Разработка технологии создания экологически чистого необрастающего покрытия с низкой поверхностной энергией

1.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ
ПРЕДПРИЯТИЕ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНОИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОНСТРУКЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ «ПРОМЕТЕЙ»
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР
«Разработка технологии создания экологически
чистого необрастающего покрытия с низкой поверхностной
энергией»
 
Докладчик: Уварова Е.А.
Работа выполнена под руководством:
Анисимова А.В. д.т.н.
Михайловой М.А. к.т.н.
 

2. Даже незначительное обрастание увеличивает шероховатость поверхности корпуса судна . Имеются данные о снижении скорости судна на 18% при н

ФГУП «ЦНИИ КМ «ПРОМЕТЕЙ»
Даже  незначительное  обрастание  увеличивает 
шероховатость поверхности корпуса судна . Имеются 
данные  о  снижении  скорости  судна  на  18%  при 
наличии 400 балянусов на 1 м2. 

3.

ФГУП «ЦНИИ КМ «ПРОМЕТЕЙ»
За  счет  малой  поверхностной  энергии  и  высокого 
краевого  угла  смачивания,  такие  покрытия  не  дают 
обрастателям  прочно  прикрепиться  к  поверхности  судна, 
и могут легко удаляться потоком воды.

4.

ФГУП «ЦНИИ КМ «ПРОМЕТЕЙ»
В  процессе  разработки  необрастающего  экологически 
чистого  лакокрасочного  покрытия  были  решены  следующие 
задачи:
1.Было  выбрано  и  модифицировано  пленкообразующее  с 
целью создания лакового покрытия с высоким краевым углом 
смачивания.
2.На  основе  модифицированного  пленкообразующего 
была создан эмаль с заданными технологическими и физикомеханическими  свойствами.
3.Были  проведены  испытания  для  подтверждения 
сохранения поверхностных свойств в процессе эксплуатации
4.Для  подтверждения  воспроизводимости  технологии 
получения  эмали  в    заводских  условиях    была  выпущены 
опытно-промышленные  партии  пленкообразующего  и 
необрастающей  экологически  чистой  эмали  с  низкой 
поверхностной энергией.

5.

ФГУП «ЦНИИ КМ «ПРОМЕТЕЙ»
Модификатор 
обладая 
меньшим 
поверхностным натяжением, по сравнению с 
используемым  с  ним  в  композиции 
полярным олигомером, и малым сродством к 
высокоэнергетическим поверхностям (сталь, 
стекло),  мигрирует  в  приповерхностные 
слои  покрытия.  В  результате  снижается 
поверхностная  энергия  на  границе  с 
воздухом  и  уменьшается  межфазное 
натяжение  полимер/субстрат,  достигается 
высокое  значение  краевого  угла  смачивания 
на  поверхности  покрытия,  что  в  свою 
очередь обеспечивает защиту от обрастания. 
5

6.

ФГУП «ЦНИИ КМ «ПРОМЕТЕЙ»
Краевой угол смачивания разработанных  
пленкообразующих
Краевой угол смачивания
Перфторполиэфирная жидкость с 
Перфторполиэфирная жидкость 
триэтоксисилановыми группами  
Пленкообразую
с молекулярной массой
с молекулярной массой
щее на основе 
ароматически 
сопряженного 
олигомера
2200
2800
3400 4000 2200
2800
3400
4000
Алкилрезорцин 98-100 100-102
100-102
102-103
Пирокатехин
100-102 103-105
104-106
108-109
Гидрохинон
103-105 106-108
108-110
113-116

7.

ФГУП «ЦНИИ КМ «ПРОМЕТЕЙ»
Основные показатели разработанных эмалей
Наименование показателей
Значения показателей, полученные при 
испытаниях эмалей с различной основой
Алкилрезорцин
Пирокатехин 
Гидрохинон 
1. Прочность при ударе, см
50
50
50
2. Эластичность пленки при изгибе, мм
3
3
3
3. Время высыхания до степени 3 при 
температуре (20 ±2)0 С, ч
14
14
14
4. Адгезия, баллы
1
1
1
0,1
0,008
0,005
7. Шероховатость покрытия, мкм 
36-30
35-28
33-28
8. Устойчивость к истиранию, 
удельный износ по массе, г/м2
28,0
19,0
12,0
102-103
108-109
113-115
5. Водопоглощение пленки, %
9. Краевой угол смачивания, градусы

8.

ФГУП «ЦНИИ КМ «ПРОМЕТЕЙ»
Угол смачивания  разработанного гидрофобного покрытия  
на основе гидрохинона составляет 116 градусов

9.

ФГУП «ЦНИИ КМ «ПРОМЕТЕЙ»
Краевой угол смачивания, градусы
Изменение краевого угла смачивания эмалей во время 
испытаний в искусственной морской воде
130
120
110
1
100
2
90
3
80
70
0
250
500
750
1000 1250 1500 1750 2000 2250
Продолжительность испытаний в морской воде, часы
1 - Эмаль  на основе гидрохинона;
2 - Эмаль на основе пирокатехина;
3 - Эмаль на основе алкилрезорцина;

10.

ФГУП «ЦНИИ КМ «ПРОМЕТЕЙ»
На  ОАО  «Соликамский  завод  «Урал»  была  выпущена 
опытно-промышленная  партия  пленкообразующего  на 
основе  олигомера  гидрохинона  и  необрастающая 
экологически  чистая  эмаль  с  низкой  поверхностной 
энергией.
  Технология  получения  эмали  воспроизводима  в 
заводских  условиях  и  технологические,  физикомеханические  и  защитные    свойства  выпущенной  эмали 
соответствуют предъявленным требованиям.
Была  подана  заявка  на  патент  на  изобретение 
«Необрастающая эмаль ПРОГИДРОФ».

11.

ФГУП «ЦНИИ КМ «ПРОМЕТЕЙ»
Выводы
1.  Таким  образом  модифицируя  эпоксидные 
пленкообразователи, 
синтезированные 
с 
использованием 
ароматически 
сопряженных 
олигомеров,  возможно  создать  гидрофобные  покрытия, 
стойкие  к  воздействию  эксплуатационных  факторов  со 
сроком службы не менее 5 лет.
2.  Для  получения  окончательных  результатов, 
касающихся устойчивости к обрастанию, разработанная 
эмаль  должна  быть  испытана  на  морском  стенде  в 
потоке океанической морской воды. 
11

12.

ФГУП «ЦНИИ КМ «ПРОМЕТЕЙ»
Благодарю за 
внимание
12