Способ предохранения поверхности оптических деталей от биоповреждений

 

Использование: для создания тонкослойных оптических покрытий с гидрофобно-фунгицидными свойствами для оптических деталей приборов в тропическом или всеклиматическом исполнении при их ремонте. Сущность изобретения: поверхности оптических деталей обрабатывают раствором, содержащим, мас.%: полиметилтрифторпропил (винилметил) - , - дигидроксисилоксан (СКТНФТ) 2 - 4, (триэтилстаннилтио) этилтриэтоксисилан 0,5 - 1, растворитель остальное. Полученное покрытие термообрабатывают при 200oC в течение 1 ч. Разработанный состав покрытия повышает атмосферостойкость и надежность оптических деталей приборов в жестких климатических условиях. 2 табл.

Изобретение относится к технологии создания тонкослойных оптических покрытий с гидрофобнофунгицидными свойствами для оптических деталей приборов в тропическом или всеклиматическом исполнении при их ремонте.

Известны защитные покрытия на основе кремнийорганических соединений с введением биологически активных оловоорганических веществ, в частности триалкилоловоакрилатов [1]. Такие покрытия обладают устойчивостью к биологическому обрастанию, однако физико-химические, механические и защитные свойства их неудовлетворительны.

Установлено, что эти покрытия могут быть использованы для защиты только тех материалов, к которым не предъявляются высокие требования, такие как стабильность во времени в жестких климатических условиях (при 35 - 45oC и 95 - 100% относительно влажности воздуха).

В этих условиях они защищают оптические детали от биоповреждений в течение 3 - 6 мес. После чего теряют свои фунгицидные свой из-за старения покрытия под воздействием высокой влажности и температуры воздуха.

Наиболее близким по технической сущности является способ предохранения оптических деталей от биоповреждений путем нанесения на их поверхность покрытия из смеси соединений полидиметил(винил)метил- , - дигидроксисилоксана (СКТНВ) и триэтилстанилтиоэтилтриоэтоксисилана (ТЭТС) в растворителе с последующей термообработкой покрытия при температуре 170 - 180oC в течение 2 - 2,5 ч [2].

Такое покрытие обладает хорошей механической прочностью, влаго- и грибостойкостью. Однако оно не отвечает современным требованиям по стабильности во времени в натурных климатических условиях; покрытие стареет (окисляется) в течение двух лет, теряя гидрофобные и фунгицидные свойства. В соответствии с современными требованиями защитное покрытие должно быть стабильно в натурных климатических условиях влажных тропиков до пяти лет.

Целью предполагаемого изобретения является создание атмосферостойкого гидрофобно-фунгицидного покрытия, повышающего надежность оптических элементов приборов в условиях высокой температуры и влажности воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе защиты и биоповреждений путем обработки их поверхности растворимом из смеси полиорганосилоксана и -(триэтилстаннилтио)этилтриэтоксисилана (ТЭТС) в петролейном эфире или толуоле с последующей термообработкой при 200oC в течение 1 ч, в качестве гидрофобизирующего полиорганосилоксана используют (2 - 4)%-ный раствор полиметилтрифторпропил(винилметил)- , -дигидроксисилоксана (СКТНФТ) общей формулы где n = 10 - 30, m = 100 - 200, l = 1 - 2.

Для создания покрытия на поверхности оптических материалов приготавливают гидрофобно-фунгицидный раствор следующим образом.

2 г полиметилтрифторпропил(винилметил)- , - дигидроксисилоксана с молекулярной массой 10 - 20 тыс. (ТУ 38.103697-89) растворяют в 100 мл петролейного эфира (ГОСТ 11992-66) или толуола (ТУ 6-09-4305-76) и добавляют 0,5 г - (триэтилстаннилтио) этилтриэтоксисилана (ТУ 6-09-11-1188-78). После тщательного перемешивания раствор готов к использованию. Из раствора наносят покрытие на поверхность вращающейся детали на станке типа СП-150 или СП-300, подбирая скорость вращения в соответствии с размером образца. Покрытие наносят на просветленные или непросветленные поверхности деталей из любых марок и типов стекол, а также кристаллов. Термообработку деталей со свеженанесенным покрытием проводят в термостате, повышая температуру со скоростью 70oC в час до 200oC. При этой температуре детали выдерживают в течение 1 ч. После чего термостат выключают и детали остывают инерционно до 20oC.

Полученное таким образом тонкослойное покрытие испытывалось на грибостойкость по ГОСТ 9.048-89, влагостойкость про ГОСТ 15151-69, тепло- и морозостойкость, механическую прочность в соответствии с ОСТ 3-1901-85.

Измерялись оптические характеристики детали в ходе их обработки и исследования покрытия на ускоренное старение.

Излучение оптических характеристик показало, что покрытие прозрачно в области 0,2 - 25 мкм, имеет толщину 100 - 200 и не изменяет оптических данных исходных материалов.

Конкретные примеры составов защитного покрытия и их свойства приведены в табл. 1.

Результаты исследования показали, что оптимальное содержание фторированных групп в полисилоксане составляет 10 - 30%. С увеличением фторированных звеньев ухудшаются пленкообразующие свойства раствора, покрытие образуется неровным и мутноватым, что снижает светопропускание в видимой области спектра на 5 - 10%.

Лучшие эксплуатационные результаты (см. табл. 1) показывает покрытие при соотношении компонентов СКТНФТ и ТЭТС - 4:1. При увеличении массового процента СКТНФТ в покрытии на поверхности стекла образуется избыток полимера, который легко удаляется после прогрева салфеткой, смоченной спиртом. Повышенное содержание ТЭТС уменьшает влагостойкость покрытия (краевой угол снижается на 10o); в свою очередь, очень малое количество антисептика не придает покрытию необходимых фунгицидных свойств.

Ввиду своей пространственной структуры покрытие закрепляется на поверхности стекла при 200oC. Ниже этой температуры она стирается при протирке поверхности детали салфеткой, смоченной спиртом. Это подтверждается результатами измерения краевого угла смачивания, который при этом равен 56 - 60o, и свидетельствует об образовании гидрофобной пленки. При прогреве покрытия при температуре выше 200oC, оно прижаривается к поверхности стекла и придает ей нетоварный вид.

Испытания на грибостойкость показали, что предлагаемое покрытие предохраняет оптические детали от биоповреждений в условиях имитации влажного тропического климата в течение 8 - 10 мес, в то время как контрольные образцы (без покрытия) поражаются микроорганизмами через 12 - 14 сут после начала испытания.

Покрытие на основе одного полифторсилоксана (без антисептика) тоже обладает грибостойкими свойствами и выдерживает испытания, предусмотренные ГОСТом 9.048-89. В сочетании с антисептиком ТЭТС эти свойства усиливаются и покрытие показывает хорошие атмосферостойкие результаты в натурных условиях.

Натурные испытания проводились в условиях влажных субтропиков на климатической станции, расположенной на побережье Черного моря (Краснодарский край).

Испытания проводились в различных условиях экспонирования образцов в соответствии с ГОСТ 17170-71 и ГОСТ 9.053-75. Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Натурные испытания показали (см. табл. 2), что предлагаемое покрытие проявляет лучшие атмосферостойкие свойства по сравнению с прототипом, несмотря на то, что в лабораторных условиях они ведут себя одинаково. В лабораторных условиях на детали с покрытием воздействуют только температура, влажность и микроорганизмы, к тому же непродолжительное время. В естественных условиях субтропиков большое влияние на возникновение различных видов коррозии (химической, биологической, механической и т.д.) оказывают ежедневный перепад температур, солнечное излучение, морской туман, пыль, и, конечно, высокая температура, влажность, микроорганизмы. В этих условиях силоксаны с большим содержанием винильных групп быстрее окисляются (стареют) и теряют свои первоначальные свойства. Краевой угол смачивания падает на 10 - 15o. Фторсилоксаны наиболее устойчивы к таким же условиях в силу своей химической структуры.

Разработанный способ предохраняет поверхности оптических деталей от биоповреждений имеет существенное преимущество перед известными способами, а именно: повышает атмосферостойкость покрытия в 2 раза по сравнению с прототипом.

Таким образом, разработанный состав покрытия повышает атмосферостойкость и надежность оптических деталей приборов в жестких климатических условиях.

Формула изобретения

Способ предохранения оптических деталей от биоповреждений путем обработки их поверхности раствором из смеси полиорганосилоксана и - (триэтилстаннилтио)этилтриэтоксисилана (ТТС) в растворителе с последующей термообработкой, отличающийся тем, что в качестве полиорганосилоксана используют 2 - 4%-ный раствор полиметилтрифторпропил(винилметил) -, - дигидроксисилоксана (СКТНФТ) при следующем соотношении компонентов, мас.%: СКТНФТ - 2 - 4 ТЭТС - 0,5 - 1 Растворитель - Остальное а термообработку проводят при 200oС в течение 1 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области упрочнения стеклянных изделий, в частности к способу упрочнения стеклянной подложки, и изделиям, включающим такую подложку

Изобретение относится к способам получения гидрофобизированных стеклянных микрошариков, применяющихся в качестве наполнителя для медицинской кровати "Сатурн-90"

Изобретение относится к оптико-механическому производству, а именно к технологии создания тонкослойных оптических покрытий с гидрофобно-фунгицидными свойствами для оптических деталей приборов в тропическом исполнении

Изделие // 1836305

Изобретение относится к технологии получения полимерных покрытий для использования в оптико-механическом производстве при создании тонких оптически прозрачных защитных покрытий

Изобретение относится к составу для формирования прозрачного тугоплавкого покрытия на кварцевом стекле

Изобретение относится к стекольной промышленности, а именно к пленкообразующим растворам
Изобретение относится к оптической и стекольной промышленности, к архитектурным стеклопакетам, транспортным стеклам и другим изделиям из стекла

Изобретение относится к способу получения покрытий на различных материалах (стекло, кремний, пластики) и свободных пленок, обладающих повышенной поверхностной плотностью функциональных групп (амино-, эпокси-, гидразино-, карбокси- и др.)

Изобретение относится к структуре стеклопакета с высоким термическим коэффициентом полезного действия
Изобретение относится к тонкопленочным интерференционным покрытиям для просветления оптических элементов

Способ предохранения поверхности оптических деталей от биоповреждений

Наверх