×
20.04.2019
219.017.35aa

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ АЛЮМИНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу получения на поверхности металла, например алюминия, полимерных покрытий, обладающих гидрофобными свойствами, которые могут быть использованы как антиобледенительные покрытия, защитные покрытия для электроники, самоочищающиеся поверхности, а также как покрытия для защиты от биообрастания. Описан способ получения полимерного покрытия на поверхности алюминия, включающий обезжиривание поверхности алюминия ацетоном, обработку 1М раствором гидроксида натрия, водой, последующую сушку и модификацию поверхности, в котором обезжиривание поверхности алюминия проводят до обработки раствором гидроксида натрия, после обработки раствором гидроксида натрия проводят травление поверхности 2М-5М раствором соляной кислоты и ее термостатирование при 140°С, а модификацию поверхности алюминия ведут 3 мас.% раствором предварительно полученного при 70°С в присутствии азобисизобутиронитрила сополимера глицидилметакрилата и 2,2,3,3,4,4,4-гептафторбутилметакрилата, взятых в мольном отношении 0.6:1 соответственно, в среде метилэтилкетона, с последующим термостатированием модифицированного алюминия при 140°С. Техническим результатом является получение на поверхности алюминия полимерного покрытия, обладающего супергидрофобными свойствами. 1 табл., 1 ил., 5 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способу получения на поверхности металла, например, алюминия, полимерных покрытий, обладающих гидрофобными свойствами, которые могут быть использованы как антиобледенительные покрытия, защитные покрытия для электроники, самоочищающиеся поверхности, а также как покрытия для защиты от биообрастания.

Известны способы получения полимерного покрытия на поверхности металла с использованием поверхностно-инициированной полимеризации, при которых поверхность предварительно обрабатывают 1 н. водным раствором монохлоруксусной кислоты, или 0,5 н. раствором 3-хлорметилбензойной кислоты в метаноле, а полимеризацию проводят в растворе, содержащем различные мономеры, путем его призитой полимеризации на поверхности в присутствии каталитического комплекса (Патент RU 2380173, МПК B05D 7/14, B05D 3/10, 27.01.2010; Патент RU 2405859, МПК С23С 22/00, B05D 7/14, 10.12.2010).

Недостатками данных способов является высокая стоимость используемых кислот, закрепляемых на поверхности для инициирования процесса полимеризации, и низкая эффективность закрепления полимерного покрытия.

Известен способ получения анодированных объектов из алюминия или магния с последующей модификацией оксидного слоя фторполимерами Способ осуществляется путем предварительного получения микропористой структуры поверхности субстратов методом анодного окисления, с последующей обработкой в водной эмульсии фторполимера с размером частиц 1-50 нм. Для целей изобретения предпочтительными являются политетрафторэтилен, поливинилиденфторид, поливинилфторид и сополимеры тетрафторэтилена (Патент DE 4124730, МПК B05D 5/08, C09D 127/12, C25D 11/18, C25D 11/30, B05D 3/10, B05D 3/00, B05D 7/14, В32В 15/08, C08F 14/18, C08J 5/12, C09D 127/12, C09D 127/18, C25D 11/04, C25D 11/18, C25D 15/00, 28.01.1993).

Недостатком данного метода является сложность и многостадийность процесса анодирования. Закрепление частиц фторполимера на поверхности происходит только за счет сорбции, что не обеспечивает устойчивости гидрофобного состояния. Кроме этого, осаждение может забивать предварительно полученную микротекстуру.

Известен способ получения полимерного покрытия на поверхности металла с использованием поверхностно-инициированной полимеризации. Способ включает предварительную активацию поверхности алюминия плазмой низкого давления и закрепление глицидола для получения на поверхности реакционноспособных гидроксильных групп, способных к взаимодействию с инициатором полимеризации α-бромоизобутирил бромидом. Затем проводят поверхностно-инициированную полимеризацию мономеров выбранных из ряда: 2,2,2-трифторэтилметакрилат, 1,1,1,3,3,3-гексафторизопропилметакрилат, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-гептадекафтордецилметакрилат и лаурилметакрилат. В результате получены привитые полимерные покрытия, обладающие высокогидрофобными свойствами (Патент RU 2547070, МПК С23С 22/00, С23С 22/83, B05D 7/14, 10.04.2015).

Недостатком данного метода является использование плазмы низкого давления для предварительной активации поверхности, поскольку это требует специального оборудования. Кроме этого, многостадийность процесса и большой расход мономера делают данный способ не технологичным.

Наиболее близким техническим решением является способ получения полимерного покрытия на поверхности металла гидрофильными мономерами с использованием поверхностно-инициированной полимеризации. Способ включает предварительную обработку поверхности металла водным раствором гидроксида натрия, дальнейшую обработку раствором инициатора полимеризации дихлор(3-хлорпропил)метилсилана, последующую модификацию проводят в растворе, содержащем гидрофильный мономер в присутствии каталитического комплекса (Патент RU 2379123, МПК B05D 7/14, B05D 3/10, 20.01.2010).

Недостатком данного способа является сложность работы с дихлор(3-хлорпропил)метилсиланом, поскольку происходит сшивание последнего даже при небольшом содержании воды в растворе, что приводит к не эффективному закреплению на поверхности инициатора полимеризации.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка эффективного способа получения привитого полимерного покрытия на металлической поверхности для придания супергидрофобных свойств.

Техническим результатом является получение на поверхности алюминия полимерного покрытия, обладающего супергидрофобными свойствами.

Технический результат достигается в способе получения полимерного покрытия на поверхности алюминия, включающем обезжиривание поверхности алюминия ацетоном, обработку 1М раствором гидроксида натрия, водой, последующую сушку и модификацию поверхности, при этом обезжиривание поверхности алюминия проводят до обработки раствором гидроксида натрия, после обработки раствором гидроксида натрия проводят травление поверхности 2М-5М раствором соляной кислоты и ее термостатирование при 140°С, а модификацию поверхности алюминия ведут 3% (масс.) раствором предварительно полученного при 70°С в присутствии азобисизобутиронитрила сополимером глицидилметакрилата и 2,2,3,3,4,4,4-гептафторбутилметакрилата, взятых в мольном отношении 0.6:1 соответственно, в среде метилэтилкетона, с последующим термостатированием модифицированного алюминия при 140°С.

Предложенный способ позволяет избежать дефектов (деградации) сформированного покрытия, которые образуются из-за неравномерного закрепления и отсутствия химических связей с подложкой, при модификации низкомолекулярными гидрофобными агентами. Кроме этого, при синтезе полимера (сополимера) можно варьировать не только молекулярную массу, но и вводить дополнительные реакционноспособные центры для химического взаимодействия с поверхностью субстрата. В частности, синтезированный сополимер состоит из двух сомономеров: один сомономер - 2,2,3,3,4,4,4-гептафторбутилметакрилат, содержащий фторированный заместитель, обеспечивает низкую смачиваемость материала, но обладает низкой адгезией к металлическим подложкам (что ограничивает его применение в чистом виде), а второй сомономер - глицидилметакрилат, содержащий реакционноспособные эпоксидные группы, обеспечивает ковалентное закрепление на поверхности алюминия.

Предварительная подготовка обрабатываемой поверхности алюминия выполняемая травлением в соляной кислоте, позволяет получать текстурированную структуру поверхности, не требует специального оборудования и позволяет повысить эффективность прививки полимерного покрытия.

Способ получения полимерного покрытия осуществляется следующим образом.

Алюминиевую пластинку очищают от органического налета, например, ацетоном, обрабатывают 1М раствором гидроксида натрия для удаления оксидной пленки. Травление образцов осуществляют в 2М-5М соляной кислоте. Затем проводят очистку от кислоты и продуктов травления кипячением в деионизированной воде. Для закрепления полученной микроструктуры поверхности алюминия образцы помещают в термошкаф на 30 минут при 140°С.

Синтез статистического сополимера глицидилметакрилата (ГМА) и 2,2,3,3,4,4,4-гептафторбутилметакрилата (ГФБМ) проводят в метилэтилкетоне (МЭК) при мольном отношении сомономеров равном 0,6:1 соответственно, при 70°С в течение 24 часов. В качестве инициатора свободнорадикальной полимеризации используют азобисизобутиронитрил (АИБН). Полимер высаживают в холодный гексан, затем сушат при пониженном давлении в течение 24 ч.

Модификацию проводят в 3% (масс.) растворе сополимера в метилэтилкетоне. Образцы, с предварительно обработанной поверхностью погружают в раствор сополимера на 30 минут, вынимают и термостатируют при 140°С в течение 30 минут. От незакрепленного сополимера образцы отмывают в МЭК и сушат при 80°С до постоянной массы.

Оценку гидрофобных свойств полученных модифицированных образцов проводили измерением углов смачивания. Величины углов смачивания модифицированного исходного алюминия до и после травления представлены в таблице.

Данные таблицы подтверждают, что приобретенная в результате травления развитая (текстурированная) поверхность образцов алюминия с комбинацией микро- и нанообъектов, после модификации сополимером позволяет достигнуть супергидрофобного состояния.

Следует отметить, что изменение режима травления позволяет изменять параметры микротекстуры поверхности, что практически не влияет на первоначальный режим смачивания. Лучшие результаты характерны при травлении в кислоте с концентрацией 5М.

На фигуре представлен график изменения контактных углов для стоячей капли на поверхности образца алюминия по примеру 1, модифицированного сополимером, в зависимости от времени (в камере, насыщенной водными парами).

Основной характеристикой стабильности супергидрофобных свойств является сохранение режима смачивания при длительном контакте со стоячей каплей в атмосфере насыщенной водными парами. Из графика видно, что модифицированный образец показывает устойчивое супергидрофобное состояние, но в результате взаимодействия поверхности с водой наблюдается тенденция к уменьшению контактных углов. По-видимому, уменьшение угла смачивания обусловлено наличием кислородсодержащих остатков сополимера на поверхности покрытия, что способствует адсорбции воды и образованию водородных связей.

Пример 1. Алюминиевую пластинку размером 10x10 мм промывают в ацетоне в течение 30 минут, затем для удаления оксидной пленки на 1 минуту помещают в 1М раствор гидроксида натрия. Травление проводят в соляной кислоте с концентрацией 5М в течение 3 минут с последующим погружением в кипящую деионизированную воду для удаления продуктов травления. Затем образцы выдерживают в термошкафу в течение 30 минут при температуре 140°С.

Готовят раствор мономеров (в мольном отношении 0,6:1) глицидилметакрилата (1,1 г) и 2,2,3,3,4,4,4-гептафторбутилметакрилата (3,6 г), и инициатора полимеризации азобисизобутиронитрила (0,017 г) в 16 мл метилэтилкетона. Общая концентрация мономеров составляет 1 моль/л. Синтез сополимера осуществляют при 70°С в течение 24 часов. Сополимер выделяют высаживанием в холодный гексан, с последующей сушкой при пониженном давлении до постоянной массы.

Закрепление полимерного модификатора на поверхности алюминия проводят выдерживанием образца в 3% растворе сополимера в метилэтилкетоне в течение 30 минут. Затем образец термостатировали при 140°С в течение 30 минут. От незакрепленного сополимера образцы отмывают в МЭК и сушат при 80°С до постоянной массы

Примеры 2-4. Выполняются аналогично примеру 1 с использованием соответствующей таблице концентрацией соляной кислоты.

Пример 5. Выполняется аналогично примеру 1 без выполнения травления образца соляной кислотой.

Таким образом, способ получения полимерного покрытия на поверхности алюминия, включающий обезжиривание поверхности алюминия ацетоном, обработку 1М раствором гидроксида натрия, водой, травление поверхности 2М-5М раствором соляной кислоты и ее термостатирование при 140°С и последующую модификацию поверхности алюминия 3% раствором предварительно полученного при 70°С в присутствии азобисизобутиронитрила сополимером глицидилметакрилата и 2,2,3,3,4,4,4-гептафторбутилметакрилата, взятых в мольном отношении 0.6:1 соответственно, в среде метилэтилкетона, с последующим термостатированием модифицированного алюминия при 140°С обеспечивает получение на поверхности алюминия полимерного покрытия, обладающего супергидрофобными свойствами.

Способ получения полимерного покрытия на поверхности алюминия, включающий обезжиривание поверхности алюминия ацетоном, обработку 1М раствором гидроксида натрия, водой, последующую сушку и модификацию поверхности, отличающийся тем, что обезжиривание поверхности алюминия проводят до обработки раствором гидроксида натрия, после обработки раствором гидроксида натрия проводят травление поверхности 2М-5М раствором соляной кислоты и ее термостатирование при 140°С, а модификацию поверхности алюминия ведут 3 мас.% раствором предварительно полученного при 70°С в присутствии азобисизобутиронитрила сополимера глицидилметакрилата и 2,2,3,3,4,4,4-гептафторбутилметакрилата, взятых в мольном отношении 0,6:1 соответственно, в среде метилэтилкетона, с последующим термостатированием модифицированного алюминия при 140°С.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ АЛЮМИНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 362.
13.01.2017
№217.015.8863

Туннель для автодорог, железных дорог и метрополитенов

Изобретение относится к горному и подземному строительству, в частности к конструкциям туннелей для автодорог, железных дорог и метрополитенов. Туннель для автодорог, железных дорог и метрополитенов с защитной обделкой, имеющий поперечное сечение в виде фигуры постоянной ширины. Поперечное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602533
Дата охранного документа: 20.11.2016
13.01.2017
№217.015.9187

Производные 2-(адамант-2-ил)этиламина, обладающие потенциальной противовирусной активностью

Изобретение относится к новым адамантансодержащим аминам нижеуказанной общей формулы, конкретно к 2-(адамант-2-ил)пентан-1-амину и 2-(адамант-2-ил)фенилэтил-1-амину, Новые соединения проявляют антивирусную активность. В общей формуле R=СН, СН. 1 табл., 2 пр.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605698
Дата охранного документа: 27.12.2016
25.08.2017
№217.015.a63b

Продольная галерея-потерна бетонной плотины

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к конструкциям продольных галерей-потерн бетонных плотин. Продольная галерея-потерна 5 бетонной плотины 1 выполнена в поперечном сечении в виде треугольника Рело. Причем один из углов треугольника Рело направлен в верхнюю...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608066
Дата охранного документа: 12.01.2017
25.08.2017
№217.015.a9ef

Грунтовая плотина, возводимая на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении грунтовых сооружений на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью. Грунтовая плотина, возводимая на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью, включает криволинейную с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611805
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.aa09

Напорный туннель округлой формы для гидроэлектростанций

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для напорных туннелей гидроэлектростанций с обделкой. Напорный туннель округлой формы для гидроэлектростанций включает выработку 3 с углами и со сводом во вмещающей туннель породе и бетонную обделку 2 с расположенными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611718
Дата охранного документа: 28.02.2017
25.08.2017
№217.015.aa6f

Дренажная труба

Изобретение относится к мелиорации, а именно к дренажным трубам. Дренажная труба с перфорационными отверстиями 3 в поперечном сечении выполнена в виде треугольника Рело и имеет донную часть 1 и боковые части 2. Один из углов 4 треугольника Рело расположен в верхней сводной части трубы....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611803
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.aa9d

Кротодренажное устройство

Изобретение относится к гидромелиоративной технике и используется при создании кротодрен. Устройство включает вертикальный нож, горизонтальный нож с симметрично расположенными относительно вертикального ножа открылками с прикрепленными к каждому из них дренером с поперечным сечением в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611787
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.aaa0

Рабочий орган кротодренажной машины

Изобретение относится к гидромелиоративной технике и используется при создании кротодрен. Рабочий орган кротодренажной машины включает вертикальный нож 1 с двумя Г-образными крыльями 2 и дренеры 4, прикрепленные к Г-образным крыльям 2 вертикального ножа 1 посредством расположенных сзади него...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611800
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.aae8

Осушительная дренажная труба

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для устройства дренажа. Осушительная дренажная труба выполнена с расположенной в ее нижней части лотковой частью и верхней части - водоприемной частью с перфорационными отверстиями. В поперечном сечении осушительная дренажная труба...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611717
Дата охранного документа: 28.02.2017
25.08.2017
№217.015.ab95

Теплозащитный материал

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука содержит серу, оксид цинка, стеарин, технический углерод,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612304
Дата охранного документа: 06.03.2017
Показаны записи 1-10 из 67.
20.08.2013
№216.012.602c

Способ получения этилового эфира 2-метил-3-оксо-4-(2,6-дифторфенил)пентановой кислоты

Изобретение относится к области синтеза 1,3-дикарбонильных соединений, конкретно к способу получения этилового эфира 2-метил-3-оксо-4-(2,6-дифторфенил)пентановой кислоты, который находит применение как предшественник анти-ВИЧ-1 активных производных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490252
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.6b66

Способ получения 2-(аминоалкил)-3-(аминофенил)бицикло[2.2.1]гептанов

Изобретение относится к новому способу получения 2-(аминоалкил)-3-(аминофенил)бицикло[2.2.1]гептанов формулы (I). Моно- и диамины, содержащие бициклический фрагмент, находят применение в медицине как активное начало лекарственных препаратов, обладающих тимоаналептическим, тонизирующим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493145
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.10.2013
№216.012.72b3

Способ получения 2-(2-амино)алкиладамантанов

Изобретение относится к химии производных адамантана, а именно к улучшенному способу получения 2-(2-амино)алкиладамантанов общей формулы (I), которые могут представлять интерес в качестве полупродуктов в синтезе некоторых биологически активных веществ. Способ получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495020
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.02.2014
№216.012.a226

Резиновая смесь на основе бутадиен-метилстирольного каучука

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для изготовления резинотехнических изделий. Резиновая смесь на основе бутадиен-метилстирольного каучука включает серу, дифенилгуанидин, ускоритель вулканизации, технический углерод, оксид цинка, стеариновую кислоту,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507225
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.05.2014
№216.012.c6c5

Резиновая смесь на основе бутадиен-метилстирольного каучука

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для изготовления резинотехнических изделий. Резиновая смесь на основе бутадиен-метилстирольного каучука включает серу, дифенилгуанидин, сульфенамид Ц, технический углерод, оксид цинка, стеариновую кислоту, в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516644
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.06.2014
№216.012.ce76

Композиция для покрытий

Изобретение относится к полимерным строительным материалам и может быть использовано для изготовления покрытий беговых дорожек, спортивных залов, кровельных, гидроизоляционных, термо- и агрессивостойких покрытий. Композиция содержит олигобутадиендиол, минеральный наполнитель,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518625
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.06.2014
№216.012.d588

Композиция для покрытий

Изобретение относится к полимерным строительным материалам и может быть использовано для изготовления покрытий беговых дорожек, спортивных залов, кровельных и гидроизоляционных, термо- и агрессивостойких покрытий. Композиция для покрытий содержит олигобутадиендиол, минеральный наполнитель,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520442
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.09.2014
№216.012.f784

Способ получения n-(2-гетероциклоалкил-1-илэтил)адамантан-2-аминов

Изобретение относится к способу получения N-(2-гетероциклоалкил-1-илэтил)адамантан-2-аминов общей формулы: где X = связь, -CH-, -O-, заключающемуся в алкилировании гетероцикла, выбранного из ряда пиперидина, морфолина и пирролидина N-(2-хлорэтил)адамантан-2-аминохлоргидратом, полученным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529201
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.09.2014
№216.012.f8dc

Антикоррозионная композиция и способ получения покрытий на ее основе

Изобретение относится к разработке антикоррозионных покрытий на основе бутадиен-стирольного термопласта и может быть использовано при получении светоотверждаемых антикоррозионных покрытий для емкостного оборудования, металлических и железобетонных конструкций в промышленном и гражданском...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529545
Дата охранного документа: 27.09.2014
20.02.2015
№216.013.2864

Способ получения электропроводящих эластомерных металлсодержащих композиций

Изобретение относится к способу получения электропроводящих эластомерных металлсодержащих композиций. Способ включает введение формиата меди в этиленпропиленовый каучук и последующее высокоскоростное термическое разложение формиата меди в каучуке. Процесс разложения формиата меди в каучуке...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541797
Дата охранного документа: 20.02.2015
+ добавить свой РИД