Склад водорозчинного покриття для зниження гідродинамічного опору

Реферат: Склад водорозчинного покриття для зниження гідродинамічного опору містить поліетиленоксид, наповнювач (спливаючі алюмінієву або бронзову пудри) і розчинники суміші у метиленхлориді з ізопропанолом або метиленхлориді з етанолом, або дихлоретані з ізопропанолом, сечовину, при наступному співвідношенні компонентів (у мас. ч.): ПЕО 100; наповнювач 5-50; розчинники 3700-4000; сечовина 10-50. UA 67757 U (54) СКЛАД ВОДОРОЗЧИННОГО ПОКРИТТЯ ДЛЯ ЗНИЖЕННЯ ГІДРОДИНАМІЧНОГО ОПОРУ UA 67757 U UA 67757 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до області приготування складу водорозчинного покриття, що знижує гідродинамічний опір (ГО) при зовнішньому обтіканні, а також може бути використаним у проточних касетах для приготування полімерних розчинів з метою підвищення ефективності роботи систем пожежогасіння, аварійної відкачки води, каналізації, тощо. Відомий склад для приготування покриття, яке знижує ГО об'єктів і представляє собою водний розчин високомолекулярних поліетиленоксиду (ПЕО) або поліакриламіду (ПАА), який містить також рідке скло або сольвар /1/. При використанні покриття зазначеного складу, ефект зниження ГО дуже малий. Для приготування гідродинамічно-активних покриттів було запропоновано також використовувати дисперсію ПЕО в інертних плівкотвірних речовинах: хлоркаучуці, вінілових співполімерах і в маслах з добавками пластифікаторів, розчинників, силікатів або оксидів металів /2, 3/. Такі покриття мають високу механічну міцність і гарну адгезію, однак величина зниження гідродинамічного опору від їхнього застосування не перевищує 3-5 %. Найбільш близьким до корисної моделі, яка пропонується, по технічній суті є склад для одержання покриття, що знижує ГО об'єктів /4/. Цей склад містить ПЕО, наповнювач (алюмінієву або бронзову пудру спливаючого типу) і легколетучі органічні розчинники полімеру, при наступному співвідношенні компонентів, у мас. ч.: ПЕО 100; розчинники 3700-4000; наповнювач (алюмінієва або бронзова пудра спливаючого 5-50. типу Гідродинамічна ефективність покриття, що готувалося з використанням цього складу невелика, внаслідок низької швидкості розчинення ПЕО, і не перевищує 8,6 %. Так, наприклад, покриття, отримані після нанесення на контрольну пластину складів, які містять (у в. ч.): ПЕО - 100, метиленхлорид 2000, ізопропанол - 2000, алюмінієву пудру - 5; ПЕО - 100, метиленхлорид - 1800, етанол - 1900, бронзову пудру - 50; та ПЕО - 100, дихлоретан 1850, ізопропанол - 1850, алюмінієву пудру - 30, дають можливість знизити гідродинамічний опір у каналі, технічна характеристика якого буде наведена нижче на 8,2; 8,4; та 8,6 % відповідно. В основу створення корисної моделі поставлена задача удосконалення складу водорозчинного покриття, нанесення якого дозволяє отримати більшу величину ефекту зниження гідродинамічного опору об'єктів, що рухаються у воді і підвищити продуктивність проточних генераторів (касет), які використовуються для приготування полімерних розчинів шляхом збільшення швидкості розчинення ПЕО. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що склад водорозчинного покриття для зниження гідродинамічного опору покриття містить поліетиленоксид, наповнювач (спливаючі алюмінієву або бронзову пудри) і розчинники суміші у метиленхлориді з ізопропанолом або метиленхлориді з етанолом, або дихлоретані з ізопропанолом, згідно з корисною моделлю, він додатково містить сечовину, при наступному співвідношенні компонентів (у мас. ч.): ПЕО 100; наповнювач 5-50; розчинники 3700-4000; сечовина 10-50. При збільшенні у складі вмісту сечовини вище 50 мас. ч. гідродинамічна ефективність покриття зменшується за рахунок погіршення його механічної міцності. При концентрації сечовини менше 10 мас. ч. гідродинамічна ефективність покриття також зменшується, внаслідок зниження швидкості розчинення ПЕО. Як наповнювачі складу для одержання гідродинамічно активного покриття використовують порошки металів і їх оксидів або неорганічні матеріали пластинчастої будови (алюмінієва або бронзова пудри). Як розчинники застосовують хлоровані вуглеводні й аліфатичні спирти. Сечовина є великотоннажним продуктом хімічної промисловості й широко використовується в народному господарстві як добриво, для підгодівлі жуйних тварин, депарафінування нафти, при виробництві пластмас і клеїв, а також у медицині. Запропонований у цій корисній моделі склад одержують шляхом розчинення ПЕО й сечовини у змішаних розчинниках (метиленхлорид + ізопропанол, метиленхлорид + етанол, дихлоретан + ізопропанол) при температурі 20-30 °С, з наступним введенням наповнювачіві перемішуванні компонентів протягом 1-2 годин. Склад наносять щіткою на попередньо знежирену й заґрунтовану поверхню. 1 UA 67757 U 5 10 Так у прикладі 1 (див. таблицю) шляхом змішування метиленхлориду (1700 мас. ч.) з ізопропанолом (2000 мас. ч.) отримували розчинник, у якому при температурі 20-30 °С розчиняли 100 мас. ч. ПЕО, з послідуючим введенням наповнювача (спливаючої алюмінієвої пудри) при перемішуванні складових компонентів протягом 1-2 годин. Після цього в отриману суміш при постійному перемішуванні вводили 10 мас. ч. сечовини до повного її розчинення. Порівняльну оцінку величини ефекту зниження ГО  / 1 %, визначали в каналі прямокутного перетину, одна зі стінок якого представляла собою пластину довжиною 1,5 м з покриттям яке випробувалося. Швидкість потоку в каналі підтримувалася постійною й дорівнювала 3,0 м/с. Величину ефекту зниження гідродинамічного опору  /  % оцінювали з використанням формули:  h   ,%  1  п   100%  h   н  15 20 при однакових витратах води через канал, де hн, hп - перепади тиску на контрольній ділянці каналу до й після нанесення покриття на пластину, відповідно. Результати порівняльних випробувань водорозчинних гідродинамічно-активних покриттів, які були одержані із запропонованих (приклади 1-5) і відомих складів сполук (приклади 6-8 приведені в таблицях). В усіх прикладах використовували ПЕО НДІ хімічної технології (м. Новосибірськ, Росія) з молекулярною масою 4,5 млн. Приклади конкретного виконання Приклад 1. ПЕО Метиленхлорид Ізопропанол Алюмінієва пудра Сечовина 100 1700 2000 5 10  /   115% . , 25 Приклад 2. ПЕО Дихлоретан Ізопропанол Бронзова пудра Сечовина 100 1850 1850 50 30  /   16,0% . Приклад 3. 30 ПЕО Метиленхлорид Ізопропанол Алюмінієва пудра 100 2000 2000 5  /   8,2% . Приклад 4. ПЕО Метиленхлорид Етанол Бронзова пудра 35 100 1800 1900 50  /   8,4% . 2 UA 67757 U Приклад 5. ПЕО Дихлоретан Ізопропанол Алюмінієва пудра 5 10 100 1850 1850 30  /   8,6% . З представлених в таблицях даних видно, що величина ефекту зниження гідродинамічного опору покриттів, до складу яких входить сечовина (1,2), більше в 1,4-1, 9 рази, у порівнянні з відомими (3-5). Джерела інформації: 1. А. с. СССР №5395 кл. МКИ В63 1/100, 1971 р. 2. Патент Японии № 741412. кл. 242 (МКИ 309).опубл. 19.10.72 3. Патент Японии № 48-1035. кл. 240 (МКИ 309).опубл.03.04.73 4. А. с. СССР № 156105 кл. МКИ 309 3/133, В63, В1/34, 1985 (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Склад водорозчинного покриття для зниження гідродинамічного опору, що містить поліетиленоксид, наповнювач (спливаючі алюмінієву або бронзову пудри) і розчинники суміші у метиленхлориді з ізопропанолом або метиленхлориді з етанолом, або дихлоретані з ізопропанолом, який відрізняється тим, що він додатково містить сечовину, при наступному співвідношенні компонентів (у мас. ч.): ПЕО 100 наповнювач 5-50 розчинники 3700-4000 сечовина 10-50. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3