ГИДРОФИЛЬНЫЕ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ БЫТОВЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРИМЕНЕНИЙ

Краткое описание метода: золь-гель метод – это технология получения материалов с определенными химическими и физико-механическими свойствами, включающая получение золя и последовательный перевод его в гель. Для золь-гель превращений необходимы молекулы воды или неорганические соединения с гидроксильными группами (ОН-), которые инициируют реакции гидролиза и поликонденсации.
Пленкообразующие растворы получают на основе металлоорганических соединений кремния, титана и циркония. Для созревания раствора его необходимо выдержать при температуре окружающей среды.
После созревания пленкообразующий раствор наносится методом центрифугирования на подложку из стекла и кремния. После нанесения золя образцы помещаются в печь и нагреваются до определенной температуры, затем извлекаются и остывают на воздухе. Такая высокотемпературная обработка необходима, так как она оказывает существенное влияние на структуру золь-гель пленок и их гидрофильные свойства.

Новизна разработки: новизна заключается в получении экономичным и экологически чистым золь-гель методом гидрофильных самоочищающихся и незапотевающих покрытий.

Актуальность: тонкоплёночные покрытия, синтезированные золь-гель методом на основе оксидов титана, кремния и циркония, характеризуются высокой оптической однородностью, механической прочностью и представляют собой новый класс самоочищающихся тонкоплёночных материалов, которые могут найти своё применение на поверхности линз, зеркал и стёкол различного назначения. Покрытия полученные золь-гель методом позволяют сократить расходы в три раза.

Преимущества перед аналогами:
золь наносится на материал методом центрифугирования;
однородное покрытие формируется после термообработки при температуре 100-250 °С;
хорошая адгезия к поверхности стекла;
механическая устойчивость к температурным колебаниям;
гибкость процесса и управляемость.

Назначение: роль гидрофильного покрытия заключается в способствовании более быстрому распределению влаги по поверхности стекла и последующему ее испарению. Нанесение так называемого «противозапотевающего» покрытия сопровождается добавлением специального компонента, который призван усилить «незапотевающий» эффект и увеличить срок службы самого покрытия.

Область применения: сформированные покрытия на поверхности стекла и кремния являются гидрофильными. Такие покрытия используются в следующих областях:
гидрофильные покрытия для катеторов в медицина;
незамерзающие покрытия для оконных стекол;
незапотевающие покрытия для очков и автомобильных стекол;
создание адгезионного промежуточного слоя последующего нанесения любых типов покрытий.

Основные технико-экономические показатели: расчет необходимых финансовых вложений.

Таблица 1 – Необходимые вложения
Наименование оборудования Количество единиц, шт. Цена за единицу, бел.руб. Стоимость, бел.руб.
Мешалка 1 860 000 860 000
Центрифуга 1 12 900 000 12 900 000
Химическая посуда 10 20 000 200 000

Таблица 2 – Цены на основное сырье

Наименование Цена, бел. руб.
Этоксид титана (1 кг) 1200 000
Пропоксид циркония (1 кг) 3800 000
Изопропиловый спирт (10 л) 550 000
Азотная кислота (1 л) 50 000

Итого себестоимость 2 мл продукта на основе циркония будет равна 2 500 бел.руб., себестоимость 2 мл продукта на основе титана будет равна 1 500 бел.руб.
Стоимость изделия из стекла размером 1000×1000 мм составляет 180 000 бел. руб. Себестоимость стекла с нанесенной пленкой на основе циркония будет составлять 205 000 бел. руб., с нанесенной пленкой на основе титана будет составлять 195 000 бел. руб.

Охранный документ: патент.

Вид экспоната: натурный образец.

Где внедрена разработка (название организации): в УО «ГГУ им. Ф.Скорины».

Основные потенциальные потребители разработки: приборостроительные, машиностроительные, стекольные предприятия Республики Беларусь, стран СНГ, ближнего и дальнего зарубежья.

Предлагаемая форма сотрудничества: для реализации данного проекта мы предлагаем объединить работу научно-исследовательского сектора университета имени Франциска Скорины и предприятия заинтересованного в данной разработке.

Контакты: 

Гомельский государственный университет имени Ф.Скорины

246019, Республика Беларусь, г. Гомель,. ул. Советская 104

тел. +375-232-57-64-36, факс: +375-232-57-63-57
e-mail: semchenko@gsu.by

Научный руководитель – Семченко А.В. доцент кафедры радиофизики и электроники УО «ГГУ им. Ф.Скорины», к.ф.-м.н., доцент

Студент – Артёменко Т.В. (5 курс)