RU2650135C1 - Super-hydrophobic paintwork - Google Patents
Super-hydrophobic paintwork Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650135C1 RU2650135C1 RU2016138887A RU2016138887A RU2650135C1 RU 2650135 C1 RU2650135 C1 RU 2650135C1 RU 2016138887 A RU2016138887 A RU 2016138887A RU 2016138887 A RU2016138887 A RU 2016138887A RU 2650135 C1 RU2650135 C1 RU 2650135C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aerosil
- transition metal
- plasticizer
- vinyl acetate
- vinyl chloride
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D127/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D127/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C09D127/04—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
- C09D127/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D131/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid, or of a haloformic acid; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D131/02—Homopolymers or copolymers of esters of monocarboxylic acids
- C09D131/04—Homopolymers or copolymers of vinyl acetate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/08—Anti-corrosive paints
Abstract
Description
2016149408 09103.05.172016149408 09103.05.17
2016149408 09103.05.172016149408 09103.05.17
2016149408 09103.05.172016149408 09103.05.17
Изобретение относится к покрытиям для защиты от повышенной влажности, загрязнения, развития плесени и коррозии различных поверхностей - металла, пластика, камня и других.The invention relates to coatings for protection against high humidity, pollution, mold and corrosion of various surfaces - metal, plastic, stone and others.
В последнее время большое внимание уделяется феномену супергидрофобных покрытий, когда влагозащитные, грязезащитные и антиобледенительные функции покрытия обеспечиваются за счет создания особой архитектуры поверхности - нано- и микрорельефа [Бойнович Л.Б., Емельяненко А.М. Гидрофобные материалы и покрытия: принципы создания, свойства и применение // Усп. хим. 2008. Т 77. №7. С. 619-638; Бойнович Л.Б., Домантовский А.Г., Емельяненко А.М., Миллер А.Б., Потапов Ю.Ф., Ходан А.Н. Противообледенительные свойства супергидрофобных покрытий на алюминии и нержавеющей стали // Известия АН. Серия Химическая. 2013. №2. С. 383-390]. Например, авторы [Бойнович Л.Б., Домантовский А.Г., Емельяненко А.М., Миллер А.Б., Потапов Ю.Ф., Ходан А.Н. Противообледенительные свойства супергидрофобных покрытий на алюминии и нержавеющей стали // Известия АН. Серия Химическая. 2013. №2. С. 383-390] на окисленную электрохимическим способом поверхность, затем обработанную фторсиланом для уменьшения поверхностной энергии, методом направленной агрегации наносят суспензию нанодисперсных частиц аэросила, что в совокупности обеспечивает супергидрофобные и антиобледенительные свойства металлических поверхностей из алюминия и стали.Recently, much attention has been paid to the phenomenon of super-hydrophobic coatings, when moisture-protective, anti-dirt, and anti-icing coating functions are provided by creating a special surface architecture - nano- and microrelief [Boynovich LB, Emelianenko AM Hydrophobic materials and coatings: principles of creation, properties and application // Usp. Chem. 2008. T 77. No. 7. S. 619-638; Boynovich L.B., Domantovsky A.G., Emelianenko A.M., Miller A.B., Potapov Yu.F., Khodan A.N. De-icing properties of superhydrophobic coatings on aluminum and stainless steel // Izvestiya AN. Series Chemical. 2013. No2. S. 383-390]. For example, the authors [Boynovich LB, Domantovsky A.G., Emelianenko A.M., Miller A.B., Potapov Yu.F., Khodan A.N. De-icing properties of superhydrophobic coatings on aluminum and stainless steel // Izvestiya AN. Series Chemical. 2013. No2. S. 383-390] on a surface oxidized by an electrochemical method, then treated with fluorosilane to reduce surface energy, a suspension of nanosized particles of aerosil is applied by directional aggregation, which together provides superhydrophobic and anti-icing properties of metal surfaces made of aluminum and steel.
Известны золь-гель методы формирования супергидрофобных поверхностей на основе кремнезолей, полученных в процессе кислого гидролиза метилэтоксисилана, в которых распределены частицы гидрофобизированного аэросила. Золь-гель композиция наносится распылением на поверхность металла, предварительно обработанного реактивом АГМ9 (аминопропилтри-этоксисиланом) для обеспечения лучшей адгезии [Shilova О.A., Proskurina О.I., Antipov V.N., Khamova Т.V., Esipova N.Е., Pugachev K.Е., Ladilina Е.Yu., Kruchinina I. Yu. The sol-gel synthesis and study of smooth and superhydrophobic antifriction coatings for use in high-speed mini-turbogenerators // Glass Physics and Chemistry, 2014, Vol. 40, No. 3, pp. 319-323]. В результате достигается эффект супергидрофобности (краевой угол смачивания равен 150 градусов) и снижаются потери на трение о воздух, например, ротора высокоскоростного мини-турбогенератора, на который было нанесено это покрытие. Однако адгезия и механическая прочность недостаточна, чтобы использовать это покрытие в качестве защитного покрытия.Sol-gel methods are known for the formation of superhydrophobic surfaces based on silicasols obtained in the process of acid hydrolysis of methylethoxysilane, in which particles of hydrophobized aerosil are distributed. The sol-gel composition is applied by spraying on the surface of a metal pretreated with AGM9 reagent (aminopropyltriethoxysilane) to provide better adhesion [Shilova O.A., Proskurina O.I., Antipov VN, Khamova T.V., Esipova N.E. , Pugachev K.E., Ladilina E. Yu., Kruchinina I. Yu. The sol-gel synthesis and study of smooth and superhydrophobic antifriction coatings for use in high-speed mini-turbogenerators // Glass Physics and Chemistry, 2014, Vol. 40, No. 3, pp. 319-323]. As a result, the effect of superhydrophobicity is achieved (the contact angle of contact is 150 degrees) and friction losses due to air, for example, of the rotor of a high-speed mini-turbo-generator on which this coating is applied, are reduced. However, adhesion and mechanical strength are insufficient to use this coating as a protective coating.
Известно [Yeong Y.Н., Steele A., Loth Е., Bayer I., De Combarieu G., Lakeman С.Humidity effects on superhydrophobicity of nanocomposite coatings // Applied Physics Letters. 2012. V. 100, No 5, P. 053112] применение спиртовой суспензии слоистого силиката (монтмориллонита), предварительно функционализированного органическими соединениями, которую затем последовательно смешивают с водной композицией на основе сополимера метакрилата и с влагоотверждаемым полиуретаном (диспергированном в спирте). В данном решении монтмориллонит обеспечивает формирование особого рельефа поверхности и супергидрофобность поверхности, на которую распыляли полученную композицию, которая сохраняла супергидрофобность (краевой угол смачивания ~160 градусов) при циклических изменениях влажности и температуры воздуха от -3 до 21°С, однако, технологический процесс получения такой композиции многостадийный и достаточно сложный для воспроизводства.Known [Yeong Y. N., Steele A., Loth E., Bayer I., De Combarieu G., Lakeman C. Humidity effects on superhydrophobicity of nanocomposite coatings // Applied Physics Letters. 2012. V. 100, No. 5, P. 053112] the use of an alcohol suspension of layered silicate (montmorillonite) pre-functionalized with organic compounds, which is then sequentially mixed with an aqueous composition based on a methacrylate copolymer and with a moisture-curing polyurethane (dispersed in alcohol). In this solution, montmorillonite provides the formation of a special surface relief and superhydrophobicity of the surface onto which the resulting composition was sprayed, which retained superhydrophobicity (contact angle of contact ~ 160 degrees) with cyclic changes in humidity and air temperature from -3 to 21 ° С, however, the manufacturing process such a composition is multi-stage and complex enough for reproduction.
Все перечисленные известные способы получения супергидрофобных покрытий относятся либо к золь-гель технологии, либо к получению эмульсионных органо-неорганических композиций. Тем не менее, в последнее время все чаще высказываются предположения, что супергидрофобная поверхность будет чрезвычайно полезна в лакокрасочных композициях, предназначенных для получения многофункциональных защитных покрытий [Cao S., Wang JD., Chen HS., Chen DR. Progress of marine biofouling and anti-fouling technologies. Review. // Chines Sci. Bull. 2011. V. 56. N 7. P. 598-612].All of these known methods for producing superhydrophobic coatings relate either to sol-gel technology or to the preparation of emulsion organo-inorganic compositions. However, in recent years, it has been increasingly suggested that a superhydrophobic surface will be extremely useful in paint compositions intended for multifunctional protective coatings [Cao S., Wang JD., Chen HS., Chen DR. Progress of marine biofouling and anti-fouling technologies. Review // Chines Sci. Bull. 2011. V. 56. N 7. P. 598-612].
Известен способ получения супергидрофобной противообрастающей эмали с углеродным нановолокном по патенту РФ №2441045. 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. Состав эмали включает силикон эпоксидную гибридную смолу (например, эпоксидную гибридную смолу марки Silikopon EF [ЕР 1174467] фирмы EVONIK Industries, Германия или другие любые органосиликоновые пленкообразователи, отверждаемые аминосиланами), пигменты и наполнители, поверхностно-активное вещество, нанодисперсный оксид кремния, вспомогательные вещества - деаэратор, добавка для розлива и растворитель. Для высокой гидрофобности окрашенной поверхности эмаль дополнительно содержит углеродное нановолокно и фторсилан. Изобретение обеспечивает создание эмали, обладающей высокими противокоррозионными свойствами, высокими гидрофобными и скользящими свойствами покрытия, но все-таки не супергидрофобными, поскольку достигнут краевой угол смачивания 122 градуса, т.е. ниже необходимых для супергидрофобности 150 градусов. Таким образом, в качестве основного пленкообразующего вещества использована достаточно дорогостоящая силикон эпоксидная смола, а в качестве вещества, обеспечивающего особый рельеф поверхности - углеродное нановолокно. Нанодисперсный оксид кремния (аэросил) содержится, но лишь в количестве 1% в качестве загустителя, а краевой угол смачивания высокий, но ниже 150 градусов.A known method of producing superhydrophobic anti-fouling enamel with carbon nanofiber according to the patent of the Russian Federation No. 2441045. The invention relates to coatings for protection against corrosion and fouling of marine engineering products of hydraulic structures, power plants, and relates to a method for producing superhydrophobic anti-fouling enamel with carbon nanofiber. The enamel composition includes silicone epoxy hybrid resin (for example, Silikopon EF epoxy hybrid resin [EP 1174467] from EVONIK Industries, Germany or any other organosilicon film-forming agents cured by aminosilanes), pigments and fillers, surfactant, nanosized silica, excipients - deaerator, additive for filling and solvent. For high hydrophobicity of the painted surface, the enamel additionally contains carbon nanofiber and fluorosilane. The invention provides the creation of enamel with high anticorrosive properties, high hydrophobic and sliding properties of the coating, but still not superhydrophobic, since a contact angle of 122 degrees has been reached, i.e. below 150 degrees required for superhydrophobicity. Thus, a rather expensive silicone epoxy resin was used as the main film-forming substance, and carbon nanofiber as a substance providing a special surface relief. Nanodispersed silicon oxide (aerosil) is contained, but only in an amount of 1% as a thickener, and the contact angle is high, but below 150 degrees.
В то же время не теряют своей актуальности лакокрасочные композиции и покрытия, полученные с использованием сополимеров на основе винилхлорида с винилацетатом. Лакокрасочные материалы на основе этих пленкообразующих быстро высыхают при комнатной температуре с образованием покрытий, сохраняющих термопластичные свойства и обладающих очень низкой паропроницаемостью, большой прочностью, атмосферостойкостью и во многих случаях устойчивостью к периодическому воздействию кислот и щелочей, негорючестью, нерастворимостью в маслах, спиртах и алифатических углеводородах. При этом их стоимость низка. Для дальнейшего улучшения свойств лакокрасочных материалов на основе сополимеров винилхлорида используют различные приемы.At the same time, paint and varnish compositions and coatings obtained using copolymers based on vinyl chloride and vinyl acetate do not lose their relevance. Paints and varnishes based on these film-forming quickly dry at room temperature with the formation of coatings that retain thermoplastic properties and have very low vapor permeability, high strength, weather resistance and, in many cases, resistance to periodic exposure to acids and alkalis, incombustibility, insolubility in oils, alcohols and aliphatic hydrocarbons . Moreover, their cost is low. To further improve the properties of paints and varnishes based on vinyl chloride copolymers, various techniques are used.
Известна, например, термостойкая антикоррозионная композиция по патенту РФ №2067106, включающая средневязкую перхлорвиниловую смолу, модификатор, пластификатор, пигмент и органический растворитель, которая характеризуется тем, что она дополнительно содержит полифункциональную добавку фталоцианин цинка, при следующем соотношении компонентов, мас. %: средневязкая перхлорвиниловая смола 10-14, модификатор 6,6-16,8, пластификатор 3,6-10,0, пигмент 9,8-12,2, полифункциональная добавка фталоцианин цинка 0,1-1,0, органический растворитель - остальное. Техническая задача изобретения - повышение химстойкости покрытий к действию растворов органических кислот, солей и щелочей, снижение внутренних напряжений, сокращение времени отверждения, увеличение адгезии. Это достигается тем, что полимерная композиция содержит фталоцианин цинка.Known, for example, heat-resistant anticorrosion composition according to the patent of the Russian Federation No. 2067106, including medium viscosity perchlorovinyl resin, modifier, plasticizer, pigment and organic solvent, which is characterized by the fact that it additionally contains a multifunctional zinc phthalocyanine additive, in the following ratio, wt. %: medium viscosity perchlorovinyl resin 10-14, modifier 6.6-16.8, plasticizer 3.6-10.0, pigment 9.8-12.2, multifunctional zinc phthalocyanine 0.1-1.0, organic solvent - the rest. The technical task of the invention is to increase the chemical resistance of coatings to the action of solutions of organic acids, salts and alkalis, reduce internal stresses, reduce curing time, increase adhesion. This is achieved by the fact that the polymer composition contains zinc phthalocyanine.
Из патента РФ №2491310, принятого нами в качестве прототипа, известен поливинилхлоридный лак с улучшенными влагозащитными характеристиками на основе поливинилхлоридной смолы. Этот технический результат достигается за счет того, что лак на основе поливинилхлоридной смолы дополнительно содержит полностью эксфолированные наноразмерные пластины органофильных слоистых силикатов, распределенные в растворе перхлорвиниловой смолы марки ПСХ-ЛС, причем соотношение смолы, растворителя марки Р4 и органофильных нанодисперсных слоистых силикатов составляет 18,5:80:1,5 соответственно. Таким образом, улучшение влагозащитных свойств лакового покрытия обеспечивается за счет введения небольшого количества (1,5%) наполнителя - слоистых силикатов, с полностью разрушенной структурой (эксфолированных до наноразмерных частиц).From the patent of the Russian Federation No. 2491310, adopted by us as a prototype, polyvinyl chloride varnish with improved moisture protection characteristics based on polyvinyl chloride resin is known. This technical result is achieved due to the fact that the varnish based on polyvinyl chloride resin additionally contains completely exfoliated nanosized plates of organophilic layered silicates distributed in a solution of perchlorovinyl resin of the PSX-LS brand, the ratio of resin, solvent of the P4 brand and organophilic nanosized layered silicates being 18.5 : 80: 1.5 respectively. Thus, the moisture-proofing properties of the varnish coating are improved due to the introduction of a small amount (1.5%) of filler — layered silicates with a completely destroyed structure (exfoliated to nanosized particles).
Таким образом, улучшение адгезионных свойств, химической стойкости, влагостойкости в целом ряде случаев достигается за счет введения в лак или лакокрасочную композицию на основе поливинилхлоридов небольших количеств (0,1-1,5%) структурирующих функциональных добавок, например наноразмерных частиц слоистых силикатов.Thus, the improvement of adhesion properties, chemical resistance, moisture resistance in a number of cases is achieved by introducing small amounts (0.1-1.5%) of structural functional additives, for example, nanosized particles of layered silicates, into a varnish or paint composition based on polyvinyl chloride.
Однако в известном нам уровне техники нет информации о получении лакокрасочных супергидрофобных покрытий, исходя из лакокрасочных композиций на основе сополимеров винилхлорида с винилацетатом, а в качестве добавки, обеспечивающей формирование особой архитектуры поверхности и супергидрофобности - наноразмерных частиц кремнезема (аэросила).However, in the prior art, there is no information on the preparation of super-hydrophobic coatings, based on paint compositions based on copolymers of vinyl chloride and vinyl acetate, and as an additive providing the formation of a special surface architecture and superhydrophobicity, nanosized particles of silica (aerosil).
Задачей изобретения является получение лакокрасочного покрытия на основе дешевых компонентов - сополимеров винилхлорида с винилацетатом, обеспечивающего защищаемым поверхностям свойства супергидрофобности при хорошей адгезии покрытия к ним.The objective of the invention is to obtain a paint coat on the basis of cheap components - copolymers of vinyl chloride with vinyl acetate, providing protected surfaces with superhydrophobic properties with good adhesion to them.
Сущность заявляемого изобретения как технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше обеспечиваемого изобретением технического результата.The essence of the claimed invention as a technical solution is expressed in the following set of essential features, sufficient to achieve the above technical result provided by the invention.
Согласно изобретению лакокрасочное супергидрофобное покрытие, включающее полимерную основу, органический растворитель, наполнитель, сшивающую основу, органический пластификатор и компонент, ответственный за создание особой структуры поверхности, характеризуется тем, что в нем в качестве полимерной основы использованы сополимеры винилхлорида с винилацетатом, в качестве наполнителя использованы нетоксичные оксиды переходных металлов или тальк, в качестве сшивающей основы использована эпоксидная смола, в качестве компонента, ответственного за создание особой структуры поверхности, использован гидрофобизированный аэросил при следующем соотношении компонентов, мас. %:According to the invention, a super-hydrophobic paint coating comprising a polymer base, an organic solvent, a filler, a crosslinking base, an organic plasticizer and a component responsible for creating a special surface structure is characterized in that vinyl chloride-vinyl acetate copolymers are used as a polymer base, and filler used non-toxic oxides of transition metals or talc, an epoxy resin is used as a crosslinking base, as a component, the response vennogo for creating special surface structure, hydrophobized Aerosil used in the following ratio, wt. %:
Заявленное техническое решение характеризуется наличием ряда дополнительных факультативных признаков, а именно:The claimed technical solution is characterized by the presence of a number of additional optional features, namely:
- в качестве оксида переходных металлов может быть использован оксид титана.- titanium oxide can be used as transition metal oxide.
- в качестве органического пластификатора может быть использована канифоль.- rosin can be used as an organic plasticizer.
Непосредственный технический результат, достигаемый при использовании совокупности существенных признаков заявленного технического решения, заключается в том, что введение в композицию покрытия гидрофобизированного аэросила в совокупности с другими ее компонентами обеспечивает покрытию свойства супергидрофобности с хорошей адгезией к защищаемым поверхностям. Известно, что лакокрасочные покрытия на основе винилхлорида с винилацетатом, образующие лакокрасочную матрицу, обеспечивают хорошую адгезию покрытия к подложке. Введение избыточного количества аэросила, особенно гидрофобизированного, обеспечивает создание определенной морфологии поверхности, которая как раз и обеспечивает эффект «лотоса», т.е. несмачиваемость поверхности водой. При этом важно оптимально подобрать количество лакокрасочной основы, наполнителя и растворителя (виниловых сополимеров и эпоксидной смолы), чтобы, с одной стороны, наночастицы аэросила хорошо закрепились в лакокрасочной матрице, а с другой стороны, полимерные компоненты не сгладили поверхность, уничтожив необходимую структуру. Недостаточное количество аэросила не даст нужного эффекта, а избыточное количество аэросила может привести к нарушению целостности покрытий - появлению сетки трещин.The immediate technical result achieved by using the combination of essential features of the claimed technical solution is that the introduction of a hydrophobized aerosil in the coating composition together with its other components provides the coating with superhydrophobicity properties with good adhesion to the protected surfaces. It is known that coatings based on vinyl chloride with vinyl acetate, forming a paint matrix, provide good adhesion of the coating to the substrate. The introduction of an excessive amount of aerosil, especially hydrophobized, ensures the creation of a certain surface morphology, which just provides the “lotus” effect, i.e. surface non-wettability with water. It is important to optimally select the amount of paint base, filler and solvent (vinyl copolymers and epoxy resin) so that, on the one hand, aerosil nanoparticles are well fixed in the paint matrix, and on the other hand, the polymer components do not smooth the surface, destroying the necessary structure. An insufficient amount of aerosil will not give the desired effect, and an excess amount of aerosil can lead to a violation of the integrity of the coatings — the appearance of a network of cracks.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 представлено изображение участка поверхности заявленного покрытия в отраженных электронах, на фиг. 2 - изображение этого же участка поверхности в характеристических лучах, позволяющих оценить распределение элемента Si, на фиг. 3 - изображение этого же участка поверхности в характеристических лучах, позволяющих оценить распределение элемента Ti, на фиг. 4 - изображение этого же участка поверхности в характеристических лучах, позволяющих оценить распределение элемента С.The invention is illustrated by graphic materials, where in FIG. 1 is an image of a surface area of the claimed coating in reflected electrons; FIG. 2 is a depiction of the same surface area in characteristic rays, which make it possible to estimate the distribution of the Si element, in FIG. 3 is a depiction of the same surface area in characteristic beams that make it possible to estimate the distribution of the Ti element, in FIG. 4 - image of the same surface area in characteristic rays, allowing to evaluate the distribution of element C.
Заявленное покрытие получают следующим образом.The claimed coating is prepared as follows.
В стандартную лакокрасочную композицию на основе сополимера винилхлорида с винилацетатом, например, А-15 или А-15-О, или их зарубежных аналогов (VAGH, VAGF, ф. «Union Carbaid» и т.п.), гомогенизированного в органическом растворителе, смолы эпоксидной ЭД-20 или ее зарубежных аналогов (CYD-128, EPICOTE-828, EPILOX А19-00, Sinopec Corp.и т.п.), для придания супергидрофобных свойств вводят аэросил гидрофобизированный R-974 или его аналоги (HDK Н20, Wasker и т.п.) в количестве не менее 6-10 мас. %. В качестве наполнителя используют любые оксидные наполнители в высокодисперсном состоянии. Дополнительно в композицию покрытия вводят органический пластификатор, например, канифоль в количестве 7-11 мас. %. Заявленное лакокрасочное покрытие наносят распылением непосредственно на покрываемый материал или поверх грунтового и антикоррозионных слоев.In a standard paint composition based on a copolymer of vinyl chloride with vinyl acetate, for example, A-15 or A-15-O, or their foreign analogues (VAGH, VAGF, F. Union Carbaid, etc.), homogenized in an organic solvent, epoxy resins ED-20 or its foreign analogues (CYD-128, EPICOTE-828, EPILOX A19-00, Sinopec Corp., etc.), aerosil hydrophobized R-974 or its analogs (HDK H20, Wasker, etc.) in an amount of at least 6-10 wt. % As the filler use any oxide fillers in a finely divided state. Additionally, an organic plasticizer is introduced into the coating composition, for example, rosin in an amount of 7-11 wt. % The claimed paintwork is applied by spraying directly on the material to be coated or on top of the primer and anticorrosion layers.
Особая микроструктура покрытия подтверждается изображением, выполненным с помощью сканирующего электронного микроскопа (фиг. 1). Распределение элементов по площади покрытия исследовано с помощью рентгеновского микроанализатора. По изображениям (фиг. 2-4) можно оценить равномерность распределения трех основных элементов в составе покрытия, соответственно Si, Ti и С. Особую структуру поверхности отражает распределение Si (фиг. 2) и С (фиг. 4). Как видно из фиг. 1, распределение элемента титана - равномерное по всей площади покрытия, что свидетельствует о равномерном распределении наполнителя диоксида титана и о сплошности покрытия.The special microstructure of the coating is confirmed by an image made using a scanning electron microscope (Fig. 1). The distribution of elements over the coverage area was investigated using an X-ray microanalyzer. From the images (Fig. 2-4), it is possible to assess the uniformity of the distribution of the three main elements in the coating composition, respectively, Si, Ti and C. The distribution of Si (Fig. 2) and C (Fig. 4) reflects a special surface structure. As can be seen from FIG. 1, the distribution of the titanium element is uniform over the entire coating area, which indicates a uniform distribution of the titanium dioxide filler and the continuity of the coating.
Эффективность заявленного способа для получения супергидрофобного покрытия с хорошей адгезией к защищаемым поверхностям подтверждается сопоставлением значений краевого угла смачивания и показателей адгезии с покрытиями на основе виниловых сополимеров, поверхность которых не является супергидрофобной, которые приведены в таблице 1.The effectiveness of the claimed method for producing a superhydrophobic coating with good adhesion to protected surfaces is confirmed by comparing the values of the contact angle and adhesion with coatings based on vinyl copolymers, the surface of which is not superhydrophobic, which are shown in table 1.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016138887A RU2650135C1 (en) | 2016-10-03 | 2016-10-03 | Super-hydrophobic paintwork |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016138887A RU2650135C1 (en) | 2016-10-03 | 2016-10-03 | Super-hydrophobic paintwork |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2650135C1 true RU2650135C1 (en) | 2018-04-09 |
Family
ID=61867521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016138887A RU2650135C1 (en) | 2016-10-03 | 2016-10-03 | Super-hydrophobic paintwork |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2650135C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2724746C1 (en) * | 2019-12-26 | 2020-06-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" | Protective composite coating with high corrosion resistance and icing resistance |
| CN114015259A (en) * | 2021-10-28 | 2022-02-08 | 广东腐蚀科学与技术创新研究院 | High-durability environment-friendly super-hydrophobic composite coating and preparation method thereof |
| RU2790384C1 (en) * | 2022-09-14 | 2023-02-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Method for forming a superhydrophobic metal surface structure |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1735249A1 (en) * | 1989-12-27 | 1992-05-23 | Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений | Compound for floor covering |
| RU2056390C1 (en) * | 1991-07-04 | 1996-03-20 | Борис Никифорович Махаринов | Composition for hydro-and gas insulation of constructional structures |
| RU2122559C1 (en) * | 1997-10-15 | 1998-11-27 | Шафагат Фахразович Тахаутдинов | Method of preparing anticorrosion composition |
| RU2266308C1 (en) * | 2004-04-20 | 2005-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Polymer composition |
| EP2781568A1 (en) * | 2011-11-14 | 2014-09-24 | LG Chem, Ltd. | Adhesive film and method for encapsulating organic electronic device using same |
| US9080083B2 (en) * | 2013-04-11 | 2015-07-14 | Tesa Se | Silane primer for improving the adhesion of adhesive tapes on hydrophilic surfaces, especially glass surfaces |
| 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 |
-
2016
- 2016-10-03 RU RU2016138887A patent/RU2650135C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1735249A1 (en) * | 1989-12-27 | 1992-05-23 | Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений | Compound for floor covering |
| RU2056390C1 (en) * | 1991-07-04 | 1996-03-20 | Борис Никифорович Махаринов | Composition for hydro-and gas insulation of constructional structures |
| RU2122559C1 (en) * | 1997-10-15 | 1998-11-27 | Шафагат Фахразович Тахаутдинов | Method of preparing anticorrosion composition |
| RU2266308C1 (en) * | 2004-04-20 | 2005-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Polymer composition |
| EP2781568A1 (en) * | 2011-11-14 | 2014-09-24 | LG Chem, Ltd. | Adhesive film and method for encapsulating organic electronic device using same |
| US9080083B2 (en) * | 2013-04-11 | 2015-07-14 | Tesa Se | Silane primer for improving the adhesion of adhesive tapes on hydrophilic surfaces, especially glass surfaces |
| 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 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2724746C1 (en) * | 2019-12-26 | 2020-06-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" | Protective composite coating with high corrosion resistance and icing resistance |
| CN114015259A (en) * | 2021-10-28 | 2022-02-08 | 广东腐蚀科学与技术创新研究院 | High-durability environment-friendly super-hydrophobic composite coating and preparation method thereof |
| RU2790384C1 (en) * | 2022-09-14 | 2023-02-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Method for forming a superhydrophobic metal surface structure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105086823B (en) | Room temperature silicone curing and anticorrosive coating | |
| Zheng et al. | Inorganic–organic sol gel hybrid coatings for corrosion protection of metals | |
| CN107573845B (en) | A kind of extra-weather-proof type cracking resistance anticorrosive paint of organosilicon | |
| US8968459B1 (en) | Self-healing superhydrophobic coating composition and method of preparation | |
| CN106085070A (en) | A kind of low-surface-energy micro nano-coatings material and preparation method thereof | |
| ES2942688T3 (en) | Ice resistant paint for wind turbine blades, procedure for its preparation and use | |
| CN103881496B (en) | A kind of concrete transparent protecting coating | |
| JP2008280542A (en) | Self-cleaning coating composition | |
| CN108659600B (en) | Super-amphiphobic self-cleaning fluorine-silicon coating material and preparation method thereof | |
| KR101779826B1 (en) | Manufacturing method for aqueous ceramic paint for steel bridge painting and steel bridge painting method using the same | |
| CN107189638A (en) | Watersoluble plumbago alkene anticorrosive paint | |
| CN105462466B (en) | A kind of aqueous-based coating composition of the high pin hole limit | |
| Carneiro et al. | Nanocomposite acrylic paint with self-cleaning action | |
| AU2017213140B2 (en) | Shop primer | |
| JP3717868B2 (en) | Photocatalytic coating agent, photocatalytic composite material and production method thereof | |
| RU2650135C1 (en) | Super-hydrophobic paintwork | |
| CN104193289A (en) | Hydrophobic protective paint and preparation method thereof | |
| CN105001728A (en) | Organic and inorganic complex finishing varnish | |
| KR101953568B1 (en) | Room temperature curable ceramic coating composition | |
| CN106398499A (en) | Fluorine nanometer composite modified anticorrosion paint | |
| CN103937404A (en) | Ultraviolet light curing aqueous peelable coating and preparation method thereof | |
| Ranjbar et al. | Effects of nano silica on the Anticorrosive properties of epoxy coatings | |
| KR101629674B1 (en) | Two-Coats type Super-hydrophobic Coating paint and forming method for Super-hydrophobic coating film | |
| JP2015521664A (en) | Antifouling additive, its production method and its use in coating | |
| CN110804136B (en) | Preparation method of core-shell type fluorine-containing emulsion microsphere and application of core-shell type fluorine-containing emulsion microsphere in super-hydrophobic coating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201004 |