概念
防污塗料,是防止船舶在海洋行時, 海洋生物附著而造成船舶行進受阻,導致污損。防污塗料能保持浸水部位光滑無污物附著。防污塗料可分為:接觸型、增劑型、擴散型、自拋型,主要用在海水、淡水中的船舶、海洋結構物、管道等防污工程中。
介紹
世界各海區的生物有18000多種是附著動物,600多種是附著植物。船底附著海生物後,增加阻力,降低航速,燃料耗用量增加,機械的磨損增大。海生物的附著還破壞漆膜,加速鋼板的腐蝕,不僅增加了船舶的維修保養次數和時間,而且降低了船舶的在航率。對艦艇來說,海生物極大地影響航速,若海生物附著在場吶罩上,則干擾聲的偵察性能,削弱了軍艦的戰鬥力。
迄今為止,塗覆船舶防污塗料仍然是防止海洋生物附著的最經濟而有效的措施,因此,船舶底部需要塗裝防污塗料。
特點
1、在一定時間內能防止海洋附著生物的附著;
2、漆膜內的毒料穩定地逐步向海水滲出;
3、漆膜具有一定的透水性,以保證毒性連續滲出;
4、與防鏽漆有良好的附著力和配套性能,防污塗料本身亦應有較好的層間附著力並能與防鏽漆微溶為好。
5、漆膜要有良好的耐海水衝擊性,在長期浸沒於水中時不起泡、不脫落;
6、在航行過程中,有不同程度的自拋光能力;
7、有良好的貯存穩定性,一般為1年,在貯存期間防污性能不下降。
防污塗料的類型
傳統型防污塗料此類防污塗料是建立在松香粘合劑的基礎上的,主要用氧化亞銅作為顏料。松香粘合劑遇水會溶解並釋放出有毒顏料。此類防污塗料的問題在於松香粘合劑的分解是難以控制而且較為嚴重的。它對海洋污物的防護作用只能維持12-18個月。基於松香的防污塗料會與氧氣發生反應,因此油漆乾後就必須下水――一般於6-8小時內,但不得超過24小時。此類防污塗料也被稱為可溶矩陣防污塗料。
釋放型防污塗料這類漆是以氯化橡膠或者乙烯作為粘合劑的,用大量的氧化亞銅作為顏料。遇水時,釋放有毒顏料,只留下粘合劑的空殼。在經過足夠長的時間後,空殼的厚度會變得很厚,以至於釋放進入微薄水層的毒素的毒性不足,低於避免生長污物所必需的臨界值。大量的有毒顏料會留在粘合劑空殼下的防污塗料體系內部,人們對採用水下刷抹來去除粘合劑空殼的方式進行測試。由於人力和管理設備及檢驗等問題,這種方法並不見效。在重新施工防污塗料之前,進乾船塢的船上的粘合劑空殼必須進行密封處理,而在進乾船塢的次數達到足夠數量時,船體上就會形成一個厚厚的由防污塗料和密封塗層交替組成的“三明治”體系。在乾膜總厚度為1000-1200μm的情況下,此類三明治體系中將產生很大的內部應力,並發生剝落,從而導致水下殼體非常粗糙。釋放型防污塗料針對海洋污物的防護能力可以長達18-24個月。此類防污塗料也被稱為不可溶矩陣防污塗料。
燒蝕型防污塗料此類防污塗料是基於由松香和調和粘合劑(如,乙烯)混合而成的粘合劑的。使用的顏料同樣是氧化亞銅,再加上其他少量的生物殺蟲劑。從本質上來說,燒蝕型防污塗料的機理類似於基於松香的純傳統型防污塗料,但調和(或濕化)粘合劑的加入延長了其分解過程。粘合劑的溶解在一定程度上避免了三明治體系的堆積,但燒蝕型防污塗料表面的確有一層很薄的皂化層,其表面的粘合劑空殼結構組成和釋放型防污塗料的情況是類似的。燒蝕型防污塗料抵禦海洋污物的時間可以長達26-30個月。
自拋光防污塗料市場上的自拋光防污塗料有兩類:含錫型和無錫型(不含錫)。含錫型是以甲基丙烯酸三丁錫作為粘合劑的。除錫外,有毒氧化亞銅也是油漆的主要顏料,往往還使用其他生物殺蟲劑來增強效果。人們對其粘合劑的水解早有描述,但必須指出的是自拋光防污塗料並不會堆積形成三明治體系。自拋光含錫防污塗料在航行期間能夠抵禦海洋污物長達5年以上的時間。無錫型自拋光防污塗料採用的是設計用來模擬異丁烯酸錫粘合劑作用機理的粘合劑。目前市場上所出現的無錫自拋光防污塗料包括下列類型:
・丙烯酸鋅粘合劑
・羧酸鋅粘合劑
・丙烯酸銅粘合劑
・ 矽烷化丙烯酸粘合劑
所有上述技術的主要機理都是水解和離子交換。聚合物本身是疏水性的,因為聚合物本身是通過一個酯鍵而被束縛在功能基團上的。這意味著當聚合物浸入海水中時,酯鍵將會斷裂,留下羧酸鹽從而提高聚合物的親水性。有人指出新一代的無錫防污塗料抵禦海洋污物的防護時間可以和含錫型防污塗料一樣長。但這一點還有待觀察。
此類防污塗料完全無毒,憑藉低表面能的原理進行工作,即海洋污物組織難以附著在塗料表面。此類防污塗料有時也被稱為污物釋放防污塗料,大部分都是基於矽樹脂粘合劑的。自釋放漆特有的表面屬性實現了污物組織黏著的最小化。所有可能發生附著的污物都能輕鬆(相對而言)地在運行期間或者進乾船塢的時候被沖洗掉。
到目前為止,上述類型的防污塗料主要都是供應高速航行的船隻使用的,如渡船、貨櫃船、遊艇航班、滾裝船等,而大部分的油漆供應商都規定上述防污塗料不得用於船速低於18-20節的船隻。儘管如此,目前有跡象表明最小船速水平是可以進一步降低的(低至14-15節的?)。生產商在規定基於矽樹脂的防污塗料的有效服務壽命時都非常謹慎,儘管如此,也有聲明指出“我們並沒有理由對此類材料的服務壽命有一個`限定”。
防污塗料的發展
阿克蘇諾貝爾旗下國際油漆升級並壯大了其防污塗料產品陣容。新產品擁有更高的體積固體份,意味著每個配套的塗層數可以得到減少,同時還能減少過噴和揮發性有機化合物排放。升級後的產品組合極具運營成本效益,以及出色的環保和性能優勢,從而幫助船東、營運公司和船廠應對由油價浮動和日益增加的環境壓力所帶來的挑戰。