परिचय: से और #8221; और #8221; औद्योगिक स्वयं सफाई कोटिंग के लिए
लोब सतह की अति-संरेख्यता (पानी-एक्सपोज़र कोण & gt; 150 डिग्री, स्क्रॉल कोण & lt; 5 डिग्री) इसकी सूक्ष्मदर्शी दो-चरण मोटे संरचना + कम सतह ऊर्जा मोम परत की तालमेल से ली गई है। कोटिंग क्षेत्र में इस सिद्धांत की इंजीनियरिंग को राल प्रणाली के भीतर एक मोटे संरचना और कम सतह रासायनिक संरचना के निर्माण की आवश्यकता होती है। फ्लोरिनेटेड रेजिन, उनके बहुत कम सतह की ऊर्जा (6-18mN / m) के कारण सी-एफ कुंजी और सहज प्रवृत्तियों से कोटिंग सतहों की दिशा में, मुख्य झिल्ली पदार्थ हैं जो अल्ट्रा-वाटर-शुद्धीकरण प्राप्त करते हैं।。
नैनो-सफाई सुपर-वाटर पानी और gt की कोटिंग के बाद एक कार्यात्मक कोटिंग है; 150 °, रोलिंग और लीटर; और 10 °, एक निकट गोलाकार रोलिंग राज्य में बूंदों के साथ, रोल-डाउन के दौरान सतह धूल और प्रदूषकों की स्वयं सफाई के साथ।。
I. फ्लोरिनेटेड रेजिन के लिए झिल्ली गतिशीलता मॉडल
झिल्ली चरण
समय
मुख्य भौतिक/रासायनिक प्रक्रियाएं
सतह फ्लोरीन सामग्री पर प्रभाव
humid झिल्ली चरण (solve)
0-10 मिनट
सॉल्वेंट वाष्पीकरण और बढ़ी हुई राल सांद्रता
फ्लोरीन श्रृंखला सतह पर बढ़ने लगती है।
टेबल सुखाने चरण
10-30 मिनट
भूतल राल चिपचिपाहट वृद्धि, फ्लोरीन श्रृंखला सतह सांद्रता
सतही फ्लोरीन सामग्री 1% से 5% से 10% तक बढ़ जाती है
पूर्व पुष्टिकरण
0.5-4h
कंजेक्टिव रिएक्शन जगह, फ्लोरीन चेन और #8221; लॉक और #8221; सतह पर
सतह फ्लोरीन सामग्री स्थिर (20-35%)
पूर्ण ठोसकरण
24 घंटे
intersectional प्रतिक्रिया पूर्ण, फ्लोरीन श्रृंखला स्थायी रूप से सतह पर तय
सतह फ्लोरीन सामग्री का अंतिम मूल्य (25-40%)
फ्लोरोकार्बन श्रृंखला की सतह परिवहन ड्राइव थर्मोडायनामिक्स में न्यूनतम सतह ऊर्जा सिद्धांत C-F की सतह ऊर्जा (6-18mN / m) से ली गई है, जो C-H (31mN / m) और C-O कुंजी की तुलना में बहुत कम है, जो कोटिंग-एयर इंटरफेस में कम सतही फ्लोरोकार्बन श्रृंखला को ध्यान में रखते हुए कुल मुक्त ऊर्जा को कम करता है। परिवहन की दर फ्लोरोकार्बन श्रृंखला (C6-C8 का सबसे तेज आंदोलन), राल Tg (कम Tg अनुकूल परिवहन) और विलायक अस्थिरता की लंबाई से प्रभावित है।。
II. चार जल विभाजन रणनीतियों की तुलना
नीति
संपर्क का जल बिंदु (°)
स्क्रॉल कोण (°)
स्थायित्व
लागत
दृश्य लागू करें
शुद्ध फ्लोरोकार्बन राल (नो नैनोफिल)
100-115
30 (कोई रोलिंग नहीं)
उच्च (> 10 साल)
मध्यम उच्च
पर्दे की दीवारों, पुलों का निर्माण
फ्लोरिनेटेड + SiO2 नैनोकणों
130-150
10-30
मध्यम (3-5 साल)
मध्यम
प्रकाश पैनल, कांच पर्दा दीवारों।
फ्लोरिनेटेड + Sio2 + TiO2 द्विआधारी भरने
150-165
2-8
मध्यम और निम्न (1-3 वर्ष)
मध्यम उच्च
स्व-सफाई पेंट, स्नोप्रूफिंग।
Perfluorinated silane + सूक्ष्म पोषक दो चरण किसी न किसी संरचना
160-175
1-3
कम (< 1 साल, यांत्रिक पहनने संवेदनशील)
उच्च
प्रयोगशाला / प्रदर्शन नमूने
तकनीकी गहराई: प्रक्रिया मापदंडों के लिए सिस्टम अनुकूलन विधि (DOE प्रयोगात्मक डिजाइन)
पेंट उत्पादन प्रक्रिया अनुकूलन पर निर्भर नहीं होना चाहिए & #8221; परीक्षण त्रुटि & #8221; बल्कि, DOE द्वारा डिजाइन किए गए वैज्ञानिक तरीकों का इस्तेमाल किया जाना चाहिए। उदाहरण: फैलाव प्रक्रिया – गुणवत्ता को प्रभावित करने वाले कारकों के लिए 3 स्तर (लाइन वेग / समय / भरने / तापमान) कुल कारक के लिए 81 प्रयोगों की आवश्यकता होती है – DOE सकारात्मक L9(9) या प्रतिक्रियाशील चेहरे से चेहरे (27) विधियों के साथ प्रयोगों की संख्या को काफी कम कर देता है – जबकि कारकों के मुख्य और इंटरैक्टिव प्रभावों को प्राप्त करता है, उदाहरण के लिए खोज और #8221; रैखिक वेग X समय और #8221 की महत्वपूर्ण बातचीत; उच्च-लाइन + लघु- और निम्न-लाइन + दीर्घकालिक समान फैलाव प्रभाव प्राप्त कर सकते हैं – लेकिन पूर्व ऊर्जा बचाता है > 20%।。
DOE विश्लेषण में P मानों की व्याख्या – P95% विश्वास करते थे। भविष्यवाणी मॉडल (MULTIPLE REGRESSION समीकरण) के DOE अंतिम उत्पादन सेट – इनपुट लाइन वेग / समय / तापमान भविष्यवाणी विस्तार / चिपचिपाहट / ग्लोइंग – और #8221 के साथ निर्माण इंजीनियरों प्रदान करते हैं; अंकित सूत्र और #8221; उपकरण।。
उद्योग अभ्यास: से और #8221; शिक्षक स्पर्श और #8221; से #8221; पैरामीटर मानकीकरण और #8221;
पेंट उद्योग में सामान्य चुनौती – एक अनुभवी शिक्षक और #8221 की सेवानिवृत्ति; स्पर्श और #8221; मिश्रण प्रतिरोध / स्क्रैचिंग / वेट-फिल्म दर्शन – दूर किया गया था – नए कर्मचारी कॉपी करने में असमर्थ थे। अनुवाद और #8221; और & #8221; मात्रात्मक मानक मापदंडों में (1) उत्परिवर्तन प्रतिरोध विस्को रीडिंग; (2) ठीक प्लेट स्क्रैचिंग प्लेट रीडिंग (μm); (3) गीले झिल्ली ग्लोसोमीटर (GU मान)। और #8221 प्रति प्रक्रिया; मानक पैरामीटर कार्ड और #8221; डिवाइस के बगल में पोस्ट किया गया – नए स्टाफ पर आधारित & #8221; कार्ड & #8221; बजाय ऑपरेशन & #8221; धारणा & #8221; & #8221; & #8221; मानकीकरण पैरामीटर & #8221; & #8221 से पेंट पौधों के लिए एक महत्वपूर्ण कदम है; कार्यशाला & #8221; to & #8221; संयंत्र & #8221; #8221。
सामान्य
Q1: स्व-सफाई का सिद्धांत क्या है? बूंद कैसी-बक्स्टर राज्य – बूंदों और #8221 में हैं; फ्लोटिंग एंड #8221; रोलिंग एंगल एंड LT ऑन एयर मैट्स ऑफ माइक्रोनार्क स्ट्रक्चर, विसर्जित सतह के बजाय; और 10 डिग्री पर रोल करना बहुत आसान है। गिरने वाली बूंदें सतह के धूल कणों को दूर करती हैं (कोटेड वैन डेर वाल्स एंड लिटल के साथ; कणों की बारीकी के लिए पानी की बूंदें)। यह &quat का मुख्य तंत्र है; loaf प्रभाव & कहावत。
Q2: क्यों अल्ट्रा-वाटर-ड्रिंक कोटिंग्स की दृढ़ता खराब है? (1) बाहरी बल घर्षण के तहत वेनर मोटे ढांचे को चिकनी या #8221 किया जा सकता है; और 8221; अल्ट्रा-संरेखण के लिए आवश्यक सतह खुरदरापन का नुकसान; (2) यूवी एक्सपोज़र और यांत्रिक पहनने के तहत सतह सांद्रता के साथ फ्लोरोकार्बन बैंड का धीमा नुकसान; (3) सतह पर प्रदूषकों (तेल प्रदूषण) की एकाग्रता कैसी-बक्स्टर राज्य को एक वेन्ज़ेल राज्य (पानी विसर्जन सतह) और पानी छिद्र कोण में बदल देती है।。
Q3: फ्लोरिन सामग्री जितनी अधिक होगी? बिल्कुल नहीं। सतह के पानी संपर्क कोणों (90 °115 °) में 1% से 5% की महत्वपूर्ण वृद्धि। 5 प्रतिशत से अधिक एयरोफ्लोर की सतह की सांद्रता संतृप्ति स्तर तक पहुंच गई है, जो सीमित रैखिक लागत में वृद्धि के साथ हाइड्रोफोबिसिटी को बढ़ाने के लिए जारी है। उसी समय, अतिरिक्त फ्लोरीन सामग्री (> 15%) अंतर-अनुच्छेदन (चित्रों/मीडियाई रंगों के बीच) में कमी हो सकती है।。
Q4: कैसे HFC संशोधित राल आम HFC कोटिंग्स से भिन्न है? आम फ्लोरोकार्बन कोटिंग्स (जैसे पीवीडीएफ) के फ्लोरीनेटेड परमाणुओं को समान रूप से कोटिंग्स में वितरित किया जाता है; फ्लोरोकार्बन-मोडिफाइड रेजिन (जैसे फ्लोरोप्रोपीलीन पॉलीपॉलिमर) को कोटिंग सतहों पर आणविक डिजाइनों के माध्यम से प्राथमिकता दी जाती है ताकि कम फिजियोकोफ्लोरोमास पर समतुल्य या बेहतर सतह हाइड्रोफोबिक प्रभाव प्राप्त हो सके और काफी कम सामग्री लागत।。
Q5: क्या सुपर-sorting कोटिंग बर्फ के खिलाफ इस्तेमाल किया जा सकता है? हाँ, यह एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग दिशा है। सुपर बीमार सतहों कर सकते हैं: (1) धीमी बर्फ क्रिस्टल कोर (5-10°C अतिरिक्त ठंडा करने में वृद्धि); (2) बर्फ और सतह संलग्नक (500 kPa करने के लिए) को कम। हालांकि, ध्यान रखा जाता है कि अत्यधिक परिस्थितियों में, जैसे कि ठंडी बारिश, अल्ट्रा-वाटर-सिकिंग सतह विफल हो जाएगी (पानी दबाव में माइक्रोनार्क संरचना में फ्रीज हो जाएगा)।。
Q6: आप कोटिंग्स के अति-हाइड्रोफोबिक गुणों का पता कैसे लगा सकते हैं? (1) स्थैतिक जल संपर्क कोण (WCA) – संपर्क कोण गेज का उपयोग करके आयन बूंदों के लिए 5 μL, औसतन 5 अंक लेते हैं; (2) स्क्रॉलिंग एंगल (SA) – धीमी झुकाव नमूना तालिका जब ड्रॉप रोलिंग शुरू होता है, तो झुकाव कोणों को रिकॉर्ड करने के लिए; (3) एक्सपोज़र एंगल लैग (CAH = फॉरवर्ड एंगल-बैक एंगल) – CAH & L; वास्तव में स्वयं सफाई करने के लिए 10 °।。
Q7: कोटिंग को रोकने के लिए प्रतिरोध (ग्राफिटी के खिलाफ प्रतिरोध) क्या है? उत्कृष्ट। तेल कलम (जैसे, शार्पी मार्कर) को अल्ट्रा-वाटर-स्किन्ड सतहों पर नहीं लिखा जा सकता है – स्याही जल्दी से फैलने के बजाय मोती में सिकुड़ती है। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अल्ट्रा-वाटर-रिज़ॉर्टिंग सतहों के एंटी-ऑयल / फिंगरप्रिंट प्रभाव सीमित हैं (तेल सतह तनाव और लीटर; 30 mN / m पानी 72.8 mN / m के नीचे अच्छी तरह से है) और उस कुल लीचिंग (अवशोषण + लीचेट) को अधिक परिष्कृत फ्लोरोपॉलीथर (PFPE) सामग्री की आवश्यकता होती है।。
Q8: कोटिंग्स में नैनोफिल्स का सर्वश्रेष्ठ संयोजन? Sio2 नैनोकणों (10-50 एनएम कण आकार) 3-8% जोड़ की सिफारिश करते हैं। बहुत कम (10 प्रतिशत) ओवरफिल कोटिंग्स की thinning, कम पारदर्शिता (यदि वार्निश) और उच्च लागत की ओर जाता है। दो अलग कण आकार, SiO2 (जैसे 20 एनएम + 200 एनएम), का उपयोग दो चरण के किसी न किसी संरचना को अधिक कुशलता से बनाने के लिए किया जा सकता है।。
Q9: विलायक प्रकार और हाइड्रोफ्लोरोकार्बन और रेजिन के बीच झिल्ली अंतर? जल प्रणालियों का फ्लोरोकार्बन श्रृंखला परिवहन कम गतिशील है – क्योंकि जल वातावरण फ्लोरोकार्बन श्रृंखला के प्रसार और परिवहन के लिए अनुकूल नहीं है। फॉर्मूलेशन डिज़ाइन की जरूरत है: (1) फ्लोरोकार्बन श्रृंखला में अधिक माइग्रेशन समय की अनुमति देने के लिए झिल्ली दर को कम करता है; (2) फ्लोरोकार्बन-चेन परिवहन की सुविधा के लिए इथेनॉल ईथर-आधारित सॉल्वैंट्स (जैसे, DPNB 3-5%) की एक छोटी राशि जोड़ते हैं; और (3) झिल्ली का तापमान श्रृंखला गतिशीलता को बढ़ाने के लिए MFFT 5-10 °C से थोड़ा अधिक है।。
Q10: अल्ट्रा-water-resorting कोटिंग्स की भविष्य दिशा? (1) टिकाऊ सुपर-sorption – स्व-शैली वाले संरचनात्मक डिजाइन का उपयोग करते हुए ( पहनने और आंसू के बाद उजागर नई सतह समान रूप से अति-अवशोषण है); (2) अति-अवशोषण की मरम्मत से सूक्ष्म-कैप्सूल – फ्लोरोकार्बन बैंड या SiO2 कणों का भंडारण तब जारी किया जाता है जब सतह को पहना जाता है; (3) गैर-fluorinated सुपर-अवशोषण – कार्बनिक सिलिकॉन (PDMS) या लंबी श्रृंखला वाले alkanes (PFAS प्रतिबंध के विपरीत); (4) पारदर्शी सुपर-अवशोषण – ऑप्टिकल ग्लास, सेलुलर स्क्रीन आदि जैसी पारदर्शिता आवश्यकताओं के लिए एक परिदृश्य।。
संबंधित रीडिंग
सारांश
अल्ट्रा-वाटर-डिप्लोमैटिक नैनो-सफाई कोटिंग का मूल सूक्ष्म पोषक तत्वों की दो-चरण मोटे संरचना बनाने के लिए झिल्ली तंत्र + नैनोफिल के लिए फ्लोरोकार्बन-संशोधित राल अभिविन्यास सतह परिवहन का समन्वय है। जल संपर्क कोण & gt; 150 ° स्वयं सफाई समारोह आणविक डिजाइन (1-5% फ्लोरीन सामग्री) और नैनोSio2 कणों (3-8%) के एक अनुकूलित संयोजन के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। नए ग्राहक की जानकारी में फ्लोरोकार्बन कार्यात्मक कोटिंग्स के क्षेत्र में व्यापक फॉर्मूलेशन विकास का अनुभव है और व्यावसायिक ग्राहकों के लिए अनुकूलित जल निकासी / स्वयं सफाई कार्यक्रम प्रदान कर सकते हैं।。