本文主要介绍了不锈钢门花电解设备电解液的防污机理和防污特点,概括了有机锡不锈钢门花电解设备电解液和广东不锈钢门花电解设备涂料的防污机理和发展状况,阐述了几种不同广东不锈钢门花电解设备涂料的防污原理,对不锈钢门花电解设备电解液通过测定防污涂层的有效成分渗出率间接反映防污性能的评价方法和实海挂板直接评价防污涂层的防污性能的传统评价方法进行了总结。详细介绍了几种不锈钢门花电解设备电解液室内动态模拟性能评价方法和生物性能评价方法,并对不锈钢门花电解设备电解液的发展方向进行了展望。
海洋生物污损问题一直是制约人们对海洋资源开发利用的重大难题,单就船舶来说,一方面会加速船体的腐蚀,缩短船舶的使用寿命;另一方面会增加船体自身质量,增加船舶航行阻力,从而降低船速和增加燃料消耗。据统计,海洋生物污损率为5%时,船舶的阻力就相当于洁净船体表面的2倍,同时燃料消耗增加10%,燃料消耗最多可增加到40%。为解决海洋污损问题,各种船舶电解液应运而生。
船舶电解液从最初的由水泥、铜化合物和铁的粉末组成的混合物到有机锡电解液再到现在的不锈钢门花电解设备电解液,已经有了长足的发展。不锈钢门花电解设备电解液分为以有机锡共聚物为主体和不含有机锡的两种。有机锡不锈钢门花电解设备电解液具有优异的防污性能,但其对海洋环境的污染严重已禁用。目前各国都在致力于开发广东不锈钢门花电解设备电解液,这种涂料借助于有机锡涂料的防污机理,但不含有机锡,又具有不锈钢门花电解设备性能,因此具有广阔的应用前景。在开发广东不锈钢门花电解设备电解液过程中,海洋电解液防污性能评价技术作为电解液技术成功开发的基础和保障,又对其提出了更高的要求。
有机锡不锈钢门花电解设备电解液
有机锡不锈钢门花电解设备电解液的成膜物由(甲基)丙烯酸三丁基锡酯与其他丙烯酸类单体聚合而成,它同时也是防污剂。其机理是电解液浸人微碱性海水中,涂层表面聚合物线性主链上的有机锡丙烯酸酯发生水解,缓缓地从聚合物表层游离出有机锡基团,以三烷基锡氢氧化物的形式渗入海水中,而剩余的有机锡聚合物因带有亲水基,在航行中借助水流冲刷作用而溶解于海水中,使里层的有机锡高聚物不断水解释放出毒料,而达到防污作用,这种不锈钢门花电解设备的电解液,防污效果好,使用周期长。
由于有机锡丙烯酸树脂的物理性能优异,使电解液的涂膜具有良好的物理机械性能,对海洋污损生物具有广谱、高效的特点,该有机锡化合物还可以与氧化铜配合使用,大大提高了广谱xx性和防污有效期[5]。据英国IP公司统计表明[6],20世纪80年代,全世界60%~70%的船舶使用了有机锡不锈钢门花电解设备电解液。
有机锡不锈钢门花电解设备电解液虽然防污性能优异,但其对海洋生物环境的污染也非常严重。Alzieu等[7]于1980年报道了使用有机锡电解液,对港湾生物产生了严重的损害,并发现养殖的太平洋牡蛎受到来自电解液中的有机锡的影响,导致产卵减少、发育不良、壳体畸变和性别变异。随后,越来越多的研究发现,有机锡防污剂尤其是有机锡氧化物对牡蛎、海螺、鱼类的发育产生影响,并使许多鱼类和海生物的免疫系统被破坏,各国开始逐步采取措施限制或禁止有机锡电解液的使用,对船舶电解液的研究逐步集中在发展高效xx或低毒环境友好型电解液。
不锈钢门花电解设备电解液的作用机理和特点
在船舶航行过程中,海水与不锈钢门花电解设备电解液接触的界面发生“水解”的化学反应,从而将毒料释放到海水中。与此同时,界面上被水解了的粘结剂也经海水“冲蚀”脱离船底涂层表面,从而不断地保持船底表面毒料的有效浓度,始终保持船底涂层表面新鲜光滑,就像不断地对船底进行打磨和抛光,使船底任何时候都洁净光滑,因而得名为不锈钢门花电解设备电解液。
在海水的“水解”、“冲蚀”作用下,不锈钢门花电解设备涂料中的共聚物被磨平,不会形成“蜂巢”,船舶进坞时无需涂封闭漆,剩余的涂层仍然有效,只要清洗完毕就可直接涂上新的电解液,且涂膜厚度与防污有效期成正比,漆膜抛光速率受船底粗糙度及航行速度的影响[4]。
以水解树脂为基料的不锈钢门花电解设备涂料
以水解树脂为基料的不锈钢门花电解设备涂料主要以丙烯酸或甲基丙烯酸类可水解树脂为基料,结构与有机锡共聚物类型相同,丙烯酸树脂采用水溶性或亲水性的单体,如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸等。含有机金属(如Zn、Cu、Si等)的基团与基料树脂形成共价键,作为辅助防污剂调节毒剂渗出率,其共价键在海水中可被钠、钾等金属离子水解形成亲水性基团,随着水解的进行,平稳地释放出防污剂,从而起到防污作用。当亲水基团达到一定浓度时,这层树脂便被剥落掉,又暴露出新的与有机金属键合的树脂层,并在这一水解过程中形成平整的涂层