Патент на изобретение №2383561
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОФИЛЬНОГО КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА
(57) Реферат:
Изобретение относится к области изготовления гидрофильных капиллярно-пористых полимерных материалов и может быть использовано в косвенно-испарительных системах охлаждения воздуха. Способ включает спекание порошкообразного сверхвысокомолекулярного полиэтилена и гидрофилизацию полученного материала водным раствором фторсодержащего поверхностно-активного вещества «Флактонит К-9». Изобретение обеспечивает улучшение и стабилизацию гидрофильности и капиллярно-пористых свойств материала, повышение на этой основе производительности и ресурса работы систем косвенно-испарительного охлаждения воздуха, а также сокращение расхода ПАВ, стоимости материала и длительности технологического цикла его изготовления. 5 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к области получения гидрофильных пористых полимерных материалов методом спекания порошкообразных термопластов и может быть использовано для изготовления капиллярно-пористых деталей систем косвенно-испарительного охлаждения воздуха. Спекание порошкообразных термопластов – один из самых простых и экологически чистых способов получения пористых материалов. Способ довольно универсален и дает широкие возможности для регулирования свойств получения материала. Известен способ получения пористых полимерных материалов по а.с. СССР Такой способ позволяет получить полимерный материал с регулируемой пористостью и газопроницаемостью. В качестве исходного сырья могут быть использованы различные порошкообразные термопласты в широком диапазоне молекулярных масс. К недостаткам этого способа относятся отсутствие гидрофильности, а также необходимость технологически сложной и экологически грязной стадии отмывки полученного спеченного продукта в кипящей воде. Таким образом, задачей данного технологического решения (аналога) не являлось получение полимерного пористого материала, обладающего гидрофильностью и капиллярно-пористыми свойствами. Общим признаком с предлагаемым авторами способом получения гидрофильного капиллярно-пористого материала для системы косвенно-испарительного охлаждения воздуха является спекание порошкообразного материала. Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является способ получения микропористого материала по а.с. СССР Данный способ обеспечивает получение гидрофильного полимерного микропористого материала, который может быть применен в качестве аккумуляторного сепаратора. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого авторами за прототип, относятся недостаточность гидрофильности и капиллярно-пористых свойств полученного материала для его использования в качестве деталей косвенно-испарительных систем охлаждения воздуха, а также быстрая потеря этих свойств за счет вымывания ПАВ водой в процессе эксплуатации таких систем. Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) не являлось получение полимерного микропористого материала, обладающего гидрофильностью и капиллярно-пористыми свойствами, достаточными для использования в системах косвенно-испарительного охлаждения воздуха, и быстро теряющего эти свойства при эксплуатации таких систем. Общими признаками прототипа с предлагаемым способом получения гидрофильного капиллярно-пористого материала является спекание порошкообразного материала и его гидрофилизация раствором ПАВ. В отличие от прототипа в предлагаемом авторами способе получения гидрофильного капиллярно-пористого материала для системы косвенно-испарительного охлаждения воздуха осуществляют спекание порошкообразного сверхмолекулярного полиэтилена и гидрофилизацию полученного материала водным раствором фторсодержащего поверхностно-активного вещества «Флактонит К-9». В частном случае, то есть в конкретных формах выполнения, изобретение характеризуется следующими признаками: – концентрация раствора «Флактонита К-9» составляет 0,01-0,5%; – обработку пористого материала ведут под действием ультразвуковых колебаний; – частота ультразвуковых колебаний составляет 18-25 кГц; – воду для приготовления раствора «Флактонита К-9» предварительно обрабатывают постоянным магнитным полем; – индукция магнитного поля имеет величину 0,1-0,2 Тл. Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом. Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, во всех случаях достаточны. Задачей предлагаемого изобретения является улучшение и обеспечение стабильности гидрофильности и капиллярно-пористых свойств материала, повышение на этой основе производительности и ресурса работы систем косвенно-испарительного охлаждения воздуха, а также сокращение расхода ПАВ, стоимости материала и длительности технологического цикла его изготовления. Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе получения гидрофильного капиллярно-пористого материала, включающем спекание порошка с последующей гидрофилизацией поверхностно-активным веществом, особенность заключается в том, что осуществляют спекание порошкообразного сверхмолекулярного полиэтилена и гидрофилизацию полученного материала водным раствором фторсодержащего поверхностно-активного вещества «Флактонит К-9». Новая совокупность элементов, а также наличие связей между ними позволяет за счет спекания порошкообразного сверхмолекулярного полиэтилена и осуществления гидрофилизации полученного материала водным раствором фторсодержащего ПАВ «Флактонит К-9» улучшить капиллярно-пористые свойства материала, а также обеспечить стабилизацию гидрофильных свойств при длительном контакте с водой, повысить производительность и ресурс работы систем косвенно-испарительного охлаждения воздуха, сократить расход ПАВ и длительность технологического цикла изготовления материала. Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах исполнения, позволяют, в частности, за счет: – концентрации раствора «Флактонита К-9» 0,01-0,5% повысить качество капиллярно-пористых свойств материала, сократить расход ПАВ и повысить производительность систем косвенно-испарительного охлаждения воздуха. При концентрации раствора «Флактонита К-9» ниже 0,01% ухудшается гидрофилизация материала из-за недостатка ПАВ, при концентрации выше 0,5% не происходит дальнейшего улучшения гидрофилизации из-за адсорбционного насыщения поверхности изделия из сверхмолекулярного полиэтилена. – обработки раствором «Флактонита К-9» под действием ультразвуковых колебаний с частотой 18-25 кГц достигнуть стабилизации гидрофильных свойств материала при длительном контакте с водой, повысить ресурс работы систем косвенно-испарительного охлаждения воздуха, а также сократить длительность технологического цикла изготовления материала. При частоте ультразвука меньше 18 кГц и более 25 кГц не происходит улучшения стабильности гидрофильных свойств материала; – предварительной обработки воды для приготовления раствора «Флактонита К-9» постоянным магнитным полем с индукцией 0,1-0,2 Тл повысить качество капиллярно-пористых свойств материала и увеличить производительность систем косвенно-испарительного охлаждения воздуха. При индукции магнитного поля менее 0,1 Тл гидрофильность полученного материала недостаточна, при индукции магнитного поля более 0,2 Тл не происходит дальнейшего увеличения гидрофильности материала. Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе получения гидрофильных капиллярно-пористых материалов, включающем спекание порошкообразных термопластов с последующей гидрофилизацией поверхностно-активным веществом, в отличие от прототипа, согласно изобретению осуществляют спекание порошкообразного сверхмолекулярного полиэтилена и гидрофилизацию полученного материала водным раствором фторсодержащего поверхностно-активного вещества «Флактонит К-9». Пример реализации предлагаемого способа. Порошок сверхвысокомолекулярного полиэтилена «Тинолен» (ТУ 2211-011-98386801-2007) просеивают через вибросито и подают на формующее устройство ленточной машины спекания. В частных случаях на выходе из машины спекания материал обрабатывается в ультразвуковой ванне, заполненной 0,2% водным раствором «Флактонита К-9» (ТУ 301-02-48-99), при частоте ультразвуковых колебаний 18 кГц. Используемую для приготовления этого раствора дистиллированную воду предварительно обрабатывают в постоянном магнитном поле с индукцией 0,15 Тл магнитным преобразователем воды МПВ МWSДу8 (ТУ 3697-001-47091406-2000). Полученный в результате капиллярно-пористый материал обладает следующими характеристиками:
Применение данного способа улучшает и стабилизирует гидрофилизацию и капиллярно-пористые свойства материала, повышает производительность и ресурс работы систем косвенно-испарительного охлаждения воздуха, сокращает расход ПАВ, стоимость материала и время технологического цикла его изготовления. Изобретение может быть использовано для изготовления капиллярно-пористых деталей систем косвенно-испарительного охлаждения воздуха. Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями способа получения гидрофильного капиллярно-пористого материала, выполненного в соответствии с изобретением. В настоящее время разработана конструкторская и технологическая документация, проведены испытания, намечено использование предлагаемого способа в серийном производстве.
Формула изобретения
1. Способ получения гидрофильного капиллярно-пористого материала для системы косвенно-испарительного охлаждения воздуха, включающий спекание порошкообразного сверхвысокомолекулярного полиэтилена и гидрофилизацию полученного материала водным раствором фторсодержащего поверхностно-активного вещества «Флактонит К-9». 2. Способ по п.1, в котором концентрация «Флактонита К-9» в водном растворе составляет 0,01-0,5%. 3. Способ по п.1, в котором обработку раствором «Флактонита К-9» ведут под действием ультразвуковых колебаний. 4. Способ по п.3, в котором частота ультразвуковых колебаний составляет 18-25 кГц. 5. Способ по п.1, в котором воду для приготовления раствора «Флактонита К-9» предварительно обрабатывают постоянным магнитным полем. 6. Способ по п.5, в котором индукция магнитного поля имеет величину 0,1-0,2 Тл.
|
||||||||||||||||||||||||||
296433 C08G 53/08, опубл. 05.02.1979 г. (Бюллетень изобретений