Гидрофильное покрытие — Циклопедия
Гидрофильное покрытие (от др.-греч. ὕδωρ — вода и φιλία — любовь) — наноразмерный поверхностный слой, который обеспечивает высокое смачивание материала водой и другими полярными растворителями. Гидрофильные поверхности характеризуются малым углом смачивания (менее 20 градусов). Вода при попадании на гидрофильные поверхности растекается в тонкую водную плёнку, не образуя капель. Гидрофильные и супергидрофильные покрытия широко используются для создания самоочищающихся материалов и незапотевающих стёкол (см. противотуманная обработка).[1]
[править] Механизм гидрофильности
Гидрофильность достигается за счёт создания на поверхности полярных групп (в основном гидроксильных ОН-групп), которые увеличивают адгезию воды к материалу.
При создании гидрофильных покрытий применяют неорганические соединения (диоксид титана TiO2, оксид цинка ZnO, диоксид олова SnO2, диоксид циркония ZrO2), а также органические полимеры, содержащие изоционатные группы
Чаще всего основным компонентом гидрофильных покрытий является диоксид титана. Наночастицы диоксида титана являются фотокаталитически активными (см. фотокатализ). Благодаря этому, под воздействием солнечного света диоксид титана разлагает органические соединения.
Таким образом, гидрофильный эффект покрытий на основе TiO2 достигается благодаря двум процессам, происходящих в покрытии:
1) Фотокатализ — разложение органических загрязнений.
2) Генерация OH — групп на поверхности, которые являясь полярными, адсорбируют влагу из воздуха.[3][4][5]
[править] Преимущества гидрофильных покрытий
Гидрофильные покрытия обладают рядом преимуществ перед гидрофобными покрытиями:
Ошибка создания миниатюры: Ошибочный параметр миниатюры
1) Гидрофильные покрытия обладают антистатическим эффектом (отталкивают пыль в сухую погоду), в то время как гидрофобные покрытия бессильны против пыли;[6]
2) Очищение достигается не только благодаря физическому отталкиванию загрязнений, но и благодаря химическому (фотокаталитическому) разложению органических отложений; [7][8][9]
3) Гидрофильные поверхности, как правило, обладают большим сроком службы, так как верхний слой атомов очищает сам себя с помощью фотокатализа от органических загрязнений. В результате покрытие функционирует дольше.[10][11]
[править] Применение гидрофильных покрытий
Фотокаталитические гидрофильные покрытия применяются для создания:
- Самоочищающихся оконных стёкол;[12]
- Незапотевающих стёкол для автомобилей и душевых кабин;
- Самоочищающихся теплиц;[13]
- Самоочищающегося кузова автомобилей.[14][15]
cyclowiki.org
Покрытия гидрофильные – Справочник химика 21
Проведенные эксперименты показали, что для получения полимерных эластичных разделителей и пристенных гидрофильных покрытий на внутренней поверхности нефтепровода оптимальные параметры следующие [c.168]Давно уже ученые бились над тем, как снизить коэффициент трения подводной части судна, приблизив его к коэффициенту внутреннего трения воды. Известно, что туловище рыб покрыто гидрофильной слизью, которая облегчает их перемещение в воде. Химики синтезировали специальные полимеры, содержащие гидрофильные группы, придающие пленкам полимеров способность набухать и даже частично растворяться в воде. Конечно, полимеры, растворяющиеся в воде, пригодны только для эксплуатации в течение короткого промежутка времени, но иногда требуются и такие покрытия. Коэффициент трения лакокрасочных покрытий, изготовленных на основе таких полимеров, приближается к коэффициенту внутреннего трения воды, благодаря чему при движении судна, окрашенного такой краской, затраты энергии на 5-10% меньше, чем при использовании обычной краски. Пока этот способ имеет очень ограниченное применение из-за несовершенства таких покрытий, но поиски в этом направлении продолжаются. [c.154]
В процессе разделения ПАВ адсорбируется на границе раздела мембрана — раствор и образует на поверхности мембраны жидкий селективный слой. Поэтому такие мембраны принято называть жидки-м и . Жидкие мембраны образуются за счет поверхностной активности молекул в растворе. С увеличением содержания ПАВ селективность мембраны возрастает, а проницаемость падает до тех пор, пока не будет достигнута критическая концентрация мицеллообразования (ККМ). При этой концентрации селективность и проницаемость достигают своих постоянных значений (рис. IV-23). Причиной этого является растущее покрытие поверхности раздела мембрана — раствор слоем адсорбированных молекул ПАВ. Этот слой увеличивает сопротивление прохождению как воды, так и соли вплоть до достижения ККМ, при которой покрытие нижележащей ацетатцеллюлозной мембраны полностью завершено. Инфракрасные спектры ПАВ показали сильное взаимодействие между гидрофильными группами эффективной добавки и молекулами воды (подробнее о механизме данного процесса см. стр. 212).
Широко известна роль химии поверхности и адсорбции при поглощении отравляющих веществ и в гетерогенном катализе. С химией поверхности связана коррозия, приводящая к огромным потерям материалов и авариям и требующая создания устойчивых защитных покрытий. Химическое модифицирование поверхностей природных и искусственных материалов, наполнителей полимеров, формующих устройств для изделий из полимеров, строительных материалов, в частности полимерных, может придать этим поверхностям совершенно новые свойства. Например, химическая прививка к поверхности гидрофильного материала углеводородных групп делает эту поверхность устойчиво гидрофобной. Химия поверхности полупроводниковых материалов и изделий для микроэлектроники играет важную роль в современных электронных приборах. Химическое модифицирование поверхности используется и в этих случаях. [c.5]
О паропроницаемости, водопроницаемости, водона-бухании, и диффузии хлорид-ионов через покрытия, полученные на основе алкидной смолы, модифицированной касторовым маслом, алкидной смолы с добавкой толуилендиизоцианата и эпоксидной смолы, можно судить по данным, представленным на рис. 7.2—7.5. Как видно из рис. 7.2, водяные пары и вода с максимальной скоростью диффундируют через пленки из алкидной смолы, модифицированной касторовым маслом. Последнее объясняется наличием в пленке свободных гидроксильных групп, придающих пленке гидрофильные свойства. [c.116]
Подготовка поверхности диэлектриков необходима для увеличения смачиваемости диэлектрика и адгезионной прочности металлического покрытия, так как большинство пластмасс в. большей или меньшей степени гидрофобны. После механической обработки и обезжиривания поверхность диэлектрика обрабатывают соответствующими растворителями с целью увеличения шероховатости и изменения химической природы выходящих на поверхность полимерных молекул. В результате такой обработки в полимерных макромолекулах образуются полярные группы и поверхность диэлектриков приобретает гидрофильные свойства.
Глубокая общность мицеллообразования с такими ориентационными явлениями, как образование пленок на поверхности воды и свободных пленок (пены), молекулярная адсорбция из растворов, эмульгирование, заключается в том, что тенденция к уменьшению термодинамического потенциала приводит к определенной ориентации, уменьшающей разность полярностей. Образование мицелл уменьшает значение G благодаря объединению олеофильных групп в неполярную каплю масла, которая покрыта оболочкой из гидрофильных групп, подобно защищенной эмульсии (см. раздел XY. 1) или глобуле полиэлектролита (см. раздел VII. 4). [c.320]
Поверхностное натяжение имеет важное значение в промышленности. Так, при крашении, стирке, обработке фотоматериалов, нанесении лакокрасочных покрытий, изготовлении прорезиненных тканей и автомобильных шин, склеивании изделий, механической обработке материалов (горных пород, минералов, стекла и т. п.) требуется обеспечить хорошее смачивание. А при получении гидрофобных покрытий, гидроизоляционных материалов и других подобных изделий, стремятся снизить смачиваемость до минимума. На различии гидрофильности различных горных пород основано обогащение руд флотацией. Велика роль поверхностного натяжения в таких технологических процессах, как адсорбция, экстракция, обезвреживание сточных вод и т. д. [c.33]
В то же время, как полимерные системы сухие краски имеют определенные специфические особенности, поскольку, с одной стороны они должны образовывать водостойкое покрытие, а с другой – его пленкообразующее должно быть достаточно гидрофильным и обеспечивать достаточно низкую температуру пленкообразования.
В ряде случаев требуется снижение смачиваемости поверхности (повышение краевого угла). Вода не должна смачивать ткань зонта, плаща или палатки строительные материалы должны быть по возможности гидрофобными. Большое значение имеет снижение гидрофильности почв, способствующее уменьшению испарения воды из них. Для защиты разнообразных материалов от действия воды широко применяется гидрофобиза-ция поверхности. Для создания гидроф
www.chem21.info
Защитное покрытие
Самоочищающеся наногидрофильное покрытие nichiguard
Фиброцементные панели и аксессуары NICHIHA долговечны и надолго сохраняют свои свойства как во влажном морском, так и в резко континентальном климате, обеспечивая красивый фасад несмотря на дождь, снег и ветер.
Базовые вещества в составе панелей NICHIHA — цемент, древесная фибра — сами по себе имеют обычные свойства, присущие этим материалам. Даже пройдя через технологический процесс они все еще подвержены влиянию факторов окружающей среды. Посмотрите на обычные дома в вашем городе, которым десять-двадцать лет: даже если поверхность кажется неповрежденной, что-то явно не так: фасад какой-то неказистый, состарившийся.
Доверять качество. Беречь красоту.
В первую очередь на внешний вид материала влияет загрязненность воздуха и осадки. Фасад выглядит непрезентабельно, когда остаются следы грязи, пыли, подтеки, что мы неразрывно связываем со временем и, кажется, это неизбежно. На самом деле японские инженеры сумели нейтрализовать эту проблему с таким материалом, как фиброцемент, и своим решением изменили облик современного города.
Препятствие загрязнению фасадов
В современных городах существует множество видов загрязнителей, которые со временем ухудшают внешний вид и механические свойства фасадных материалов.
По данным исследований около 70% загрязнений обусловлены неблагоприятной городской средой.
Выхлопные газы, грязная вода, стекающая с парапетов и подоконников, пыль, налипающий жир, конденсат из кондиционеров, загрязнения, скапливающиеся вокруг выступающих элементов конструкции зданий или вывесок, загрязнения от дождевой воды, стекающей с оконных обрамлений — всё это загрязнения, специфические для городской среды. Взвесь такого рода, попадая на фасад, не смывается водой из-за того, что связующими в ней являются органические вещества, в первую очередь, жир, обладающий, в противоположность гидрофильности — гидрофобными свойствами.
- Радужные загрязнения появляются в результате вымывания растворимых составляющих штукатурки и бетона, образующих тонкую радужную плёнку разной формы на поверхности панелей.
- Белый налёт образуется в процессе реакции отверждения цемента, когда гидроксид кальция прекращается в карбонад кальция, осаждающийся на поверхности панелей.
Большинство загрязнений, появление которых обусловлено городской средой, возникают в результате контакта загрязнителей с дождевой водой. Пыль и взвесь твердых частиц самых различных веществ, попадающие в воздух, осаждаются на поверхности фасадов, где, смешиваясь с дождевой водой, стекают вниз. Так формируется устойчивое загрязнение.
Красота на долгие годы
Сохранение красоты и чистоты фасада в течение многих лет — цель экологической политики нашей компании, поскольку, чем реже заменяются элементы фасада, тем меньше углеродный след. Вот так, забота о красоте равнозначна заботе о долголетии. Недаром и продолжительность жизни в Японии — самая высокая в мире.
В большинстве случаев в период плановой эксплуатации именно загрязнения являются главной причиной для замены фасадных панелей.
Покрытие NICHIGUARD обладает уникальным свойством самоочистки. На поверхности панелей создается пленка из воды, которая препятствует попаданию грязи непосредственно на панели благодаря имеющейся в атмосфере влаге и осадкам. На поверхностных участках панелей формируется и удерживается специфичный слой воды. После дождя грязь смывается вместе с этим слоем, а на поверхности формируется новый защитный слой.
Эта технология защищает панели от воздействия естественных загрязнителей, что позволяет на долгие годы сохранить панели в том виде, в котором они были установлены на фасад.
Особенно сильно дождевая вода и снег воздействуют на оконные обрамления, места стыков материалов, на кромках, формируя темные мутные подтеки. При использовании панелей с покрытием NICHIGUARD эта проблема не возникнет.
Наилучший эффект гидрофильное покрытие NICHIGUARD обеспечивает в сочетании с другой разработкой NICHIHA, покрытием PLATINUM COATING, предотвращающим погодные воздействия — воздействие ультрафиолета и выветривание.
Технология nichiguard
В основе кремний
Действующий агент покрытия NICHIGUARD — микроскопические частицы оксида кремния (SiO2), вещества в составе минерала слюда, алюмосиликата с хорошими электроизоляционными и теплоизоляционными свойствами. Такие частицы обладают высоким гидрофильным качествами и захватывают молекулы воды из воздуха. Толщина водяной пленки всего от 100 до 300 нанометров, в то время как размер частиц кремния около 10-30 нанометров.
Угол контакта, гидрофильность и гидрофобность
Угол контакта при взаимодействии частиц поверхности твердых тел с жидкостями для каждого из твердых тел определяет гидрофильность (способность абсорбировать воду) и гидрофобность (то есть способность отталкивать воду) и является количественной характеристикой процесса смачивания. Хитрость в том, что, собственно, вода не попадает в саму фиброцементную панель и абсорбции внутри материала не происходит, а только, как говорят физики, смачивание — формирование нанопленки из молекул воды.
Гидрофильность обеспечивает самоочистку
Слой покрытия NICHIGUARD — это, главным образом, равномерно распределенные частицы кремния, которые содержат гидроксильные группы (OH), где ковалентной связью соединены кислород и водород. Именно гидроксил захватывает молекулы воды (h30) из воздуха и формирует тончайшую молекулярную водяную пленку на поверхности обработанной фиброцементной плиты. Эта нанопленка воды предотвращает появление статического электричества и затрудняет налипание частиц пыли и грязи на поверхность панелей. Поразительно, но эта пленка позволяет с легкостью грязь удалить даже при налипании грязи на поверхность.
Подарок физики в том, что на измеряемой лишь сотнями нанометров водяной пленке вода намного лучше задерживается, чем грязь и пыль. По этой причине взвешенные частицы абсорбируется именно в водяной пленке, не допуская налипания на поверхность панели гидрофобных (в противоположность гидрофильным) типов загрязнений, таких как дым, смог и выхлопные газы.
При выпадении осадков пленка смывается, унося с собой попавшие частицы грязи и обновляется. Это и называется системой самоочистки.
Поверхность, обработанная покрытием NICHIGUARD, снятая с помощью электронного микроскопа с увеличением в 50 000 раз. Можно увидеть, что частицы кремния равномерно распределены по поверхности.
Слоистая структура слюды обеспечивает спайность, упругость, прочность, поддерживает четкие единообразные конфигурации молекул даже на очень тонких слоях.
Устойчивость к грибкам и плесени
Защитные свойства NICHIGUARD не ограничены лишь нейтрализацией механических воздействий.
Физические свойства пленки из молекул воды и специальные антибактериальные добавки существенно снижают рост микроорганизмов. В настоящее время этот эффект был протестирован только в японских лабораториях и не является гарантированным результатом.*
* Испытания проводились в лаборатории компании Nichiha в Японии на ограниченном количестве образцов. Некоторые виды плесени, мха и водорослей могут отличаться от тестируемых и обладать повышенной стойкостью.
Рекомендуется следовать рекомендациям производителя проверять и очищать панели в течение всего срока эксплуатации.
Наногидрофильное покрытие NICHIGUARD эффективно противодействует налипанию на панелях частичек выхлопных газов, дыма, пыли, почвы. Вместе с тем, безусловно, в условиях, где нормы выбросов в разы превышены, NICHIGUARD не всесилен и может не оказать должной защиты. Также эффективность покрытия снижается при воздействии ржавчины и грязи с высокой плотностью и вязкостью.
nichiha.ru
Гидрофильное покрытие – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Гидрофильное покрытие
Cтраница 1
Гидрофильные покрытия могут быть иногда получены из веществ, которые до их превращения в плазме были гидрофобными, и наоборот. В данный момент этот способ не имеет промышленного использования. [1]
Таким образом, применение гидрофильных покрытий в промысловом оборудовании может привести к существенному снижению стойкости образующейся при движении нефти и воды эмульсии, что в свою очередь обусловливает снижение себестоимости подготовки нефти. [2]
Существуют два вида прямого электрофотографического способа получения форм: на фотополупроводниковой бумаге с гидрофильным покрытием ( электростатический метод), в основном на цинкооксидных слоях, и на алюминиевой фольге, покрытой специальным органическим фотополупроводниковым слоем. Для получения качественных форм на электрофотографической фотополупроводниковой бумаге она должна обладать соответствующими электрическими, фотоэлектрическими и физико-механическими свойствами. Требуемые характеристики достигаются подбором фотополупроводника, связующего вещества, сенсибилизаторов, бумаги-основы, а также технологического режима изготовления и формирования фотополупроводниковых слоев. [3]
Как уже отмечалось, наряду с остеклованными трубами на промыслах страны применяют и другие виды гидрофильных покрытий. [4]
Бумажные формные пластины или гидрофильная бумага представляют собой специальную малодеформирующуюся при смачивании водой бумажную основу массой 85 и 170 г / м2 с нанесенным на нее гидрофильным покрытием. [5]
Равномерность распределения жидкости в любой насадке существенно зависит от смачиваемости материала, из которого она изготовлена; поэтому в ряде случаев рекомендуют увеличивать смачиваемость материала путем нанесения гидрофильных покрытий, травления или специальной механической обработки листовых материалов. Однако эти методы эффективны только при условии, что в процессе эксплуатации насадка не покрывается слоем осадка, выделяющегося из рабочих сред. В противном случае смачиваемость насадки определяется свойствами осадка. [6]
Гидрофильная бумага, выпускаемая московской фабрикой технических бумаг Октябрь, представляет собой специальную мало-деформирующуюся при смачивании водой бумажную основу весом 85 и 170 г / ж2 с нанесенным на нее гидрофильным покрытием. Тиражеустойчивость таких форм составляет 400 – 1500 оттисков при одноразовом их использовании. Кроме того, для печатных форм выпускаются бумажные формные пластины, покрытые светочувствительным слоем. [7]
Предложен механизм образования АСПО в условиях высокой обводненности нефти. Из теории процесса образования АСПО вытекает необходимость ориентации на методы футерования гидрофильными покрытиями. [8]
Кроме того, как катион, так и анион этой соли способствует гидратации поверхности частиц. Взаимодействие иона триполифосфата с имеющимися на поверхности частиц барита катионами кальция приводит к образованию нерастворимого фосфата кальция в коллоидном состоянии, закрепляющегося па поверхности частиц барита в виде гидрофильного покрытия. [9]
Контакт и гидрофильная бумага Офсет-контакт с поверхностным гидрофильным слоем, на котором коллоидным переносом может быть получено позитивное изображение. Гидрофобизация печатающих элементов происходит в результате обработки гидрофильной бумаги, содержащей позитивное изображение, в щелочном растворе в течение 1 мин. Это достигается введением в состав гидрофильного покрытия веществ, которые в щелочной среде задубливают перенесенный фотографический слой. При этом способе используются копировальные аппараты контактного копирования, например комплект оборудования фирмы Эскофот ( Дания), обеспечивающий изготовление печатной формы в течение 2 мин. [10]
Все более широкое распространение в газоаналитическом контроле и в частности в контроле влажности газов получает пьезосорбционный метод. На этом методе основан принцип действия пьезосорбционных гигрометров; с помощью этих приборов можно измерять концентрации паров воды в технологических газах и воздухе от 1 – 2 ррт до нескольких тысяч ррт. Пьезосорбционная гигрометрия основана на использовании эффекта массовой чувствительности пьезокварцевого резонатора, в котором на поверхность пьезоэлемента нанесено гидрофильное покрытие. [11]
Гидрофилизация поверхности баритового концентрата после обработки водным раствором триполифосфата обусловлена гидрофилизующим действием ионов РО3 – 3, образующих труднорастворимый фосфат бария. Кроме того, как катион, так и анион этой соли способствуют гидратации поверхности частиц. Взаимодействие триполифосфата-иона с имеющимися на поверхности частиц барита катионами кальция приводит к образованию нерастворимости фосфата кальция в коллоидном состоянии, закрепляющегося на поверхности частиц барита в виде гидрофильного покрытия. Катион натрия, в свою очередь, вступает в обменный комплекс глинистых минералов, входящих как примеси в баритовые концентраты, повышая тем самым гидрофильность покрытия. [12]
С целью еще большего упрощения технологии изготовления печатных форм для тиражей 200 – 300 экземпляров институтом Гипротис, Красногородским ЭБК и фабрикой Октябрь были разработаны так называемые тонкие бумажные формные пластины, применение которых при электрографическом способе изготовления печатных форм позволяет отказаться от специального устройства для переноса порошкового изображения с селеновой пластины на бумажную. Порошковое изображение можно перенести непосредственно в процессоре аналогично получению единичных копий на бумаге. Кроме того, для тонких бумажных пластин не нужно перерегулировать давление в печатной машине при переходе от печати с фольги на печать с бумажных пластин и наоборот. При использовании этих пластин облегчается машинописный способ изготовления печатных форм, они могут быть использованы в алфавитно-цифровых печатающих устройствах ЭЦВМ. От бумажных пластин на бумаге-основе весом 1 м2 170 г ( Марка А) тонкие бумажные пластины ( Марка Б) отличаются меньшей ( вдвое) толщиной бумаги-основы ( вес 1 м2 80 – 85 г) и более тонким ( на 20 – 25 %) гидрофильным покрытием. [13]
Страницы: 1
www.ngpedia.ru
Гидрофильные и гидрофобные поверхности – выбор моющего инвентаря Unger
Unger 4 апреля 2017Выбор правильного инвентаря для мытья остекления при работе с гидрофильными и гидрофобными поверхностями.
Гидрофильные поверхности
Гидрофильная поверхность (в том числе стекло) реагирует на контакт с жидкостями (водой). Растекшиеся капли воды на такой поверхности либо впитываются, либо собираются в жидкую пленку и стекают, почти не оставляя следов. Гидрофильное стекло не отмыть обычным способом из-за его особых свойств. При работе с такой поверхностью рекомендуем использовать очищенную воду – на гидрофильных стеклах она образует пленку, что гарантирует быстрый результат и безупречное качество.
Для работы с гидрофильными поверхностями идеально подходят форсунки nLite от компании Unger. Они позволяют точно направить воду под высоким давлением на нужный участок стекла, полностью промывая всю его поверхность. Именно благодаря этим качествам форсунки nLite идеально подходят для гидрофильных стекол. Внимание! Во избежание повреждений покрытия при работе с гидрофильным остеклением используйте только правильно подобранный инвентарь для мытья стекол!
Гидрофобные поверхности
При контакте гидрофобной (водоотталкивающей) поверхности с жидкостью происходит именно то, на что прямо указывает название: такие поверхности отталкивают воду. В результате вода формирует капли, которые затем стекают вниз, смывая грязь и пыль. Водоотталкивающие свойства придаются стеклу посредством нанесения тонкого органического покрытия (например, из фторированного кремния) либо за счет придания поверхности определенной микроструктуры.
Если Вы проводите чистку водоотталкивающего стекла с использованием очищенной воды, необходимо помнить, что из-за крупнозернистой структуры покрытия на поверхностях данного типа сильнее накапливается загрязнение и, в результате, после мытья на стекле могут остаться пятна (даже если мойка проводилась очищенной водой). Это легко исправить, проведя дополнительную промывку и сократив интервалы времени между очередными чистками стекол.
Для гидрофобного стекла Unger предлагает такое решение как распыляющая насадка nLite. С ее помощью вода наносится на стекло тонким ровным слоем, захватывающим большие поверхности, а затем стекает вниз. Насадка nLite – идеальное решение для гидрофобного стекла. Во избежание повреждений покрытия при работе с гидрофобным остеклением используйте только правильно подобранный инвентарь.
for-glass.ru
Парогенерирующее устройство, снабженное гидрофильным покрытием
Изобретение относится к парогенерирующему устройству, а также способу изготовления гидрофильного покрытия в паровой камере парогенерирующего устройства и утюгу, содержащему парогенерирующее устройство. Парогенерирующее устройство содержит паровую камеру, покрытую гидрофильным покрытием. Гидрофильное покрытие содержит силикат щелочного металла и бор, предпочтительно соль бора с металлом. Металлом является щелочной металл литий и/или калий. Силикат щелочного металла содержит силикат натрия. Количество соли бора с металлом, предпочтительно, составляет между 1 и 40% масс. всей композиции сухого покрытия. Гидрофильное покрытие содержит частицы диоксида кремния. Покрытие способствует парообразованию и устойчиво к отслаиванию. Способ изготовления гидрофильного покрытия в паровой камере парогенерирующего устройства включает в себя приготовление смеси из силиката щелочного металла и соли бора с металлом, подачу смеси в паровую камеру и отверждение смеси при повышенной температуре для формирования кислостойкого гидрофильного покрытия. Смесь доводится до повышенной температуры посредством нагревания поверхности паровой камеры. Паровой утюг содержит описанное парогенерирующее устройство. 3 н. и 7 з.п. ф-лы., 1 ил., 4 табл.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к парогенерирующему устройству, содержащему паровую камеру с гидрофильным покрытием. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу изготовления гидрофильного покрытия в паровой камере парогенерирующего устройства. Настоящее изобретение, в частности, относится к паровому утюгу, содержащему паровую камеру с гидрофильным покрытием.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Нагревание воды выше 100°C при 1 атмосфере будет превращать ее в пар. В парогенерирующих устройствах, таких как паровые утюги, вода подается на горячую поверхность для генерации пара. Однако пар может образовывать изолирующую пленку между поверхностью и каплями воды, таким образом, практически замедляя испарение воды. Капли воды будут стремиться отскакивать от поверхности вместо испарения. Этот эффект называется эффектом Лейденфроста и обычно возникает при температуре выше 160°C. Этот эффект, например, наблюдается в паровых утюгах.
Были предложены различные способы предотвращения эффекта Лейденфроста, начиная от создания специальных конструкций в паровой камере, подобно ребрам, например, и кончая использованием покрытий на поверхности паровой камеры. Подходящее покрытие, способствующее парообразованию, является гидрофильным и относительно теплоизолирующим. Относительно теплоизолирующее свойство покрытия незначительно понижает температуру поверхности в отсутствие воды и предотвращает контакт воды с алюминиевым нижним слоем. Когда некоторое количество воды контактирует с поверхностью, поверхность немедленно охлаждается, по существу, ниже температур эффекта Лейденфроста. Также предпочтительно, чтобы такие покрытия, способствующие парообразованию, все же имели определенную степень пористости. В силу гидрофильного свойства покрытия, способствующего парообразованию, поданная вода легко распространяется по поверхности паровой камеры. Подходящее покрытие, способствующее парообразованию, обеспечивает сочетание оптимального смачивания, поглощения воды пористой структурой и высокой шероховатости поверхности.
Парогенерирующее устройство типа, описанного в преамбуле, известно из US 3499237. Известное устройство (паровой утюг) содержит композицию для покрытия, способствующего парообразованию, в основном, состоящую из силиката щелочного металла и стеклянного порошка. В частности, используется силикат натрия (жидкое стекло). Жидкое стекло можно сушить для формирования твердого стеклянного слоя. Благодаря своей неорганической природе он является термостойким и может использоваться в качестве покрытия, способствующего парообразованию, в паровом утюге. Благодаря своему высокому pH жидкое стекло вытравливает алюминиевую нижнюю часть подошвы утюга, таким образом, увеличивая сцепление слоя покрытия с алюминием. Основным недостатком жидкого стекла является его растворимость в воде, причем причиной является большое количество щелочи, присутствующей в жидком стекле. Как только воду добавляют в паровую камеру парового утюга, известный материал, способствующий парообразованию, будет, по меньшей мере, частично растворяться и может вымываться из паровой камеры. Этот эффект является более ярко выраженным, когда камеру декальцифицируют посредством промывания ее водой.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является устранение вышеупомянутых проблем. В частности, целью настоящего изобретения является создание парогенерирующего устройства с паровой камерой, содержащей гидрофильное покрытия с пониженной растворимостью в теплой и влажной окружающей среде. Другой целью является изготовление покрытия паровой камеры, которое менее подвержено эффекту Лейденфроста. Другой целью является создание способа нанесения композиции гидрофильного покрытия в паровой камере парового утюга для обеспечения парообразования.
Эти и другие цели достигнуты с помощью парогенерирующего устройства, содержащего паровую камеру, содержащую гидрофильное покрытие, состоящее из силиката щелочного металла, где покрытие дополнительно содержит бор. Предпочтительно, создано парогенерирующее устройство, содержащее паровую камеру, содержащую гидрофильное покрытие, содержащее силикат щелочного металла, где покрытие дополнительно содержит соль бора, даже более предпочтительно, борную кислоту с металлом.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 – вид в частичном разрезе и частично сбоку парового утюга в соответствии с настоящим изобретением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
В соответствии с настоящим изобретением создано парогенерирующее устройство, которое включает в себя паровую камеру, содержащую гидрофильное покрытие. Композиция для гидрофильного покрытия содержит силикат щелочного металла, а также бор, предпочтительно, соль бора с металлом. Комбинированное использование силиката щелочного металла и соли бора с металлом дает в результате покрытие после отверждения с отличной паропроизводительностью. В частности, изобретенное покрытие обнаруживает большую часть желаемых свойств покрытия, способствующего парообразованию, оно не только смещает эффект Лейденфроста к более высоким температурам, обнаруживает способность к оптимальному смачиванию и распределение воды в его пористую структуру, но также предотвращает или, по меньшей мере, уменьшает термоизоляцию и отслаивание покрытия. Другое преимущество композиции для покрытия в соответствии с настоящим изобретением состоит в том, что оно легко поддается разбрызгиванию.
Неожиданно было обнаружено, что добавление бора, предпочтительно, бората, в жидкое стекло и в основном в силикат щелочного металла уменьшает их растворимость. Полагают, что реакция бората со щелочью объясняет (частично) этот благоприятный эффект. Смешивание бората с силикатом щелочного металла и с жидким стеклом, в частности, при определенном соотношении Si:B:щелочи обеспечивает композиции, которые являются, по-прежнему, растворимыми в воде после смешивания, но становятся нерастворимыми после сушки. По-видимому, добавление бората эффективно уменьшило растворимость силиката щелочного металла после сушки, вероятно, в результате реакции со щелочью или ее частью. Полученное в результате покрытие боросиликата щелочного металла обнаруживает оптимальное сцепление с алюминиевой нижней частью, является, по существу, нерастворимым в воде и, кроме того, может обеспечивать оптимальную паропроизводительность. Известно, что борат может существовать в разных структурах, например, в качестве дибората, метабората, пиробората и т.д. Однако, настоящее изобретение не ограничивается любым из этих видов. Для удобства, борат может быть добавлен к силикату щелочного металла в виде борной кислоты и/или в виде соли борной кислоты с щелочным металлом. Также можно использовать эфиры бората, такие как, например, B(OCH3)3.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения парогенерирующее устройство отличается тем, что металлом является щелочной металл. Любой щелочной металл может быть в принципе использован, но предпочтительные элементы выбирают из группы натрия, лития и калия. Использование лития является особенно предпочтительным, если устойчивость композиции для покрытия, способствующего парообразованию, должна быть повышена. Использование калия является предпочтительным, если паропроизводительность покрытия, способствующего парообразованию, должна быть повышена.
Для создания благоприятного эффекта количество бората в композиции для покрытия, способствующего парообразованию, составляет, предпочтительно, между 1 и 40% масс. от всей композиции сухого покрытия (вода из композиции для покрытия, по существу, удалена). Более предпочтительно, количество бората составляет между 5 и 30% масс., наиболее предпочтительно, между 8 и 20% масс.
Механические свойства, и в частности прочность покрытия, могут быть улучшены посредством добавления в него наполнителей. Любой наполнитель, известный в области техники, может использоваться, включая частицы окисла металла, такие как оксид алюминия и диоксид кремния, минеральные частицы, подобные слюде, каолину и т.д., или их смеси. В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения гидрофильное покрытие парогенерирующего устройства содержит частицы диоксида кремния. Полагают, что эти частицы обеспечивают лучшие покрытия, возможно благодаря тому факту, что они отбирают некоторую часть щелочной фракции покрытия, например, соотношение Si/щелочи увеличивается, уменьшая дополнительно растворимость готового материала. Коллоидальний диоксид кремния (например, из Ludox (Degussa)) может использоваться, но более предпочтительно, используются более крупнодисперсные диоксиды кремния. Примерами являются коллоидальные диоксиды кремния (например, Aerosil (Degussa)) или осажденные диоксиды кремния (Sipernat (Degussa)).
Для получения покрытий с улучшенными механическими свойствами количество наполнителя в композиции для покрытия, способствующего парообразованию, составляет, предпочтительно, между 5 и 60% мас. всей композиции сухого покрытия (термин «сухой» означает, что вода из композиции для покрытия, по существу, удалена). Более предпочтительно, количество наполнителя составляет между 10 и 40% мас., наиболее предпочтительно, между 15 и 25% мас.
Настоящее изобретение также относится к способу изготовления гидрофильного покрытия в паровой камере парогенерирующего устройства. Способ включает в себя приготовление смеси из силиката щелочного металла и соли бора с металлом, подачу смеси в паровую камеру и отверждение смеси при повышенной температуре для формирования гидрофильного покрытия. Подача смеси в паровую камеру, предпочтительно, выполняется посредством распыления.
В частности, способ отличается тем, что бор, предпочтительно борная кислота, растворяется в воде, в которую добавлен гидроксид щелочного металла. Подходящими гидроксидами металлов являются гидроксид натрия, гидроксид лития и гидроксид калия, причем гидроксид калия является наиболее предпочтительным щелочным соединением. Затем, этот раствор вмешивают в раствор силиката щелочного металла. Полученный в результате (прозрачный) раствор, обычно имеющий повышенную вязкость, затем наносят на алюминиевый нижний слой и отверждают при повышенной температуре в гидрофильное покрытие. Получают, по существу, нерастворимое пористое боросиликатное покрытие. Полученное покрытие способствует образованию пара без возникновения отслаивания и/или других неблагоприятных эффектов.
Дополнительное преимущество покрытия в соответствии с настоящим изобретением состоит в том, что подходящие покрытия могут быть получены в широком диапазоне толщин. Благодаря благоприятной реологии композиции для покрытия настоящего изобретения и, в частности, его относительно низкой вязкости, довольно тонкие покрытия можно легко наносить. Толщину слоя покрытия можно, таким образом, регулировать в зависимости от конкретного типа используемого материала, способствующего парообразованию. Толстые непористые слои покрытия будут предотвращать эффект Лейденфроста вплоть до высоких температур. Однако, если слой слишком толстый, теплопроводность через слой сильно ограничивает скорость испарения. Особенно при низких температурах и высоких скоростях подачи воды вода может вытекать из парогенерирующего устройства. Если слой покрытия слишком тонкий, скорости испарения при низких температурах являются более высокими. Однако парогенерирующее устройство будет в этом случае более предрасположено к эффекту Лейденфроста, и вода, контактирующая с поверхностью, может отскакивать, приводя к шипению парогенерирующего устройства при высоких температурах. Для пористых слоев покрытия могут быть достигнуты высокие скорости испарения как при низких температурах (благодаря лучшему распространению), так и при высоких температурах. Толщина слоя, кроме того, может ограничиваться механическими свойствами материала покрытия. Отслаивание может произойти, если слои покрытия превышают определенную критическую толщину. В сущности, предпочтительная толщина слоя покрытия колеблется между 1 и 100 микронами, более предпочтительно, между 20 и 80 микронами, и, наиболее предпочтительно, между 30 и 60 микронами.
Для улучшения сцепления между покрытием и алюминиевым нижним слоем алюминий можно чистить посредством промывания с использованием органического растворителя и/или с помощью механического способа, такого как пескоструйная очистка. Смачивание алюминиевой поверхности также можно улучшить посредством добавления поверхностно-активных веществ в смесь покрытия.
Отверждение композиции для покрытия выполняется при повышенной температуре, причем конкретная температура отверждения (или сушки) зависит от композиции покрытия. Неотвержденная композиция для покрытия может быть доведена до температуры отверждения посредством нагревания в печи или с помощью любого другого источника теплоты, такого как источник инфракрасного излучения, ультразвукового источника и т.д. Однако предпочтительный способ отверждения включает в себя нагревание самой поверхности паровой камеры. Таким образом, покрытие отверждается от его внутренней поверхности к его наружной поверхности, что оказывает благотворный эффект на свойства изготовленного покрытия. Внутренней поверхностью является поверхность, расположенная ближе всего к алюминиевому нижнему слою, причем наружной поверхностью является поверхность, наиболее удаленная от алюминиевого нижнего слоя. Слишком быстрая сушка/отверждение композиции для покрытия может привести к точкам кипения в отвержденном покрытии. Следовательно, необязательно предварительно нагревать поверхность паровой камеры перед нанесением композиции для покрытия.
Настоящее изобретение будет более подробно объяснено с помощью прилагаемого чертежа и с помощью нижеследующих примеров, однако, не ограничиваясь этим.
Паровой утюг, изображенный на фиг.1, состоит из корпуса 1, который закрыт на нижней стороне алюминиевой подошвой 2, которая содержит тонкий слой нержавеющей стали на нижней стороне 3. Подошва содержит вертикальные ребра 4 на внутренней стороне, и на этих ребрах расположена алюминиевая пластина 5 таким образом, что паровая камера 6 образована между внутренней стороной подошвы 2 и пластиной 5. Паровая камера 6 уплотнена упругим силиконовым каучуком 7. Паровой утюг дополнительно содержит емкость 8 для воды. С помощью механизма 9 накачки вода из емкости 8 может разбрызгиваться непосредственно на разглаживаемую одежду. С помощью механизма 9 накачки воды может подаваться из емкости 8 в паровую камеру 5, таким образом, увеличивая паропроизводительность. Эта вода проходит через отверстие в пластине 5 в нижнюю часть паровой камеры 6. Нижняя часть паровой камеры 6 содержит гидрофильное покрытие 11 паровой камеры. Гидрофильное покрытие 11 изготавливается и наносится, как будет описано в нижеследующих примерах.
Во всех примерах водная суспензия была изготовлена из указанных ингредиентов посредством простого смешивания. Суспензии, полученные таким образом, впоследствии наносились на нижнюю часть паровой камеры 6 и, затем, сгущались посредством сушки и/или отверждения. Таким образом, получают гидрофильное покрытие 11 паровой камеры (фиг.1).
Пример I – влияние количества бората
В данном ряде экспериментов было проанализировано влияние количества бората на растворимость отвержденного покрытия. Были использованы разные количества борной кислоты, как указано в таблице 1. 20 граммам жидкого стекла (Aldrich) были смешаны с 0,5, 1, 1,5 и 2 граммами борной кислоты и дополнительной водой для растворения борной кислоты. В случае добавления 2 граммов борной кислоты образовался осадок, который не растворился даже при добавлении 55 грамм воды. Полученный в результате материал был нанесен на алюминиевую подошву и отвержден при 220°C. После отверждения в течение 2 минут вода стекала на нагретый материал в течение короткого времени. За целостностью покрытия наблюдали визуально. Без добавления борной кислоты слой жидкого стекла растворился. С увеличением количества борной кислоты растворимость уменьшилась. Приблизительно при соотношении Si:B от 2,8 до 1 слой покрытия стал нерастворимым.
| Таблица 1 | ||||||
| Приготовленные растворы и результаты | ||||||
| Жидкое стекло | Борная кислота | вода | Si | Na | B | Растворение |
| 20 г | 0 г | – | 2,76 | 2,1 | – | да |
| 20 г | 0,5 г | 10 | 2,76 | 2,1 | 0,25 | частично |
| 20 г | 1 г | 10 | 2,76 | 2,1 | 0,5 | частично |
| 20 г | 1,5 г | 20 | 2,76 | 2,1 | 0,75 | частично |
| 20 г | 2,0 г | 55 | 2,76 | 2,1 | 1 | нет |
Пример II – влияние количества щелочи
В данном ряде экспериментов было проанализировано влияние количества щелочи на растворимость покрытия. Поскольку растворимость борной кислоты в жидком стекле ограничена, была использована дополнительная щелочь для предварительного растворения борной кислоты и добавления полученного в результате раствора в жидкое стекло. В данных экспериментах 2 грамма борной кислоты были смешаны с определенным количеством гидроксида щелочи (как указано в таблицах 2 и 3) в 8 граммах воды. Борная кислота растворилась. В некоторых случаях полученный в результате борат снова выпал в осадок.
Полученный в результате раствор или суспензия были добавлены к 20 граммам жидкого стекла, приводя к прозрачному раствору. Раствор покрытия был нанесен в паровую камеру парового утюга и отвержден при 220°C. Растворение покрытия было проверено при 220°C с использованием капающей воды и подтверждено визуально.
В случае NaOH (таблица 2) растворимость начала увеличиваться, когда было добавлено более 0,8 граммов NaOH. Нормализуя по отношению к количеству бора, это соответствует соотношению Si:Na:B = 2,76:2,72:1. Меньшие количества Na приводили к неполной растворимости борной кислоты в используемом количестве воды.
| Таблица 2 | ||||||||
| Приготовленные растворы и результаты | ||||||||
| Жидкое стекло | Борная кислота | NaOH | Si | Na1 | B | Na2 | Na1 + Na2 | Растворение |
| 20 г | 2 г | 0,4 | 2,76 | 2,1 | 1 | 0,33 | 2,43 | нет |
| 20 г | 2 г | 0,6 | 2,76 | 2,1 | 1 | 0,46 | 2,56 | нет |
| 20 г | 2 г | 0,8 | 2,76 | 2,1 | 1 | 0,62 | 2,72 | нет |
Для LiOH (Таблица 3) были получены подобные результаты. При добавлении более 1 грамма LiOH.H2O наблюдалось частичное растворение в опыте с капанием. Нормализуя по отношению к количеству бора, это соответствует соотношению Si:(Na+Li):B = 2,76:2,84:1. Меньшие количества Li привели к неполной растворимости борной кислоты в используемом количестве воды.
| Таблица 3 | ||||||||
| Приготовленные растворы и результаты | ||||||||
| Жидкое стекло | Борная кислота | LiOH | Si | Na | B | Li | Na + Li | Растворение |
| 20 г | 2 г | 0,5 | 2,76 | 2,1 | 1 | 0,37 | 2,47 | нет |
| 20 г | 2 г | 0,6 | 2,76 | 2,1 | 1 | 0,44 | 2,54 | нет |
| 20 г | 2 г | 0,8 | 2,76 | 2,1 | 1 | 0,59 | 2,69 | нет |
| 20 г | 2 г | 1,0 | 2,76 | 2,1 | 1 | 0,74 | 2,84 | нет |
Для KOH (таблица 4) растворимость увеличилась до некоторой степени, и могло быть добавлено меньше щелочи. Добавление более 1 грамма KOH привело к покрытию, которое частично растворилось в опыте с капанием. Нормализуя по отношению к количеству бора, это соответствует соотношению Si:(Na+K):B = 2,76:2,65:1. Меньшие количества K привели к неполной растворимости борной кислоты в используемом количестве воды.
| Таблица 4 | ||||||||
| Приготовленные растворы и результаты | ||||||||
| Жидкое стекло | Борная кислота | KOH | Si | Na | B | Ki | Na + K | Растворение |
| 20 г | 2 г | 0,99 | 2,76 | 2,1 | 1 | 0,54 | 2,65 | нет |
Опыты, показанные в данном документе, не являются полными, но указывают на то, что при заданном количестве ингредиентов практический рабочий диапазон для добавляемой щелочи увеличивается от K к Li.
Пример III – влияние наполнителей
Дополнительное увеличение механической прочности может быть достигнуто посредством заполнения боросиликатных смесей, например, диоксидом кремния или оксидом алюминия. Также могут быть использованы другие наполнители в соответствии с обычной практикой в промышленности покрытий. Добавление наполнителей также является благоприятным для поведения при парообразовании слоя покрытия, который наносился. В этих опытах, например, могут использоваться частицы диоксида кремния с размером тонкодисперных частиц. Они поставляются в продажу фирмой Degussa (Aerosil) или фирмой Grace (Syloid). Частицы оксида алюминия могут быть получены, например, из фирмы Degussa (например, Alu-C) или фирмы Baikowski (Baikolox).
В примере 2 грамма борной кислоты были растворены в 8 граммах воды с 1,4 грамма KOH. Полученный в результате раствор был добавлен в 20 граммов жидкого стекла, получая прозрачный раствор с низкой вязкостью. В этот раствор была добавлена дисперсия 2,8 грамма Syloid C809 в 15 граммах воды. Полученная в результате суспензия была разбрызгана в паровой камере парового утюга. Покрытие было отверждено посредством прямого нагревания подошвы до 220°C. Беловатый слой обеспечил оптимальную эффективность парообразования и оптимальное сцепление с алюминиевой подошвой. Сопоставимые результаты были получены при использовании Alu-C (оксида алюминия) от фирмы Degussa при одних и тех же количествах.
Также могут быть использованы частицы коллоидального диоксида кремния для обеспечения преимущества. Они имеются в продаже, например, под торговой маркой Ludox или Bindzil. Добавление Ludox As40, например, повышает механическую прочность чистого боросиликатного раствора.
В другом примере в соответствии с настоящим изобретением 2 грамма борной кислоты были диспергированы в 8 граммах воды с 0,5 грамма LiOH.H2O. Смесь была вмешана в 20 граммов жидкого стекла. После этого, 10,8 грамма дисперсии диоксида кремния от фирмы Degussa (Aerodisp 1226, pH 9<5, размер частицы 0,25 микрона) были добавлены в эту смесь. Полученная в результате композиция для покрытия была нанесена на подошву парового утюга и отверждена при 220°C в течение 2 минут. Стекание воды на покрытие привело к мгновенному образованию пара, показывая, что температура Лейденфроста была более 220°C.
В другом примере, 2 грамма борной кислоты были диспергированы в 8 граммах воды с 0,5 грамма LiOH.H2O. Смесь была вмешана в 20 граммов жидкого стекла. После этого смесь из 7 граммов Ludox AS40 (pH 9,5, 20 микрон) и 7 граммов воды была добавлена в эту смесь. Композиция для покрытия, полученная таким образом, была разбрызгана на подошву и отверждена при 220°C в течение 2 минут. Стекание воды на покрытие привело к мгновенному образованию пара, показывая, что температура Лейденфроста была более 220°C.
В качестве альтернативы, наполнители могут быть диспергированы непосредственно в растворы бората вместо использования предварительно диспергированных наполнителей.
Например, 2 грамма борной кислоты были растворены в 12 граммах воды с 1,4 граммами KOH. Затем, 2,8 грамма Aerosil OX50 были добавлены при вмешивании, получая вязкий материал с однородной консистенцией. Полученный в результате материал был добавлен к 20 граммам жидкого стекла. Композиция для покрытия, полученная таким образом, была разбрызгана на подошву и отверждена при 220°C в течение 2 минут. Стекание воды на покрытие привело к мгновенному образованию пара, показывая, что температура Лейденфроста была более 220°C.
Необходимо подчеркнуть, что конкретные количества ингредиентов, используемых в примерах, могут изменяться в зависимости от типа жидкого стела, которое используется. Торговые сорта жидкого стекла могут изменяться по содержанию твердого вещества и соотношению Si/Na.
Композиции для покрытия в соответствии с настоящим изобретением могут также использоваться для утюгов, имеющих отдельную паровую камеру, соединенную с утюгом при помощи рукава.
Настоящее изобретение относится к парогенерирующему устройству, содержащему паровую камеру с гидрофильным покрытием. Гидрофильное покрытие содержит силикат щелочного металла и бор, предпочтительно соль бора с металлом. Покрытие способствует парообразованию и устойчиво к отслаиванию. Настоящее изобретение также относится к способу изготовления гидрофильного покрытия в паровой камере парогенерирующего устройства и к утюгу, содержащему парогенерирующее устройство.
1. Парогенерирующее устройство, содержащее паровую камеру, покрытую композицией гидрофильного покрытия, содержащей силикат щелочного металла, в котором композиция для покрытия дополнительно содержит бор.
2. Парогенерирующее устройство по п.1, в котором композиция для покрытия дополнительно содержит соль бора с металлом.
3. Парогенерирующее устройство по п.2, в котором металлом является щелочной металл.
4. Парогенерирующее устройство по п.3, в котором щелочным металлом является литий и/или калий.
5. Парогенерирующее устройство по любому из пп.1-4, в котором силикат щелочного металла содержит силикат натрия.
6. Парогенерирующее устройство по любому из пп.1-4, в котором количество соли бора с металлом предпочтительно составляет между 1 и 40 мас.% всей композиции сухого покрытия.
7. Парогенерирующее устройство по любому из пп.1-4, в котором гидрофильное покрытие содержит частицы диоксида кремния.
8. Способ изготовления гидрофильного покрытия в паровой камере парогенерирующего устройства, причем способ включает в себя приготовление смеси из силиката щелочного металла и соли бора с металлом, подачу смеси в паровую камеру и отверждение смеси при повышенной температуре для формирования кислостойкого гидрофильного покрытия.
9. Способ по п.8, в котором смесь доводится до повышенной температуры посредством нагревания поверхности паровой камеры.
10. Паровой утюг, содержащий парогенерирующее устройство по любому из пп.1-7.
findpatent.ru
Гидрофобные и гидрофильные покрытия. Методы получения и области применения.
Цель -проекта разработка методов получения гидрофобного покрытия методом активации поверхности гидрофильного покрытия и создание на их основе устройств для очистки поверхности воды от масел,эмульсий и нефтепродуктов.Вопрос загрязнения мирового океана в настоящее время стоит крайне серьезно. Поэтому, весьма актуально разработать методику получения гидрофобных покрытий, обеспечивающих разделение нефтепродуктов и воды.
В качестве исходного материала был выбран войлок, как основа фильтрующего элемента. Зольность материала 0,83%.
Исходный образец, помещенный на специальный держатель, подвергали процессу термообработки в течении 40 минут в потоке пропана и паров воды при температуре 700 0C. При этом нагрев и охлаждение проводили в инертной атмосфере Ar. В результате на поверхности материала были получены нитевидные образования углерода, что было подтверждено электронно микроскопическими исследованиями.
Гидрофобность полученных образцов определяли по углу смачивания каплями воды,которые наносили на их поверхность. После обработки войлока капли воды оставались на поверхности, что говорит о его гидрофобности. При этом впитываемость масла оставалась на том же уровне.
Таким образом, полученный материал является гидрофобным, но в то же время он сохраняет свою олеофильность.
По разработанной методике гидрофобизации пористых материалов был получен аналогичный материал на основе высокопористого шамота.
Такой материал может являться основой фильтра для установки по очистке воды от масел и нефтепродуктов, находящихся на поверхности воды , при этом не нарушая водного баланса
Файлы:
Результаты экспертной оценки
2018_МГК_Заочный тур_3 этап_проект (Экспертов: 2)
ЦелеполаганиеСредний балл: 2
0 баллов: Отсутствует описание цели проекта. Не определён круг потенциальных заказчиков / потребителей / пользователей. Не определены показатели назначения.
1 балл: Обозначенная цель проекта не обоснована (не сформулирована проблема, которая решается в проекте) или не является актуальной в современной ситуации. Круг потенциальных заказчиков / потребителей / пользователей не конкретен. Заявленные показатели назначения не измеримы, либо отсутствуют.
2 балла: Цель проекта обоснована (сформулирована проблема, которая решается в проекте) и является актуальной в современной ситуации. Представлено только одно из следующего: 1) Чётко обозначен круг потенциальных заказчиков / потребителей / пользователей. 2) Заявленные показатели назначения измеримы.
3 балла: Есть: конкретная формулировка цели проекта и проблемы, которую проект решает; актуальность проекта обоснована; чётко обозначен круг потенциальных заказчиков / потребителей / пользователей. Заявленные показатели назначения измеримы.
Анализ существующих решений и методовСредний балл: 1
0 баллов: Отсутствует список используемой литературы, не представлены анализ существующих решений проблемы и их сравнение
1 балл: Указаны литературные источники, отсутствует анализ существующих решений проблемы и их сравнение
2 балла: Дана сравнительная таблица аналогов с указанием показателей назначения. Выявленные в результате сравнительного анализа преимущества предлагаемого решения не обоснованы, либо отсутствуют.
3 балла: Есть: актуальный список литературы, анализ существующих в практике решений, сравнительная таблица аналогов с указанием преимуществ предлагаемого решения.
Планирование работ, ресурсное обеспечение проектаСредний балл: 2
0 баллов: Отсутствует план работы. Ресурсное обеспечение проекта не определено. Способы привлечения ресурсов в проект не проработаны.
1 балл: Есть только одно из следующего:
1) План работы, с описанием ключевых этапов и промежуточных результатов, отражающий реальный ход работ;
2) Описание использованных ресурсов;
3) Способы привлечения ресурсов в проект.
2 балла: Есть только два из следующего:
1) План работы, с описанием ключевых этапов и промежуточных результатов, отражающий реальный ход работ;
2) Описание использованных ресурсов;
3) Способы привлечения ресурсов в проект.
3 балла: Есть: подробный план, описание использованных ресурсов и способов их привлечения для реализации проекта.
Качество результатаСредний балл:
0 баллов: Нет подробного описания достигнутого результата. Нет подтверждений (фото, видео) полученного результата. Отсутствует программа и методика испытаний. Не приведены полученные в ходе испытаний показатели назначения.
1 балл: Дано подробное описание достигнутого результата. Результат соответствует исходной цели. Есть видео и фото-подтверждения работающего образца/макета/модели. Отсутствует программа и методика испытаний. Испытания не проводились.
2 балла: Дано подробное описание достигнутого результата. Результат соответствует исходной цели. Есть видео и фото-подтверждения работающего образца/макета/модели. Приведена программа и методика испытаний. Полученные в ходе испытаний показатели назначения не в полной мере соответствуют заявленным.
3 балла: Дано подробное описание достигнутого результата. Результат соответствует исходной цели. Есть видео и фото-подтверждения работающего образца/макета/модели. Приведена программа и методика испытаний. Полученные в ходе испытаний показатели назначения в полной мере соответствуют заявленным.
mgk.olimpiada.ru