WO2018119496A1

WO2018119496A1 - Метод защиты поверхности от нежелательных отложений и состав покрытия, реализующий данный метод

Info

Publication number: WO2018119496A1
Application number: PCT/BG2017/000033
Authority: WO
Inventors: Албена ЯНЕВА; Ставри СТАВРЕВ
Original assignee: Албена ЯНЕВА
Priority date: 2016-12-30
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2018-07-05
Also published as: BG67102B1; BG112433A

Abstract

Данное изобретение касается метода и состава для защиты поверхности различных объектов от нежелательных отложений. Указанный метод включает подготовку обрабатываемой поверхности, нанесение на поверхность специального покрытия, содержащего модифицированный гидрофобный наноалмаз и/или модифицированную гидрофобную наноалмазную шихту и сушку покрытия. В состав покрытия, реализующего данный метод входят (в весовых %): - Акрилатная смола от 30 до 55 %; - Акрил от 25 до 45 %; - Диметилполисилоксан от 6 до 10 %; - модифицированный гидрофобный наноалмаз от 1 до 4 %, или модифицированная гидрофобная наноалмазная шихта от 2 до 8 %; - Отвердитель от 0 до 8 %; - Краситель от 0 до 4 %. Преимуществами данного изобретения являются отсутствие специальных требований и оборудования для использования нового метода и его экологичность и безопасность, повышенный эксплуатационный период покрытия, более низкая себестоимость полученной защиты и уменьшение коэффициента трения между покрытием и окружающей средой.

Description

_j реализующий данный метод

Область техники

Изобретение касается метода и состава для защиты поверхности от нежелательных отложений и находит применение при защите различных объектов от нежелательных воздействий, включительно, плавательных средств, а также и при производстве и применении специальных красок.

Данное изобретение может найти применение также при защите морских сооружений, мостовых конструкций, зданий, памятников, солнечных панелей и других объектов, подвергающихся атмосферным воздействиям, отложениям и другим нежелательным воздействиям, как и во всех тех случаях, когда необходимо обеспечить низкий коэффициент трения между защищаемым объектом и окружающей средой.

Предшествующее состояние техники

Известен метод защиты плавательных средств от отложений, включающий:

1. Подготовку обрабатываемой поверхности посредством механической и/или химической очистки, в том числе, возможное обезжиривание, с последующей грунтовкой, в случае необходимости;

2. Нанесение посредством одного из известных способов (щетка, валик, пульверизатор и др.) на соприкасающуюся с водой поверхность плавательного средства специального покрытия (краска) толщиной как минимум 200 микрометров, имеющего состав, который при налипании на поверхности во время эксплуатации нежелательных отложений (водоросли, ракообразные и др.) препятствует их развитию и размножению, вызывая их биологическое уничтожение.

3. Сушка поверхности при естественных условиях.

Не существует известных методов защиты поверхности от нежелательных отложений, при которых такая защита достигалась бы посредством нанесения покрытия, имеющего специальный состав, содержащий модифицированные гидрофобные наноалмазы, при котором защищаемая поверхность приобретала бы очень низкий коэффициент трения при взаимодействии с окружающей средой, создавая тем самым условия, делающие невозможным закрепление на ней нежелательных отложений.

Известны составы покрытий (краски), реализующие известный метод, при котором используются различные дополнительные ингредиенты (агенты) с противообрастающим (антифаулинг) эффектом, содержащие органо-оловянные соединения, в основном, трибутилолово (ТВТ), а более современные - окисленную медь. Нет сведений о составах антифаулинговьгх красок, которые бы содержали модифицированный/ую с целью гидрофобности наноалмаз и/или наноалмазную шихту.

При известном методе защиты плавательных средств от отложений прявляются следующие основные неудобства:

- недостаточно длинный эксплуатационный период, что приводит к необходимости прерывания эксплуатации плавательных средств для нанесения нового покрытия;

- невысокая экономическая эффективность метода ввиду его высокой себестоимости, объясняющейся большими объемами работ по очистке поверхности от старого покрытия перед нанесением нового покрытия, расходы на само покрытие и на труд;

- при отрывании полипов отрывается и само защитное покрытие, после чего данная зона поверхности остается незащищенной;

- не предотвращается именно прилипание ракообразных, водорослей и др., соответственно, не предотвращается и образование колонии полипов, что приводит к повышению коэффициента трения между плавательным средством и водой, и, соответственно, увеличивается расход горючего.

Кроме плавательных средств аналогичные затруднения встречаются и при защите поверхностей других объектов, для которых образование отложений является нежелательным явлением.

В отношении известных видов покрытий констатируются следующие наиболее важные проблемы:

- высокая себестоимость при кратком эксплуатационном периоде - от 1 до 2 лет;

- даже и без накопившихся отложений покрытия не обеспечивают низкий коэффициент трения с окружающей средой, в частности, с водой, что приводит к высокому расходу топлива в случае плавательных средств;

- неэкологические составы, содержащие компоненты опасные для жизни в воде, а также и для людей, работающих с ними;

- большинство известных эффективных покрытий не отвечают требованиям Регламента Европейского парламента и Совета (ЕС) Ν° 782/2003 от 14 апреля 2003 года о запрете использования органитиновых соединений на кораблях.

Техническая сущность изобретения

Задачей изобретени является создание метода для защиты поверхности от нежелательных отложений и состава покрытия, реализующего данный метод, посредством которых, одновременно с предотвращением образования отложений на обрабатываемой поверхности, увеличится ее эксплуатационный период без прерывания для нанесения нового покрытия, уменьшится коэффициент трения с окружающей средой, в результате чего будет реализована экономия горючего (для плавательных средств, автомобилей и др.), увеличится устойчивость к образованию царапин и появлению трещин, будет замедлено старение за счет ультрафиолетового излучения и повысится устойчивость к влаге, в том числе и к соленой влаге. Дополнительной задачей изобретения является увеличение физической прочности покрытия, которое также может применяться не только для плавательных средств, но и для памятников культуры, зданий, солнечных батарей, ветрогенераторов, и везде, где необходимо добиться низкой адгезии в отношение загрязнителей и/или низкого коэффициента трения, а также чтобы состав покрытия допускал окрашивание в случае необходимости.

Поставленные задачи решены посредством создания метода защиты поверхности и состава покрытия, реализующего данный метод.

Созданный новый метод включает следующие этапы:

1. Подготовка обрабатываемой поверхности посредством механической и/или химической очистки, в том числе и возможное обезжиривание, с последующей грунтовкой, при необходимости;

2. Однократное нанесение на обрабатываемую поверхность, посредством одного из известных способов (щетка, валик, пульверизатор и др.) специального покрытия толщиной от 40 до 200 микрометров, в чьем составе содержится модифицированный гидрофобный наноалмаз и/или модифицированная гидрофобная наноалмазная шихта;

3. Естественная или ускоренная сушка покрытия, после чего поверхность приобретает многократно более низкий коэффициент трения с окружающей средой и создаются условия для невозможности закрепления на ней нежелательных отложений.

В состав покрытия, реализующего данный метод, входят (в весовых процентах):

- Акрилатная смола от 30 до 55 %;

- Акрил от 25 до 45 %;

- Диметилполисилоксан от 6 до 10 %;

- Модифицированный гидрофобный наноалмаз от 1 до 4 %, или модифицированная гидрофобная наноалмазная шихта от 2 до 8 %;

- Отвердитель от 0 до 8 ;

- Краситель от 0 до 4 %.

Преимуществами данного изобретения являются следующие:

- отсутствие специальных требований и оборудования для использования нового метода;

- экологичность и безопасность при применении метода и использовании покрытия с новым составом;

- повышенный эксплуатационный период покрытия без перерыва для нанесение нового покрытия;

- более низкая себестоимость достигнутой защиты; - уменьшение коэффициента трения между покрытием и окружающей средой, в том числе и как отдельно требуемый эффект;

- возможность применения для множества различных объектов.

Примеры исполнения изобретения

Разработаны множество примеров использования метода и состава покрытия, не ограничиваясь лишь теми, которые представлены ниже.

Пример 1

Создан метод для защиты поверхности от нежелательных отложений, включающий следующие этапы:

1. Подготовка обрабатываемой поверхности посредством механической очистки обрабатываемой поверхности;

2. Однократное нанесение на обрабатываемую поверхность, посредством валиков специального покрытия толщиной 200 микрометров, в чьем составе содержится модифицированный гидрофобный наноалмаз;

3. Сушка покрытия при естественных условиях, после чего поверхность приобретает многократно более низкий коэффициент трения с окружающей средой и создаются условия для невозможности закрепления на ней нежелательных отложений.

Пример 2

1. Подготовка обрабатываемой поверхности посредством химической очистки, в том числе и обезжиривание;

2. Однократное нанесение на обрабатываемую поверхность, посредством краскораспылителя (пульверизатора) специального покрытия толщиной 40 микрометров, в чьем составе содержится модифицированная гидрофобная наноалмазная шихта;

Пример 3

Создан вариант метода защиты поверхности от нежелательных отложений, включающий:

1. Подготовку обрабатываемой поверхности посредством механической и химической очистки, в том числе и обезжиривание, с последующей грунтовкой грунтом, подходящим для покрытия на акрилатной основе; 2. Однократное нанесение на обрабатываемую поверхность, посредством пульверизатора специального покрытия толщиной 150 микрометров, в чьем составе содержится гидрофобный наноалмаз, или гидрофобная наноалмазная шихта, согласно настоящего изобретения, включительно нижеприведенные примеры;

3. Сушка покрытия при естественных условиях с предварительно добавленным в его состав отвердителем, после чего поверхность приобретает многократно более низкий коэффициент трения с окружающей средой и создаются условия для невозможности закрепления на ней нежелательных отложений.

Пример 4

Разработаны также и методы, аналогичные тем, которые приведены в примерах от 1 до 3, при которых толщина специального покрытия находится в диапазоне от 40 до 200 микрометров, а сушка производится ускоренным способом посредством одного из известных в технике способов (повышенная конвекция окружающего воздуха, обдув теплым воздухом и др.).

Пример 5

Разработаны конкретные составы согласно изобретения, содержащие модифицированный гидрофобный наноалмаз или модифицированную гидрофобную наноалмазную шихту, указанные в Таблице 1.

Таблица 1

Состав 1 Состав 2 Состав 3 Состав 4 Состав 5 Состав 6

Компоненты весовые % весовые % весовые % весовые% весовые % весовые %

Акрилатная смола 50 46 41 50 52 38

Акрил 30 40 41 32 39 37

Диметил-

8 7 9 8 6 10 полисилоксан

Гидрофобный

наноалмаз

2 3 4 0 0 0 с размерами

от 4 до 6 nm

Гидрофобная

наноалмазная

шихта с 0 0 0 4 3 8 размерами

от 1 до 2 nm

Отвердитель 8 0 5 6 0 7

Краситель 2 4 0 0 0 0 В составах 1 и 3 (с гидрофобным наноалмазом) и в составах 4 и 6 (с гидрофобной наноалмазной шихтой) в качестве акрилатной смолы использован продукт„Крестакрил", а при изготовлении составов 2 (с гидрофобным наноалмазом) и 5 (с гидрофобной наноалмазной шихтой) -„Нурофлекс".

В качестве отвердителя использован отвердитель для акрилатной смолы.

Составы были получены посредством добавки в подходящий сосуд с наноалмазом растворителя (акрил), после чего все остальные компоненты без отвердителя размешивались вместе до получения гомогенной смеси. При необходимости, отвердитель добавляется непосредственно перед нанесением покрытия и размешивается в течение 5-6 минут.

Пример 6:

Из составов, указанных в Примере 5 изготовлены по три образца и они же были испытаны в испытательной лабораторий Министерства Обороны Республики Болгария по утвержденной методике для наноструктурных покрытий согласно стандарту: MSLSTD810G. Испытания были проведены в полном объеме согласно стандарта, и результаты показывают, что тестированные покрытия исполняют поставленные задачи, а именно - предотвращают образование нежелательных наслоений и обеспечивают полную гидрофобность; имеют устойчивость к образованию трещин и царапин; температурная устойчивость в диапазоне 60 - 360 градусов Цельсия; увеличивают до трех раз срок старения при воздействии ультрафиолетового излучения; имеют самоочищающиеся свойства и устойчивость к соленой влаге; срок непрерывной эксплуатации 8-12 лет.

Применение изобретения

Новосозданный метод применяется вместе с конвенциональными способами для нанесения покрытия, такими как щеткой, валиком, краскораспылителем (пульверизатором) и др.

Имеется возможность добавления отвердителя в состав при применении специализированного пистолета для покраски во время самого нанесения покрытия данным пистолетом.

Состав покрытия позволяет его одноразовое нанесение толщиной от 40 до 200 микрометров, в результате чего обеспечивается его эксплуатационную годность в течение длительного периода времени - 8-12 лет. В большинстве случаев нанесение нового второго слоя не является необходимым.

При окрашивании состава рекомендуется, чтобы размер частиц красителя находился в диапазоне от 40 до 60 нанометров. Составы, содержащие гидрофобную наноалмазную шихту, имеют черный цвет, в связи с чем их окрашивание не является практичным и экономически невыгодно.

Данное изобретение может найти весьма широкое применение в самых различных областях, например, таких, как защита морских сооружений (платформ для добычи нефти, причалов и др.), мостовых конструкций, зданий, памятников, химических установок, индустриальных емкостей (силосы, цистерны и др.), сухопутного и водного транспорта (поезда, грузовые автомобили, легковые автомобили; корабли, яхты и др.), шахтных сооружений, нефтяньж и газовых установок и трубопроводов, ветряных или солнечных электростанций, мебели и других.

Литература:

1. Патент CN 101805546В;

2. Регламент Европейского парламента и Совета (ЕС) N° 782/2003 от 14 апреля 2003 года о запрете использования органитиновых соединений на кораблях.

Claims

Формула изобретения

1. Метод защиты поверхности от нежелательных отложений, включающий:

- подготовку обрабатываемой поверхности посредством механической и/или химической очистки;

- нанесение на подготовленную поверхность специального покрытия каким-либо из известных методов;

- сушку покрытия,

характеризующийся тем, что специальное покрытие содержит модифицированный гидрофобный наноалмаз и/или модифицированную гидрофобную наноалмазную шихту.

2. Метод по пункту 1, характеризующийся тем, что специальное покрытие наносится однократно и имеет толщину от 40 до 200 микрометров.

3. Состав покрытия, реализующий метод по пунктам 1 и 2, включающий акрилатную смолу и специальные добавки, характеризующийся тем, что содержит (в весовых процентах):

акрилатную смолу от 30 до 55 %;

акрил от 25 до 45 %;

специальные добавки:

- диметилполисилоксан от 6 до 10 %;

- модифицированный гидрофобный наноалмаз от 1 до 4 %, или модифицированная гидрофобная наноалмазная шихта от 2 до 8 %.

4. Состав покрытия по пункту 3, характеризирующийся тем, что содержит (в весовых процентах) кроме того отвердитель от 0 до 8 % и краситель от 0 до 4 %.