丙烯酸鋅-有機硅共聚防污涂料

1、船舶涂料與涂裝技術(shù)作業(yè)丙烯酸鋅-有機硅彈性體共聚物船底防污漆組員:楊琳燦、鄢婕、黃強、李墨朱建芳、徐洋、岳雷、王琦時間：2014年6月18日摘要：本論文通過對海洋情況及船舶涂料的發(fā)展需求的分析，提出了一種新的防污涂料，即丙烯酸鋅有機硅彈性體嵌段共聚物船底防污涂料。并且對該新涂料的基體樹脂的合成原理、涂料配方的選定、防污漆性能的測試評估和該涂料將來的應(yīng)用前景進行了介紹。關(guān)鍵詞：丙烯酸鋅有機硅彈性體嵌段共聚物、防污涂料、自拋光、低表面能、防污原理、性能測試一、引言海洋的生物污損無時無刻不對人類開發(fā)利用海洋資源形成新的挑戰(zhàn)。在解決生物污損的方法中，以實用防污涂料對船舶和海洋工程進行途中最為經(jīng)濟和廣泛

2、。而傳統(tǒng)的防污涂料是以三丁基錫（TBT）為主的自拋光涂料。研究表明，有機錫類的化合物已經(jīng)在近海生態(tài)系統(tǒng)中形成生物累積，造成軟體動物的內(nèi)分泌失調(diào)，并對海藻、甲殼類動物、魚類以及無脊椎動物，海洋哺乳動物產(chǎn)生不良影響。聯(lián)合國國際海運組織IMO）于2003年1月1日全面禁止有機錫防污漆在新造船上的使用，2008年1月1日完全禁用有機錫的防污劑。因此，對新一代低毒性的自拋光防污涂料的研制顯得格外重要。借鑒有機錫自拋光樹脂的結(jié)構(gòu)特征，通過對環(huán)境友好的鋅離子取代對環(huán)境污染嚴重的錫離子，應(yīng)用不同的技術(shù)路線合成具有與有機錫丙烯酸樹脂相似性能的丙烯酸鋅樹脂?？紤]到一般的防污涂料在航行過程中消耗90以上，停泊過程中

3、不到10。而船舶在靜止狀態(tài)下，海生物更易附著，一般防污涂料的溶出速度不能滿足防污要求。溶出速度和自拋光效果是系泊防污涂料控制的兩個難點。按照常規(guī)的傳統(tǒng)方法，單獨使用松香這類溶解性樹脂，不可能對溶出速度作精確控制；而使用松香和氯化橡膠等樹脂的不同比例的組合，雖然可以有效地控制毒料的溶出，但在靜止階段，僅靠海水自流很難達到理想的自拋光效果，于是需要從另一個角度去思考解決船舶在靜止條件下的防污問題。二、丙烯酸鋅-有機硅共聚物在對防污漆的現(xiàn)狀及其未來的發(fā)展方向的分析后，我們組提出了利用有機硅彈性體與現(xiàn)有的丙烯酸鋅自拋光涂料進行共聚改性，從而生成新的兼具自拋光和低表面能的防污涂料。原有的自拋光防污涂料的

4、防污劑的釋放與航速有關(guān)，在靠港時，防污劑釋放緩慢，不能有效地防止海生物附著。于是我們引入有機硅，利用其低表面能的特性來改變這一現(xiàn)狀，通過二者結(jié)合，希望給能解決以這一問題。以下是原有涂料的工作機理還有我們對其改性的原理（一）自拋光型涂料原理普通自拋光共聚物為丙烯酸或甲基丙烯酸類共聚體，樹脂體系里面有較高的松香或者加上熱塑性的甲基丙烯酸樹脂作為成膜物。以氧化亞銅為主要防污劑，輔以速環(huán)境降解的滅藻劑作為防污助劑。漆膜通過可溶性的基料與海水反應(yīng)，緩慢釋放出毒料，殺死微生物，同時通過合成的丙烯酸樹脂的疏水性控制涂層的消耗。可溶基料在海水中的滲透是物理過程，涂層表面的疏水樹脂水解后會形成蜂窩狀的，高低不平

5、的坡峰，這個坡峰強度低，在海水的沖刷下會折斷，由于海水不斷地沖刷，坡峰不斷地折斷，在船底涂料表面附著的生物就因涂層中的共聚體水解而從涂層表面脫離時一起脫離，這種水解/脫離過程就產(chǎn)生光滑的船底表面。這種共聚體與殺生物劑混合成的船底涂料，往往使涂層表面光滑，又能穩(wěn)定地控制涂膜中殺生物劑的釋放速度。以丙烯酸鋅聚合物為基料的自拋光防污涂料，其丙烯酸鋅聚合物的水解過程被稱為離子交換過程，聚合物鏈上的鋅離子優(yōu)先與海水中的鈉離子發(fā)生交換，從而發(fā)生水解作用，如下所示：低表面能涂料原理固體表面自由能越低，附著力越小，固體表面液體的接觸角也就越大。低表面防污涂料的防污原理是，涂料具有很低的表面能，海生物難以在上面

6、附著，即使附著也不牢固，在水流或其他外力作用下很容易脫落。低表面能防污涂料能防止各種海生物的附著，更為重要的是，低表面能防污涂料是基于涂料表面的物理作用，不存在毒性物質(zhì)的釋放損耗問題，能起到長期防污的作用。有機硅化合物具有憎水性,其表面能很低,而且結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定,即使在水中長期浸泡,結(jié)構(gòu)變化也很小。有機硅系列防污涂料與通常的涂料相比,具有更平滑的表面,海生物難以在上面附著,即使附著也不牢固,在水流或其它外力作用下很容易脫落。它不存在毒性物質(zhì)的釋放損耗問題,能起到長期防污的作用;同時,應(yīng)用中嚴格控制有機硅涂層的厚度及彈性模量,將有助于進一步提高其防污性能。有機氟高聚物的表面張力是高聚物中最低的，這是

7、由于氟原子的加入使單位面積作用力減小的結(jié)果。氟化物系低表面能防污涂料與有機硅防污涂料的防污機理有比較大的差別，有機硅屬于彈性體，主要通過涂層的變形，使污損物剝離來達到防污的目的；氟化物是剛性強的聚合物，涂層表面污損物的脫落是通過界面間的剪切作用，因而降低表面能對其特別重要這就要求防污涂層表面能夠建立一個含氟基團堆積良好的表面，使其表面能盡可能低，而且進行交聯(lián)或者對表面基團進行固定，以阻止黏液的分子重排和滲透。因此，氟化物系低表面能防污涂料要達到優(yōu)良防污效果，應(yīng)使氟化物分子結(jié)構(gòu)滿足一定的條件：表面非常光滑；表面只含有氟化基團；在涂料本體中有足夠的氟含量，以保證涂層表面的氟含量；氟化基團應(yīng)足夠大，

8、以保證覆蓋住極性基團及偶極子；表面應(yīng)當(dāng)是交聯(lián)的，使氟原子固定，以抵抗海洋粘附物的重排及滲透，并在海洋環(huán)境下保持穩(wěn)定。丙烯酸鋅-有機硅共聚原理為了解決丙烯酸鋅自拋光涂料在靜止海水中的因水解速度慢而導(dǎo)致的防污不到位問題故采用和有機硅共聚的方法，利用有機硅的低表面能性質(zhì)來解決。因為丙烯酸鋅自拋光是靠其水解的性質(zhì)來保持自拋光性質(zhì)以及恒定的毒素釋放率，故而有機硅的接入只能接在丙烯酸鋅的主鏈上，而非側(cè)基上，形成嵌段共聚物，如圖所示：抑或是用甲基丙烯酸，將有機硅接枝到甲基上，形成接枝共聚物：要形成上述兩種共聚物，需要對原有的丙烯酸或甲基丙烯酸做一定的處理：（1）將丙烯酸或甲基丙烯酸中原有的側(cè)鏈基團鈍化，使之

9、不易發(fā)生反應(yīng)；（2）對丙烯酸的一端需引入羥基，使之可以與有機硅單體的端羥基發(fā)生縮聚反應(yīng)，脫去水分子從而形成嵌段共聚物；（3）對甲基丙烯酸的側(cè)甲基也需要引入羥基，與有機硅單體的端羥基發(fā)生脫水分子的縮聚反應(yīng)，從而形成接枝共聚物。進行丙烯酸鋅-有機硅共聚物的制備后，我們可以利用一下幾種方法獲取樹脂的化學(xué)組成、序列結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)單元的立體構(gòu)型和空間排布等各個的結(jié)構(gòu)表征。（1）通過紅外光譜（IR）來表征（2）通過X射線衍射XRD來表征（3）通過核磁氫譜（HNMR）來表征三、防污涂料的配方在對我們的新涂料的主體樹脂的共聚原理有所了解后，接下來將對整個防污漆的配方進行探討和決策。制備完主體樹脂，即用彈性體共聚嵌

10、段改性的丙烯酸鋅樹脂。我們將對配方的其他重要組成部分進行選擇。（一）增塑劑的選擇增塑劑是一種“類溶劑”的物質(zhì)，加入到塑料,樹脂等物質(zhì)中可以改進其加工性能，增加可塑性，柔韌性或膨脹性的物質(zhì)。由于單獨的丙烯酸鋅樹脂很脆，幾乎難以成膜。在配方中引入改善合成的丙烯酸鋅樹脂的柔韌性，抗沖擊性，附著力等重要指標。1、評判方法:（1）成膜物質(zhì)的耐水性能的研究將不同的種類的增塑劑與自拋光樹脂按照一定的比例配比混合后，用600um的方形涂布儀均勻刮到經(jīng)過溶劑處理的脫脂脫鹽的玻璃板上。晾干后分別放入人工海水和淡水中浸泡。根據(jù)涂膜的受損程度評定。（2）增塑劑與樹脂的配比對吸水率的影響確定增塑劑的類型后，對增塑劑與樹

11、脂的配比在海水中的吸水膨脹率做了研究。方法是將不同配比的樹脂和增塑劑用600um的方形涂布儀均勻刮到經(jīng)過溶劑處理的玻璃板上，晾干后，用表面光潔度儀測量漆膜浸泡前的厚度與浸泡后的厚度，計算漆膜吸水后膨脹的速率。吸水率越小越好。2、常用的增塑劑：氯化石蠟C48氯化石蠟是石蠟烴的氯化衍生物，具有低揮發(fā)性、阻燃、電絕緣性良好、價廉等優(yōu)點，可用作阻燃劑和聚氯乙烯輔助增塑劑。廣泛用于生產(chǎn)電纜料、地板料、軟管、人造革、橡膠等制品。以及應(yīng)用于涂料、潤滑油等的添加劑。鄰苯二甲酸二異壬酯鄰苯二甲酸二異壬酯簡稱DINP本品為透明油狀液體，有輕微氣味該產(chǎn)品是性能優(yōu)良的通用型主增塑劑。本品與PVC相溶性好，即使大量使用

12、也不會析出；揮發(fā)性、遷移性、無毒性均優(yōu)于DOP，能賦予制品良好的耐光、耐熱、耐老化和電絕緣性能，綜合性能優(yōu)于DOP。由于本品生產(chǎn)的制品具有耐水耐抽出性能好、毒性低、耐老化、電絕緣性能優(yōu)良，因此在玩具膜、電線、電纜中得到廣泛應(yīng)用。鄰苯二甲酸二辛酯工業(yè)上為最廣泛使用的增塑劑，除了乙酸纖維素、聚乙酸乙烯外，與絕大多數(shù)工業(yè)上使用的合成樹脂和橡膠均有良好的相容性。本品具有良好的綜合性能，混合性能好，增塑效率高，揮發(fā)性較低，低溫柔軟性較好，耐水抽出，電氣性能高，耐熱性和耐候性良好。顏料的種類及其選擇方法1、防污漆中的顏料主要分為有毒顏料和無毒著色顏料。有毒顏料防污漆有毒的防污顏料主要以氧化亞銅為主。首先，

13、氧化亞銅在海水中分解產(chǎn)生二價的銅離子，溶解于海水中的銅離子能使生物細胞蛋白質(zhì)變成金屬蛋白質(zhì)沉淀物，使生物組織發(fā)生變化死亡。其反應(yīng)機理是細胞蛋白質(zhì)表面對銅離子的選擇吸附，達到一定濃度后，銅離子逐漸滲透到細胞的內(nèi)部，細胞蛋白質(zhì)分子上的氨基，巰基和羥基基團與銅離子發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致污損生物體內(nèi)的新陳代謝完全被破壞，最終致其死亡。無毒顏料防污漆無毒的防污顏料可以用氧化鐵紅。主要分為天然和人造的兩種，二者的主要區(qū)別是氧化鐵的純度不一樣：天然氧化鐵紅中的氧化鐵占80%左右，其余雜質(zhì)主要為硅酸鹽和一些金屬氧化物，如氧化鈣、氧化鎂等；而人造氧化鐵紅中氧化鐵的含量為98%以上。二者比較，可能由于天然氧化鐵紅中的雜質(zhì)

14、使其耐候性能要差點。鐵紅可以提高漆膜的物理性能，但它對漆膜內(nèi)銅離子的滲出率往往有抑制作用，針對這點可以用氧化鋅來平衡：氧化鋅具有刺激銅離子的滲出作用。但氧化鋅用量過多會引起漆膜粉化和發(fā)黃。故其用量必須綜合平衡考慮。2、顏料的選擇方法涂料的顏料體積濃度(PVC)是涂料配方中最基本的參數(shù)，能夠反應(yīng)涂料的性能。為了得到各項性能綜合最佳的顏料體積濃度，本文設(shè)計了如下的實驗：根據(jù)防污漆的顏料臨界顏料體積濃度(CPVC)，設(shè)置5個不同PVC值的防污漆一Pl、P2、P3、P4、P5，然后依次測試不同PVC值下的同一個性能，再測試同一PVC值下的不同性能，如遮蓋力、細度、暴曬性能、漆膜耐沖擊性能、附著力、硬度

15、等(控制變量法，)給出評價。不同的環(huán)境會有不同的性能性能需求，可以根據(jù)不同性能所占綜合性能的百分比來確定最終的PVC值。流平劑的選擇流平性是衡量涂料在施工干燥固化后形成完整的、平滑的、均勻的涂膜的能力。流平性能不良的涂料，最常見的問題是縮孔，不僅影響涂膜的裝飾效果，而且會降低或損壞其壽命。影響漆膜流平的因素有很多，如涂料的表面張力、底材的臨界表面張力、涂料、溶劑的溶解能力和揮發(fā)速度、濕膜的膜厚及其干燥速度等。但是濕膜較厚干燥慢時雖有助于流平，但易于流掛，所以要獲得一個平整光滑的涂膜，需要從配方設(shè)計和助劑這兩個方面著手使涂料具有適宜的表面張力以及優(yōu)異的平滑表面張力的能力。這樣，涂料施工后才能形成

16、良好的涂膜。常用的流平劑有溶劑類、改性的有機硅樹脂、聚丙烯酸酯類等。1、流平劑的種類（1）溶劑類的流平劑這一類是以高沸點溶劑為主要成分的流平劑。使用由高沸點的芳烴類或者脂類、酮類、醚類、及醚脂類等溶劑形成的混合溶劑，可以調(diào)整溶劑的揮發(fā)速度和樹脂的相容性和對樹脂的溶解性，使涂膜在整個干燥過程中具有較平衡的揮發(fā)速度和溶解能力，防止因溶劑揮發(fā)過快，粘度過大造成阻礙濕膜流動不暢形成的弊病。但溶劑型的流平劑用量不宜過多，一般不超過配方總量的5%，用來調(diào)節(jié)流平性和抗流掛性取得平衡為主。防污漆配方的流平劑的篩選方法主要以應(yīng)用性試驗為主。（2）改性的有機硅類流平劑所有的有機硅類防縮孔、流平劑都是從局二甲基硅氧

17、烷中衍生出來的。這類助劑屬于用聚醚、聚酯、長鏈烷烴、芳烴基、或者反應(yīng)性的基團如羥基、乙烯基改性的聚二甲基硅氧烷，隨著改性基團的分子量的不同，取代基的變化以及聚硅氧烷分子量的差異而在性能上和用途上有所差異，但大多數(shù)都可以強烈的降低涂料的表面張力，提高對底材的潤濕，防止縮孔，改善表面的流動狀況。（3）丙烯酸酯類的流平劑這類流平劑是與涂料能夠有限混溶的線型樹脂，如丙烯酸酯類的均聚物或者共聚物。由于這類共聚物容易調(diào)節(jié)玻璃化溫度、表面張力與涂料的相容性。因此，此類流平劑比有機硅類的適用性更大。理想的聚丙烯酸酯類防縮孔、流平劑應(yīng)具有較低的表面張力和玻璃化溫度，較窄的分子量分布，與成膜聚合物有限的相容性。這

18、樣它們能憑借比涂料表面張力低及不完全混溶的特性而部分遷移到涂膜表面，在濕膜表面形成單分子層薄膜，較少表層的流動，促進了涂膜表面張力的均勻，抑制了溶劑的揮發(fā)速度，給予濕膜更多的流平時間，使涂膜光滑平整。對于聚丙烯酸類的防縮孔、流平劑提供的流平的效應(yīng)要大于防縮孔的效應(yīng)。因為此類流平劑對降低表面張力的作用要比改性的有機硅小，因而在提高涂料對底材的潤濕性不如有機硅高效，而在實際應(yīng)用中，為了獲得最佳的涂膜表面，可以將有機硅類與聚丙烯酸酯類的流平劑混用，一獲得底材的潤濕、防縮孔及流平之間的協(xié)調(diào)作用。2、流平劑的選擇方法首先，利用淋涂篩選方法，即將加有流平劑的涂料在聚氨酯膜上淋涂，的方法進行試驗評價縮孔和流

19、平劑的初步性能篩選。接著，用噴涂在不同材質(zhì)上進行最終篩選測試。稀釋率以10%較合適，顏色較深易于觀察縮孔。2000轉(zhuǎn)攪拌五分鐘，靜置十分鐘，以無氣噴涂的方法在馬口鐵皮板上，觀察其縮孔數(shù)量、顏色、絮凝、底材濕潤、表面桔皮等情況。由以上兩步實驗，最終確定所需的流平劑。（四）觸變劑的分類、選擇和性能使用防塵觸變劑的目的是為了方便調(diào)整不同流體的粘度，利于涂膜流動，在儲存或噴涂后，有較高粘度，從而方便防止此涂料的沉降以及防止涂膜流掛。市面上常見的三種觸變劑分別有季銨鹽改性的有機膨潤土，氣相二氧化硅、聚酰胺蠟。有機膨潤土是一種親水性的，與溶劑型涂料不相容。因此，必須通過季銨鹽進行改性，在分子中引入憎水性的

20、季銨鹽，才可以用于溶劑型的涂料中。有機改性的膨潤土經(jīng)過活化處理，在溶劑型涂料中溶脹，產(chǎn)生觸變性，達到防沉降目的。氣相二氧化硅是一種有四氯化硅在氫氧火焰中水解而成的無定性物質(zhì)，粒徑小而比表面積大，其顆粒為球形，表面有硅醇基，顆粒間通過氫鍵結(jié)合，在涂料中分散形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，賦予涂料以觸變性。酰胺蠟是由二元酸和二元胺通過縮聚反應(yīng)而制得的低分子量蠟，再通過低溫活化制得的漿體。聚乙烯蠟漿是由聚乙烯蠟通過溶脹、冷卻而制得的頂凝膠體。實驗的篩選依據(jù)主要是：觸變劑在涂料中分散性能的影響試驗方法：將觸變劑以不同的添加量在樹脂中分散一定時間，用高速分散機分散8min,轉(zhuǎn)速設(shè)為1500rpm/min,然后加入顏料

21、和其他組分，用細度板觀察細度的變化。觸變劑對涂料的抗流掛性能的影響實驗方法：將添加觸變劑的涂料用涂布儀刮涂在玻璃板上，迅速將玻璃板立起來，觀察濕漆在不同膜厚下的流掛效果觸變劑對涂料儲存穩(wěn)定性的影響試驗方法：將涂料放置于25C和45C的環(huán)境中，每隔一個月觀察涂料的沉降情況(五)防污助劑的選擇防污助劑主要分為無機防污劑(氧化亞銅為主)和有機防污助劑，后者主要是用來增強抑制海洋中分布廣泛的耐銅海藻繁殖和生長。防污助劑不能單獨作為船舶涂料的防污劑，需要與氧化亞銅或者硫氰化亞銅進行復(fù)配使用。氧化亞銅對大型海洋生物污損，如藤壺類、珊瑚蟲有防污活性，但對很多植物如藻類的硅藻、黃藻和褐藻等防污效果不理想。而藻

22、類是海洋附著生物最多的品種。所以研究防污助劑與氧化亞銅進行復(fù)配提高防污效果就顯得尤為重要。防污助劑的需要滿足以下要求。第一：對污損生物具有廣譜性；第二：對哺乳動物毒性低；第三：在海水中溶解度低；第四：不易在食物鏈中積累；第五：在環(huán)境中可降解；第六：與涂料其他成分不反應(yīng)。常用的防污助劑有異噻唑啉酮類的防污劑(SeaNine211)、吡啶硫酮銅(CPT)、代森鋅(Zineb)、易加露1051(Irgarol1051)、敵草隆(Diuron)等。SeaNine211的組分為4,5-二氯-2-辛基-4-異噻唑啉酮(isothiazolin)毒性小，化學(xué)穩(wěn)定性好，只有與海洋生物接觸時才起作用，在自然環(huán)境

23、中迅速降解，分解成無毒性的化合物，目前已獲得美國環(huán)保局認可，是世界第一種獲得環(huán)保局認可的合成防污劑。吡啶硫酮銅(CPT)是廣譜、低毒、環(huán)保的生物防污劑。對藻類和真菌、細菌的有效抑菌濃度低。在配方中只需要很小的量就能得到理想的防治效果。主要用做罐頭涂料防腐劑和船舶涂料的滅藻劑，防治無脊椎海洋生物和海藻類對船殼外板的附著。其合成主要是通過吡啶硫酮鈉在堿性條件下與硫酸銅溶液進行離子交換反應(yīng)得到。代森鋅(Zineb)，其有效成分是二硫代氨基甲酸鋅，屬于有機硫類的殺菌劑，它可以抑制住病菌體內(nèi)丙酸酮的氧化，從而起到殺菌的效果。易加露1051(Irgarol1051)的有效成分是2-甲硫基-4-叔丁基氨基-

24、6-環(huán)丙基氨基-S-三嗪，是一種新開發(fā)的滅藻和抗菌化合物。對藻類和細菌有效，但對大型動物污損如藤壺、海鞘的效果不好。敵草隆(Diuron)的主要成分是3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲，原來是作為一種除草劑，作為船舶防污劑主要抑制藻類的光合作用和葉綠素的合成。也具有滅菌效果。這些防污劑都要與氧化亞銅進行復(fù)配才能達到比較好的防污效果，最佳的比例要進行實驗方可確定，實驗方法主要是采取海掛板的測試。經(jīng)過對配方中各個試劑的篩選，最終我們確定下來的配方是名稱作用丙烯酸鋅有機硅樹脂基體氯化石蠟增塑劑氧化亞銅防污劑BYK-354聚丙烯酸酯溶液流平劑二甲苯溶液聚酰胺蠟觸變劑氧化鐵紅顏料吡啶硫酸銅防污助

25、劑四、涂料性能測試方法與目的確定防污涂料的配方之后，剩下的也是最重要的就是對新涂料的性能進行測試，看其是否能夠有效地解決現(xiàn)有的問題。我們對整個防污漆性能的測定主要分為以下幾個方面：(一)涂料拋光速率的測定：拋光速率是實驗室模擬防污漆的重要測試條件之一。它主要是模擬涂層在水流的作用下漆膜厚度不斷下降，計算涂層的施工厚度和預(yù)測使用壽命的關(guān)鍵。本次實驗主要模擬船舶在不同航速和不同水溫下的防污漆的拋光速率研究。實驗方法：用有機玻璃盤作為拋光速率測定的底材，用600um的涂布儀將防污漆涂布到有機(1)玻璃板上，如圖不同的轉(zhuǎn)速，置于在,再用同樣的方法測用激光表面輪廓儀測的厚圓盤在轉(zhuǎn)定相同水溫的人造海水中。

26、經(jīng)過一段時間后將圓盤拿下表面干燥后試厚度。（2）與（1）的方法類似，設(shè)置相同的轉(zhuǎn)速，放在不同溫度的人造海水中，分別測量實驗前后的漆膜厚度。（二）靜、動態(tài)條件下，防污劑的釋放速率的測定：防污劑釋放速率對防污漆的防污效果有著決定性的影響。本配方中主要用到的防污劑是氧化亞銅和吡啶硫酮銅，在海水中都被氧化成二價銅離子。實驗方法：采用噴涂防污漆的樣板，浸在人工海水中，間隔一段時間后用原子吸收光譜（AAS）來測定海水中銅離子的濃度。計算防污劑的滲出率（ug/cm2.day）。而動態(tài)則是將樣板固定在轉(zhuǎn)軸上，以恒定轉(zhuǎn)速在海水中旋轉(zhuǎn)。滲出率計算公式：LR=(C-B)XVX24/AXTLR：防污劑滲出速率A：防污

27、漆樣板面積cm2B：浸有防污漆樣板前海水的銅離子濃（ug/L）C：浸有防污漆樣板后海水的銅離子濃度（ug/L）T：測試時間（天）V：浸樣板的容器的體積（L）（三）防污漆皂化層的測定：皂化層是指防污涂料系統(tǒng)拋光之后表面暴露的一層，當(dāng)漆膜外層的可溶性基料溶解后不溶解的基料會形成一層阻礙層，這就稱為“皂化層”。這將影響到內(nèi)層可溶性基料的溶解速度。太后的皂化層會影響防污效果。無法保證防污涂料的自拋光性能，所以必須對其厚度進行控制。一般自拋光防污漆的皂化層在2560um。實驗方法：模擬自拋光防污漆皂化層主要依靠光學(xué)顯微鏡和電競顯微鏡測其厚度。實驗取干濕交替環(huán)境6個循環(huán)后（三周海水浸泡，一周暴曬為一個循環(huán)

28、）的防污漆薄片進行測試，用光學(xué)顯微鏡和電鏡觀察表面的變化。（四）防污漆防污性能的評估：在靜態(tài)自然條件下實施本次實驗，對于防污漆來說是相對惡劣的條件，同時，也是本涂料設(shè)的關(guān)鍵所在。即在利用有機硅對原有的丙烯酸鋅自拋光防污漆進行共聚改性后，能否有效的解決船舶?？吭诟劭跁r的防污問題。實驗方法：選用60*60的方形木板，分為36個小格子。將12個格子涂上改性后的防污漆，12個格子涂上未改性的丙烯酸鋅自拋光防污漆，12個格子上不做任何防污漆的涂布。將木板浸入港口的天然海水中，沒隔一段時間對其進行觀察并記錄各個方格的污損情況。其最后的評估方法為：H.rating二（%micro）X8+（%weed）X10

29、+（%soft）X25+（%hardX40）+40式中H.rating表示無損率micro表示微生物污損（粘液）面積weed表示海藻污損面積soft表示軟體動物污損（牡蠣類等）面積hard表示硬殼動物（藤壺等）污損面積（五）水線循環(huán)加速測試：船舶的水線區(qū)域腐蝕惡劣，經(jīng)常處于干濕交替的環(huán)境中。強烈變化的海洋氣候，如日照強烈、濕度的變化、鹽霧環(huán)境等的侵蝕。海水中的蒸發(fā)的水汽的腐蝕作用，船舶在不同氣候的域中航行，經(jīng)歷炎熱與寒冷交替的環(huán)境。如此苛刻的環(huán)境會使防污漆表面褪色，開裂，涂層之間的附著力下降，最終導(dǎo)致漆膜失效的結(jié)果。實驗方法：（1）水線循環(huán)抗開裂性能測試：將噴涂防污漆的樣板在-5C和35C環(huán)境下交替測試。測試周期為四小時，通過溫