海洋防污涂料技术的研究现状及展望
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新型防污涂料在海洋工程中的应用研究随着工业的发展和城市化的进程,人类对海洋的依赖程度越来越高。
然而,随之而来的问题也逐渐显现,在海洋工程中的防腐和防污工作成为一个十分重要的问题。
新型防污涂料的应用研究,对于解决海洋工程防腐和防污问题具有非常重要的意义。
一、防污涂料的研究背景海洋中生活着无数生物,这些生物与基础材料的相互作用是导致海洋结构物污染的主要原因。
在海洋结构物表面上生长的海藻、细菌以及其他生物等都是造成海洋结构物污染的主要元凶。
在污染物的影响下,海洋结构物的防腐性能受到极大的破坏,导致安全隐患的出现。
因此,防污涂料的应用研究成为当前海洋工程领域亟待解决的重要问题。
二、防污涂料的特点新型防污涂料是一种生态友好型涂料,在功能性上与传统涂料存在重要区别。
防污涂料具有自清洁性能,不易受到生物的侵蚀,在抗污染方面表现突出。
同时,防污涂料属于绿色环保产品,能够起到保护海洋环境的作用。
三、防污涂料的应用研究近年来,学者们对防污涂料的材料开发和工艺技术进行了深入研究。
在材料开发方面,硅丙乳液、水性聚脲涂料、小分子有机膜涂料等材料得到了广泛应用。
这些材料在防污性、紫外线抗老化性、降解性等方面的性能得到了升级,可以满足各种极端海洋工况下的使用需求。
在工艺技术方面,电化学法、光催化法、等离子体处理等技术可以改变材料表面的化学性质,增强防污性能。
此外,加入一些功能性的智能材料,如温度响应、光响应等,可以提高防污涂料的生态适应性和抗生物附着性。
四、新型防污涂料的市场前景在海洋工程中,新型防污涂料的市场前景非常大。
在防腐上,新型涂料能够更好地维持结构物的机械强度和涂层的完整性,确保结构物的安全性。
在防污上,新型涂料具有其它传统涂料不能比拟的超强功能,可以帮助降低海洋结构物的维护成本,减少环境污染,也符合现代社会生态可持续发展的方向。
结语随着科技的不断进步,防污涂料将更加完善,应用范围也将不断拓展。
新型防污涂料在海洋工程中的应用研究,将会带来重要的社会和经济意义,并为环保事业作出贡献。
海洋防腐涂料的研究进展海洋防腐涂料是一种特殊的涂料,主要用于保护海洋设施和船只免受腐蚀和生物污损。
随着海洋经济的快速发展,海洋防腐涂料的研究和开发显得尤为重要。
本文将概述海洋防腐涂料的重要性和研究意义,并介绍其最新的研究进展。
海洋防腐涂料的发展经历了多个阶段。
最早的海洋防腐涂料是以沥青为基材的涂料,但是其耐候性和耐腐蚀性较差。
随后,人们开发了有机锡涂料、有机硅涂料等新型防腐涂料。
随着科技的不断进步,环保型防腐涂料成为了研究热点,例如环氧树脂涂料、聚氨酯涂料等。
目前,海洋防腐涂料的研究主要集中在开发更为环保、长效、耐候性更好的新型防腐涂料。
近年来,海洋防腐涂料的研究取得了显著的进展。
一些新型的防腐涂料已经在实际应用中得到了广泛认可,如纳米复合涂料、生物防腐涂料等。
这些新型防腐涂料能够有效地提高涂层的耐候性、耐腐蚀性和环保性。
纳米复合涂料利用纳米材料的特性,在涂层中添加纳米颗粒或其他有机、无机材料,以提高涂层的性能。
有研究表明,纳米复合涂料具有优秀的防腐、防污、耐候性等特性,能够显著延长海洋设施的使用寿命。
生物防腐涂料是一种利用生物材料制备的防腐涂料,具有环保性好的特点。
生物防腐涂料的研究和应用已成为当前研究的热点之一。
一些研究发现,某些海洋微生物能够分泌出具有防腐、防污等作用的物质,这些物质可以作为生物防腐涂料的候选材料。
一些天然生物聚合物材料,如海藻酸盐、甲壳素等也已被应用于生物防腐涂料的制备。
海洋防腐涂料在实际应用中具有广泛的价值和意义。
海洋防腐涂料能够显著提高海洋设施和船只的耐腐蚀性,延长其使用寿命。
这对于海洋工程来说非常重要,因为腐蚀会导致设施和船只的结构破坏和功能失效,甚至可能引发安全事故。
海洋防腐涂料的防污作用也能够减少船只和设施的维护成本,提高运营效率。
海洋防腐涂料的环保性越来越受到重视。
传统的防腐涂料往往含有有害物质,不仅可能对海洋生态环境造成污染,还可能对作业人员的健康造成危害。
海洋装备涂层防污性能检测研究与评价指标摘要:海洋装备经常受到海水污染和海洋生物附着的困扰,而涂层作为一种重要的防护措施,可以有效地提高海洋装备的抗污染性能。
本文以海洋装备涂层防污性能的研究与评价指标为主题,系统地探讨了当前相关研究的进展和存在的问题。
通过分析涂层防污性能的主要影响因素,并结合实验结果,总结出了一些重要的评价指标,为进一步提高海洋装备涂层防污性能提供了参考。
1. 引言海洋装备包括船舶、海底管线、海洋平台等,在海洋环境中长时间运行或停泊,容易遭受海水污染和海洋生物的附着,导致降解、腐蚀和节能性能下降。
因此,为了保护海洋装备的使用寿命和性能,研究和评价涂层的防污性能变得至关重要。
2. 涂层防污性能影响因素涂层的防污性能受多个因素的影响,包括涂层材料、涂层结构、使用环境等。
2.1 涂层材料涂层材料的选择直接影响防污性能。
一般来说,具有良好耐候性和抗腐蚀性的高性能树脂是常用的涂层材料。
此外,添加一定的防污剂也可以提高涂层的防污性能。
2.2 涂层结构涂层的结构对防污性能有着重要的影响。
涂层的厚度、亲水性、光滑度以及表面形貌等因素都会影响涂层的防污能力。
一般来说,较厚的涂层能提供更好的抗污能力,亲水性和光滑度高的涂层也能减少污物的粘附。
2.3 使用环境涂层所处的海洋环境也对防污性能产生影响。
水质、盐度、温度、水流速度等都可以影响涂层的性能。
不同的海域和季节,涂层受到的污染物和附着生物种类也不尽相同,因此需要根据具体环境设计和评价涂层的防污性能。
3. 防污性能评价指标根据涂层防污性能的影响因素,可以确定一些评价指标来评估涂层的防污性能。
3.1 污染物附着评价污染物附着是涂层防污能力的关键指标。
常见的评价方法是将带有不同污染物的涂层样品暴露在特定的海洋环境中一定的时间,然后对涂层表面的附着程度进行定量分析。
3.2 生物附着评价生物附着是海洋装备涂层面临的另一个重要问题。
为了评估涂层对生物附着的抵抗能力,一种常见的方法是将涂层样品置于带有生物附着的实验条件下,观察涂层表面的附着生物种类和数量,并通过定量分析来评估涂层的抗生物附着能力。
船舶涂层防腐技术的研究与应用船舶作为海上运输的主要工具,需要承受海洋环境的恶劣影响。
其中,船舶涂层作为船舶防腐的重要部分,承担着对船舶进行保护的作用。
近年来,船舶涂层防腐技术的研究与应用得到了广泛关注。
本文将着重探讨船舶涂层防腐技术的研究现状、发展趋势以及应用实践。
1. 船舶涂层防腐技术的研究现状船舶涂层防腐技术的研究早在20世纪初就已经开始了,最初的研究主要集中在改善涂层的耐盐性和耐腐蚀性方面。
然而由于涂层本身的材料和施工工艺等因素的限制,传统的船舶涂层技术并不能满足现代船舶建造和使用的要求。
随着科技水平的提高和航运业的不断发展,船舶涂层防腐技术也不断进行着创新。
目前,船舶涂层防腐技术的研究主要体现在以下几个方面:(1)新型涂层材料的研发。
由于现有涂层材料的特性和使用寿命等方面存在局限,因此研究人员开始探索新型涂层材料,以解决当前涂层防护效果和经济性之间的矛盾。
例如,目前研究的有防污涂层、自愈涂层、抗氧化涂层等。
(2)涂层防护机理的研究。
涂层防腐的关键在于理解腐蚀的机理和原因,通过研究和分析腐蚀的机理,可以为涂层材料的改进提供重要的理论基础。
目前,主要的涂层防护机理包括屏障作用、离子掩蔽作用和阳极保护作用等。
(3)涂层施工技术的改进。
涂层的施工工艺对其效果影响非常大,因此研究人员开始从工艺角度入手,探索如何提高涂层的施工质量和效率。
例如,应用电泳涂装技术、高速板材喷涂技术等,以提高涂层的质量和使用寿命。
2. 船舶涂层防腐技术的发展趋势未来船舶涂层防腐技术的发展趋势主要集中在以下几个方面:(1)环保性。
环保已经成为一个重要的社会问题,船舶涂层同样也需要向环保性、低污染方向发展。
例如,应用水性涂料代替传统的溶剂涂料、研发生物基涂料等。
(2)智能化。
物联网、大数据等新技术的应用,为涂层防腐技术的智能化提供了契机。
例如,研发能够监测涂层性能、预测腐蚀情况的智能涂层。
(3)多功能化。
除了具备防腐性能,船舶涂层还需要具备其他特殊功能,如防火、防滑、消声等。
船舶防污技术的最新研究和应用近年来,船舶防污技术在海洋环境保护和航行效率提高方面起着至关重要的作用。
本文将介绍船舶防污技术的最新研究和应用,并探讨其带来的益处。
一、背景介绍船舶防污技术是指为了防止船体生物污染,减少船体摩擦阻力和燃油消耗而采取的一系列方法和手段。
在过去的几十年中,船舶防污技术得到了长足的发展,从最初的使用防污漆到如今的先进材料和技术应用。
二、最新研究和应用1. 新型抗污染涂层技术近年来,许多船舶防污涂层技术得到了广泛研究和应用。
其中,基于纳米材料的抗污染涂层是一个热门领域。
这些纳米材料能够形成一层微小的保护膜,阻止污染物的附着,并在船舶运行过程中实现自洁效果。
此外,还有一些新型涂层技术,如光催化涂层和离子交换涂层,能够在一定程度上抑制污染物的生长和附着。
2. 太阳能和电解水技术近年来,太阳能和电解水技术在船舶防污方面的应用也得到了关注。
太阳能系统可以为船体提供持续的电力,进而激活防污涂层表面,降低污染物的附着能力。
而电解水技术则可以通过水的电解产生抗菌物质,从而减少生物附着。
3. 水下超声波清洗技术水下超声波清洗技术是一种新兴的船舶防污技术。
这种技术利用超声波的作用,可以在不直接接触船体的情况下,清洁海洋生物和藻类附着。
相比传统的机械清洗方法,水下超声波清洗技术更加高效、环保且不会对船体造成损害。
三、船舶防污技术的益处船舶防污技术的最新研究和应用带来了诸多益处。
首先,船舶防污技术可以减少生物附着,降低船体摩擦阻力,提高船舶速度和燃油效率。
这对于节约能源、降低碳排放,提高航行效率具有重要意义。
其次,船舶防污技术可以减少船体生物污染,降低船体维护和清洗成本。
船舶维护和清洗需要耗费大量的时间、人力和资源,而防污技术的应用可以大大降低这些成本。
再次,船舶防污技术的应用能够减少对海洋环境的污染。
船舶生物污染物和废水的排放会对海洋生态系统造成破坏,而船舶防污技术可以有效减少这些污染物的释放,保护海洋环境的健康和稳定。
海洋防污剂的研究进展海洋防污剂是一种用于防止海洋污染的物质,可以减少或消除各种海洋污染物的危害。
海洋污染是目前全球最为严重的环境问题之一,对海洋生态系统和人类健康造成了严重的威胁。
因此,研究和开发高效的海洋防污剂是非常重要的。
本文将探讨海洋防污剂的研究进展。
一、天然海洋防污剂天然海洋防污剂是从海洋生物中提取或合成的化合物,具有良好的环境兼容性和生物降解性。
其中,一种最具代表性的天然海洋防污剂是海藻酸盐。
海藻酸盐具有吸附和螯合金属离子的能力,可以有效地减少污染物的毒性和迁移性。
此外,海藻酸盐还能够形成一种保护膜,防止污染物进一步扩散。
其他天然海洋防污剂还包括α-和β-螺内酯类化合物、多肽等。
这些天然海洋防污剂在海洋污染防治方面具有广泛应用前景。
二、功能性海洋防污剂功能性海洋防污剂是通过改变污染物的物理、化学性质来减少其对海洋环境的危害。
例如,一种常用的功能性海洋防污剂是表面活性剂。
表面活性剂可以改变油污与水之间的界面张力,使油污分散在水中,减少对生物和物理环境的污染。
此外,功能性海洋防污剂还包括吸附剂、催化剂等。
这些功能性海洋防污剂在海洋环境治理中发挥着重要作用。
三、先进海洋防污剂技术随着科学技术的不断进步,一些先进海洋防污剂技术也逐渐应用于海洋污染防治。
其中包括纳米材料、功能性纳米微胶囊以及生物活性材料等。
纳米材料具有较大的比表面积和良好的可调控性,可以增强吸附能力和催化活性,提高海洋防污剂的效果。
功能性纳米微胶囊则可以包装和释放药物或功能性物质,实现目标化控制和长效释放。
生物活性材料则利用生物技术和基因工程等手段,增加防污剂的生物降解性和生物适应性。
这些先进海洋防污剂技术对于大规模海洋环境治理具有重要意义。
综上所述,海洋防污剂的研究进展不断取得重要突破。
天然海洋防污剂、功能性海洋防污剂以及先进海洋防污剂技术都对于有效减少海洋污染物的危害起到了重要作用。
未来,还需要进一步研究和开发更加高效、环境友好的海洋防污剂,以实现对海洋环境的可持续保护。
海洋腐蚀与防护研究的现状与前景海洋作为一个广阔的生态系统,孕育了无尽的生命和资源。
然而,海洋腐蚀却一直对海洋设施和设备的安全性产生威胁。
海洋腐蚀是海水中金属材料受到自然条件和人为因素作用的腐蚀现象。
海洋腐蚀不仅对海洋设施造成经济损失,更会对海洋生态环境造成污染和破坏。
因此,海洋腐蚀的防护研究具有重要的现实意义。
一、海洋腐蚀的现状海洋环境的特殊性导致了海洋腐蚀的复杂性。
海水中的氧、二氧化碳、氯化物、硫酸根离子以及微生物等因素均会加速金属的腐蚀速度。
同时,海水中的温度、压力、流动性等物理因素也会对金属的腐蚀产生影响。
此外,海洋设施的使用年限长,维修难度大,因此海洋腐蚀对海洋设施的破坏作用更加强烈。
由于海洋腐蚀的特殊性,目前还没有一种简单有效的防腐方法。
传统的防腐处理方法主要包括镀锌、喷涂和包覆等,这些方法有效性较低、维护困难且成本高昂。
因此,研究海洋腐蚀的防护技术具有十分重要的意义。
二、海洋腐蚀的防护研究现状在海洋腐蚀防护技术研究方面,近年来涌现出许多新的防腐处理方法。
以下是目前研究较为成熟的几种防腐技术。
1. 金属涂层技术金属涂层技术是常用的一种防腐方法,可以在金属表面形成一层保护膜,从而有效地抵抗海水对金属的腐蚀作用。
目前,采用的金属涂层材料主要是铝、锌、镁、铝锌合金等。
2. 金属钝化技术金属钝化技术通常是采用化学方法将玻璃化膜或氧化膜形成在金属表面,从而降低金属的反应性,提高金属对海水腐蚀的抵抗能力。
3. 器件改进针对海洋设施本身特殊的腐蚀问题,也有一些研究者在器件设计、材料选择等方面进行改进。
例如,采用新型材料进行组装、采用防水涂层、采用防震方案等。
4. 复合材料技术采用复合材料作为海洋设施的建造材料,不仅可以有效降低海洋设施的腐蚀问题,还可以在防水、防震、减重等方面发挥优异的性能。
三、海洋腐蚀防护技术发展前景随着海洋经济的快速发展,对海洋设施的建设和维护需求日益增加,防腐技术研究也进一步加深。
2024年海洋工程防腐涂料市场环境分析1. 市场背景海洋工程是指在海洋中进行的各种工程活动,如海底管道建设、海洋平台搭建等。
由于海洋环境的特殊性,海洋工程的防腐涂料需具备耐腐蚀、抗海水侵蚀等特点。
海洋工程防腐涂料市场是一个具有潜力和竞争激烈的市场。
2. 市场规模根据市场调研数据显示,海洋工程防腐涂料市场规模近年来呈稳步增长趋势。
据预测,未来几年海洋工程防腐涂料市场将保持较高的增长率。
3. 市场竞争海洋工程防腐涂料市场竞争激烈,主要竞争对手包括国内外涂料生产商。
这些厂商在技术研发、产品质量、售后服务等方面都有一定竞争优势,通过不断创新和提高产品质量来争夺市场份额。
4. 市场驱动因素海洋工程防腐涂料市场的发展受到多种驱动因素的影响。
其中主要驱动因素包括:- 海洋工程建设的增加:随着海洋工程建设的增加,对防腐涂料的需求也随之增加。
- 环境保护要求的提高:环境保护意识的提高促使海洋工程防腐涂料的使用量增加。
-技术进步:新材料和新技术的应用推动了海洋工程防腐涂料市场的发展。
5. 市场前景未来几年,海洋工程防腐涂料市场有望继续保持快速增长。
主要原因有: - 海洋工程建设的发展潜力巨大,对防腐涂料的需求增加。
- 环境保护意识的普及,促使海洋工程防腐涂料市场继续扩大。
- 技术进步和创新,使得市场上不断出现更高性能的防腐涂料产品。
- 政府政策支持,为海洋工程防腐涂料市场的发展创造了良好的环境。
6. 市场挑战虽然海洋工程防腐涂料市场前景广阔,但也面临一些挑战: - 技术难题:由于海洋环境的复杂性,开发出更适应海洋工程需求的防腐涂料仍然是一个技术难题。
- 竞争压力:市场竞争激烈,厂商需要不断创新和提高产品质量,以获得竞争优势。
- 环境监管加强:随着环境保护要求的提高,海洋工程防腐涂料的环保性和安全性也将面临更高的要求和考验。
7. 市场发展策略为了在海洋工程防腐涂料市场中获得竞争优势,厂商可以采取以下发展策略: -加大研发投入:积极开展技术创新和研发,提高产品性能和质量。
高固体分环氧海洋防腐蚀涂料的研究进展1·前言防腐蚀涂料的防护作用主要有3 种: 漆膜与片层颜料的屏蔽作用、碱性或氧化性颜料的缓蚀钝化作用以及锌粉的电化学保护作用。
其中,能把水、氧以及离子等腐蚀介质隔绝的屏蔽作用最为关键。
目前常用的海洋重防腐涂料多为溶剂型涂料。
在其成膜过程中,溶剂挥发留下的针孔,会使腐蚀介质渗至膜下造成腐蚀。
所得腐蚀产物膨胀挤破涂层,使腐蚀介质得以扩散,终使涂层成片脱落失效。
需要指出的是,防护涂层即使无裂纹和针孔空隙等缺陷,腐蚀介质仍然能在一定程度上渗透涂层到达金属表面。
因此,必须提高涂膜的致密性与厚度以延长介质的渗透时间[1 - 3]。
海洋钢铁设施中常用的重防腐涂层总厚度一般要求300 ~500 μm,有的甚至要求更厚。
然而,溶剂型涂料的单道涂层仅为一百多微米,需要多道涂装才能达到规定膜厚,这就增加了施工成本,而且溶剂对工人的身体健康有损害。
面对溶剂型涂料的种种问题,科研人员正在努力开发新型防腐蚀涂料[4 - 5]。
其中,高固体分环氧涂料受到极大重视。
高固体分环氧涂料多为双组分反应固化型防腐涂料[6]。
低分子量环氧树脂、颜料、活性稀释剂及各种助剂经高速分散、研磨后,制成漆料组分,可满足特定场合需要的改性胺作固化剂组分。
环氧树脂用作成膜物质的优点是: 由于它含有大量的羟基与醚基等强极性基团,使其与底材的附着力非常好; 固化时不产生小分子副产物,体积收缩很小,因而具有良好的成膜致密性;优异的机械性能、耐化学品性能和耐腐蚀性能。
采用低分子量的树脂与活性稀释剂是为了降低施工粘度,以提高涂膜平整性与致密性。
高固体分是指: 制备与施工无需或很少量使用有机溶剂; 涂料的固含量很高,甚至达100%。
回避了有机溶剂就消除了针孔现象,提高了涂膜的抗渗性,免除了溶剂毒害。
固含量高使得单道涂层的厚度增大,适用于厚涂,从而减少了涂装费用与时间。
高固体分环氧涂料综合了高固体分与环氧树脂的优点,高固体分环氧涂料是实现厚膜化要求的最简单有效的方法,已经成为防腐涂料的研究热点,是海洋重防腐涂料的发展趋势。
海洋防污涂料技术的研究现状及展望陶宇1,李亚冰2(1.沈阳化工大学,辽宁沈阳110015;2.辽宁省图书馆,辽宁沈阳110015)摘要:叙述了海洋防污涂料类型与研究现状,介绍了新型环保的低表面能防污涂层技术在海洋方面的应用,介绍了异噻啉酮衍生物(MOP-OCI)对藻类生长的抑制作用,以此化合物为防污剂制备的海洋防污涂料,5个月的实海挂板几乎没有附着海洋污损生物。
重点介绍了有机硅涂料、有机氟涂层以及绿色防污涂料的国内外研究进展和应用现状,并介绍了几种防污涂料的防污机理与加速评价方法,展望了海洋防污涂料发展趋势。
关键词:防污涂料;防污剂;评价方法;接枝改性;低表面能中图分类号:TQ637.3 文献标识码:A 文章编号:1001-0017(2012)05-0067-05 前言海洋生物的污损问题,一直是制约海洋资源开发利用的重大难题。
海洋生物附于船底,会明显增加航行阻力,降低航速,增加燃耗;附着于海产养殖网,造成堵塞网眼,影响海水对流,导致养殖海产发育不良甚至死亡;附于海水冷却管内壁,经常使管道内径变小,影响供水量,造成事故。
海洋污损会引起海洋监测器传动机失灵,信号失真,性能下降,使用寿命缩短等问题。
钢壳船在海水中遭遇到的腐蚀破坏往往与生物污损紧密联系在一起,附着生物会代谢腐蚀介质,对钢底材料腐蚀很强。
另外,生物附着产生很大应力,不但破坏防污涂层,同时也引起腐蚀底层破坏而腐蚀。
海洋生物给海运、国防和一切海洋设施带来巨大灾害。
因此,防污涂料的开发与研究是解决海洋污损的重要途径,也是最经济、最简便的有效方法。
防污涂料一般涂装于海洋水下设施和船底防锈漆之上,位于最外层。
其主要作用是通过漆膜中毒料的水解、扩散或渗出等方式逐步释放毒料,达到防止海洋生物附着于海洋水下设施或船底的目的。
1·防污涂料主要种类及性能采用防污剂的船用防污涂料可划分为四类[1]。
1.1 传统防污涂料由防污剂、基料、颜色、溶剂、各种助剂(成膜剂、渗出剂、防沉剂)等组成。
该涂料又可分为溶解型、接触型和扩散型三种。
(1)溶解型防污涂料其基料是可溶型的,它常以松香为基料,还有氯化橡胶、合成橡胶、氯乙烯树脂和煤焦油、沥青为基料,掺入氧化亚铜或其他防污剂的所谓传统型防污涂料。
防污期仅为一年左右。
(2)接触型防污涂料是基料不溶型防污涂料,它用不溶于水的树脂为基料,添加高浓度氧化亚铜,机械强度高,可形成较厚涂层。
防污有效期可延长到18~30个月。
(3)扩散型防污涂料是以丙烯酸类树脂为基料,其毒料渗出率较溶解型和接触型防污涂料更为平稳和持久。
1.2 有机锡自抛光防污涂料其作用机理为:涂料基料部分不溶于水,位于侧链部分的共价键可被海水中的Na、K、Ca等离子水解形成亲水基团,随着水解进行,平稳释出有机锡防污剂,从而起到防污作用;当亲水基团达到一定浓度时,这一表层树脂便被剥蚀掉,使微量附着的海生物没有固定繁殖条件;同时暴露出新的树脂层,并在这一水解过程中形成平稳涂层,从而达到防污和自抛光双重效果。
由于有机锡的强毒性,即使百亿分之几的浓度也足以使海生物致畸。
因此,含有机锡的防污涂料最终使用期限为2008年1月10日。
1.3 无锡自抛光防污涂料其基本组成有三类:1.3.1 以水解树脂为基料的无锡抛光防污涂料主要是以丙烯酸类和聚酯类可水解树脂为基料,丙烯酸采用水溶性或亲水性的单体,如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丙烯酸氨基酯、丙烯酰胺等。
1.3.2 聚合物主链带有防污基团的无锡自抛光防污涂料主要以含有防污基团(酚、喹啉等杀菌基团)树脂为基料。
1.3.3采用Cu、Zn聚合物为基料或填料含Cu、Zn的丙烯酸聚合物做基料或填料,可作为辅助防污剂。
调节毒剂渗出率,改善薄膜自己抛光。
1.4 新型无毒防污涂料1.4.1 低表面能防污涂料低表面能防污涂料通过对机体树脂进行改性,降低漆膜面自由能的方法来抑制海洋生物附着的目的。
其防污机理是提供一种接触角>90°,具有弹性表面,海洋生物很难在这种表面牢固附着,易于清除。
这种涂料完全不含带有毒性的防污剂。
从保护环境角度出发,该方法是最理想的方法。
低表面能防污涂料的基体树脂主要为氟树脂、硅树脂以及氟硅树脂三类。
1.4.2 仿生技术海洋生物有天然自身能分泌一种对附着生物具有驱避作用的特殊物质,能避免其它海洋生物在体表附着。
美、德科学家表征了鲨鱼、海豚、鲸等表皮,得知它们具有微体沟槽,同时分泌出黏液,这样特殊结构能够阻止海洋生物附着。
Rohm&Hass公司推出的Sea-nine211,其噻唑啉酮结构就是一种生物防污剂经结构改造而得到的,但单一品种难以奏效,必须复合使用。
1.4.3 绿色防污涂料(1)硅酸钠基防污涂料硅酸盐防污基为碱性物质,不利于海洋生物生存。
此类防污涂料防污期一年。
(2)美国Rohm&Hass公司开发的3-异噻啉酮防污涂料,它在海水中降解只需半天,在海洋沉积物体内只需1h。
它的毒性很大,但无长期积累危害性,环境中最大允许浓度0.63×10-9(有机锡0.001×10-9)。
2·国内外研究现状2.1 国内研究现状杨莉[4]以多种丙烯酸类单体为原料合成的羟基丙烯酸树脂,与聚硅氧烷进行接枝改性,制出具有低表面能及水解的接枝共聚物,再以此共聚物为基料,制备具有低表面能自抛光复合型防污涂料。
其表面能达2.363MN·m-1,可用于防止海生物附着防污涂料。
陈美玲[5]等对有机氟改性丙烯酸树脂的合成中,使用不同有机氟单体对丙烯酸树脂进行改性,合成了具有低表面能性质的有机氟改性丙烯酸树脂,结果表明氟单体对丙烯酸树脂进行低表面能改性效果明显,其中含有叔碳原子和甲基结构分子中含有12个F的G04单体效果最为理想。
郭虹[6,7]等用丙烯酸预聚物与铜盐反应合成了丙烯酸铜树脂,加入少量有机硅树脂降低了涂料表面能,有较好的防污性能。
又利用有机硅单体对丙烯酸树脂进行改性得到的预聚物与锌盐反应合成出丙烯酸锌树脂。
当有机硅含量为20%时,性能满足防污涂料漆膜基本理化要求。
单纯的低表面能防污涂料仅能使海洋生物附着不牢,需定期清理,应用范围有很大局限性,对难以定期上坞清理的大型船只尚无法应用。
海洋化工研究院的硅酸盐类无毒防污涂料取得了2~3年实船防污期效试验数据。
其基础配方为:改性焦油沥青10~20,锡铜混合毒料30~50,渗出率调节剂25,200号溶剂油15~30。
曲园园[8]等利用有机硅改性的丙烯酸树脂,并将纳米SiO2、铁红、滑石粉均匀分散于有机硅改性丙烯酸树脂中,制成低表面能防污涂料。
当纳米SiO2的添加量在5.5%~8%之间时,涂膜与液体的接触角>98°,涂膜具有较低的吸水率,有较好防污效果。
上海海悦涂料公司申请了丙烯酸锌树脂用于防污涂料的专利[9],其中不含氧化亚铜,防污期可达2年,以丙烯酸铜为基料防污涂料防污期可达3~5年[10]。
中国海洋大学对丙烯酸铜或丙烯酸锌的制备方法和在防污涂料中的应用申请了专利[11,12]。
丙烯酸盐的自抛光防污涂料实际使用的有效防污时间只有3年,其膜厚减损在30个月后趋于停滞,造成抛光速率显著下降,即使膜再厚,防污涂料的抛光剩余涂层也将不继续发挥有效作用,造成资源浪费。
而丙烯酸-有机硅树脂为基料是应用最多的无锡自抛光防污涂料,典型的代表产品是TakataQuantumAF,可提供5年有效防污期[13]。
于良民[14]等对4,5-二甲氧基-4-异噻啉-3-酮的合成及杀藻性能进行了研究。
经过5个月实海挂板试验,几乎没有附着海洋污损生物。
姜晓辉[15]等合成丁异噻唑啉酮衍生物(4,5-二氯-2-甲氧基丙基-4-异噻唑啉-3-酮,MOP-OCI),通过测试,对藤壶幼虫24h半致死浓度950μg·L-1制备的海洋防污涂料,123d 实海挂板几乎没有附着任何海洋生物。
具有高效低毒、药效持续时间长,是一种有机锡防污剂的优良替代品。
程剑[16]等以联苯三酚和N-三羟甲基丙烯酰胺为原料,通过烷基化反应,合成了辣素衍生结构的丙烯酰胺类功能单体,它在防污涂料中有一定防污性能。
李善文[17]等将具有防污活性的呋喃结构与电负性溴原子结合,合成了多溴代呋喃产物,它具有较优良的抑菌性能,抑菌直径达4cm,使用6周后使海生物污损面积从52%降至11%,明显提高防污效果。
何庆光[18]等合成了一系列组成不同可降解聚氨酯树脂基料,在此基料合成中,获得了降解速率可控、具有良好的柔韧性的树脂基料,可认定为环保型防污涂料。
吕明霞[19]等合成了含杂萘联苯结构的环氧甲基丙烯酸树脂,并以其作为基体树脂,配制UV固化涂料,在此配方下,加入含有辣椒碱作为防污涂料的防污剂。
当辣椒碱含量占树脂质量10%时,硬度为5H,附着力1级。
实海挂板实验中,浸泡60d无明显微生物和有机物污染,表现良好抗污性能。
李霞[20]等以5,6-二氯吲哚、5-溴吲哚为原料,经曼尼希反应制备了2种相应芦竹碱,并与β二硫二丙酸酯合成了4种亲脂性含吲哚环酯类化合物,可开发出高效、低毒的防污涂料及应用性能良好的防污剂。
杨保平[21]等以吲哚与二乙醇胺、甲醛为原料,以乙酸为催化剂合成了二羟基芦竹碱环保防污材料,具有明显的杀菌性能。
于良民[22]等进行了N,N’-二丁氧基甲基二硫代丙酰胺的合成,并对生物毒性与防污性能进行了研究。
陶宇与百傲公司采用DCOTT-30进行复合配用,与聚氨酯防腐漆、助剂混匀制备的防污涂料已超越了3年的实海挂板试验,实体表面光滑,无海洋生物附着物,涂料效果明显、持久稳定,且能经受防腐蚀的考验。
2.2 国外研究现状(1)FabieneF[23]提出用可生物降解的嵌段共聚物方法,将ε-己内酯和聚癸二酸共聚。
合成嵌段共聚物可以减少表面腐蚀及控制杀虫剂用量,进而有效地保护环境,可做防污涂料用。
(2)PerrinoC[24]等合成了右旋苷赖氨酸接枝共聚物,它具有合适的表面能,且有抗蛋白的去污功效,是一种很好的仿生涂料。
(3)国际涂料公司(IP)与日本NPMC公司合作开发丙烯酸自抛光涂料,已在3000艘船上使用。
IP公司还推出一种对海洋环境无害防污涂料,牌号是Intersleek-425和700,据称防污有效期为5年,并且无需刮洗船底或重涂。
(4)GRAHAM[25]等人在全氟丙烯酸酯和全氟甲基丙烯酸酯等树脂中接入-(CH2)2-(CF2)n-F,其中n>10,使这些树脂表面能降到6mN·m-1以下。
(5)Jotun公司的Sealionnepulse低表面能防污涂料是采用纳米抗附着技术,在涂层表面形成纳米尺寸“须”涂层,具有更佳的污损释放和抗污损生物附着性能,据称有10年防污期效[21]。
(6)荷兰阿默尔[26]开发的无毒氟代聚氨酯防污涂料是一种双组份涂料,属于无毒性产品,不含杀生物剂或金属,防污能力可达5年,具有极强柔韧性,不透水和蒸汽,涂面光滑平整,它是一种聚四氟乙烯-聚氨酯预聚物。