Научные разработки РХТУ им. Д. И. Менделеева

13. Полимерные материалы, изделия для промышленности и бытового применения

НОВЫЕ ПОКРЫТИЯ С УВЕЛИЧЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОВЕРХНОСТИ БЫТОВЫХ РАДИАТОРОВ И ПРОМЫШЛЕННЫХ КОНВЕКТОРОВ

Область применения и назначение. Металлополимерные покрытия для защиты поверхности бытовых радиаторов и промышленных конвекторов с целью увеличения теплоотдачи.

Краткое описание и основные технические характеристики. Впервые в мире были получены медь-полимерные, никель-полимерные и медь-никель-полимерные покрытия совместным электроосаждением на катоде из водных композиций на основе полиэлектролитного плёнкообразователя для катафорезной окраски и солей металлов. Установлено, что в этих условиях формируются металлополимерные покрытия с in situ наноразмерной структурой, обеспечивающей сочетание высокой твёрдости и прочности с эластичностью за счёт образования фрактальных кластеров высокодисперсных металлических частиц при их электрохимическом восстановлении на катоде. Установлены взаимосвязь состава полимерного электролита с параметрами электроосаждения и свойствами получаемых покрытий, произведен выбор оптимального состава совместного электролита и условия электроосаждения, обеспечивающие повышенную теплопроводность, увеличенную твёрдость и антикоррозионную защиту. Предложенное совместное электроосаждение металлов и полиэлектролитов на катоде может рассматриваться как новая уникальная физико-химическая методика получения композиционных металлополимерных покрытий.

Разработаны новые никель-медь-полимерные покрытия, обладающие уникальными свойствами - сочетанием высокой теплопроводности с повышенной антикоррозионной защитой, на три порядка большей износостойкостью и твердостью, по сравнению с полимерными. Разработана промышленная технология получения таких покрытий.

Преимущества по сравнению с зарубежными аналогами: аналогов зарубежных работ по получению покрытий при совмещении (in situ) электроосаждения на катоде олигомерных электролитов с электролитическим осаждением металлов не обнаружено.

Перспективы практического использования: разработанные покрытия и технология их получения готовы для внедрения на существующих линия окраски электроосаждением на предприятиях производящих бытовые радиаторы и конвекторы. С учетом того, что только в Центральном федеральном округе РФ производится 6,5 млн. штук/год бытовых конвекторов и радиаторов, то можно быть уверенным, что рынок для внедрения разработанной технологии имеется.

Полученные результаты. При внедрении разработанного покрытия промышленность будет выпускать бытовые конвекторы с улучшенными на 15-20% тепловыми характеристиками, которые получаются за счет изменения коэффициента теплопроводности. Это обеспечивается, как уменьшением толщины покрытия, так и образованием покрытия с другими теплопроводящими характеристиками. При этом защитные и антикоррозионные свойства покрытий не только не уменьшаться, а даже увеличатся не менее чем в 1,2-1,5 раза. В результате производства бытовых радиаторах и промышленных конвекторов с новым металлополимерным покрытием может произойти уменьшение металлоемкости изделия (уменьшение площади теплоотдающей поверхности) на 10-15%, что, в свою очередь, уменьшит стоимость производимой продукции. Разработанная технология не требует никакой переделки существующего дорогостоящего оборудования для получения полимерных покрытий методом электроосаждения - все сводится только к изменению технологических параметров процесса и модификации полимерного лакокрасочного материала.

 
Рис.1. Бытовые конвекторы с новым металлополимерным покрытием, полученным методом катодного электроосаждения.

Правовая защита: заявка на изобретение рег. № 2915109679/015351 от 20.03.2015 «Способ и композиция для получения никель-полимерных покрытий методом катодного электроосаждения», РФ, решение о выдаче патента от 24.05.2016г.; заявка на изобретение рег. № 2015142632/065852 от 07.10.2015 «Композиция и способ получения теплопроводных металлополимерных покрытий с повышенной твердостью методом катодного электроосаждения».

Разработчик(и): профессор РХТУ им. Д.И. Менделеева, д.т.н. Михаил Юрьевич Квасников.

Телефон: +7 (499) 978-95-87.

E-mail: kvasnikovm@mail.ru.