RU2485360C1 - Formation method of molecular coating on surfaces of products from metals and alloys - Google Patents
Formation method of molecular coating on surfaces of products from metals and alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2485360C1 RU2485360C1 RU2012118082/06A RU2012118082A RU2485360C1 RU 2485360 C1 RU2485360 C1 RU 2485360C1 RU 2012118082/06 A RU2012118082/06 A RU 2012118082/06A RU 2012118082 A RU2012118082 A RU 2012118082A RU 2485360 C1 RU2485360 C1 RU 2485360C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- products
- electrode
- electromagnetic field
- product
- emulsion
- Prior art date
Links
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопроводным системам, теплообменному оборудованию и предназначено для предприятий-изготовителей и эксплуатирующих организаций.The invention relates to piping systems, heat exchange equipment and is intended for manufacturers and operating organizations.
Известен способ получения гидрофильной полимерной пленки и устройств для его реализации, описанный в патенте РФ № 2070211, МПК6 C08J 7/18, опубликованный 10.12.1996 г. Способ заключается в получении гидрофильных полимерных пленок путем радикальной прививочной полимеризации акрилового мономера на поверхности и последующей многостадийной обработки.A known method for producing a hydrophilic polymer film and devices for its implementation, described in RF patent No. 2070211, IPC6 C08J 7/18, published on 12/10/1996, the Method consists in obtaining hydrophilic polymer films by radical grafting of the acrylic monomer on the surface and subsequent multi-stage processing .
Однако указанный способ характеризуется сложностью осуществления, значительными энергетическими затратами (высокочастотная обработка, УФ-облучение, сушка воздухом, применение комплекса химических растворителей) и невозможностью реализации на крупногабаритных и эксплуатирующихся изделиях.However, this method is characterized by the complexity of the implementation, significant energy costs (high-frequency treatment, UV irradiation, air drying, the use of a complex of chemical solvents) and the inability to sell on large and operating products.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ уменьшения гидравлического сопротивления трубопроводных сетей для транспортировки жидких сред, обеспечивающий формирование молекулярного покрытия на поверхностях изделий из металлов и сплавов, описанный в патенте РФ №2318140, МПК F15B 1/06, опубл. 27.02.2008 г. Способ заключается в формировании на поверхностях трубопроводов и оборудования молекулярной структурированной пленки посредством ввода в жидкую среду поверхностно-активных веществ (ПАВ), до ввода ПАВ готовят эмульсию, насыщенную этими молекулами, дозируют приготовленную эмульсию в жидкую среду. При этом суммарная толщина слоев, сформированных на поверхностях оборудования трубопроводной сети, соизмерима с шероховатостью поверхности, в качестве ПАВ используют биологически и термически не разлагаемые соединения, химически инертные по отношению к транспортируемым средам.Closest to the technical nature of the invention is a method of reducing the hydraulic resistance of pipeline networks for transporting liquid media, providing the formation of a molecular coating on the surfaces of metal and alloy products, described in RF patent No. 2318140, IPC F15B 1/06, publ. 02/27/2008. The method consists in forming a molecular structured film on the surfaces of pipelines and equipment by introducing surfactants into a liquid medium, before entering a surfactant, an emulsion saturated with these molecules is prepared, the prepared emulsion is dosed into a liquid medium. In this case, the total thickness of the layers formed on the surfaces of the equipment of the pipeline network is commensurate with the surface roughness; biologically and thermally degradable compounds chemically inert with respect to the transported media are used as surfactants.
Однако такой способ не только не улучшает теплообменные характеристики функциональных поверхностей, но и при значительных толщинах наблюдается ухудшение, при этом существует ряд проблем теплоэнергетического оборудования, для решения которых необходима интенсификация теплообменных процессов.However, this method not only does not improve the heat transfer characteristics of the functional surfaces, but even with significant thicknesses, deterioration is observed, while there are a number of problems of heat and power equipment, the solution of which requires the intensification of heat transfer processes.
Техническим результатом изобретения является улучшение гидродинамических и термодинамических характеристик поверхностей изделий из металлов и сплавов.The technical result of the invention is to improve the hydrodynamic and thermodynamic characteristics of the surfaces of metal and alloy products.
Этот технический результат достигается тем, что известный способ формирования молекулярного покрытия на поверхностях изделий из металлов и сплавов, заключающийся в формировании на поверхностях структурированной пленки посредством создания эмульсии поверхностно-активных веществ (ПАВ), дозирования эмульсии в жидкую среду, при этом в качестве ПАВ используют биологически и термически не разлагаемые соединения, химически инертные по отношению к жидким средам, например пленкообразующие амины, отличается тем, что нагревают указанную среду до температуры выше температуры плавления используемых ПАВ, очищают изделия от продуктов коррозии и отложений, помещают изделие в жидкую среду, создают электромагнитное поле посредством ввода в жидкую среду электрода, подключают электрод к одному полюсу источника тока, а изделие из металла или сплава - к другому, выдерживают температуру и электромагнитное поле до окончания процесса формирования молекулярного покрытия.This technical result is achieved by the fact that the known method of forming a molecular coating on the surfaces of metal and alloy products, which consists in forming a structured film on the surfaces by creating an emulsion of surface-active substances (surfactants), dosing the emulsion in a liquid medium, using surfactants biologically and thermally non-degradable compounds chemically inert with respect to liquid media, for example film-forming amines, characterized in that they heat the medium to a temperature above the melting temperature of the used surfactants, they clean the products from corrosion products and deposits, place the product in a liquid medium, create an electromagnetic field by introducing an electrode into the liquid medium, connect the electrode to one pole of the current source, and the metal or alloy product to the other, withstand the temperature and electromagnetic field until the formation of the molecular coating.
Способ формирования молекулярного покрытия на поверхностях изделий из металлов и сплавов осуществляется следующим образом.The method of forming a molecular coating on the surfaces of metal and alloy products is as follows.
Поверхности изделий из металлов и сплавов очищают от отложений и продуктов коррозии. Готовят эмульсию молекул поверхностно-активных веществ (ПАВ) в жидкой среде. Помещают изделие из металла или сплавов в жидкую среду и обеспечивают перемешивание. Нагревают жидкую среду до температуры выше температуры плавления используемых ПАВ, например для пленкообразующих аминов до температуры выше 70°C. В жидкую среду помещают электрод, который соединяют с источником тока, вторым электродом является само изделие, которое также соединяют с источником тока. Молекулы ПАВ, к примеру пленкообразующих аминов, характеризуются дипольной структурой, что обеспечивает возможность управления скоростью и направлением движения молекул электромагнитным полем. Известно, что при отсутствии электромагнитного поля молекулы ПАВ сорбируются на поверхности изделий из металла или сплава положительно заряженной половиной к поверхности, а отрицательно заряженной от поверхности. При этом сформированные упорядоченные, структурированные, молекулярные, пленочные слои характеризуются гидрофобными свойствами (угол смачивания порядка 120°). В случае появления электромагнитного поля в направлении от поверхности изделия (при этом на электрод, расположенный в жидкой среде подается положительный заряд, а на изделие - отрицательный) молекулы ПАВ переориентируются и адсорбируются отрицательной половиной к поверхности, а положительно заряженной от поверхности. В этом случае сформированные упорядоченные, структурированные, молекулярные, пленочные слои характеризуются гидрофильными свойствами (угол смачивания ≤20°). После выключения электромагнитного поля молекулы ПАВ удерживаются на поверхности силами межмолекулярного взаимодействия.The surfaces of metal and alloy products are cleaned of deposits and corrosion products. An emulsion of surfactant molecules is prepared in a liquid medium. Place the product of metal or alloys in a liquid medium and provide mixing. The liquid medium is heated to a temperature above the melting point of the surfactants used, for example for film-forming amines to a temperature above 70 ° C. An electrode is placed in the liquid medium, which is connected to the current source, the second electrode is the product itself, which is also connected to the current source. Surfactant molecules, for example, film-forming amines, are characterized by a dipole structure, which makes it possible to control the speed and direction of movement of molecules by an electromagnetic field. It is known that in the absence of an electromagnetic field, surfactant molecules are sorbed on the surface of metal or alloy products by a positively charged half to the surface, and negatively charged from the surface. Moreover, the formed ordered, structured, molecular, film layers are characterized by hydrophobic properties (contact angle of about 120 °). In the case of the appearance of an electromagnetic field in the direction from the surface of the product (in this case, a positive charge is applied to the electrode located in a liquid medium and a negative charge to the product), the surfactant molecules are reoriented and adsorbed by the negative half to the surface, and positively charged from the surface. In this case, the formed ordered, structured, molecular, film layers are characterized by hydrophilic properties (contact angle ≤20 °). After turning off the electromagnetic field, surfactant molecules are held on the surface by intermolecular interaction forces.
При создании электромагнитного поля к поверхности изделия (при этом на электрод подается отрицательный заряд, а на изделие - положительный) сформированные упорядоченные, структурированные, молекулярные, пленочные слои ПАВ характеризуется сверхвысокой степенью смачиваемости (угол смачивания ≥150°).When creating an electromagnetic field to the surface of the product (in this case, a negative charge is applied to the electrode, and a positive charge is applied to the product), the formed ordered, structured, molecular, film layers of surfactants are characterized by an ultrahigh degree of wettability (contact angle ≥150 °).
На всем протяжении формирования упорядоченных, структурированных, молекулярных, пленочных слоев в жидкой среде поддерживается стабильная концентрация молекул ПАВ и температура.Throughout the formation of ordered, structured, molecular, film layers in a liquid medium, a stable concentration of surfactant molecules and temperature are maintained.
Толщина молекулярного покрытия зависит от времени выдержки изделия в жидкой среде.The thickness of the molecular coating depends on the exposure time of the product in a liquid medium.
Формирование как ультрагидрофобных (угол смачивания ≥150°), так и гидрофильных покрытий (угол смачивания ≤20°) приводит к интенсификации теплообменных процессов. Механизмы влияния покрытий на теплообменные характеристики различны, в первом случае происходит интенсификация перемешивания приповерхностного слоя жидкости за счет изменения гидродинамики течения, а во втором - за счет увеличения площади контакта жидкости с поверхностью.The formation of both ultrahydrophobic (wetting angle ≥150 °) and hydrophilic coatings (wetting angle ≤20 °) leads to the intensification of heat transfer processes. The mechanisms of the influence of coatings on heat transfer characteristics are different, in the first case, the mixing of the surface liquid layer is intensified due to changes in the flow hydrodynamics, and in the second case, due to an increase in the area of contact of the liquid with the surface.
Использование изобретения обеспечивает улучшение гидродинамических и термодинамических характеристик поверхностей изделий из металлов и сплавов.The use of the invention provides an improvement in the hydrodynamic and thermodynamic characteristics of the surfaces of metal and alloy products.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012118082/06A RU2485360C1 (en) | 2012-05-03 | 2012-05-03 | Formation method of molecular coating on surfaces of products from metals and alloys |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012118082/06A RU2485360C1 (en) | 2012-05-03 | 2012-05-03 | Formation method of molecular coating on surfaces of products from metals and alloys |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2485360C1 true RU2485360C1 (en) | 2013-06-20 |
Family
ID=48786390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012118082/06A RU2485360C1 (en) | 2012-05-03 | 2012-05-03 | Formation method of molecular coating on surfaces of products from metals and alloys |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2485360C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1676771A1 (en) * | 1988-06-17 | 1991-09-15 | Алтайский политехнический институт им.И.И.Ползунова | Method of forming a protective coat |
RU2190699C2 (en) * | 2000-12-04 | 2002-10-10 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт" | Method of oxygen passivation and cleaning of steel pipes |
US20030178084A1 (en) * | 2002-03-21 | 2003-09-25 | Yves Charron | Pipe comprising a porous inner wall |
RU2318140C1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") | Method of reducing hydraulic resistance of pipeline |
CN201794860U (en) * | 2009-05-04 | 2011-04-13 | 周国华 | Hemp shell honeycomb type surface structure capable of reducing hydraulic resistance |
-
2012
- 2012-05-03 RU RU2012118082/06A patent/RU2485360C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1676771A1 (en) * | 1988-06-17 | 1991-09-15 | Алтайский политехнический институт им.И.И.Ползунова | Method of forming a protective coat |
RU2190699C2 (en) * | 2000-12-04 | 2002-10-10 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт" | Method of oxygen passivation and cleaning of steel pipes |
US20030178084A1 (en) * | 2002-03-21 | 2003-09-25 | Yves Charron | Pipe comprising a porous inner wall |
RU2318140C1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") | Method of reducing hydraulic resistance of pipeline |
CN201794860U (en) * | 2009-05-04 | 2011-04-13 | 周国华 | Hemp shell honeycomb type surface structure capable of reducing hydraulic resistance |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sarshar et al. | Anti-icing or deicing: Icephobicities of superhydrophobic surfaces with hierarchical structures | |
Tuo et al. | Drag reduction of anisotropic superhydrophobic surfaces prepared by laser etching | |
Guan et al. | Fabrication of metallic surfaces with long-term superhydrophilic property using one-stop laser method | |
Liu et al. | Metallic surfaces with special wettability | |
US6513581B1 (en) | Heat exchanger with a reduced tendency to produce deposits and method for producing same | |
CN103952732B (en) | Metal super-hydrophobic surface and preparation method thereof | |
Liu et al. | In situ electrochemical switching of wetting state of oil droplet on conducting polymer films | |
CN113546524B (en) | A kind of preparation method of oil-water separation membrane coated with polyvinyl alcohol hydrogel paint | |
Rao et al. | NIR-driven fast construction of patterned-wettability on slippery lubricant infused surface for droplet manipulation | |
Jeon et al. | Fabrication of micro-patterned aluminum surfaces for low ice adhesion strength | |
CN105442018B (en) | Conductive oxidation process for automobile aluminum alloy parts | |
Friis et al. | Evaluation of surface-initiated polymer brush as anti-scaling coating for plate heat exchangers | |
Yaseen et al. | Synthesis and evaluation of a novel fluorinated poly (hexafluoroisopropyl methacrylate) polymer coating for corrosion protection on aluminum alloy | |
Yong et al. | Filtration and removal of liquid polymers from water (polymer/water separation) by use of the underwater superpolymphobic mesh produced with a femtosecond laser | |
Chu et al. | Substrate-independent, switchable bubble wettability surfaces induced by ultrasonic treatment | |
Gürsoy | Fabrication of poly (N-isopropylacrylamide) with higher deposition rate and easier phase transition by initiated plasma enhanced chemical vapor deposition | |
Jafari Gukeh et al. | Lateral spreading of gas bubbles on submerged wettability-confined tracks | |
CN107922779A (en) | Surface conditioning agent, the manufacture method of overlay film and the metal material with overlay film | |
RU2485360C1 (en) | Formation method of molecular coating on surfaces of products from metals and alloys | |
JP2018517800A (en) | Paint tackiness reducing agent composition and use thereof | |
EP1425083A1 (en) | Enthalpy exchanger | |
JP2021500703A5 (en) | ||
Hu et al. | Rapid development of thickness‐controllable superamphiphobic coating on the inner wall of long narrow pipes | |
Zhang et al. | Environment-responsive coatings with recoverable in-air superamphiphobicity and underwater superoleophobicity | |
CN104327295A (en) | Novel technique for preparing super-hydrophobic polyvinyl alcohol film |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180504 |