозионную защиту изделия в целом. Используя принцип локальности свойств, им экспериментально доказано, что гидрофобный полимер в низкоэнергетическом покрытии следует использовать в виде подслоя.
Также способ формирования антифрикционного и антиобледенительного покрытия заключается в следующем: на обезжиренную, очищенную от загрязнений и ржавчины поверхность наносят два слоя грунтовки ЭП-00-10 /ГОСТ 10277-76/, после ее высыхания поверхность обрабатывают лучом лазера или электронным пучком, затем наносят слой низкоэнергетического покрытия, после чего производят сушку.
Как в первом, так и во втором способе сушку производят в магнитных или электростатических полях, направленных перпендикулярно к поверхности покрытия /фиг. 4.5/. Это позволяет образовать оптимальную текстуру и структуру поверхностного слоя. На фиг.4 показана зависимость краевого угла смачивания от концентрации отвердителя в краске ЭП-5162 для поверхностей, гидрофобизированных перфторированным полимером /Т=140oС/ под воздействием постоянного электрического поля /U 1,8 кВ/. На фиг.5 показана зависимость краевого угла смачивания от напряженности постоянного или переменного /0/ электрического поля, приложенного перпендикулярно поверхности образца в процессе сушки гидрофобизатора. Эффективность свойств за счет воздействия поля и температуры повышается на 40% и более.
Сушку можно производить как при комнатной температуре, так и при Т 100-150oC.
В качестве низкоэнергетического покрытия могут быть рекомендованы следующие составы /в в.ч./
1. Полиэтилгидроксилоксановая жидкость 8-12
Аминопропилтриэтоксисилан 0,02-0,09
Уайт-спирт Остальное
2. Полиперфторолефин /УПИ/ 7-10
Аминопропилтриэтоксисилан 0,015-0,07
Фреон 113 Остальное
Помимо эпоксидного покрытия на основе эмали ЭП-5162 с грунтом ЭП-0010 могут быть рекомендованы десятки различных полимерных покрытий. Среди них в качестве примера могут быть рекомендованы:
Грунтовка ВЛ-02
Грунтовка ФЛ-03К
Эмаль ПФ-115-пентафталевая
Грунтовка ФЛ-03К
Эмаль ПФ-167
Грунтовка ВЛ-02
Эмаль УР-41 полиуретановая.
1. Полиэтилгидроксилоксановая жидкость 8-12
Аминопропилтриэтоксисилан 0,02-0,09
Уайт-спирт Остальное
2. Полиперфторолефин /УПИ/ 7-10
Аминопропилтриэтоксисилан 0,015-0,07
Фреон 113 Остальное
Помимо эпоксидного покрытия на основе эмали ЭП-5162 с грунтом ЭП-0010 могут быть рекомендованы десятки различных полимерных покрытий. Среди них в качестве примера могут быть рекомендованы:
Грунтовка ВЛ-02
Грунтовка ФЛ-03К
Эмаль ПФ-115-пентафталевая
Грунтовка ФЛ-03К
Эмаль ПФ-167
Грунтовка ВЛ-02
Эмаль УР-41 полиуретановая.
На фиг. 3 наглядно показаны факторы, уменьшающие поверхность контакта от Sист. Sгeом. до Sист. 0,1 Sгеом. Работа адгезии при этом снижается не только за счет уменьшения поверхности контакта, но и за счет уменьшения адгезионной прочности из-за высокой напряженности льда на шероховатых поверхностях.
На фиг. 6 даны схемы конструкции антиобледенительных и антифрикционных покрытий, где а показало футирование защищаемой конструкции низкоэнергетическим покрытием; б гидрофобизация поверхности линейными полимерными цепочкам, фиксированными за счет сил Ван-дер-Ваальса на поверхности; в ориентированная пленка из молекул, сшитых между собой и химически связанных с антикоррозионным слоем покрытия; 10 материал конструкции; 11 антикоррозионными подслой; 12 гидрофобная пленка.
Наиболее эффективен способ /в/, когда для одного и того же гидрофобизатора достигается минимальность среднего значения удельной свободной поверхностной энергии, высокая однородность этой величины по поверхности конструкции и максимальная продолжительность срока службы покрытия. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4
Claims (4)
1. Способ формирования антифрикционного и антиобледенительного покрытия, включающий очистку поверхности, нанесение слоев грунтовки, нанесение низкоэнергетического покрытия и сушку, отличающийся тем, что перед нанесением низкоэнергетического покрытия наносят подслой с наполнителем из частиц сферической формы радиусом от 10-1 до 10-3 мкм.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сушку производят в магнитных или электростатических полях, направленных перпендикулярно к поверхности покрытия.
3. Способ формирования антифрикционного покрытия, включающий очистку поверхности, нанесение слоев грунтовки, нанесение низкоэнергетического покрытия и сушку, отличающийся тем, что перед нанесением низкоэнергетического покрытия поверхность обрабатывают электронным пучком или лазерным лучом.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что сушку производят в магнитных или электрических полях, направленных перпендикулярно к поверхности покрытия.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93043773A RU2063272C1 (ru) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | Способ формирования антифрикционного и антиобледенительного покрытия (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93043773A RU2063272C1 (ru) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | Способ формирования антифрикционного и антиобледенительного покрытия (варианты) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2063272C1 true RU2063272C1 (ru) | 1996-07-10 |
| RU93043773A RU93043773A (ru) | 1997-03-27 |
Family
ID=20147163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93043773A RU2063272C1 (ru) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | Способ формирования антифрикционного и антиобледенительного покрытия (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2063272C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006093427A1 (fr) * | 2005-03-03 | 2006-09-08 | Zakrytoe Aktsionyernoe Obshchestvo 'tsentr Novykh Zashchitnykh Tekhnologiy' | Procede de fabrication d'un revetement polymere anti-frottement |
-
1993
- 1993-08-31 RU RU93043773A patent/RU2063272C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент США N 2789069, кл. C 10L 1/22, опубл. 1987. Авторское свидетельство СССР N 572486, кл. C09 K 3/18, 1975. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006093427A1 (fr) * | 2005-03-03 | 2006-09-08 | Zakrytoe Aktsionyernoe Obshchestvo 'tsentr Novykh Zashchitnykh Tekhnologiy' | Procede de fabrication d'un revetement polymere anti-frottement |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Saji | Recent progress in superhydrophobic and superamphiphobic coatings for magnesium and its alloys | |
| Ma et al. | Fabricating robust and repairable superhydrophobic surface on carbon steel by nanosecond laser texturing for corrosion protection | |
| Heydarian et al. | Recent progress in the anti-icing performance of slippery liquid-infused surfaces | |
| US5104514A (en) | Protective coating system for aluminum | |
| Momen et al. | Properties and applications of superhydrophobic coatings in high voltage outdoor insulation: A review | |
| Kulinich et al. | How wetting hysteresis influences ice adhesion strength on superhydrophobic surfaces | |
| KR101141619B1 (ko) | 초소수성 표면을 갖는 재료의 제조방법 및 이에 따라제조된 초소수성 재료 | |
| KR100742696B1 (ko) | 미세요철을 갖는 고체 기재의 표면 가공방법 및 이방법으로 표면 처리된 고체 기재 | |
| US20100116669A1 (en) | Self-cleaning superhydrophobic surface | |
| CZ20001530A3 (cs) | Způsob antikorozního potahování kovových podkladů prostřednictvím plazmapolymerace | |
| KR101956458B1 (ko) | 마이크로 구조체 및 마이크로 구조체 상부에 배치된 나노패턴들을 구비하는 표면을 갖는 알루미늄 기판 | |
| JPH07316546A (ja) | 撥水表面構造及びその形成方法 | |
| Ctibor et al. | Plasma sprayed ceramic coatings without and with epoxy resin sealing treatment and their wear resistance | |
| RU2063272C1 (ru) | Способ формирования антифрикционного и антиобледенительного покрытия (варианты) | |
| Jambor et al. | Directing Surface Functions by Inducing Ordered and Irregular Morphologies at Single and Two‐Tiered Length Scales | |
| KR20190064045A (ko) | 해양기자재의 내식/방오 성능 향상을 위한 나노입자 스프레이 코팅 기반 금속 기재 표면 코팅 방법 | |
| Corbella et al. | Modifying surface properties of diamond-like carbon films via nanotexturing | |
| Kumar et al. | Fabrication of superhydrophobic surfaces by laser surface texturing and autoxidation | |
| KR101335705B1 (ko) | 초발수 특성을 가진 금속 표면 구조 및 이의 형성 방법 | |
| KR101554983B1 (ko) | 착빙설이 방지되는 알루미늄 송전선의 제조방법 | |
| JPH08195126A (ja) | 着氷雪防止型送電線 | |
| JPH10156282A (ja) | 撥水撥油性金属材料 | |
| Zhang et al. | Advance in structural classification and stability study of superamphiphobic surfaces | |
| CN109778169A (zh) | 一种具有耐磨性和耐热性的超疏水铝合金表面及其制备方法 | |
| Arianpour et al. | Effect of heterogeneity on hydro/ice-phobic properties of alkylsilane/fluoro-alkylsilane-based coatings on Al substrates |