无锡自抛光防污涂料的研制彭志强谢晓君张东焉谢天禄

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1、中国涂料在线www.coatingol.com无锡自抛光防污涂料的研制彭志强谢晓君张东焉谢天禄（洛阳船舶材料研究所厦门分部361002）摘要：介绍了一种无锡自抛光防污涂料的配方设计、性能检测以及实船实用情况。该涂料具有长期防污和降阻效果，能提高船舶速、节约能源，而且不危害环境，符合环保要求。关键词：无锡自抛光防污涂料；丙烯酸树脂；降阻0前言海洋中有许多生物会附着于船底和海洋水下设施，这些附着生物对船舶和海洋水下设施危害巨大，它们显著增加船体质量(平均高达20kg／m2)，增大航行阻力，影响船舶航速，从而增加燃料消耗。据报道，船底表面每增加10μm粗糙度，燃料损耗将增加1％，而且附着生

2、物会加速船舶腐蚀，增加进场维修次数；附着生物对海洋钻井平台、海水管道、声纳罩等海洋设施也带来严重影响。在防止海生物污损的方法中，使用防污涂料是最广泛和有效的手段。防污涂料早期采用汞、砷等化合物为毒料。20世纪50年代出现以氧化亚铜为毒料，松香、乙烯树脂和氯化橡胶为基料的防污漆；60年代有机锡化合物应用到防污漆中。有机锡化合物既可单独使用，也能与氧化亚铜配合使用，由于其具有广谱杀菌性，防污期效得到明显提高；到了70年代中期，含有机锡自抛光防污涂料(SPC)兴起，丙烯酸有机锡聚合物既是基料，又是防污剂，在海水的作用下缓慢水解，释放出有机锡基团，同时剩余的有机锡聚合物具有一定水溶性和溶胀性

3、，形成光滑表面，起降阻作用，这样不断更新表面，持续均匀释放毒剂而起长效防污效果；SPC—经问世就得到迅速发展，在20世纪八九十年代占领了防污涂料的大部分市场[1]。另一方面，据有关研究报道，有机锡化合物具有强毒性且不易降解。有机锡含量高于0．1×10-6海水就会影响海洋生态环境，严重影响海生物生长繁殖，甚至引起遗传变异。由于SPC中有机锡含量高达30％～50％，对海洋造成污染的问题日益突出。为此，美国参议院于1985年通过著名的“藤壶决议”，禁止美国海军使用有机锡防污涂料，1988年又通过了控制使用有机锡防污涂料的OAPCA法案；与此同时，欧共体、日本也提出类似限制或禁止使用有机锡防

4、污涂料的法令。我国于1995年发表了“21世纪海洋发展宣言”，明确提出要大力发展无公害海洋防腐和防污技术。1999年国际海事组织(IMO)决定在2003年之前全世界禁止有机锡作为毒剂在防污涂料中使用[2]。因此，研究开发新一代无锡自抛光防污涂料(TP—SPC)，无论在经济上还是在军事上均具有十分重要的现实意义。我们于20世纪90年代初期成功开发出一种不含锡的自抛光防污涂料。1无锡自抛光防污涂料配方设计1.1不含锡降阻高聚物的合成中国涂料在线www.coatingol.com不含锡降阻高聚物的合成是制备无锡自抛光防污涂料的关键，可降阻高聚物有聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸树脂。其中聚

5、氧化乙烯虽然降阻性能十分优异，可是在存放时，由于降解其相对分子质量不断降低，水溶性较大，而且它在有机溶剂中仅溶于四氯化碳和氯仿。这两种溶剂均不宜作涂料用溶剂，因此聚氧化乙烯不宜作为基料使用；聚丙烯酰胺也由于水溶性较大而不宜作为涂料基料；聚丙烯酸树脂在海水中缓慢溶解，具极好的降阻性，而且贮存稳定性良好，因此我们选择聚丙烯酸树脂作为TF-SPC的基料。我们对单体、引发剂、助溶剂、中和剂等进行精心选择，并对反应温度、反应时间等条件进行探索，最后筛选出该聚丙烯酸树脂的最佳合成工艺，合成的高聚物为橡胶状弹性体，可溶于一般的涂料用溶剂中[3]。1．2毒料的选择毒料是TF—SPC配方中除降阻高聚物

6、外的另一个非常重要的组分。为满足环境保护要求，目前可选择的毒料一般为氧化亚铜、铜粉以及低毒有机防污剂。通过控制基料水解速度来控制毒料渗出率，我们选择在生产及涂装过程中对人体无毒的纯铜粉作为TF—SPC的毒料。1．3辅助基料与颜料的选择为了使TF—SPC获得长效防污效果，必须将毒料渗出率控制在一个合理的水平上，同时为了改善漆膜的综合性能，我们添加少量辅助基料，如松香、沥青、氯化橡胶等。为了减少溶剂挥发，提高固体含量，而且进一步改善漆膜性能，适量添加颜填料是很有必要的。氧化锌由于本身稍具毒性，同时对改善防污涂料涂膜性能，调节铜离子渗出率起一定作用，是防污涂料用主要颜料；另外铁红、滑石粉等

7、亦能添加人防污涂料中，但铁红由于对铜离子渗出有抑制作用，因此要根据具体情况综合平衡。滑石粉可改善沉淀性，使涂料产品贮存稳定。1．4溶剂和助剂的选择溶剂选用取决于树脂品种，常用的有200号煤焦溶剂、二甲苯、环己酮等。我们采用混合溶剂作为该涂料的溶剂[4]。除此之外，还必须添加少量助剂，如增塑剂和触变剂以改善涂料及涂膜的综合性能。中国涂料在线www.coatingol.com我们采用正交设计方法，设计了不同组成和不同比例的配方，配制成小样以供海港试验用。2无锡