close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY11545

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.02.28
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 11545
(13) C1
(19)
C 04B 41/81
C 09K 3/18
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАФОБНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
НА КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ
(21) Номер заявки: a 20071441
(22) 2007.11.27
(43) 2008.06.30
(71) Заявитель: Белорусский государственный университет (BY)
(72) Авторы: Щукин Георгий Лукич; Ратько Анатолий Иванович; Беланович
Анатолий Леонидович; Савенко Виктор Петрович; Карпушенков Сергей
Александрович; Азарова Татьяна
Алексеевна; Азаров Сергей Михайлович (BY)
(73) Патентообладатель: Белорусский государственный университет (BY)
(56) DE 19860136 A1, 2000.
EP 0909747 A1, 1999.
WO 00/14298 A1.
WO 00/05321 A1.
EP 1072571 A1, 2001.
EP 1076050 A2, 2001.
WO 89/10909 A1.
RU 2229458 C2, 2004.
RU 2255075 C2, 2005.
RU 2036213 C1, 1995.
BY 11545 C1 2009.02.28
(57)
Способ получения ультрафобной поверхности на керамических материалах, включающий нанесение гидрофобизирующего раствора и сушку, отличающийся тем, что керамические материалы пропитывают в течение 5 мин органозолем, содержащим 5 %
диоксида кремния с размерами частиц до 20 нм, сушат при комнатной температуре в течение 30 мин, а затем термообрабатывают в закрытой камере при температуре 180-250 °С
в течение 2 часов.
Изобретение относится к способу получения ультрафобной поверхности на керамических материалах и может найти применение в различных отраслях промышленности, использующих керамические материалы.
Отличительной особенностью ультрафобных поверхностей является то, что угол смачивания капли жидкости, как правило воды, находящейся на поверхности составляет
~ 150-170°, и угол скатывания не превышает 10°. Под понятием "угол скатывания" подразумевается угол наклона в основном плоской поверхности керамического материала относительно горизонтали, при котором неподвижная капля воды объемом 10 мкл при наклоне
поверхности начинает скатываться с нее под действием собственной силы тяжести.
Известен метод гидрофобизации керамических поверхностей и керамических изделий
путем обработки поверхностей жидкостью, содержащей фторсилан с последующей сушкой [1].
Недостаток полученных по этому способу поверхностей заключается в том, что краевой угол смачивания составляет менее 150°.
Известен также процесс изготовления водоотталкивающих керамических поверхностей путем обработки поверхности жидкостью, содержащей гибридный неорганическийорганический полимер с последующей сушкой [2].
BY 11545 C1 2009.02.28
Однако и при таком подходе также получают гидрофобную поверхность с краевым
углом смачивания меньше 150°.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения ультрафобной поверхности на металлах, пластмассах, стекле или керамике [3]. Ультрафобную
поверхность получали путем изготовления формы в виде негатива, т.е. формы с обратным
отпечатком с соответствующей требуемой ультрафобной поверхности топографией, выполненную из смеси пластмассы и ультрафобной добавки, которая при отверждении осаждается в виде тонкой пленки между поверхностью формы и формированным изделием
из пластмассы или указанную форму отливали из полимерного материала и затем на это
формованное изделие наносили ультрафобное покрытие путем выдержки в течение 24 ч
при комнатной температуре образца в растворе н-декантиола в этаноле (1 г/л) в закрытом сосуде, затем промывали в этаноле и сушили. Краевой угол смачивания составлял
115-167° в зависимости от природы подложки и ее топографии поверхности.
Недостатками данного способа являются сложность и длительность всех процессов.
Задачей предлагаемого изобретения является сокращение длительности и упрощение
способа получения ультрафобной поверхности на керамических материалах.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения ультрафобной
поверхности на керамических материалах последние пропитывают в течение 5 мин органозолем 5 % диоксида кремния с размерами частиц до 20 нм, сушат при комнатной температуре в течение 30 мин, а затем термообрабатывают в закрытой камере при температуре
180-250 °С в течение 2 ч.
Органозоль получали путем растворения аморфного диоксида кремния (удельная поверхность 300 м2/г) в смеси толуола и изопропилового спирта. Получается прозрачный,
слегка синеватый раствор органозоля со следующими характеристиками: содержание SiO2
- 5 % (мас.), вязкость - 9 спуаз, размеры частиц SiO2 не превышают 20 нм.
В качестве керамического материала использовали образцы оксидной, карбидной и
нитридной керамики с размерами 20 × 20 × 5 мм и пористостью ~ 7-8 %.
Изобретение проиллюстрировано следующими примерами.
Пример 1.
Образцы оксидной, карбидной и нитридной керамики погружали на 5 мин в органозоль
диоксида кремния, затем сушили на воздухе при комнатной температуре в течение 30 мин,
помещали в закрытую камеру (автоклав, колба с пробкой и т.п.), которую загружали в сушильный шкаф, нагревали до 180 °С и выдерживали при этой температуре в течение 2 ч.
Затем камеру с образцами охлаждали до комнатной температуры и проводили оценку
гидрофобности образцов.
Краевой угол смачивания, находящейся на их поверхности капли воды, составлял
больше 150°. При наклоне поверхности образца на угол < 10° капля воды скатывается с нее.
Пример 2.
Обработку образцов проводили аналогично примеру 1, только термообработку в закрытой камере проводили при температуре 215 °С в течение 2 ч. Краевой угол смачивания
капли воды на поверхности образца составлял больше 150°, капля воды скатывается с поверхности образца при наклоне на угол < 10°.
Пример 3.
Обработку образцов проводили аналогично примеру 1, только термообработку в закрытой камере проводили при температуре 250 °С в течение 2 ч. Краевой угол смачивания
капли воды на поверхности образца составлял больше 150°. капля воды скатывается с поверхности образца при наклоне на угол < 10°.
Пример 4.
Обработку образцов проводили аналогично примеру 1, только термообработку в закрытой камере проводили при температуре 300 °С в течение 2 ч. После нанесения на поверхность образца капли воды последняя мгновенно впитывается в объем образца.
2
BY 11545 C1 2009.02.28
Пример 5.
Обработку образцов проводили аналогично примеру 1, только термообработку в закрытой камере проводили при температуре 150 °С в течение 2 ч. После нанесения капли
воды на поверхность образца капля имеет краевой угол смачивания ~ 120 ° и при наклоне
образца не скатывается с ее поверхности.
Пример 6.
Обработку образцов проводили аналогично примеру 1, только термообработку в закрытой камере проводили при температуре 120 °С в течение 2 ч, после нанесения капли
воды на поверхность образца последняя мгновенно впитывается в объем образца.
Пример 7.
Обработку образцов проводили аналогично примеру 1, только термообработку в закрытой камере проводили при температуре 180 °С в течение 1,5 ч. После нанесения капли
воды на поверхность образца она имеет краевой угол смачивания ~ 120° и при наклоне
образца не скатывается с его поверхности.
Пример 8.
Обработку образцов проводили аналогично примеру 1, только термообработку в закрытой камере проводили при температуре 180 °С в течение 3 ч. Краевой угол смачивания
капли воды на поверхности образца составил больше 150°. Капля воды скатывается с поверхности образца при наклоне на угол < 10°.
Пример 9.
Обработку образцов проводили аналогично примеру 1, только термообработку в закрытой камере проводили при температуре 180 °С в течение 2 ч в сушильном шкафу, не
помещая их в закрытую камеру. После нанесения на поверхность образца капли воды последняя мгновенно впитывается в объем образца.
Таким образом, предлагаемый способ получения ультрафобной поверхности на керамических материалах упрощает и ускоряет получение ультрафобной поверхности (краевой угол скатывания везде превышает 150°) по сравнению с прототипом.
Источники информации:
1. Европейский патент ЕР 1076050, МПК С 04В 41/84, С 04В 41/89, 2001.
2. Европейский патент ЕР 1072571, МПК С 04В 41/49, 2003.
3. Заявка. ФРГ DE 19860136, МПК В 05D 5/00, В 05D 7/14, 2000.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
73 Кб
Теги
патент, by11545
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа