海洋防腐防污材料培训讲学.ppt

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1、海洋防腐防污材料什么是海洋腐蚀的危害船舶码头等水线以下的壳体长期与海水接触受到海水的腐蚀海洋生物的附着使船舶的航速下降船壳腐蚀速度加快。数据表明，当海洋生物污损率为5%时，船舶阻力就相当于洁净表面的2倍燃料消耗增加10%。水中平台设施毁坏，电厂冷却水管道阻塞对其涂覆各种海洋防污涂料可以防止以上问题出现。据有关统计，腐蚀损失占GDP的3%～5%，全世界每年因腐蚀而造成的直接经济损失约为7000亿美元。按最低比例3%计算，我国每年因腐蚀造成的直接经济损失达到1万亿元。被海水腐蚀的码头在目前已发展的防止海洋生物附着生长的技术中，涂刷防污涂料因其具

2、有经济性、有效性和易操作性等优点，近年来发展得最快、应用最为广泛。防污涂料主要由树脂、防污剂、辅助材料、填充料和溶剂5种成分组成，其中，防污剂是对附着生物起毒害作用的主要毒料，而树脂是黏结和分散防污剂的重要载体。因此，两者是决定防污涂层性能的关键成分。近年来低毒或无毒防污剂的研发成为热点，同时随着高分子材料学科的迅速发展，一些防污涂料用功能性树脂也陆续被研制出来。下面就主要介绍近年来防腐防污的重点概括介绍和研究的进展1“生杀型”杀生防污涂料主要由高分子树脂防污剂溶剂填料外加辅助材料组成其中防污剂为生物毒素，主要防止和控制污损生物在基体表面的

3、附着和生长高分子树脂作为涂膜的基体和防污剂的载体，可直接影响涂膜的性能并控制防污剂的释放因此，研究防污剂和高分子树脂以及它们之间的相互作用是开发杀生防污涂料的主线1.1防污剂1.1.1天然产物防污剂天然产物防污剂是一类从自然界动物、植物或微生物中提取的具有防污活性的物质。天然产物防污剂最大的优点是无毒，有利于保持生态平衡，是设计仿生低毒防污剂的先导化合物，其研究有着深远的意义。一些陆生植物中含有防污功能的生物活性物质，从辣椒中提取的辣素就是典型的代表。Watts较早制备了含有辣椒辣素的防污涂料.另外，Stupak外，Stupak等的研究表明

4、，从栗子、含羞草、白坚木中提纯出的苯酸钠和丹宁酸对纹藤壶及甲壳类的幼虫具有麻醉作用，且这种麻醉作用随着化合物剂量的增加表现得越快.1.1.2人工合成防污剂人工合成低毒或无毒防污剂是另外一个重要的研究方向一方面，通过确定天然产物防污剂的结构，人工合成复制或者引入其防污官能因子；另一方面，借助一些具有杀菌功能的物质，人工设计环境友好的高效防污涂料，尤其是随着现代纳米科学技术的发展，出现了一些结构新颖的纳米防污剂2污损可脱附型2.1无锡自抛光树脂无锡自抛光树脂为丙烯酸或甲基丙烯酸共聚体，在支链上键接非锡金属如铜、锌以及硅烷等而不是传统的TBT基团

5、。其作用机理是聚合物基料可与海水中的离子发生离子交换反应，在漆膜表面形成一种可溶性“肥皂”，在水流的作用下，涂层表面可以进行自我抛光，使得表面附着生物一起脱离，以达到防污的目的。2.2有机硅弹性体污损可脱附型防污涂料有机硅弹性体是典型的污损可脱附型防污材料污损生物可在其上附着生长但在航行中，附着物易被水流冲刷脱附，从而达到有效的防污效果拜尔曲线表明低能表面与污损生物的粘结强度相对较低防污特点：当污损生物从涂层表面脱附时，可通过剥除平面内剪切平面外剪切种模式断裂当以剥除模式断裂时，污损生物会更容易更快速地从涂层上脱附低弹性模量涂层可促进断裂以

6、剥除模式发生，从而使得污损生物较易脱附有机硅弹性体同时具有低表面能和低弹性模量与硬的有机氟材料(具有比有机硅材料更低的表面能)相比，它具有更好的污损可脱附性能。2.3鳞片涂料鳞片防腐涂料是以耐腐蚀树脂如环氧、聚氨酯、氯磺化聚乙烯等为主要成膜物质，薄片状的云母氧化铁鳞片、铝金属鳞片、不锈钢鳞片和玻璃鳞片等为骨料，配以适当添加剂制得的厚浆型涂料。由于鳞片涂料的涂层中多层鳞片水平重叠排列，延长了腐蚀介质渗透到底材的路径，提高了涂层的防腐性能，在海洋重防腐领域得到了越来越广泛的应用。它既不含贵金属，也不含有毒成分，是环保型防腐涂料，近年发展迅速。该

7、涂料具有极其优异的防腐性能，是海洋防腐涂料中极具潜力的品种。2.4不溶性树脂基体涂料在不溶性树脂基体防污涂料中，一般需要加入大量的防污性填料，其使用量往往超过临界填料体积含量因此，在生成的涂层中，填料粒子间可发生聚集，而不是完全分散在树脂中此类涂层下水之后，表面填料因逐渐溶解而释放，但树脂基体则不溶因此，会在表面形成一个渗滤层渗滤层中互相贯通连接的空洞可形成一个个通道使得内部的填料也可逐步释放出来。随着时间的推移，形成的渗滤层越来越厚，内部填料的释放所需经过的路程越来越长受菲克扩散法则的影响，填料释放速度会随着时间的推移呈指数下降为了弥补这

8、一缺陷，不得不添加大量的防污性填料2.5生物可降解树脂聚合物的降解有4种主要方式：微生物降解大型生物降解光降解化学降解生物可降解树脂是环境友好型海洋防污涂料的需要，利用其在海水中