Гидрофильное покрытие на металл

[niceguy]

Стоит задача покрыть поверхность металла чем-то, что, при нахождении конструкции в воде (стоячей водопроводной, морской, не важно), не растворялось бы, и было бы устойчиво к налипанию пузырьков воздуха, газа. К тому же, покрытие должно быть устойчиво к вибрации (ультразвук).
Вроде как кремнезём обладает превосходной смачиваемостью. Поэтому, покрыл металл жидким стеклом, высушил, опустил в воду - стекло растворилось. )
Дальше, пробовал Al2O3 в виде геля - пузырьки липнут, SiO2 в виде геля - вообще осыпался при высыхании.
Кто-нибудь сталкивался с подобной проблемой?

[Smol]

Если Вы жидкое стекло отвердите (гексафторсиликатом натрия), то растворяться в воде оно перестанет.

Хотя задача непонятна: сталь в воде ржавеет, обычно ее покрывают такими покрытиями, которые предохраняют металл от коррозии... А уже поверх них - можно и что-то более гидрофильное нанести, на чем пузырьки не образуются...

[avor]

А зачем покрывать. Если от пузырьков отбрехаться, то покрытия типа стекла и металл практически равнозначны в этом отношении так что можно просто оцинковку взять(если вас парит кррозия). А насчет силикатных покрытий, почитайте как делают эмалированные кастрюли ,тазики и ванны(вам понадобится что-то вроде печки электромуфельной или на основе горелок).

[niceguy]

Если Вы жидкое стекло отвердите (гексафторсиликатом натрия), то растворяться в воде оно перестанет.

Как вариант. А какие там пропорции выдерживать? А режим спекания?

Хотя задача непонятна: сталь в воде ржавеет, обычно ее покрывают такими покрытиями, которые предохраняют металл от коррозии...

Да, не указал марку стали. Сталь - нержавеющая. Либо титан.

А уже поверх них - можно и что-то более гидрофильное нанести, на чем пузырьки не образуются...

Так вот это что-то я и ищу. )

[niceguy]

А зачем покрывать. Если от пузырьков отбрехаться, то покрытия типа стекла и металл практически равнозначны в этом отношении так что можно просто оцинковку взять(если вас парит кррозия).

Коррозия меня как раз не волнует, ибо нержавейка. Задача - исключить прилипание пузырьков к поверхности.

А насчет силикатных покрытий, почитайте как делают эмалированные кастрюли ,тазики и ванны(вам понадобится что-то вроде печки электромуфельной или на основе горелок).

Спасибо, почитаю. Муфельная печь имеется. Именно в ней вчера "сушил" Al2O3 при 800 градусах. Покрытию ничего, а вот стержень из нерж. стали повело. )

[Smol]

А какие там пропорции выдерживать? А режим спекания?

Измельченного тетрафторсиликата натрия обычно берут примерно 15% от массы жидкого стекла. Отверждается без всякого спекания, примерно за сутки. Будет ли держаться на нержавейке - не знаю, на ней мало что держится, "жирная" сталь...

Но есть и другие варианты... Поэтому к Вам вопросы:

Сколько времени должно это покрытие в воде работать? В часах, сутках, годах?
Можно ли до погружения в воду прогреть в термошкафу это устройство из нержавейки?
И много ли лака для такого покрытия Вам надо?

[avor]

Почему вы уверены, что пузырьки к силикатам(борсиликатам) будут прилипать хуже чем к металлу(точнее к оксидным пленкам на металлах), там все примерно одинаково будет.

[Iskander]

Прививка на поверхность какого-нибудь акриламида или производных целлюлозы?
Как вариант, например, нитроцеллюлоза как основа, затем акриламид + инициатор (соли церия, если не путаю). Получится привитый слой гидрофильного полимера.

[Smol]

Прививка на поверхность какого-нибудь акриламида или производных целлюлозы?
Как вариант, например, нитроцеллюлоза как основа, затем акриламид + инициатор (соли церия, если не путаю). Получится привитый слой гидрофильного полимера.

Что-то похожее, но гораздо проще - покрыть поверхность метилолполиамидным лаком МПФ-1 и отвердить его прогревом в термошкафу при 80 гр.С (или на холоду, если такой прогрев невозможен).
Метилолполиамид - субстанция достаточно гидрофильная, надеюсь, что на нем пузырьков не будет (во всяком случае до сих пор я их не наблюдал).
Проблема в одном - у этого лака адгезия к нержавейке есть, но не очень большая, хотя, конечно, лучше, чем у жидкого стекла.

[niceguy]

Сколько времени должно это покрытие в воде работать? В часах, сутках, годах?
Можно ли до погружения в воду прогреть в термошкафу это устройство из нержавейки?
И много ли лака для такого покрытия Вам надо?

В воде покрытие должно работать 10 лет.
В термошкафу устройство прогреть можно.
Необходимое количество покрытия - треть контейнера под игрушку от киндер-сюрприза. ) Если будет работать - немного больше.

[niceguy]

Вооружившись вашими советами, начал искать компоненты.
Больше всего склонялся к клею МПФ-1, как к самому простому способу. Однако, обзвонив полстраны, оказалось, что клея такого ни у кого нет, в лучшем случае под заказ в течение месяца.
Тетрафторсиликат натрия, нитроцеллюлоза, акриламид, соли церия - ничего из этого у наших химиков не обнаружилось, лаборатории, как таковой, нет.
В связи с чем, вопрос:
Где можно приобрести подобные или аналогичные химические компоненты? Или какой готовый состав в свободной розничной продаже? Или может кто с этого форума имеет возможность намешать тот или иной экспериментальный состав? Оплачиваемый,разумеется. )
Ежели чего - г. СПб.

[MONSTA]

Несколько не понял. Титан - очень устойчивый к коррозии металл, за счет образования пассивирующего слоя оксида. Проведите хоть умеренное анодирование титана - добьетесь желаемого. Любой оксид металла является гидрофильным по определению. Другое дело, что и полной гарантии от налипания пузырьков воздуха тут нельзя дать. Нержавейка - вопрос несколько другой, но если в ней много хрома, то анодирование тоже даст очень устойчивый к внешним воздействиям оксидный слой.

Можно и без электролиза попробовать сделать оксид на поверхности обработкой окислителями. Хромовая смесь, или серная кислота + пергидроль. Только долго в таких адских жидкостях не держите, мало ли что!

[niceguy]

Несколько не понял. Титан - очень устойчивый к коррозии металл, за счет образования пассивирующего слоя оксида. Проведите хоть умеренное анодирование титана - добьетесь желаемого. Любой оксид металла является гидрофильным по определению. Другое дело, что и полной гарантии от налипания пузырьков воздуха тут нельзя дать. Нержавейка - вопрос несколько другой, но если в ней много хрома, то анодирование тоже даст очень устойчивый к внешним воздействиям оксидный слой.

Можно и без электролиза попробовать сделать оксид на поверхности обработкой окислителями. Хромовая смесь, или серная кислота + пергидроль. Только долго в таких адских жидкостях не держите, мало ли что!

Титан - это как вариант был обозначен. Сейчас заготовки все сплошь из нержавейки, титановых нет.
Понимаю, что полностью избежать налипания пузырьков не удастся, но хотя бы свести их количество к единичным экземплярам, а не так как сейчас: опускаю различные материалы в ванночку, заливаю минералкой и наблюдаю, точнее практически не наблюдаю "живой" поверхности - настолько большое количество налипших пузырьков.
Серную кислоту и перекись водорода уже нашёл. Пошёл оксидировать. )

[antabu]

В гальванике есть понятие питтинга. Оно вызвано налипанием пузырьков водорода на катод в процессе (никелирования). Борются - добавлением ПАВ в электролит с целью уменьшить поверхностное натяжение.

[Smol]

Больше всего склонялся к клею МПФ-1, как к самому простому способу. Однако, обзвонив полстраны, оказалось, что клея такого ни у кого нет, в лучшем случае под заказ в течение месяца./.

Естественно, предлагает тот, у кого это есть.
Дам я Вам и МПФ-1, и тетрафторсиликат, только вот вопрос: как все это из Москвы в Питер переправить?
Если не найдете другого варианта - в начале июля моя сотрудница едет в Питер на белые ночи, может согласится с собой захватить...

Ну, а раствор нитроцеллюлозы иногда называется так: "цапон-лак".

[antabu]

Тетрафторсиликат натрия, нитроцеллюлоза,

Должно быть гексафторсиликат, а проще спросить кремнефтористый натрий.

[niceguy]

Последовал совету и провёл химическое оксидирование поверхности смесью серной кислоты с перекисью. Сразу вопрос, а оксидирование ли это? Может просто полирование, или обезжиривание?
Серная кислота 98%-я, перекись 33%-я. Соотношений я не знаю, поэтому лил 50/50. Реакция пошла настолько бурная, и колба нагрелась так, что думал рванёт. Обошлось. )
Поболтал стержень в колбе в течение 20 минут, положил в ванночку, залил минералкой. Действительно, с поверхностью что-то произошло, пузырьки от неё просто отскакивают, тогда как "хвостик", который находился вне смеси, весь в пузырьках.
Это было в пятницу. Стержень в воде так и оставил на выходные.
Сегодня пришёл, залил свежей минералкой. В принципе, тоже нормально, но уже чуть хуже. Пузырьков чуть больше, и отскакивают они уже не так охотно.
Вот и думаю, а что будет через месяц, через год?

Вопросы по данной технологии:
1) В каких пропорциях смешивать компоненты?
2) Что наливать во что? Серную в перекись или наоборот? Потому что, как вычитал, составы совершенно разные получаются при этом.

[niceguy]

Естественно, предлагает тот, у кого это есть.
Дам я Вам и МПФ-1, и тетрафторсиликат, только вот вопрос: как все это из Москвы в Питер переправить?
Если не найдете другого варианта - в начале июля моя сотрудница едет в Питер на белые ночи, может согласится с собой захватить...

Если есть такая возможность, буду благодарен. Напишите свои условия.
По поводу передачи - не будем мучить сотрудницу. ) Если Ваше предложение реально, то уже завтра экспедитор будет стоять на пороге лаборатории. )

[MONSTA]

Рад, что мое предложение оказалось разумным! Но, таки еще по поводу ПАВ. Я не согласен с уважаемым antabu на счет их роли. Серная кислота с пергидролем - классический вариант для уничтожения всех ПАВ на поверхности (к своему стыду, не помню соотношение при смешивании). И тут, при отсутствии ПАВ, как раз во всю и проявляются гидрофильные свойства оксида. А ПАВ - они дифильные. Полярным концом - к оксиду, неполярным - в сторону воды. Вот и появляются условия для налипания пузырьков!

Думается, что изменение поведения стержня со временем обусловлено именно налипанием на него ПАВ. Которые в виде примесей есть абсолютно везде. Со временем они сорбируются на стержне (даже из воздуха в следовых количествах! А много ли надо, чтобы закрыть поверхность?), и он начинает сорбировать пузырьки газа.

Так что периодически боритесь с ПАВ на поверхности (той же кислотой с пергидролем), вряд ли что другое тут остается.

ЗЫ: На счет природы протекающих процессов: оксидирование, полирование или обезжиривание. Вопрос очень сложный. Безусловно, обезжиривание будет всегда. Остальное зависит от металла. Для титана это точно будет оксидирование, он в таком растворе не будет ни травиться, ни полироваться. Ибо не растворяется в заметной степени. Со сталью возможны варианты в зависимости от содержания легирующих элементов. Если много хрома, скорее всего, будет оксидирование. Если много никеля, наверно, это уже будет полировка.

[niceguy]

MONSTA,
С соотношением ещё поэкспериментирую.
Всё же, насчёт очерёдности? Лично Вы как считаете: следует вводить серную кислоту в перекись или наоборот?
Метод действительно работает. С одним недостатком: необходимость периодической борьбы с ПАВ на поверхности. Вряд ли конечный потребитель устройства захочет иметь дело с серной кислотой. ) Хотя, если частота такой борьбы будет, скажем, раз в год, эту необходимость можно прописать в паспорте на изделие.
Параллельно хочется попробовать привить слой гидрофильного полимера, как здесь советовали. Правда пока не понимаю как ) , в поиске технологии.