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船舶防污漆的防污机理及特点
作者:网络ag真人 发布时间:2020-02-23 21:20

  慧聪表面处理网讯:广袤的海洋里孕育着多种多样的生命和无穷无尽的物种。品种众多的海洋生物,不论是动物类还是植物类,都会主动地粘附生长在船舶水下的外壳部位,不仅增加船体自身质量,而且显著地加大了船底表面粗糙度,增大了船舶航行时的前行摩擦阻力,从而降低了航行速度。换句话说,如要想维护正常航速,就得增加船舶燃料的消耗。据英国船舶研究协会的研究报道称:15节航速的普通散货轮,船体外壳的界面磨擦阻力占总航行阻力的80%,高速航行的集装箱货轮的界面磨擦阻力也大于50%。海洋生物的污染对船舶航行造成了日益严重的危害。

  防污涂料的作用原理就是涂覆在船底的防污涂料涂层释放出毒素,在靠近船底的水下形成薄薄一层有毒的水区,起到驱赶幼虫和孢子,不让其附着和“定居”生长在船壳表面的效果。防污涂料所用的毒素,称作防污颜料,主要有氧化亚铜和有机锡树脂。氧化亚铜是防污涂料中应用最广泛的毒素。它对动物类和植物类海生物都有防污效果,可用作防污涂料配方中的防污颜料。经验表明:氧化亚铜在船停泊时对海藻类的防污能力稍差一些。氧化亚铜作为防污颜料已经沿用了几十年,也是目前防污涂料正在使用的主要毒料品种。

  三丁基锡,俗称TBT,是一种曾广泛应用于船舶防污涂料的有机毒性添加剂,它能非常有效地同时抑制藤壶和海藻的生长,而且使用TBT制成的防污涂料毒效持续时间长,起到长效防污的作用,可以有效延长船舶因船底污染而必须进坞涂装的维修周期。减省运营维护成本。它在延缓因船壳表面粗糙度增大而航速变慢的进程方面表现很突出,有效降低燃料成本。但到了20世纪7O年代后期。人们逐渐发现和确认了防污涂料中使用TBT毒素会造成海洋生态环境的严重破坏。沿海海域出现了含毒TBT的牡蛎和因此引发的物种变异现象。1982年起,英法等国的生产商相继停止生产防污涂料用的TBT。防污涂料从基料组成和作用机理进行分类,可简单地归纳为5个类型:传统长效型防污涂料、释放型防污涂料、接触型防污涂料、自抛光防污涂料、自释型防污涂料。

  这类防污涂料以松香为主剂/基料,主要以氧化亚铜为防污毒素颜料。松香树脂用作基料,可在水中溶解并释放出毒素颜料。但这类防污涂料存在一个关键缺陷,就是松香的溶解速度过高而且不易受控制,仅能提供12~18个月的有效防污周期。

  此外也须注意,松香树脂还会与空气中的氧气反应。因此涂层干后必须浸水,通常控制在6~8h内,最长不超过24h。因此在涂装防污涂料时必须紧密配合船舶下水和出坞的工程计划。也就是说防污涂料涂层完工后,务必强调在涂料生产厂商规定的时间内保证船舶下水/出坞。由此可见,该类防污涂料对现场涂装计划性要求过高,适应性较差。目前,国际上主要涂料厂商早已不生产这类防污涂料,远洋船舶也根本不能使用。从防污涂料的预期防污寿命期限看,传统长效型防污涂料和释放型防污涂料都不能适用于远洋船舶。因为远洋船舶的强制年检周期通常为30个月,不能仅仅只因为需要涂装防污涂料而总让船舶提前进坞检修。因此,国内只有军舰等这类低出航率的近海小船或系泊型的海上设施可能还有其市场。因为当船舶航速低于10节或者连续停航时间超过2周,目前主流高档自抛光防污涂料将失去其应有的防污功效。以上2个防污涂料品种,也称溶解型防污涂料,仍具有一定的经济实用性。

  这类防污涂料也称作可溶性基料防污涂料。其配方中既有以氯化橡胶又有以乙烯树脂为基料的,配以大量的氧化亚铜为颜料。毒素颜料会被水流冲洗出来,并在涂层中留下海绵状多孔“骨架”的皂化层。经过一定时间的冲洗后,皂化层厚度达到某种程度就不能继续释放出足够的毒素达到防污目的,也就是在这层防污涂料中的毒素析出达到了防污效果的临界值。防污涂料在正常的有效状态时,皂化层下面的防污涂料须有数量充足的毒素颜料向外释放。水流的冲刷也会部分除去皂化层。但要切记,坞修时皂化层必须于涂装新的防污涂料前进行封闭。因为旧防污涂料的海绵状多孔皂化层会吸收新防污涂料,损耗新防污涂料的实际有效厚度。在经历了几次坞修涂装以后,各时期的防污涂料和封闭漆经过这样的多层交差互叠,组成了形态像“三明治”一样的涂层体系。如果新旧涂层体系的涂层干膜总厚度累计达到1000~1200μm时,这个“三明治”涂层体系的内应力将变得非常大,从而引起涂层开裂,水下船壳表面产生出巨大的粗糙度。释放型防污涂料可以提供18~24个月的防污寿命期限。

  也称作不溶性基料防污涂料。这类防污涂料以松香和改性树脂(如乙烯)为基料。颜料还是以氧化亚铜为主,外加少量的其它生物灭杀剂。接触型防污涂料的功效本质上和纯松香为基料的传统型防污涂料相似,缓慢析出型/抑制型基料可以延缓分解进程。涂料中选用的可降解基料可以在一定程度上避免产生“三明治”涂层体系。但接触型防污涂料也会在涂层表面形成薄的皂化层/残渣层,出现类似于释放型防污涂料的皂化层。接触型防污涂料可以提供26~3O个月的防污周期。

  该类防污涂料的作用机理是含有防污毒料的防污涂料漆膜能在海水中溶解并同时释放毒料,而且漆膜在水流的作用下,水解反应持续不停地进行,不断地暴露出新鲜的表面。因为这类产品的毒料释放是按设计渗出率平稳和持久地进行的,所以其防污性能持久和高效。另外,该类防污涂料漆膜凸起的部位受水流的作用力较大而水解速度较快,而凹陷部位则水解速度较慢,这样船舶在航行时由于水流的作用使得船体外壳的防污涂料表面变得越来越光滑平整,故称之为自抛光防污涂料。

  有机锡自抛光防污涂料的特点是对各类海洋生物都有非常有效的防污作用,而且功效持久,可以达到5年以上的预期防污寿命期限。但鉴于有机锡自抛光防污涂料对于海洋生态环境存在严重破坏性。国际海事组织IMO早已明文规定终止使用含TBIT的防污涂料,其下属机构海洋环境保护委员会(MEPC),也已修订了相应的实施细则。该法规强制执行的日期为:自2003年1月1日起,含有机锡的防污涂料不再允许进行涂装施工;自2008年1月1日起,所有船舶水下部位不允许存在或残留含有机锡的防污涂料涂层。

  上海中远关西涂料和国际上其它主要涂料生产厂商早已停止生产并承诺不再出售该类防污涂料产品,因此也不多做介绍。

  无锡自抛光防污涂料是目前主流的实用防污涂料产品,主要以丙烯酸树脂作为基料,氧化亚铜为基本防污毒素颜料。目前市场上有以下几种类型的无锡自抛光防污涂料:

  所有这些防污涂料的技术在本质上都是采用水解和离子交换作为实现防污功效的基本原理。

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