Композиция для получения супергидрофобного покрытия

Композиция для получения супергидрофобного покрытия

Реферат

Композиция для получения супергидрофобного покрытия относится к области строительства и предназначена для защиты строительных конструкций, фасадов сооружений, транспортных средств, составных частей оборудования, одежды, бытовой керамики и других твердых или мягких поверхностей от смачивания водой, за счет образования на поверхности высокого поверхностного натяжения.

Известна «Композиция для получения гидрофобных покрытий» (Патент №1493646 от 15.07.1989 г.), которая включает раствор водоразбавляемого лакокрасочного материала на основе алкидноэпоксидной, акриловой смол или малеинизированных продуктов (5-15 мас. % в пересчете на сухое вещество) и 50%-ную водную дисперсию фторопласта (20-37 мас. %), дополнительно содержит 2-метил-5-винил-1 метиленпентаметилдисилоксипиридиний йодид в количестве 0,1-3,0 мас. %, и содержащая в своем составе, полимерные лакокрасочные вещества, такие как алкидноэпоксидные и акриловые смолы. Недостатком данной композиции является продолжительность сушки изделий 2-7 суток при 10-20°С до готовности, а также токсичность и хрупкость получаемого покрытия, что ограничивает его область применения. Кроме того, исходная кремнийорганическая жидкость дорогая и поэтому недоступна для широкомасштабного использования.

Ближайшим аналогом к предлагаемому изобретению является «Гидрофобизирующая композиция» (Патент по международной заявке №PCT/UA 2011/000126 от 05.07.2012 г.), предназначенная для придания водоотталкивающих свойств широкому кругу стройматериалов. В своем составе данная композиция содержит соединения: поли-метил-гидро-силоксан, полиэтилгидросилоксан, полиметилсилоксан, метилтриэтоксисилан, аминопропилтриэтоксишлан, метилсиликонат натрия или калия, этилсиликонат натрия или калия или, алюмометилсиликонат натрия, алюмоэтилсиликонат натрия, а также дополнительно содержит наполнитель, которым является нанодисперсный порошок кремнезема или глинозема или модифицированный органическими соединениями из ряда мономеров алкилхлорсиланов нанопорошок кремнезема; в качестве растворителя она содержит воду и/или органический растворитель из группы углеводородов жирного и ароматического рядов, при следующем соотношении компонентов, (масс. %): кремнийорганическое соединение 0,05÷35, наполнитель 0,01÷8,0, растворитель до 100.

Целью изобретения является достижение нового технического результата - композиция для получения супергидрофобного покрытия, имеющего высокие адгезионные свойства с одновременной стабилизацией физического показателя эластичности покрытия вне зависимости от физических и химических свойств покрываемых материалов и одновременно низкую себестоимость изготовления композиции.

Сущность изобретения

Основным компонентом композиции является метилацетат (C3H6O2) который, являясь универсальным растворителем для нитроцеллюлозы, высыхающих пленок, этилцеллюлозы, пигментов, смол, красок, полиэфирных лаков, полимеров, используется в качестве сырья в промышленных синтезах, в производстве композиций лаков, красок, клеев, пятновыводителей, автокосметических средств, шпатлевок, обладает цепкими липучими свойствами практически в отношении большинства строительных материалов.

Оксид кремния - как гидрофобизирующий компонент является структурообразователем композиции, улучшает и придает текучесть порошкам, сгущает водостойкую систему, образуя микро- и наноразмерные шероховатости покрытия, для улучшения и придания текучести порошкам. Одновременно аэросил выполняет значение катализатора. Важными свойствами аэросила являются высокая чистота, а также беспористость и большая удельная поверхность, благодаря чему связываются большие количества жидкости. Вместе с тем, превышение его массовой доли более 2% изменило бы свойства поверхности в худшую сторону, т.к. создается скелетная структура, которая вызывает сгущение композиции, что при механическом воздействии на поверхность разрушается. Степень разрушения зависит от вида и продолжительности воздействия. Уменьшение массовой доли аэросила менее 2% наоборот уменьшило бы сгущающее действие аэросила и, как следствие, уменьшение числа величины первичных частиц, что также сказалось бы на температурной стабильности установленной вязкости.

Стирол-акриловая смола Neocryl В-880 в композиции выступает связующим элементом и служит для повышения прочности покрытия.

Композиция для получения супергидрофобного покрытия имеет следующее соотношение компонентов, масс. %:

Стирол-акриловая смола	0,7
Гидрофобный пирогенный оксид кремния	2
Метилацетат	97,3

Таким образом, композиция данного типа представляет собой дисперсию гидрофобного пирогенного оксида кремния и акрилового полимера в растворе метилацетата.

Технический результат изобретения заключается в том, что материалы, обработанные композицией, принимают свойства абсолютной стойкости к загрязнению, способность к самоочищению, высокие антикоррозионные свойства. Супергидрофобный эффект возникает из-за особенностей рельефа получаемой поверхности на микро- и наноуровне, приводящих к снижению площади контакта жидкости с поверхностью данного тела. Композиция защищает поверхность материалов от воды, имеет высокую адгезию к поверхности материалов и устойчива к ультрафиолету. Композиция обеспечивает возможность получения супергидрофобного покрытия на поверхности в любых полевых и погодных условиях, непосредственно на месте и имеет стабильные свойства эластичности полученного гидрофобного покрытия независимо от физических свойств и химического состава поверхности покрываемого материала.

Приготовление композиции осуществляется в следующем порядке. В раствор метилацетата при постоянном помешивании постепенно всыпается порошок акрила, который перемешивается до полного растворения, пока раствор не станет прозрачным. Затем таким же образом засыпается оксид кремния, при этом не допускается образование комков и осадков. Допускается помутнение дисперсии. Работы по получению композиции необходимо проводить в условиях приточно-вытяжной вентиляции. После нанесения композиции на обрабатываемую поверхность время полного высыхания на поверхности составляет 20-30 мин. После чего изделие можно эксплуатировать.

Рассмотрим пример, подтверждающий возможность осуществления изобретения с получением положительного эффекта при использовании всей совокупности существенных признаков изобретения, указанной в его формуле.

Как известно, повышение влажности стройматериалов на 10% снижает их теплоизоляционные свойства на 30-50%. Высококачественная гидрофобизация может снизить водопоглощение до 0,1-0,2% (но достигнуть такого результата непросто), обычно легко достижимо 0,4-1,0%. Таким образом, гидрофобизация позволяет снизить водопоглощение в 10-50 раз. Кирпичная стена, штукатурка после нескольких часов нахождения под проливным дождем остается практически сухой, а дом - теплым. Экономический эффект от экономии на отоплении может даже превысить экономический эффект от экономии на ремонте. Особенно заметен эффект от ГФ в межсезонье, когда отопление отключено и постоянно идут дожди. В домах, подвергнутых ГФ-ции, сухо и тепло.

Композиция для получения супергидрофобного покрытия на основе метиацетата, отличающаяся тем, что включает в себя стирол-акриловую смолу Neocryl В-880 в качестве связующего, гидрофобный пирогенный оксид кремния Aerosil R972 и метилацетат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Стирол-акриловая смола	0,7
Гидрофобный пирогенный оксид кремния	2
Метилацетат	97,3