船舶防污涂料-

1、產(chǎn)品介紹船舶防污涂料張淳,史春暉(天津中遠(yuǎn)關(guān)西涂料化工有限公司,天津300457摘要:文章簡(jiǎn)單介紹了船舶防污涂料的機(jī)理、目前防污涂料的現(xiàn)狀及關(guān)西自拋光防污涂料的最新技術(shù)。最后,從環(huán)保的角度揭示了防污涂料發(fā)展的必然趨勢(shì)。關(guān)鍵詞:涂料;防污;防污劑;自拋光中圖分類號(hào):U67217+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C 文章編號(hào):1001-8328(200401-0043-03Abstract :This paper introduces briefly the mechanism of marine anti 2fouling coating ,the present condi 2tion for some ant

2、i 2fouling coating and gives the newest technique of Guan Xi self 2buffing anti 2fouling coatingl.The inexorable trend for the further development of anti 2fouling coating is also given here from the angle of envi 2ron 2mental protectionK ey w ords :coating ;anti 2fouling ;anti 2fouling agent ;self

3、2buffing 作者簡(jiǎn)介:張淳(19662,女,浙江淳安人,工程師,從事市場(chǎng)油漆銷售工作;史春暉(19722,男,天津人,工程師,主要從事船舶涂料的研發(fā)和技術(shù)應(yīng)用工作。防污涂料是一種防止船舶沒水部位海生物附著的涂料,據(jù)最新研究,海生物種類多達(dá)4500多種。防污涂料所用的防污劑類似于農(nóng)藥中的殺蟲劑、殺菌劑,我們也稱之為毒料。不同的毒料與生物的作用方式不一樣。氧化亞銅在生物細(xì)胞表面吸附,使其失去正常的活動(dòng)能力;有機(jī)錫化合物阻礙生物的能量代謝?？傊?防污劑從涂膜中溶出,起著“殺生”作用。具有這種作用的防污涂料從19世紀(jì)就開始使用。最近,隨著環(huán)保要求的日益增強(qiáng),不含防污劑的防污涂料的研究正在進(jìn)行中,

4、并取得較大的進(jìn)展。防污劑的溶出速度越大,污損越低,即防污效果越好。但維持一個(gè)適度的、平穩(wěn)的溶出速度是重要的。這是一種專門的技術(shù),由此可形成適合于船舶不同運(yùn)行條件的防污涂料。1防污涂料的分類防污涂料可按主成膜物質(zhì)分類,例如氯化橡膠防污漆。但為研究方便,一般按防污劑的溶出機(jī)理來分類,有以下幾類。(1溶解型:也稱水合型。樹脂在海水中溶解,防污劑溶出。(2不溶型:樹脂不溶解,防污劑溶出。(3水解型:涂膜表層樹脂水解,放出防污劑,同時(shí)由于水解后的樹脂的成鹽作用而溶解,實(shí)現(xiàn)自拋光作用。(4離子交換型:金屬聚合物中的高價(jià)金屬離子和海水中的鈉離子產(chǎn)生交換,聚合物溶解,防污劑溶出,具有極好的自拋光作用。以松香為

5、成膜物質(zhì)、氧化亞銅為防污劑的防污涂料是第一類型的典型代表。松香與微堿性的海水作用而溶解,含有氧化亞銅的表層涂膜崩潰,氧化亞銅放出。涂膜的崩潰速度和氧化亞銅的溶出速度取決于松香的溶解速度。根據(jù)研究,在p H 811813的海水中,松香的溶解速度為230260g/cm 2/d ,氧化亞銅的溶出速度為90110g/cm 2/d 。這種防污漆的溶解速度難以控制,長(zhǎng)期防污效果差。第二種類型采用氯化橡膠或氯化乙烯樹脂為載體,氧化亞銅從中溶出,留下被稱為“骨架”的海綿狀的樹脂層。這層多孔的樹脂層一方面可以防止內(nèi)部的氧化亞銅過度的溶出,同時(shí)又妨礙更深層的氧化亞銅的溶出。如果采用有機(jī)錫防污劑,則情況342004

6、年第1期中國修船與此不同。因?yàn)橛袡C(jī)錫化合物與載體的親和性、相容性比較好,可以在涂膜中擴(kuò)散,利用率較高。水解型防污涂料的防污劑溶出速度處于前兩類之間。通過調(diào)節(jié)樹脂酸價(jià)的大小和聚合物電解質(zhì)的強(qiáng)弱來控制水解速度,實(shí)現(xiàn)控制防污劑溶出速度的目的。關(guān)西涂料運(yùn)用這種技術(shù)成功地開發(fā)出適合于高就航率和低就航率船舶使用的防污涂料。離子交換技術(shù)是控制聚合物溶解速度的最新技術(shù),可控性能更強(qiáng),為高效、低毒防污涂料的開發(fā)研究開辟了廣闊的前景。2長(zhǎng)期防污涂料隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇,低成本運(yùn)行是海洋運(yùn)輸所追求的目標(biāo)。長(zhǎng)期防污涂料可以延長(zhǎng)入塢時(shí)間,降低燃料費(fèi)用。(1有機(jī)錫系防污涂料。氧化亞銅的毒性較低,為維持一定的防污效果,需要較

7、高的溶出速度,不可能單獨(dú)用于長(zhǎng)期防污涂料中。通過對(duì)有機(jī)毒料的研究,發(fā)現(xiàn)有機(jī)錫化合物具有較高的防污效果。三苯基錫、三丁基錫為其典型的有機(jī)錫化合物。在自然環(huán)境下,三苯基錫比三丁基錫容易轉(zhuǎn)化成毒性更低的化合物,在人體內(nèi)的半衰期較短,且溶出速度較慢。因此,三苯基錫較三丁基錫來說是一個(gè)更好的防污劑。另一方面,三苯基錫的反應(yīng)活性較大,在涂料的儲(chǔ)存過程中易與載體反應(yīng),使其溶出速度降低。一般地,可將三苯基錫和氧化亞銅配合,作為雙組分防污涂料的防污劑,分開包裝。(2丙烯酸有機(jī)錫自拋光防污涂料。三丁基錫單獨(dú)使用時(shí),溶出速度過快,對(duì)皮膚的刺激性也大。但與丙烯酸樹脂反應(yīng)形成有機(jī)錫聚合物時(shí)就可以克服上述缺點(diǎn)。丙烯酸有機(jī)

8、錫聚合物防污涂料屬水解型。由于聚合物三丁基錫酯鍵的水解作用,生成丙烯酸聚合物和氫氧化三丁基錫(毒料;丙烯酸聚合物由于海水的微堿性作用和水流的作用而溶解,涂膜表面得以更新,其中的其他毒料也隨著溶出。調(diào)節(jié)聚合物酸價(jià)可將水解速度控制在較低的速度,以滿足高磨耗、高就航率船舶的要求;又由于水解發(fā)生在表面,可隨時(shí)保持表面的新鮮和活性,從而保證防污漆的長(zhǎng)期和高效。(3丙烯酸鋅聚合物防污涂料無錫自拋光防污涂料。隨著環(huán)保要求的日益提高,有機(jī)錫類防污涂料的生產(chǎn)和使用受到限制。國際海事組織明確提出, 2003年禁止涂裝有機(jī)錫涂料;2008年,涂裝有機(jī)錫涂料的船舶將被禁止入港。因此,無錫防污涂料的開發(fā)是各涂料制造商的

9、共同任務(wù)。溶解型(水合型樹脂和氯化橡膠類樹脂組合,可大致控制防污劑溶出速度,但控制的范圍和力度有限。關(guān)西涂料采用離子交換技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)涂膜表面更新、防污劑溶出的完美控制。目前,這是無錫自拋光防污涂料中的最高技術(shù)。本技術(shù)的核心:特殊條件下的高酸價(jià)丙烯酸聚合物的合成及其多價(jià)金屬化合物的導(dǎo)入;上述金屬鹽聚合物與海水中金屬離子的交換,表面更新。金屬鹽聚合物的合成涉及到反應(yīng)裝置、反應(yīng)介質(zhì)及觸媒的革新以及分子量、親水性、溶解參數(shù)的選定,常規(guī)的合成技術(shù)是難以完成的。因涉及本公司機(jī)密,在此不作詳細(xì)討論。金屬鹽聚合物的溶解是通過離子交換反應(yīng)來完成的。如丙烯酸鋅聚合物的溶解機(jī)理見圖1 。圖1丙烯酸鋅聚合物的溶解機(jī)

10、理溶解非常簡(jiǎn)單,不象丙烯酸有機(jī)錫那樣,需水解、中和多步才能完成,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)表面更新的精確控制。因?yàn)殡x子交換是在涂膜和海水界面進(jìn)行的,內(nèi)部組成保持不變,而且離子交換速度可通過調(diào)節(jié)金屬化合物的含量來調(diào)節(jié),因而可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期、高效的防污效果。3系泊型防污涂料系泊防污涂料是指涂裝在一般防污涂料上的防止海生物在船舶建造時(shí)的舾裝階段附著的薄型涂料。一般的防污涂料在航行過程中消耗90%以上,停泊過程中不到10%。而船舶在靜止?fàn)顟B(tài)下,海生物更易附著,一般防污涂料的溶出速度不能滿足舾裝階段的防污要求。目前,大多數(shù)涂料制造商尚無此類產(chǎn)品。溶出速度和自拋光效果是系泊防污涂料控制的兩個(gè)難點(diǎn)。前面曾提及,單獨(dú)使用松香這類

11、溶解性樹脂,不可能對(duì)溶出速度作精確控制。如果使用松香和氯化橡膠等樹脂的不同比例的組合,雖然可以44中國修船2004年第1期有效地控制毒料的溶出,但在靜止階段,僅靠海水的自流是很難達(dá)到理想的自拋光效果的。關(guān)西涂料用兩種技術(shù)制造這種涂料。在一般防污涂料中拼用專利低分子有機(jī)聚合物,這種聚合物能充分保證涂膜表面在相對(duì)摩擦較小時(shí)的自拋光效果。另一種就是離子交換技術(shù),這種技術(shù)從分子水平上對(duì)溶出速度和表面更新進(jìn)行全面地調(diào)節(jié)。天津關(guān)西的系泊型防污涂料RABAMARIN E AF2500N 2FD 在中遠(yuǎn)“天麗?！?5萬t 散貨船上實(shí)際涂裝,在舾裝階段取得了十分滿意的效果。4防污涂料的發(fā)展方向以上所述各種防污涂

12、料,都是利用“毒料”的作用為防污的基本原理。毒料在防止海生物附著的同時(shí),也對(duì)環(huán)境和人類的健康造成不良影響。防污涂料必將朝著長(zhǎng)效、節(jié)能、低公害和無公害方向發(fā)展。(1無機(jī)質(zhì)低公害防污體系。系以低毒、無機(jī)化合物為原料的防污涂料。例如:以硅酸鈉粘合劑和鋅粉、銅粉組成的防污涂料同時(shí)具有良好的防污性和防腐性。而以高分子鈦酸酯為載體,添加三氧化二銻、二硫化鉬、石墨的涂料也在試驗(yàn)之中。(2無公害防污涂料。隨著海洋法規(guī)的不斷健全及人類對(duì)自身生存和發(fā)展的更深入考慮,各國研究人員正致力于無公害防污涂料的研究。美國和日本在這方面的研究走在世界前列。無公害防污涂料就是不使用防污劑的防污涂料,其研究方向大致集中在以下幾個(gè)

13、方面:通過對(duì)生物生態(tài)的深入研究,從生物化學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞學(xué)等領(lǐng)域的角度來防止生物的附著。例如,關(guān)西涂料公司生物膜模仿技術(shù)就是利用生物高分子膜來抑制蛋白質(zhì)或海洋微生物的吸附或附著,類似于抗血栓材料具有防止血液表面凝結(jié)的特性。通過對(duì)生物附著和高分子物表面的關(guān)系的研究,從物理學(xué)角度來防止生物的附著。例如,某些幼小生物的附著是由于界面靜電荷引起的,如果適當(dāng)改變高分子表面的結(jié)構(gòu)和帶電狀態(tài),就可防止生物的附著。另外,生物幼體或胞子易在涂膜的凹陷處附著,因?yàn)檫@里的海水經(jīng)常處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)?？刂仆磕け砻娴钠交跃涂蓽p少生物的附著幾率。表面能的高低和生物的附著有直接的關(guān)系。表面能越小,生物附著越困難,這是一

14、種總體趨勢(shì)。但是,總有一個(gè)最合適的表面能使生物的附著率最小。將涂膜的表面張力控制在適當(dāng)?shù)闹?便可將生物附著控制在最小。隨著社會(huì)的發(fā)展,科學(xué)的進(jìn)步,防污涂料必將朝著節(jié)能、長(zhǎng)效、無公害方向發(fā)展。防污涂料從過去最原始階段發(fā)展到今天的嶄新階段,是涂料制造研究人員和用戶共同努力的結(jié)果。站在現(xiàn)代防污涂料技術(shù)前列的關(guān)西涂料公司以社會(huì)需求為目標(biāo),將不斷推出更新的產(chǎn)品。收稿日期:2003-08簡(jiǎn)訊中遠(yuǎn)船務(wù)拓展海洋工程市場(chǎng)2003年12月8日,中石化上海海洋石油局半潛式海上石油勘探平臺(tái)“勘探三號(hào)”,緩緩靠上南通中遠(yuǎn)船務(wù)碼頭,這是世界上同類平臺(tái)首次到內(nèi)河港口進(jìn)行修理。它的承接修理表明中遠(yuǎn)船務(wù)在海洋工程產(chǎn)品市場(chǎng)中取得重大拓展,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)正進(jìn)一步朝著高附加值和高技術(shù)含量方向不斷邁進(jìn)?！翱碧饺?hào)”是我國于1984年自行研制成功的第一艘半潛式海上石油勘探平臺(tái)。此次在南通中遠(yuǎn)船務(wù)修理期間,“勘探三號(hào)”將換新500t 左右的鋼結(jié)構(gòu),對(duì)8個(gè)錨鏈艙進(jìn)行特涂,其他還有鍋爐、SCR (可控硅房拆修、生活區(qū)局部改造等一系列工程,整個(gè)修理周期計(jì)劃為85天。為了保證首次作業(yè)海洋工程萬無一失,南通中遠(yuǎn)船務(wù)生產(chǎn)經(jīng)營系統(tǒng)事先多次組織人員赴上海吳淞錨地對(duì)“勘探三號(hào)”進(jìn)行了實(shí)地勘察,又?jǐn)?shù)次召開專題會(huì)議,與長(zhǎng)江引水、海事部門對(duì)“勘探三號(hào)”的安全拖帶和靠泊等有關(guān)事宜進(jìn)行了科學(xué)論證。與過去作業(yè)的常規(guī)船舶相比,