船舶防污涂料用树脂基料的发展及作用

《船舶防污涂料用树脂基料的发展及作用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、地坪网http://www.dpwang.com船舶防污涂料用树脂基料的发展及作用何庆光1，任润桃1，2，叶章基1，2(1.中国船舶重工集团公司第七二五研究所厦门分部，福建厦门361002；2.海洋腐蚀与防护国防科技重点实验室，福建厦门361002)摘要：详述了防污涂料用树脂基料发展情况，并探讨了树脂基料在防污涂料中的作用机理，指出了防污树脂基料的发展方向。关键词：防污涂料；作用机理；树脂基料0.引言海洋生物污损无时无刻不对人类的海洋开发与应用提出挑战。所谓海洋生物污损，即海洋生物如藤壶、水螅、海虹、海藻、石灰虫等附着于船底或水下设施之上[1]。全世

2、界有记录的海洋污损生物超过2000种，其数量之多和生长速度之快对海洋开发造成了极大的危害，就舰船而言，可以归纳为以下4点：(1)引起船体质量的增加和表面粗糙度的增大。由此降低了船舶的航速和操纵性，并增加燃料的损耗。据估计，该方面引起燃料的消耗增加了44%，而航行费用则增加了77%[2]。(2)增加船舶入坞维修的频率。入坞维修将浪费大量的时间和资源，而且维修过程将产生大量的有毒物质。(3)破坏漆膜，造成局部腐蚀，改变涂层的电导率以及由此引起电化学腐蚀。(4)新物种的引入。由于船舶的航行一般要跨越多个海域，这样便容易把某个海域的生物带到其他海域，导致物种

3、入侵问题。对此，人们研究了多种防污技术，而防污涂料是其中既经济又高效的途径[3-4]。海洋防污涂料的发展大体可划分为3个阶段：传统的常规防污涂料、现代有机锡共聚物自抛光防污涂料、环境友好型防污涂料，而树脂基料对防污涂料的发展起了重要的作用。1.20世纪60年代前防污涂料用树脂基料人类与海洋污损生物斗争的历史与航海史一样久远，早在2000多年前，人类就已经认识到海洋污损生物的危害性。然而，直到19世纪中期，制备采用大量毒料分散于树脂基料中的方法才开发出来。防污涂料基料起着分散和粘结承载杀生剂的作用，由于树脂性能的缺陷以及高分子树脂合成工业的发展，这类基

4、料逐渐被合成树脂所替代。表1总结了20世纪60年代前主要防污涂料所使用基料的情况。地坪企业黄页http://123.dpwang.com地坪网http://www.dpwang.com表120世纪60年代前防污涂料用基料2.20世纪中后期钢质船用防污涂料树脂基料该时期涂料可分为3类：①基料可溶型；②基料不溶型或接触型；③有机锡自抛光涂料(TBT-SPC)。由于所使用的树脂基料类型不同，分散于基料中的防污剂在海水中的释放机理与过去几十年的涂料产品有很大的不同。防污剂释放机理的不同决定不同的应用、不同的防污行为以及防污期效。2.1可溶型基料20世纪50年

5、代，可溶型涂料开始投入市场并应用于舰船之上，其基料为松香及其同系物[7]，主要特征在于树脂成膜物在海水中是可溶解的，它与防污剂同时溶解于海水中，可以不断释出新的表面并释放防污剂(如表2所示)，起到了粘结承载和释放防污剂的作用。树脂基料力学性能较差，因此所能承载的生物防污剂的浓度较低，漆膜较薄，在防污期效内溶蚀率恒定，防污期效为12～15个月。其主要优点是可以施工于光滑的沥青基底漆，但由于这类树脂粘结性、耐氧化性和耐油性均较差，所以坞修后必须马上入水，否则基料容易在空气中被氧化。2.2不溶型基料不溶型防污涂料使用大分子树脂基料，如丙烯酸树脂、乙烯基树脂

6、或氯化橡胶等不溶于海水的聚合物。由于其基料具有良好的机械性能和粘结性能，可以携带更多的防污剂，大量的防污剂在基料中彼此接触而连接在一起。因为基料不溶解于海水，漆膜表面接触海水的防污剂首先溶解，海水沿着已溶解的防污剂遗留下的孔隙渗透入漆膜并不断溶解接触海水的防污剂，便形成释放通道，类似于蜂窝形状(见表2)，防污剂可以沿着释放通道不断渗出。但是，随着释放通道深入到漆膜的内部，防污剂的释放率将随之逐渐降低而达不到防污的效果。此外，防污剂释放后遗留下的蜂窝结构不仅使表面粗糙，而且更易积垢海水废物，进而阻碍了防污剂的释放。鉴于此聚合物具有的高模量、良好的耐光性

7、和耐氧化性等性能，坞修后可停留较长时间不入水。地坪企业黄页http://123.dpwang.com地坪网http://www.dpwang.com2.3TBT-丙烯酸酯类树脂基料有机锡自抛光防污涂料用树脂基料为丙烯酸酯类(通常为甲基丙烯酸酯类)，TBT基团通过酯键连接到高分子主链上[5]，酯键可以在海水中发生水解反应而脱去。因为可以在分子水平上控制树脂水解的反应速率，使获得自抛光效果成为可能。当漆膜浸泡于海中，可溶性颜料开始溶解，与不溶型基料不同，TBT-丙烯酸酯类共聚物具有憎水性从而阻碍海水渗透进漆膜。因此，海水仅能进入颜料溶解留下的孔隙。由于羧

8、基-TBT键在弱碱性条件下不稳定，涂料漆膜的水解反应缓慢可控的进行，TBT基团从聚合物上被“洗去”。与此同时