Indian Patent has been granted to University of Madras for the research work carried out by E. Ramanathan and S. Balasubramanian on Nanoceramic Coating for Copper.
This invention has been made at the Department of Inorganic Chemistry, University of Madras, which is a simple process of coating with nanosized oxides of zirconium, titanium and zinc followed by non-aqueous organic polyurethane based clear coating at a very low cost. The trication nanocoating system (nanoceramic coating) was given on the kalasams of Sri Sathya Sainivas, Sri Sathya Sai Baba Temple at Perambur, Chennai and Sri Konur Kaliamman Temple at Namakkal, Tamilnadu. The nanotrication coating given seven years ago remains intact even now and is protecting the temple Kalasams without loss of the original metallic lustre till date. The process adopted in this coating is totally different from electroplating.
Copper finds extensive application in different fields such as architecture, automotive, electrical, pipe and fittings, industrial components, telecommunication and machined products. Copper, a relatively active metal , tends to get oxidized when left unprotected. A bright polish on copper hardware items can be protected using tough, abrasion- resistant coatings that will withstand daily handling and oxide layer formation. Decorative copper articles and sculptures, both ancient and modern, can be protected from the atmosphere, and their natural beauty can be preserved by the application of an appropriate clear coating. Though there is an enormously wide range of such clear coatings available, the type of pre-treatment to improve the adhesion of these organic coats on the polished copper metal is limited.
Copper, a relatively active metal , tends to get oxidized when left unprotected. A bright polish on copper hardware items can be protected using tough, abrasion- resistant coatings that will withstand daily handling and oxide layer formation. Decorative copper articles and sculptures, both ancient and modern, can be protected from the atmosphere, and their natural beauty can be preserved by the application of an appropriate clear coating. Though there is an enormously wide range of such clear coatings available, the type of pre-treatment to improve the adhesion of these organic coats on the polished copper metal is limited.
This invention relates to the development of a new coating with a few processing stages at room temperature that allows the formation of thin nanometer range of transparent and colorless base coat. The polyurethane clear or PU pigmented paint can be given on the nanotrication base coat for decorative and protective purposes respectively. The sol-gel nanotrication base coat based on zirconia, titania and nano zinc oxide acts as a sandwich coat between bare metal and the organic top coat and promotes adhesion and corrosion resistance.
The main objective of the invention is to develop a product made up of nano particles of ziroconia, titania and zinc oxide that forms a quick, colourless, transparent and thin film at room temperature that is suitable for corrosion resistance which improves inter-coat adhesion and overall topcoat paint film characteristics. The next objective is to achieve the optimum coating thickness of nano-trication to reduce the resistance of the coated components to facilitate welding, soldering and electrophoretic top coat. The third objective of the invention is to select a suitable transparent organic top coating for decorative work and pigmented top coat for functional components that meet the extreme service conditions such as high degree of impact strength, flexibility, surface hardness and cold and hot water resistance so that the coated copper components may easily be handled and have maximum endurance.
There is a tremendous commercial production opportunity in this case and demand will be immensely high. The inventors Prof.S. Balasubramanian (balas2010@yahoo.com) and Mr. E. Ramanathan ( eramanath@gmail.com ) are available for further training to companies and young entrepreneurs. For further details regarding technical know-how transfer for formulation of coating chemicals and coating process please contact The Registrar, University of Madras.
Tamil Version
தாமிரத்திற்கான நானோசெராமிக் பூச்சு
சென்னை பல்கலைக்கழகத்தின் கனிம வேதியியல் துறை மிகக் குறைந்த செலவில் ஜிர்கோனியம், டைட்டானியம் மற்றும் துத்தநாகம் ஆகியவற்றின் நானோமயமாக்கப்பட்ட ஆக்சைடு கலவைகளின் பூச்சு தொழில்நுட்பத்தை கண்டுபிடித்துள்ளது. சென்னை பெரம்பூரில் உள்ள ஸ்ரீ சத்ய சாய் பாபா கோயில் மற்றும் தமிழ்நாட்டின் நாமக்கல்லில் உள்ள ஸ்ரீ கொன்னூர் காளியம்மன் கோயில் ஆகியவற்றின் கலசங்களில் இந்த நானோ பூச்சு செய்யப்பட்டுள்ளது. ஏழு ஆண்டுகளுக்கு முன்பு கொடுக்கப்பட்டநானோ மூவெதிரயனி பூச்சு இப்போதும் கூட புதியபொலிவுடன் கடவுளின் கோபுர கலசங்களை பாதுகாத்துக்கொண்டிருக்கிறது. நானோசெராமிக் பூச்சு எலக்ட்ரோபிளேட்டிங்கிலிருந்து முற்றிலும் மாறுபட்டது.
கட்டிடக்கலை, தானியங்கி, மின், குழாய் மற்றும் பொருத்துதல்கள், தொழில்துறை கூறுகள், தொலைத்தொடர்பு மற்றும் இயந்திர தயாரிப்புகள் போன்ற பல்வேறு துறைகளில் தாமிரம் பெரும் பங்காற்றி வருகிறது..
செயல்திறன் மிக்க உலோகமான செம்பு எவ்வித மேற்பூச்சில்லாமலிருக்கும்போது எளிதாக ஆக்ஸிஜனேற்றமடைகிறது, இதனால் மழுங்கலடைகிறது. பழைய முறையில், செம்பிலான வன்பொருட்களில் பிரகாசமான மெருகூட்டல் கடினமான, சிராய்ப்பை ஏற்படுத்திவிடுகிறது. பண்டைய மற்றும் நவீன கால அலங்கார செப்பு சாமான்கள், சிற்பங்களை , தினசரி கையாளுதல் மற்றும் வளிமண்டலத்திலிருந்து ஆக்சைடு அடுக்கு உருவாக்கம் ஆகியவற்றைத் தாக்குபிடிப்பதற்காக தாமிரம் கடுமையான கடும் வேதிப்பொருட்களை சந்திக்கவேண்டியுள்ளது . மேலும் அவற்றின் இயற்கையான அழகைப் பாதுகாக்க சிரமப்படவேண்டியுள்ளது.
சென்னை பல்கலைக்கழகத்தின், இந்த கண்டுபிடிப்பின் தனி அம்சம் என்னவென்றால், அறை வெப்பநிலையில் புதிய மாற்று பூச்சு உருவாவதுதான்! இது மெல்லிய நானோமீட்டர் வரம்பில் உள்ளதால், வண்ணங்களற்ற மற்றும் வண்ணங்களுடன்கூடிய வலுமையான் கரிம மேற்பூச்சு உருவாக்க உதவுகிறது. பாலியூரிதீன் கொண்ட தெளிவான அல்லது நிறமி வண்ணப்பூச்சு முறையே அலங்கார மற்றும் பாதுகாப்பு நோக்கங்களுக்காக, நானோ மூவெதிரயனி கீழடுக்கு பூச்சு மீது கொடுக்கப்படலாம். ஜிர்கோனியா, டைட்டானியா மற்றும் நானோ துத்தநாக ஆக்ஸைடு ஆகியவற்றை அடிப்படையாகக் கொண்ட சால்-ஜெல் நானோ மூவெதிரயனி பூச்சு வெற்று உலோகத்திற்கும் கரிம பூச்சிற்கும் இடையில் ஒரு சாண்ட்விச் பூச்சாக செயல்படுகிறது மற்றும் வலுமையான ஒட்டு மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பை ஊக்குவிக்கிறது.
இந்த கண்டுபிடிப்பின் முக்கிய குறிக்கோள், ஜிர்க்கோனியா, டைட்டானியா மற்றும் துத்தநாக ஆக்ஸைடு ஆகியவற்றின் நானோ துகள்களால் ஆன ஒரு பூச்சை தயாரிப்பது. இது அறை வெப்பநிலையில் விரைவான, நிறமற்ற, வெளிப்படையான மற்றும் மெல்லிய பூச்சை உருவாக்குகிறது, இது அரிப்பு எதிர்ப்புக்கு ஏற்றது. இடைப்பட்ட ஒட்டுதல் மற்றும் ஒட்டுமொத்த மேற்பூச்சு பண்புகள் அதிகரிக்கச் செய்வதுடன், வெல்டிங், சாலிடரிங் மற்றும் எலக்ட்ரோஃபோரெடிக் பூச்சு தொழில்நுட்பமுறை ஆகியவற்றை எளிதாக்குவது அடுத்த நோக்கமாகும். கண்டுபிடிப்பின் மூன்றாவது நோக்கம் அலங்கார வேலைகளுக்கு பொருத்தமான வெளிப்படையான கரிம மேற்பூச்சு மற்றும் செயல்பாட்டுக்குத்தக்க வண்ண மேற்பூச்சு ஆகியவற்றைத் தேர்ந்தெடுப்பது,
இத்தகைய பூச்சு அதிக அளவு தாக்க வலிமை, நெகிழ்வுத்தன்மை, மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை மற்றும் குளிர் மற்றும் சூடான நீர் எதிர்ப்பு போன்ற தீவிர சந்தர்ப்பங்களை பூர்த்தி செய்யும் செப்பு கூறுகளை உருவாக்க வல்லது, மற்றும் இந்த பூச்சு அதிகபட்ச சகிப்புத்தன்மையைக் கொண்டிருக்கும்.
இந்த கண்டுபிடிப்பில் மிகப்பெரிய வர்த்தக உற்பத்தி வாய்ப்பு உள்ளது. இத்தொழில் நுட்பத்தைப்பற்றி மேலும் தகவல் அறிய அல்லது பயிற்சி பெற கண்டுபிடிப்பாளர்கள் பேராசிரியர். எஸ். பாலசுப்பிரமணியன் (balas2010@yahoo.com ) மற்றும் திரு. எ. இராமநாதன் (eramanath@gmail.com ) ஆகியோரை நாடலாம் . கூடுதல் விவரங்களுக்கு சென்னை பல்கலைக்கழகத்தின் பதிவாளரைத் தொடர்பு கொள்ளவும்.
