Гидрофобные материалы покрытия, состав

Вода является основой жизни. Она необходима каждому живому организму, существующему на Земле. Но в то же время, вода обладает и разрушительной силой. Не зря существует пословица, что «вода камень точит». И это действительно так, излишняя влажность способна нанести вред даже самым прочным конструкциям и материалам. В связи с этим, для обеспечения защиты предметов от намокания ученые химики изобрели специальное покрытие, способное отталкивать влагу. Покрытия, способные предотвратить намокание предметов, называются гидрофобными. Первое гидрофобное покрытие появилось в обиходе примерно 40 лет назад.

В настоящее время гидрофобные покрытия имеют огромную популярность. Абсолютно каждый человек сталкивается с использованием гидрофобных покрытий. Область их применения колоссально широка. Они применяются как для защиты обуви и различных гаджетов, так и для защиты строительных материалов, уже готовых построек, автомобилей и многого другого.

В зависимости от материала поверхности, а также от способа их нанесения все гидрофобные материалы подразделяются на:

1. Лаки. Ими обрабатываются, в основном, деревянные поверхности. Гидрофобные лаки предотвращают впитывания деревом влаги, и как следствие, не допускают его разбухания и гниения. Производятся в неокрашенном виде, другими словами – бесцветными. Благодаря гидрофобным лакам, деревянные поверхности становятся не только защищенными, но и приобретают привлекательный вид и блеск.
2. Пропитки. Очень популярными являются во время строительства стен зданий и дорожек на террасах. Эффективным водоотталкивающим средством выступают для различных пористых поверхностей.
3. Морилки. В основе данного гидрофобного покрытия лежит олифа. Такие морилки также отлично подойдут для защиты от влаги деревянных покрытий. Нанесение вещества происходит с помощью валика, кисти или же методом распыления.
4. Краски. Имеет наиболее широкую область применения, так как подходит для абсолютно любых типов поверхностей. Гидрофобные краски легко наносятся, у них отсутствует запах, а также они являются гигиеничными.
5. Жидкости, воски, аэрозоли. Такие покрытия предназначены для защиты обуви, стекол, мониторов компьютеров и экранов планшетов и телефонов. Они продаются во многих магазинах и не требуют специальных инструментов для их нанесения.

Однако, при покупке того или иного водоотталкивающего покрытия, следует помнить, что для каждого материала существует свое гидрофобное покрытие, состав которого адаптирован для нанесения на определенную поверхность. Нельзя, например, использовать гидрофобное покрытие для стекол, которое предназначено для защиты от влаги обуви, и наоборот.

Тем не менее, все гидрофобные покрытия, вне зависимости от своего состава, схожи по своим свойствам, которые направлены на защиту поверхности от влаги. К ним, в основном, относятся антиадгезионные свойства, абсолютная экологичность, способность образовывать на поверхности защитную пленку, предотвращающую впитывание влаги, запотевание (например, стекла), налипание грязи.

Автомобиль является тем транспортным средством, которое эксплуатируется при любых погодных условиях. А у некоторых владельцев, по причине отсутствия гаража, авто может даже зимовать на улице. В связи с этим, и сам кузов автомобиля, и многие детали подвергаются воздействию агрессивных сред, в том числе и влаге, которая является основным врагом железа и многих других декоративных элементов. А в комплексе с пылью и солью, которой так любят посыпать зимой дороги, влага является отличным средством, способным за считанные годы полностью привести в негодность лакокрасочное покрытие автомобильного кузова, что, в свою очередь, является причиной появления коррозии. Поэтому, транспортные средства очень нуждаются в хорошей защите. Линейка гидрофобных покрытий для автомобиля очень разнообразна. Она включает:

• силиконовые гидрофобные покрытия с ингибиторами коррозии;
• кремнийорганические твердые гидрофобные покрытия;
• восковые покрытия;
• тефлоновые покрытия;
• соли жирных кислот и другие вещества.

Гидрофобные покрытия обладают антиадгезионными свойствами, обеспечивая отталкивание с поверхности не только влаги, но и различного рода загрязнения. Структура водоотталкивающих покрытий позволяет им просачиваться на достаточную глубину в поры краски и лака, где происходит их кристаллизация. В результате этого на поверхности образуется невидимая тонкая силиконовая или кремниевая пленка, которая предотвращает появление нежелательных царапин и сколов краски на кузове авто. Благодаря применению таких покрытий можно значительно продлить срок службы и молодость своему любимому автомобилю.

Большинство таких покрытий для автомобиля имеют консистенцию, которая не требует специальных навыков и специального оборудования для их нанесения. Благодаря этому, абсолютно каждый человек может нанести гидрофобное покрытие своими руками на кузов автомобиля, соблюдая при этом инструкцию по применению покрытия, которая написана на упаковке.

Кроме того, на рынке существуют и более профессиональные гидрофобные покрытия для автомобиля, нанесение которых в домашних условиях невозможно, а требуют определенных знаний и техники. К таким покрытиям относятся:

1. Специальная защитная пленка, обладающая уникальным составом. После нанесения данного покрытия поверхность становится менее уязвима к различного рода механическим повреждениям, а также уже существующие царапины становятся менее заметными. Данная технология защиты кузова автомобиля является на сегодняшний день наиболее доступной среди всех остальных.
2. Покрытие, предназначенное для нанесения на полированную поверхность автомобиля. Данные покрытия имеют густую консистенцию, напоминающую гель. После нанесения таких покрытий образуется специальная пленка, обладающая эффектом «лотоса» — мелкие капли попадающей на кузов воды соединяются в крупные и вместе с грязью смываются с поверхности.
3. «Жидкое стекло». Данное покрытие способно не только соответствующим образом защитить поверхность, но и вернуть лакокрасочному покрытию автомобильного кузова первозданный блеск. Покрытие имеет принципиальное отличие от всех остальных гидрофобных покрытий, которое заключается в его составе. «Жидкое стекло» способно проникнуть достаточно глубоко в лакокрасочное покрытие кузова, тем самым усилив его молекулярную структуру. Кроме этого, покрытие очень прочное и долговечное.
4. Нанокерамика. Данное покрытие чем-то похоже на «жидкое стекло», поскольку также надежно и длительно способно сохранить в целостности и сохранности кузов автомобиля вместе с покраской. Предотвращает появление сколов и царапин. Также является устойчивым не только к воздействию агрессивной влажной среды, но и многим химическим веществам.

В настоящее время каждый владелец автомобиля может выбрать гидрофобное покрытие по своему вкусу. Каким бы оно не было, в любом случае, кузов и лакокрасочное покрытие будут защищены от воздействия влаги и загрязнения.

Гладкие гидрофобные покрытия могут оказаться более эффективны при борьбе с авиационным обледенением

21 декабря, 2021 12:35

Источник: Пресс-служба РНФ

Чтобы предотвратить опасное обледенение самолетов, применяют специальные жидкости и разрабатываются гидрофобные покрытия, снижающие смачиваемость корпуса и замерзание на нем воды.

Вместе с тем информации о том, эффективно ли сочетание этих мер, довольно мало. Российские исследователи выяснили, как гидрофобные покрытия влияют на защитное действие противообледенительных жидкостей. Результаты их экспериментов показали, что смачиваемость обшивки не снижает эффективность обработки противообледенительными жидкостями. Однако, скапливание данных жидкостей в рельефе поверхности ухудшает противообледенительные свойства гидрофобных покрытий. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (РНФ) и опубликована в журнале International Communications in Heat and Mass Transfer.

Поделиться

Лед на поверхности самолета не только ухудшает его аэродинамику, но и может нарушить работу двигателей и управляющих устройств. Поэтому необходимо уделять большое внимание борьбе с обледенением воздушных судов как на земле, так и в воздухе.

Существует два типа защиты авиалайнеров от обледенения. Первый — наземный: пока самолет находится на земле, его обрабатывают специальными противообледенительными жидкостями. В результате на поверхности образуется защитная пленка, которая плавит атмосферные осадки (дождь, снег и прочее) и не дает воде вновь замерзнуть на корпусе. Но этих свойств хватает только на время взлета — когда самолет разгоняется, остатки защитной пленки сдуваются с поверхности, поэтому во время полета от льда воздушное судно защищают специальные противообледенительные системы, установленные на борту — например, подогрев или надувные протекторы. Для повышения эффективности таких систем авиапроизводители вместе с учеными разрабатывают гидрофобные покрытия. Они уменьшают ледообразование за счет удаления воды и снижения сцепления льда с поверхностью (адгезия).

Однако специальные гидрофобные поверхности могут помешать противообледенительной жидкости создать сплошную защитную пленку. Предыдущие исследования ученых из Канады показали, что защитное действие противообледенительных жидкостей может снижаться на гидрофобных покрытиях.

В этой ситуации исследователи Сколковского института науки и технологий (Москва) решили выяснить, как влияет смачиваемость (взаимодействие жидкости с поверхностью твердого тела) поверхности алюминия, который используется в обшивке самолета, на защитные свойства противообледенительных жидкостей. В ходе эксперимента они создали условия ледяного дождя и наблюдали за образованием льда на супергидрофильных и гидрофобных алюминиевых пластинах, обработанных противообледенительными жидкостями.

Оказалось, что на самом деле смачиваемость пластин не влияет на эффективность противообледенительных жидкостей, что не совпадает с выводами канадских исследователей. Российские ученые считают, что причиной противоположных результатов может быть поверхностное натяжение и вязкость противообледенительных жидкостей. В будущих исследованиях необходимо также учитывать шероховатость поверхности, потому что обледенение более шероховатых поверхностей происходит дольше. Кроме того, выяснилось, что скапливание жидкости в текстуре поверхности ухудшает водоотталкивающие свойства гидрофобных покрытий.

«Мы считаем, что гладкие гидрофобные покрытия, вероятно, более предпочтительны для противообледенительных систем самолета, чем шероховатые супергидрофобные покрытия, когда предполагается их контакт с противообледенительными жидкостями», — рассказал руководитель проекта по гранту РНФ Виктор Гришаев, кандидат наук (признаваемый в РФ PhD), старший научный сотрудник Сколковского института науки и технологий.

Теги

Пресс-релизы

Гидрофобные покрытия | Супергидрофобное нанопокрытие и обработка

Насколько долговечны гидрофобные покрытия? Expand

Технологии гидрофобных покрытий, производимые Aculon, невероятно надежны в подавляющем большинстве областей применения. Конечно, все относительно, поэтому долговечность наносимых гидрофобных покрытий зависит от специфики среды их нанесения:

Истираемость: В целом гидрофобные покрытия достаточно устойчивы к абразивному воздействию. Однако, учитывая, что гидрофобные покрытия обычно имеют толщину 2-50 нм, в зависимости от конкретной технологии, они настолько же прочны, как и основная подложка. Если основание повреждено, покрытие также будет повреждено.

Химическое вещество: Технологии гидрофобных покрытий Aculon устойчивы к большинству всех химических веществ. Редким исключением являются химикаты с высоким pH (основные). Кроме того, химические вещества, которые будут воздействовать на конкретную основную подложку, также будут проблематичными, даже если они не повредят само покрытие.

Нагрев: Эти технологии гидрофобного покрытия устойчивы при температурах до 200°-300° в зависимости от конкретной гидрофобной технологии.

УФ: УФ быстро разрушает гидрофобные покрытия, поэтому они не рекомендуются для применения в условиях сильного УФ излучения.

 

Как наносят гидрофобные покрытия? Expand

Гидрофобные покрытия можно наносить различными способами, включая:

• Распыление
• Дип
• Протрите
• Селективное осаждение
• Струя
• Дозирование
• Вакуумное осаждение.

Как производитель гидрофобных покрытий, наносимых в жидком виде, Aculon располагает технологиями, которые можно наносить всеми вышеперечисленными методами, за исключением вакуумного напыления, устаревшего и дорогостоящего метода.

Каков типичный угол контакта с водой для гидрофобных покрытий Aculon? Expand

Для справки: Необработанная поверхность, в зависимости от основания, может находиться где-то в диапазоне угла контакта с водой от 10° до 60°. Деталь, обработанная технологией гидрофобного покрытия Aculon, обычно достигает отталкивающей способности 112°-125° в зависимости от подложки и других особенностей применения.

Как отверждаются гидрофобные покрытия? Expand

Обычно требуется сушка при комнатной температуре! Технологии гидрофобных покрытий Aculon разработаны с учетом простоты использования и не требуют громоздких этапов последующего отверждения!

Какой процесс нанесения лучше всего подходит для нанесения гидрофобных покрытий? Expand

Это зависит от многих факторов и в конечном итоге сводится к тому, что лучше всего подходит для вашего приложения! Наши гидрофобные покрытия можно наносить с помощью:

• Дип
• Спрей
• Протрите
• Джет
• Раздача
• Селективное осаждение
• Трафаретная печать
• Рулонное покрытие

Легко ли удалить гидрофобную пропитку при необходимости? Expand

Да, при необходимости мы можем обеспечить соответствующий процесс удаления гидрофобного покрытия. Конкретные варианты будут зависеть от выбранной технологии гидрофобного покрытия и подложки. Однако в целом варианты включают:

• Воздействие ультрафиолета
• Химическая очистка
• Истирание
• Взрыв песка

Как проверить наличие гидрофобного покрытия на поверхности? Expand

Существует множество методов определения наличия на поверхности гидрофобного покрытия. Поскольку большинство наноразмерных гидрофобных покрытий слишком малы, чтобы их можно было увидеть на поверхности, их необходимо проверять путем измерения характеристик поверхности. Варианты включают:

Ручка Dyne: Ручка Dyne для измерения поверхностной энергии. При нанесении на подложку с низкой поверхностной энергией перо Dyne образует бусинки, что подтверждает наличие гидрофобного покрытия.

Вода: Вода будет собираться в пузыри и отказываться смачивать поверхность, когда присутствует гидрофобная поверхность. Поведение аналогично только что натертому воском авто.

Угол контакта с водой: Гониометр можно использовать для количественного измерения угла контакта, чтобы подтвердить наличие гидрофобного покрытия.

Выдержат ли гидрофобные покрытия воздействие пара высокой температуры, например, при использовании в автоклаве? Expand

Гидрофобные покрытия Aculon не подвергаются воздействию пара или автоклава, поскольку они стабильны при температурах до 225°-300° в зависимости от типа подложки и гидрофобной технологии.

Гидрофобные покрытия электропроводны? Expand

Гидрофобные покрытия Aculon сами по себе не являются проводящими и являются электроизоляционными. Однако из-за их сверхтонкой природы электроны будут туннелировать через покрытие, обеспечивая электрический контакт двух частей с покрытием. Само покрытие не проводит электричество по поверхности.

Если мы хотим оценить гидрофобные покрытия, как нам это сделать? Напрямую или через дистрибьюцию? Расширить

Свяжитесь с Aculon® напрямую, и мы будем работать с вами, чтобы определить идеальное решение, а затем сможем найти детали/материалы для испытаний.

Являются ли гидрофобные покрытия химически стойкими? Expand

Гидрофобные покрытия, выпускаемые Aculon, чрезвычайно устойчивы к большинству химических воздействий. Единственным исключением являются растворители с высоким pH, которые протравливают и удаляют наши покрытия. Хороший вариант для удаления при необходимости однако!

Соответствуют ли эти гидрофобные покрытия нормам ROHS и REACH? Expand

Да, все варианты гидрофобного покрытия, предлагаемые Aculon, соответствуют требованиям.

Как проверить адгезию гидрофобного покрытия? Expand

Мы проверяем адгезию и долговечность наших гидрофобных покрытий с помощью циклов истирания Табера.

Насколько хорошо гидрофобные покрытия работают в экстремальных условиях. – от 40°C до 80°C? Expand

Все гидрофобные покрытия стабильны в этом диапазоне температур. Однако они не предотвратят образование инея или конденсации на поверхности при низких температурах.

Супергидрофобные покрытия NANOMYTE® — водоотталкивающие

Повышение эффективности и экономия энергии

Линейка гидрофобных покрытий NEI NANOMYTE ^® обеспечивает надежную защиту от абразивного износа и жидкостей и может наноситься на различные подложки, включая пластик, металлы, стекло , окрашенные поверхности, ткани и 3D-печатные детали.

Применение

NANOMYTE ^® SuperCN и SuperCN Plus применимы для промышленных конденсаторов в целом и, в частности, для поверхностных конденсаторов на электростанциях. Прочные гидрофобные покрытия также можно использовать для придания противообрастающих и легко очищаемых свойств металлическим поверхностям различных широко используемых потребительских товаров, таких как кухонная техника, насадки для душа и поручни, и это лишь некоторые из них.

Демонстрационное видео SuperCN

NANOMYTE

^® SuperCN

SuperCN — это прочное, высокогидрофобное покрытие, изначально предназначенное для металлических поверхностей, но также может использоваться на различных других поверхностях, включая пластик, стекло, окрашенные поверхности и ткани. Запатентованное покрытие обладает уникальным сочетанием свойств, включая гидрофобность и олеофобность, особенно хорошей адгезией к нержавеющей стали, превосходной стойкостью к истиранию и эрозии. Хотя покрытие изначально было разработано для обеспечения капельной конденсации на трубах конденсатора из нержавеющей стали для повышения эффективности теплопередачи, его также можно использовать для придания противообрастающих и легко очищаемых свойств другим металлическим поверхностям, таким как латунь и титан.

NANOMYTE ^® SuperCN представляет собой двухкомпонентный раствор для покрытия, который можно наносить погружением, обтеканием, вращением, валиком, распылением, глубокой и обратной глубокой печатью. Для областей применения, где необходима грунтовка (например, полимерные подложки), NEI поставляет грунтовку — NANOMYTE ^® SR-Primer , — которая хорошо работает с рядом пластиков.

Техническая информация: SuperCN TDS ♦ SuperCN SDS (часть A) ♦ SuperCN SDS (часть B)

Request Quote

NANOMYTE

^® SuperCN Plus

SuperCN Plus представляет собой функционально градиентное покрытие, которое придает супергидрофобные свойства подложке, обеспечивая при этом более высокую стойкость к истиранию по сравнению с существующими супергидрофобными покрытиями.