×
27.10.2014
216.013.01a4

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРИДАНИЯ МАТЕРИАЛАМ ГИДРОФИЛЬНЫХ СВОЙСТВ ПРИ ПОМОЩИ ОРГАНОСИЛОКСАНОВОГО ПОКРЫТИЯ С НИТРИЛОТРИМЕТИЛЕНФОСФОНОВОЙ КИСЛОТОЙ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к производству модифицированных материалов, например текстильных, полимерных, из силикатного стекла, дерева, кожи, металла, керамики, и может быть использовано для придания гидрофильных свойств поверхностям этих материалов. Для придания материалам различной природы гидрофильных свойств осуществляют нанесение модификатора на поверхность их. Покрытие сформировано путем последовательного нанесения водного раствора олиго(аминопропил)этоксисилана формулы общей формулы, представленной на фиг.1, и последующего нанесения водного раствора нитрилотриметиленфосфоновой кислоты общей формулы, представленной на фиг.2. После нанесения каждого раствора осуществляют сушку на воздухе и термообработку. Изобретение позволяет придать высокие гидрофильные свойства различным материалам.8 ил.,6 пр.
Основные результаты: Способ придания материалам различной природы гидрофильных свойств путем последовательного нанесения на поверхность материалов водного раствора олиго(аминопропил)этоксисилоксана общей формулы где n=5(I), 10(II), 15(III)с концентрацией от 0,1 до 1 мас.% и водного раствора нитрилотриметиленфосфоновой кислоты формулы с сушкой на воздухе и термообработкой после нанесения каждого раствора.

Изобретение относится к производству модифицированных материалов и может быть использовано для придания гидрофильных свойств поверхности материалов.

Известен способ гидрофилизирующей обработки текстильного материала составом, содержащим смесь полиорганосилоксана и полидиорганосилоксана (см. патент DE №3932276 «Состав для обработки текстиля и способ обработки») [1]. Используемый полиорганосилоксан обладает гидрофильными свойствами, но является водонерастворимым соединением. Для увеличения его эмульгирующей способности при обработке волокнистых материалов добавляется другой полиорганосилоксан, выполняющий функцию поверхностно-активного вещества. Недостатком данного способа является нестабильность эмульсии, ее склонность к коагуляции, обусловленная свойствами применяемого полиорганосилоксана.

Наиболее близким по своим признакам к заявляемому способу является способ придания текстильным материалам из волокон различной природы гидрофильных свойств (см. патент RU №2370583 «Способ придания волокнистым материалам гидрофильных свойств с помощью оксиалкиленорганосилоксановых блоксополимеров») [2]. Один из главных недостатков этого способа заключается в том, что он предусматривает значительный расход блоксополимеров (оксиалкиленорганосилоксан используется в количестве 1-5% к массе волокнистого материала).

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке усовершенствованного способа придания гидрофильных свойств поверхности различных материалов при значительно меньших затратах модификатора.

Технический результат достигается за счет нанесения модификатора поверхности, сформированного путем молекулярной сборки органосилоксановых покрытий с N,N-бис(1,2-дигидроксипропил)аминоалкильными группами, причем отличительная особенность заявляемого способа заключается в том, что модификатор поверхности материала формируют в две стадии, причем на первой стадии используют олиго(аминопропил)этоксисилоксан, а на второй стадии используют нитрилотриметиленфосфоновую кислоту.

Двустадийный способ молекулярной сборки заключается в выполнении следующих операций.

На первой стадии выполняют иммобилизацию олиго(аминопропил)этоксисилоксана (I-III, см. Фиг.1) на поверхности материала. На второй стадии проводят конденсацию привитого аминопропилсодержащего органосилоксанового покрытия с нитрилотриметиленфосфоновой кислотой при нагревании (см. Фиг.2).

Операция по иммобилизации на поверхности материала олиго(аминопропил)этоксисилоксана (I-III, см. схему 1) состоит в том, что поверхности материала смачивают этанольным или водным растворами олигомера заданной концентрации - 0.1; 1%-ной с последующей сушкой на воздухе и проведением химического закрепления модификатора на поверхности термообработкой.

В результате указанной обработки модификатор (I-III) ковалентно закрепляется на поверхности материала за счет конденсации этоксигрупп модификатора с функциональными группами полимера материала, образуя на поверхности микро/наноразмерное покрытие (см. Фиг.1).

Количество органосилоксанового покрытия на поверхности материала после пропитки, сушки и термообработки оценивают по увеличению массы материала, выраженному в процентах от исходной массы материала. Если при однократной пропитке, сушке и термообработке материала привес не достиг требуемых значений, то пропитку, сушку и термообработку материала проводят несколько раз до тех пор, пока привес не достигает требуемых значений.

На второй стадии осуществляют смачивание модифицированной поверхности 10%-ным водным раствором нитрилотриметиленфосфоновой кислоты с последующей сушкой на воздухе и проведением конденсации привитого аминопропиленсодержащего органосилоксанового покрытия с нитрилотриметиленфосфоновой кислотой при нагревании.

В результате указанной обработки нитрилотриметиленфосфоновая кислота вступает в реакцию с аминогруппами органосилоксанового покрытия и образует на поверхности гидрофильные группы (Фиг.2).

При этом поверхностный слой приобретает «щеточную геометрию» (см. Фиг.3).

Наличие в покрытиях гидрофильных (водорастворимых) групп придает гидрофильные свойства поверхности материала.

Механизм формирования гидрофильных органосилоксановых покрытий на поверхности силикатного стекла на первой стадии основан на взаимодействии реакционно-способных гидрофильных этоксисилильных групп олиго(аминопропил)этоксисилоксана (I-III) с силанольными группами, находящимися на поверхности силикатного стекла (Фиг.4), которое протекает с выделением этилового спирта, удаляемого при термообработке материала.

На второй стадии механизм формирования гидрофильных органосилоксановых покрытий основан на взаимодействии привитых аминопропилсодержащих органосилоксановых покрытий с нитрилотриметиленфосфоновой кислотой (см. Фиг.2), приводящем к химическому связыванию гидрофильных нитрилометиленфосфоновых групп с аминопропильными группами на поверхности органосилоксанового покрытия.

Механизм формирования гидрофильных органосилоксановых покрытий на поверхности полиэфирной пленки на первой стадии основан на взаимодействии реакционноспособных гидрофильных этоксильных групп олиго(аминопропил)этоксисилоксана (I-III) с концевыми карбоксильными (-СООН) и гидроксильными (-ОН) группами, находящимися на поверхности полиэфирной пленки (см. Фиг.5), которое протекает с выделением этилового спирта, удаляемого при термообработке материала.

На второй стадии механизм формирования гидрофильных органосилоксановых покрытий основан на взаимодействии привитых аминопропилсодержащих органосилоксановых покрытий с нитрилотриметиленфосфоновой кислотой (см. Фиг.2), приводящем к связыванию гидрофильных нитрилотриметиленфосфоновых групп на поверхности органосилоксанового покрытия.

Данные ИК-спектров, снятые с модифицированных образцов материалов, содержат полосы валентных колебаний Р=0 в области 2700-2600 см-1, Р-ОН в области 1040-1180 см-1, Si-O-Si связей в области 1080-1020 см-1, Si-OC связей в области 880-810 см-1 и деформационных колебаний Si-C связей в области 1260 и 800 см-1, что подтверждает образование искомого органосилоксанового покрытия.

Общая методика обработки поверхности материалов заключается в следующем.

Первая стадия.

- Проведение смачивания поверхности материала этанольным или водным растворами олиго(аминопропил)этоксисилоксана (I-III) заданной концентрации - 0,1-1%-ной и сушкой на воздухе.

- Химическое закрепление модификатора на поверхности при нагревании.

Вторая стадия.

- Проведение смачивания модифицированной поверхности 10%-ным водным раствором нитрилотриметиленфосфоной кислоты и сушкой на воздухе.

- Проведение химического закрепления нитрилотриметиленфосфоновой кислоты к аминопропильным группам органосилоксанового покрытия при нагревании.

Пример 1. Обработка поверхности силикатного стекла 0,1-1%-ным раствором олигомера (I). Обработка проводилась согласно изложенной методике.

Обработка модифицированной поверхности силикатного стекла 10%-ным водным раствором нитрилотриметиленфосфоновой кислоты. Обработка проводилась согласно изложенной методике.

Повышение гидрофилыюсти поверхности стекла оценивалось по краевому углу смачивания (см. Фиг.6).

Пример 2. Обработка поверхности силикатного стекла 0,1-1%-ным раствором олигомера (II). Обработка проводилась согласно изложенной методике.

Обработка модифицированной поверхности силикатного стекла 10%-ным водным раствором нитрилотриметиленфосфоновой кислоты. Обработка проводилась согласно изложенной методике.

Повышение гидрофильности поверхности стекла оценивалось по краевому углу смачивания (см. Фиг.6).

Пример 3. Обработка поверхности силикатного стекла 0,1-1%-ным раствором олигомера (III). Обработка проводилась согласно изложенной методике.

Обработка модифицированной поверхности силикатного стекла 10%-ным водным раствором нитрилотриметиленфосфоновой кислоты. Обработка проводилась согласно изложенной методике.

Повышение гидрофильности поверхности стекла оценивалось по краевому углу смачивания (см. Фиг.6).

Пример 4. Обработка поверхности полиэфирной пленки 0,1-1%-ным раствором олигомера (I). Обработка проводилась согласно изложенной методике.

Обработка модифицированной поверхности полиэфирной пленки 10%-ным водным раствором нитрилотриметиленфосфоновой кислоты. Обработка проводилась согласно изложенной методике.

Повышение гидрофильности поверхности полиэфирной пленки оценивалось по краевому углу смачивания (см. Фиг.6).

Пример 5. Обработка поверхности полиэфирной пленки 0,1-1%-ным раствором олигомера (II). Обработка проводилась согласно изложенной методике.

Обработка модифицированной поверхности полиэфирной пленки 10%-ным водным раствором нитрилотриметиленфосфоновой кислоты. Обработка проводилась согласно изложенной методике.

Повышение гидрофильности поверхности полиэфирной пленки оценивалось по краевому углу смачивания (см. Фиг.6).

Пример 6. Обработка поверхности полиэфирной пленки 0,1-1%-ным раствором олигомера (III). Обработка проводилась согласно изложенной методике.

Обработка модифицированной поверхности полиэфирной пленки 10%-ным водным раствором нитрилотриметиленфосфоновой кислоты. Обработка проводилась согласно изложенной методике.

Повышение гидрофильности поверхности полиэфирной пленки оценивалось по краевому углу смачивания (см. Фиг.6).

Анализ результатов обработки поверхности материалов, описанный в примерах 1-6, показал, что предлагаемый способ придания материалам гидрофильных свойств позволяет обеспечивать для различных материалов высокие гидрофильные свойства. Краевой угол смачивания поверхности материалов уменьшается в 3,6-15,3 раза при затрате олиго(аминопропил)этоксисилоксана (I-III) от 0,1 до 1% масс.

Таким образом, предлагаемый способ придания материалам гидрофильных свойств позволяет повысить гидрофильность поверхности материалов (силикатного стекла, полиэфирной пленки) в 3.6-15.3 раз, причем по гидрофилизируемой способности органосилоксановые покрытия с химически связанными гидрофильными нитрилотриметиленфосфоновыми группами превосходят свойства прототипа и требуют минимального количества исходных продуктов для формирования модификатора поверхности.

Заявляемый способ может найти применение для придания гидрофильных свойств поверхностям различных материалов, таких как стекло, керамика, дерево, кожа, металлы и изделий из них, таких как пленки, волокна, профильные изделия.

Способ придания материалам различной природы гидрофильных свойств путем последовательного нанесения на поверхность материалов водного раствора олиго(аминопропил)этоксисилоксана общей формулы где n=5(I), 10(II), 15(III)с концентрацией от 0,1 до 1 мас.% и водного раствора нитрилотриметиленфосфоновой кислоты формулы с сушкой на воздухе и термообработкой после нанесения каждого раствора.
СПОСОБ ПРИДАНИЯ МАТЕРИАЛАМ ГИДРОФИЛЬНЫХ СВОЙСТВ ПРИ ПОМОЩИ ОРГАНОСИЛОКСАНОВОГО ПОКРЫТИЯ С НИТРИЛОТРИМЕТИЛЕНФОСФОНОВОЙ КИСЛОТОЙ
СПОСОБ ПРИДАНИЯ МАТЕРИАЛАМ ГИДРОФИЛЬНЫХ СВОЙСТВ ПРИ ПОМОЩИ ОРГАНОСИЛОКСАНОВОГО ПОКРЫТИЯ С НИТРИЛОТРИМЕТИЛЕНФОСФОНОВОЙ КИСЛОТОЙ
СПОСОБ ПРИДАНИЯ МАТЕРИАЛАМ ГИДРОФИЛЬНЫХ СВОЙСТВ ПРИ ПОМОЩИ ОРГАНОСИЛОКСАНОВОГО ПОКРЫТИЯ С НИТРИЛОТРИМЕТИЛЕНФОСФОНОВОЙ КИСЛОТОЙ
СПОСОБ ПРИДАНИЯ МАТЕРИАЛАМ ГИДРОФИЛЬНЫХ СВОЙСТВ ПРИ ПОМОЩИ ОРГАНОСИЛОКСАНОВОГО ПОКРЫТИЯ С НИТРИЛОТРИМЕТИЛЕНФОСФОНОВОЙ КИСЛОТОЙ
СПОСОБ ПРИДАНИЯ МАТЕРИАЛАМ ГИДРОФИЛЬНЫХ СВОЙСТВ ПРИ ПОМОЩИ ОРГАНОСИЛОКСАНОВОГО ПОКРЫТИЯ С НИТРИЛОТРИМЕТИЛЕНФОСФОНОВОЙ КИСЛОТОЙ
СПОСОБ ПРИДАНИЯ МАТЕРИАЛАМ ГИДРОФИЛЬНЫХ СВОЙСТВ ПРИ ПОМОЩИ ОРГАНОСИЛОКСАНОВОГО ПОКРЫТИЯ С НИТРИЛОТРИМЕТИЛЕНФОСФОНОВОЙ КИСЛОТОЙ
СПОСОБ ПРИДАНИЯ МАТЕРИАЛАМ ГИДРОФИЛЬНЫХ СВОЙСТВ ПРИ ПОМОЩИ ОРГАНОСИЛОКСАНОВОГО ПОКРЫТИЯ С НИТРИЛОТРИМЕТИЛЕНФОСФОНОВОЙ КИСЛОТОЙ
СПОСОБ ПРИДАНИЯ МАТЕРИАЛАМ ГИДРОФИЛЬНЫХ СВОЙСТВ ПРИ ПОМОЩИ ОРГАНОСИЛОКСАНОВОГО ПОКРЫТИЯ С НИТРИЛОТРИМЕТИЛЕНФОСФОНОВОЙ КИСЛОТОЙ
СПОСОБ ПРИДАНИЯ МАТЕРИАЛАМ ГИДРОФИЛЬНЫХ СВОЙСТВ ПРИ ПОМОЩИ ОРГАНОСИЛОКСАНОВОГО ПОКРЫТИЯ С НИТРИЛОТРИМЕТИЛЕНФОСФОНОВОЙ КИСЛОТОЙ
СПОСОБ ПРИДАНИЯ МАТЕРИАЛАМ ГИДРОФИЛЬНЫХ СВОЙСТВ ПРИ ПОМОЩИ ОРГАНОСИЛОКСАНОВОГО ПОКРЫТИЯ С НИТРИЛОТРИМЕТИЛЕНФОСФОНОВОЙ КИСЛОТОЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 111-120 из 125.
18.05.2019
№219.017.5670

Жидкокристаллический проекционный экран

Изобретение относится к оптическому приборостроению. Жидкокристаллический проекционный экран включает жидкокристаллический материал, помещенный между двумя прозрачными пластинами, на которые с внутренней стороны нанесены слои прозрачного электропроводного материала. На внешнюю сторону...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002399076
Дата охранного документа: 10.09.2010
18.05.2019
№219.017.5710

Способ и система для распознавания лица с учетом списка людей, не подлежащих проверке

Изобретение относится к биометрическим системам идентификации личности по изображению лица человека. Техническим результатом является распознавание личности в условиях неравномерного освещения и для широкого диапазона углов поворота лица на изображении. В способе формируют галерею изображений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002381553
Дата охранного документа: 10.02.2010
24.05.2019
№219.017.6060

Оптическая проекционная система

Система содержит оптический модулятор, оптическую часть переноса, проекционную оптическую часть, асферическое зеркало и отражающий экран. Оптическая часть переноса содержит собственную часть, включающую в себя, по меньшей мере, один оптический элемент, расположенный на первой оптической оси....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002403602
Дата охранного документа: 10.11.2010
29.05.2019
№219.017.65a6

Способ увеличения разрешения цифровой видеопоследовательности

Изобретение относится к способам обработки видеоданных, а более конкретно к способам увеличения размерности видеопоследовательностей. Технический результат заключается в обеспечении увеличения размера изображения в четыре и более раз без заметных искажений. Способ увеличения размерности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002393540
Дата охранного документа: 27.06.2010
29.05.2019
№219.017.68ff

Десятикратный ультракомпактный вариообъектив с макрорежимом

Объектив состоит из четырех последовательно расположенных компонентов: первого - положительного, второго - отрицательного, третьего и четвертого - положительных. Первый компонент неподвижен в режиме зуммирования и подвижен в макрорежиме и представляет собой склейку положительной и отрицательной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002433434
Дата охранного документа: 10.11.2011
29.05.2019
№219.017.6a24

Способ обработки звукового сигнала

Изобретение относится к способам обработки цифровых сигналов, в частности к сжатию сигнала и передаче огибающей спектра. Способ обработки звукового сигнала включает операции по преобразованию временного сигнала в спектральные коэффициенты, извлечению огибающей спектра сигнала в виде средней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002464649
Дата охранного документа: 20.10.2012
09.06.2019
№219.017.7d98

Интегральное оптическое устройство для записи микроголограмм

Устройство состоит из лазерного источника когерентного излучения, оптического устройства, разделяющего исходящий из лазерного источника пучок на сигнальный и опорный, оптического устройства, расширяющего сигнальный пучок, пространственного модулятора света, преобразующей оптической системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002470337
Дата охранного документа: 20.12.2012
19.06.2019
№219.017.88b8

Устройство воспроизведения изображения (варианты)

Изобретение относится к области оптики, а именно к устройствам воспроизведения изображения. Устройство содержит, по меньшей мере, одно средство отображения, оптический элемент с полным внутренним отражением (ПВО), соединенный с приводом, и, по меньшей мере, один оптический элемент распределения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002413264
Дата охранного документа: 27.02.2011
19.06.2019
№219.017.8b3e

Полимер на основе поли(ферроценил)силана, способ его получения и пленка, включающая в себя полимер на основе поли(ферроценил)силана

Изобретение относится к полимерам на основе поли(ферроценил)силана, использующимся в фотонных полупроводниковых матрицах. Предложен ячеистый полимер на основе поли(ферроценил)силана, включающий в себя повторяющиеся блоки трех типов структур, способ его получения, основанный на пространственном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002441874
Дата охранного документа: 10.02.2012
29.06.2019
№219.017.9df1

Проекционная оптическая система

Изобретение относится к проекционным оптическим системам. Проекционная система содержит первую оптическую часть, вторую оптическую часть и третью оптическую часть, каждая оптическая часть содержит, по меньшей мере, одну оптическую линзу. Вторая оптическая часть дополнительно содержит средство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002338232
Дата охранного документа: 10.11.2008
Показаны записи 71-72 из 72.
20.12.2015
№216.013.9c15

Отклоняющая система для управления плоской электромагнитной волной

Изобретение относится к области телекоммуникационных технологий, а более конкретно - к устройствам для управления плоскими электромагнитными волнами. Технический результат заключается в обеспечении снижения величины управляющего напряжения и вносимых электромагнитных потерь. Отклоняющая система...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571582
Дата охранного документа: 20.12.2015
20.01.2016
№216.013.a260

Контекстно-адаптивное энтропийное кодирование с использованием кодирования серий высоковероятных символов

Изобретение относится к области обработки цифровых сигналов, в частности к сжатию данных и улучшению энтропийного кодирования видеопоследовательностей. Техническим результатом является повышение эффективности и снижение вычислительной сложности энтропийного кодирования. Способ обработки потока...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573210
Дата охранного документа: 20.01.2016
+ добавить свой РИД