Биостойкие и коррозионностойкие пленкообразующие покрытия конструкционных материалов и изделий на основе промышленных отходов
Быстрый переход:
Основная информация
Название :
Биостойкие и коррозионностойкие пленкообразующие покрытия конструкционных материалов и изделий на основе промышленных отходов
Автор предложения:
Основное технологическое направление :
Новые конструкционные материалы, методы обработки и производства
Дополнительные технологические направления :
Информационно-телекоммуникационные системы и программное обеспечение
Дата
публикации:
04.04.2025
Видимость :
Да
Аннотация:
БГТУ им. В.Г.Шухова разработана технология получения биоцидных добавок для производства биостойких строительных материалов и коррозионностойкие пленкообразующие покрытия конструкционных материалов, позволяющая увеличить срок службы материалов. Технология предполагает экономичное получение добавок за счет использования отходов производства российских предприятий, что исключит зависимость от поставок сырья из-за рубежа. Покрытия, полученные на основе отходов производства, также обеспечивают защиту от воздействия микроводорослей и коррозии металлических деталей во влажной среде.
Решаемые проблемы и области применения
Решаемые проблемы :
Использование техногенных отходов с целью получения на их основе компонентов для создания специальных добавок, обеспечивающих биостойкость композиционных материалов, позволит в достаточной степени удовлетворить потребность стройиндустрии в биоцидах и решить проблему утилизации промышленных отходов, обладающих токсичными свойствами.
Актуальность проблемы:
В жилых и общественных зданиях в зонах с высокой влажностью (в подвалах, санузлах, в цокольной части, в местах отводов вод с кровли, в бассейнах и др.) микробиологическая коррозия становится важным фактором, влияющим на надежность и долговечность строительных конструкций. Проблема биоповреждения строительных материалов и изделий связана не только со снижением долговечности зданий и сооружений, но и с воздействием биодеструкторов на здоровье населения. Определенным решением проблемы микробиологического разрушения сооружений и конструкций является использование биоцидных добавок и покрытий на их основе в производстве строительных материалов.
Технология позволит качественно заместить импортные био- и коррозионностойкие строительные материалы и покрытия.
Потенциальный экономический эффект:
Снижение себестоимости производства био- и коррозионностойких строительных материалов и покрытий за счет использования в виде сырья отходов производства.
Увеличение срока службы строительных материалов и конструкций.
Технологическая схема:
Технология модификации техногенных отходов, содержащих искомые соединения металлов c получением биоцидных компонентов широкого спектра действия для производства биостойких композиционных строительных материалов, включает использование активационных процессов дисперсных систем и химического взаимодействия, способствующих образованию новых соединений целевых компонентов в результате протекания твердофазных химических реакций в условиях термического воздействия при повышенном давлении и при оптимальных соотношениях твердой и жидкой фаз. В качестве химического реагента для образования растворимых соединений искомых компонентов используется растворимый компонент, содержащий хлорид-ионы в количестве, необходимом для полного протекания химических реакций. Механическая активация смеси компонентов будет способствовать ускорению твердофазных реакций за счет образования структурных дефектов. Введение жидкой активной среды в оптимальном количестве оказывает влияние на эффект адсорбционного понижения прочности частиц, их деформации и разрушению и, как следствие, более полному протеканию реакций образования водорастворимых соединений. Для выделение искомых продуктов реакций из растворов используются адсорбционные и электрохимические процессы.
Области применения:
Другое
Технология
Описание технологии и ее ценность :
В результате проекта будут разработаны составы и технологии получения строительных композитов повышенной устойчивости к биологическим агентам, тчо исключит образование микроорганизмов, способствующих микробиологическому разрушению строительных материалов и негативно влияющих на окружающую среду и здоровье человека. Покрытия, полученные на основе отходов производства, обеспечивают защиту от воздействия микроводорослей и коррозии металлических деталей во влажной среде.
Научная база :
1. Фундаментальные и прикладные аспекты современных эколого-биологических исследований. (Монография). научное издание Scientific World. – Одесса: Куприенко СВ, 2015-226с.
2. Composites on the Base of Industrial Waste with Biocidal Components. BUILDINTECH BIT 2020, LNCE 95, pp. 219–226, 2021. (Scopus). https://doi.org/10.1007/978-3-030-54652-6_33.
3. Извлечение биоактивных компонентов из шламов гальванического производства для получения композиционных строительных материалов. Труды Конгресса c международным участием «Фундаментальные исследования и прикладные разработки процессов переработки и утилизации техногенных образований», V Форума «Уральский рынок лома, промышленных и коммунальных отходов». – Екатеринбург: УрО РАН, 2017. С 499-501.
4. Galvanic sludge recycling with the extraction of valuable components. Astra Salvensis, Supplement No. 2/2017. 491-505 p. (Scopus). https://astrasalva.wordpress.com/2018/01/05/astra-salvensis-supplement-no-2-2017/
5. Features of processes of biodestruction of surfaces of hydraulic engineering constructions. Сборник: Proceedings of International Conference "Managing risks to coastal regions and communities in a changing world" (EMECS'11 - SeaCoasts XXVI). (Морские берега XXVI Управление рисками в прибрежной зоне в условиях меняющегося мира), 2016. Санкт-Петербург. (Scopus).
6. Creating bioresistant coatings, based on technogenic waste, for the building materials (Создание биостойких покрытий строительных матери-алов на основе техно-генных отходов). Procedia Engineering. (Scopus). 150 (2016 ) 1547 – 1552. doi: 10.1016/j.proeng.2016.07.109.
7. Application of metal-containing waste for the building biocides production. International Journal of Applied Engineering Research (Scopus). ISSN 0973-4562 Volume 10, Number 21 (2015) pp 42658-42661 © Research India Publications. http://www.ripublication.com.
8. Development of biostable building composite materials with high protection from microbiological degradants. International periodic scientific journal. Scientific world. 2015. №8. Т.1. р. 7-20. DOI http://doi.org/10.17686/sced_rusnauka_2015-1232.
9. Использование целе-вых компонентов на основе региональных промышленных отходов для защиты строительных материалов от микробиологических повреждений. Фундаментальные исследования (из списка ВАК), 2015. ‒ № 2(1). ‒ С. 36 – 41.
10. Design of New Approaches and Technological Solutions of Obtaining Biocidal Compositions to Protect Industrial and Civil Buildings and Construc-tions Against Biodeteri-oration. Research Journal of Applied Sciences (Scopus), 9: 774-778. 2014. DOI: 10.3923/rjasci.2014.774.778.
11. ТУ 5745-002-02066339-2016 «Биоцидная добавка для бетонов и растворов»
12. Опытно-промышленный технологический регламент на получение геля для биоцидных покрытий строительных материалов.
13. Грант в рамках программы стратегического развития БГТУ им. В.Г. Шухова на тему: "Получение функциональных наноматериалов для использования их в качестве добавок к высокоэффективным композиционным материалам на основе ресурсосберегающих технологий", регистрационный номер АААА-А17-117120570029-9, 2017 – 2019.
14. Грант президента № МД-1249.2020.5 на тему: "Разработка методологических основ получения высокоэффективного сорбционного материала на основе органоминеральных отходов для очистки многокомпонентных сточных вод", 2020-2021.
15. Грант в рамках программы стратегического развития БГТУ им. В.Г. Шухова на тему: "Получение наноструктурированных сорбционных материалов на основе отходов промышленности для очистки сточных вод", регистрационный номер АААА-А17-117121340098-3, 2017 – 2019.
Конкурентные технологии :
Известен способ получения биоцида из медного купороса путем обработки его восстановителем, в качестве которого применяется сульфит натрия с последующей нейтрализацией сульфата натрия при температуре 90-95°С содой, отделения осадка в виде одновалентного оксида меди, который отделяется фильтрацией и подвергается сушке азеотропным методом.
Этот способ имеет следующие недостатки:
1. Высокий расход медного купороса и соды.
2. Сложная технологическая схема процесса.
3. Нет решения по использованию отходного сульфата натрия.
Известен также способ утилизации отходов латуни, цинка и отработанных травильных растворов латуни, характеризующийся тем что в емкость с отработанным травильным раствором добавляют отходы латуни и проводят выдержку при периодическом перемешивании, после чего в емкость добавляют отходы цинка и выдерживают до достижения рН порядка 7, далее отделяют осажденную на дне емкости медь, а в оставшийся в емкости раствор, содержащий соли цинка, добавляют кальцинированную или каустическую соду, перемешивают и отстаивают до получения осадка в виде карбоната или гидроксида цинка, который отделяют от раствора (патент RU №2623962).
Недостатком указанного способа является сложность технологического процесса переработки отхода производства.
Инновационность технологии, конкурентные преимущества :
Технология экономична, экологична и проста.
Технология относится к получению биоцида и других продуктов на основе отходов производств, который может быть использован в различных защитных от биологических воздействий покрытиях, в частности, для противообрастающих покрытий подводной части судов, катеров, лодок и др.
Технология направлена на расширение технологических возможностей получения бактерицидных покрытий за счет использования в качестве исходных материалов отходов производства.
Покрытия, полученные на основе отходов производства, обеспечивают защиту от воздействия микроводорослей и коррозии металлических деталей во влажной среде.
Потенциал импортозамещения :
Био- и коррозионностойкие строительные материалы и покрытия импортного производства. Биоцидные добавки импортного производства.
Текущее состояние
Описание текущего состояния :
Выявлены виды отходов, которые могут являться сырьем для получения искомых соединений. Определены биоцидные свойства полученных материалов. Определена оптимальная концентрация добавки в строительные смеси. Получены лабораторные образцы композиционных материалов с биоцидными свойствами.
Интеллектуальная собственность :
| Название документа | Свидетельство о регистрации ноу-хау № 20150018 "Способ получения биоцидных композитов на основе соединений тяжелых металлов" |
| Номер | Свидетельство о регистрации ноу-хау № 20150018 "Способ получения биоцидных композитов на основе соединений тяжелых металлов" |
| Название документа | Заявка на получение патента "Способ получения биоцидного композиционного покрытия из отходов производств", 2022 год |
| Номер | Заявка на получение патента "Способ получения биоцидного композиционного покрытия из отходов производств", 2022 год |
Текущее финансирование :
15000000
Текущее финансирование (Описание) :
Грантовая помощь
План развития :
| 2022 | Получение биоцидного композита для использования в качестве биоцидной добавки при производстве строительных изделий и для получения покрытий конструкций подвергаемых воздействию микроорганизмов –деструкторов. |
Команда проекта
Численность проектной команды :
4
Структура и компетенции команды :
Высококвалифицированная команда БГТУ им. В.Г.Шухова
Члены команды :
| Рубанов Юрий Константинович | Разрабатывает научно-технические решения, методы проведения исследований и разработок, выбирает необходимые для этого средства. | Кандидат технических наук, доцент. Высококвалифицированный специалист в области переработки отходов машиностроения и металлургии с извлечением соединений металлов; разработки композиционных материалов с биоцидными свойствами. |
| Токач Юлия Егоровна | Организует экспертное и методическое сопровождение исследовательских работ. | Кандидат технических наук, доцент. Высококвалифицированный специалист в области разработки композиционных материалов с биоцидными свойствами; переработки отходов металлургического производства с целью получения сырья для производства строительных материалов. |
| Гончарова Елена Николаевна | Проводит исследования основных характеристик применяемых составов композиционных материалов. | Кандидат биологических наук, доцент. Высококвалифицированный специалист в области мониторинга качества среды населенных мест; создания биоцидных и и фунгицидных поверхностей. |
| Половнева Дария Олеговна | Проводит исследования основных характеристик применяемых составов композиционных материалов. | Магистрант. Специалист в области создания высококачественных биостойких строительных материалов. |
Предложение инвестору / партнеру
Необходимые ресурсы для реализации проекта :
5,5 млн.руб. расчетная сумма расходов для организации производства с мощностью 8400 кг состава для биоцидных покрытий.
3 млн.руб. - продажа технологий.
Дорожная карта развития проекта :
| 2023 |
| Выход на производственную мощность 8400 кг состава для биоцидных покрытий бетонных и керамических строительных материалов, деревянных и металлических изделий (при вложении 5,5 млн.) |