溶蚀型海洋防污涂料制备及其性能

目的 合成具有溶蚀性能的丙烯酸基体树脂,用该树脂制备中期效短期效溶蚀型海洋防污涂料。方法 自由基聚合法合成具有溶蚀性能的丙烯酸基体树脂,用该基体树脂配以市场价格较便宜性价比较高的有机类防污剂代森锌、吡啶硫酮锌、敌草隆等,颜填料,助剂等制备溶蚀型海洋防污涂料。通过实海挂板试验、耐淡水浸泡测试、涂层微观样貌对涂层进行表征。结果 丙烯酸基体树脂聚合物的数均分子量控制在25 000左右较为合适,即聚合反应温度控制在110 ℃,引发剂用量为4份时较为合适。羧酸单体的含量为25%~30%时,基体树脂具有较好的溶蚀性能。制备的溶蚀型防污涂料经24个月实海挂板试验验证,具有优异的防污期效,经过12个月淡水浸泡,涂层不起泡、不脱落。防污涂层表面微观样貌表征,基体树脂的溶蚀性能,防污剂溶出后,涂层表面粗糙度增大,表面留有孔洞。结论 该溶蚀型防污涂料具有优异的防污性能,能够防止海洋附着生物对船底和其他海洋设施的污损,可适用于中小型渔船对短期效海洋污损防护需求。     

新型环保海洋防污材料研究进展

简要论述了海洋防污材料的发展历史及其防污机理,评述了新型环保高性能海洋防污材料的最新研究进展。自有机锡自抛光防污涂料被禁用后,基于聚丙烯酸锌、聚丙烯酸铜和聚丙烯酸硅烷酯的无锡自抛光防污涂料得到了广泛应用。为进一步提升其防污性能和环保性能,接枝防污官能团防污材料、生物降解高分子基防污材料、主链降解型自抛光防污材料、减阻型防污材料以及仿生防污材料成为当今的研究热点。介绍了席夫碱、草甘膦、苯并异噻唑啉酮等几种防污官能团的接枝方法及其防污效果,指出这类方法可提高防污剂的利用率,使防污剂释放更平稳,但实用化还需解决防污剂接枝改性后防污能力下降以及合成工艺复杂等问题。重点介绍了生物降解高分子基防污材料,特别是主链降解-侧链水解型防污材料的结构和合成方法。由于该类可降解/水解树脂具有良好的力学性能和水解可调控性,所制备的防污涂料即使在静态下,防污剂也释放平稳,因此可用于开发新型主链降解型自抛光防污涂料,以提高涂层的静态防污长效性,具有良好的应用前景。还介绍了通过对高分子树脂改性等方法降低涂层水解后的表面粗糙度,该类防污涂层具有良好的减阻性能。最后介绍了仿生防污材料的研究进展。     

天然产物基无铜自抛光防污涂料的制备与性能

随着人们环保意识的增强和环保法规的日益严格,不含重金属防污剂的环境友好防污涂料成为目前研究的热点。文中通过室内的接触角、水解失重和吸水率跟踪测试,研究了3种主链降解型聚丙烯酸锌树脂的表面润湿性能和自抛光性能;并将其与天然产物防污剂(Butenolide)复配制备了天然产物基无铜自抛光防污涂料,通过防污剂释放率测试和浅海浸泡试验对防污剂的释放行为和实海防污能力进行了研究。结果表明：主链降解型聚丙烯酸锌树脂H100Z具有优异的自抛光性能(质量损失可达8.4 mg·cm⁻²)和较低的溶胀程度(吸水率仅为12.3%),可作为Butenolide的载体,实现对其可控、稳定和持续的释放,该防污涂料在南海海域(深圳)和东海海域(厦门)浸泡3个月后均展现出优异的防污效果。     

含丙烯酸甲硅烷酯共聚物基自抛光防污涂料的研制

目的制备高性能的含丙烯酸甲硅烷酯共聚物基防污涂料。方法合成了丙烯酸甲硅烷酯共聚物,制备了以功能性丙烯酸甲硅烷酯共聚物为基料,以氧化亚铜为主防污剂的自抛光防污涂料。通过红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)和差示扫描量热仪(DSC)对聚合物进行分析,并通过室内动态磨蚀率实验、深海挂板实验、耐淡水浸泡实验、物理性机械性能测试和减阻性能测试,分别评价防污涂料的磨蚀率、静态防污性能、耐淡水性能、物理机械性能和减阻性能。结果筛选出的优异配方防污涂料的磨蚀率为5μm/month,具有26个月的防污性能、2个月的耐淡水浸泡性能及优异的物理机械性能,且降阻率可达到4%。结论制备的丙烯酸甲硅烷酯共聚物基自抛光防污涂料,具有良好的防污性能、物理机械性能、耐淡水浸泡性能,且能够有效地降低船舶航行阻力,是一种高性能的自抛光防污涂料。     

环保无铜自抛光防污涂料的制备与性能研究

目的得到一种可以媲美传统含铜防污涂料防污效果的涂料配方,且具有对海洋环境友好的特点。方法首先筛选符合无铜涂料技术需求的环保型防污剂,并进行涂料配方研究,得到最优环保无铜防污涂料配方。结果设计开发的2组不同防污剂复配无铜自抛光防污涂料,其实际防污效果可以达到中期效防污涂料的评价标准,在实际防污效果上可以媲美3年期效以Cu2O为主防污剂的传统含铜自抛光防污涂料。2组防污剂复配配方为Econea/Dcoit及Econea/Zn PT,采用上述2种防污剂进行质量比1:1的防污剂复配,具有1+12的实际防污效果,并且在具有较好实际防污效果的同时,具备可以在海水中实现快速降解的优异环境友好性。在无铜涂料配方体系下,中期效防污涂料(3年)中丙烯酸锌树脂的最佳配方含量为40%~50%(湿重)。结论环保无铜防污涂料的各项性能良好,具有广谱、高效的防污效果。     

基于丙烯酸酯树脂的无铜自抛光防污涂料研制

目的 合成侧链上含杀菌官能团的丙烯酸酯树脂,研究开发一种基于该树脂的无铜线性自抛光防污涂料.方法 首先采用自由基聚合、梯度降温法,制备具有线性溶蚀性能的丙烯酸酯树脂,然后以卤虫为受试生物,筛选广谱、高效、符合国际环保法规要求、成本低的无铜防污剂体系,最后通过防污涂层抛光性能测试、浅海浸泡试验进行涂料配方研究,并对其基本...     

有机硅防污涂料的研究进展

随着海洋环保意识的提高,环境友好型防污涂料应运而生。有机硅防污涂料利用物理手段抑制生物污损,不对海洋环境造成污染,目前得到了广泛的开发和使用。然而有机硅材料自身的结构特点,导致有机硅防污涂料存在很多缺陷,需要对其进行改善。介绍了聚合物改性有机硅涂料、微纳米粉体改性有机硅涂料以及有机硅仿生复合防污涂料体系的研究进展,指出氟硅改性有机硅在保证有机硅涂料低表面能特性的同时,可提升涂料的机械性能。聚氨酯改性有机硅和丙烯酸改性有机硅,利用聚氨酯和丙烯酸树脂对基材优异的附着力,从而提升有机硅防污涂料与基材的附着力。微纳米粉体改性有机硅,最重要的特点是可以与树脂改性同时进行,从而实现双效防污的效果。应对仿生技术的发展,构建有机硅仿生复合防污涂料,通过模拟海洋生物的生物特性,实现长效持久的防污效果。最后提出未来有机硅防污涂料将向着多重改性、复合防污的方向发展。     

自抛光防污涂层中铜离子释放对铝合金基体腐蚀的影响

针对防污涂层中含铜防污剂对铝合金基体的腐蚀影响问题,采用动电位极化曲线和腐蚀失重的方法,研究5083铝合金在含不同浓度Cu2+的3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为,采用电化学交流阻抗方法研究自抛光防污涂层和不含铜防污剂的丙烯酸树脂基涂层对铝合金的屏蔽性能和腐蚀情况。结果表明,溶液中的Cu2+浓度低于70μg/L时,对5083铝合金的腐蚀速率影响不大,当Cu2+浓度超过此临界值时铝合金的腐蚀会显著加速;直接涂刷防污涂层的铝合金在3.5%NaCl溶液中浸泡4天就发生腐蚀,说明涂层中的防污剂Cu2O与NaCl溶液反应生成的Cu2+向涂层内部渗透对铝合金基体的腐蚀有负面影响。     

PVP-Cu2O微胶囊防污涂料的制备及性能研究

目的合成一种氧化亚铜微胶囊,以其为防污剂制备防污涂料,并进行性能研究。方法利用亚硫酸钠还原-单凝聚法合成聚乙烯吡咯烷酮-氧化亚铜(PVP-Cu_2O)微胶囊,并利用电镜测试和红外光谱对微胶囊的结构组成和包覆效果进行了验证。以合成的微胶囊为防污剂,PU/EP改性树脂为基体,制备了防污涂料试样,对涂料试样的涂层硬度、抗冲击性、拉伸强度、剪切强度、吸水性能、释放性能等进行了测试表征,探究防污剂的种类和用量对防污涂料各方面性能的影响。对遴选的优异配方涂料进行浅海挂板防污试验,探究其实海防污性能。结果实验成功合成出了PVP-Cu_2O微胶囊,与使用普通Cu_2O作为防污剂的涂料试样相比,使用PVP-Cu_2O微胶囊的涂料试样涂层硬度、抗冲击性、拉伸强度、剪切强度、吸水率和缓释效果等性能均有了较大幅度的提升和改善。当PVP-Cu_2O用量增加至35 phr时,微胶囊对防污涂料性能改善效果有一定程度的减弱,综合考虑涂料试样的各方面性能,确定PVP-Cu_2O用量以15 phr为宜。浅海挂板防污试验证明:用量仅为15phr的微胶囊涂料达到了与商品防污涂料基本相当的防污效果。结论 PVP-Cu_2O微胶囊防污涂料可以在实现防污涂料的环保化、节能化和长效化方面起到十分积极的作用。     

海洋防污涂料用功能树脂发展概述

防污涂料中树脂的发展与防污涂料的发展有着密切的关系,总结防污涂料的发展历史,防污涂料技术的发展依赖于新型树脂的开发和新型防污剂的开发两条主线。在不同的时期,根据防污涂料中树脂的性能及其对防污剂的释放方式不同,导致了不同的防污涂料具有不同的防污原理和防污效果,因此开发具有良好性能的树脂是发展高性能防污涂料的关键之一。随着海洋事业的迅速发展及世界环保方面的限制,无公害新型合成树脂的发展成为迫切的需要。由于无锡自抛光树脂、抗菌活性结构功能树脂、低表面能树脂等除了使树脂具有成膜物的一切功能外,还使树脂本身具有优秀的防污性能且满足环保的要求,对防污涂料树脂及新型无公害防污涂料的发展意义重大。本文介绍了无锡自抛光树脂、含抗菌活性结构功能树脂的最新发展,揭示了用新方法和新思路开发具有我国自主知识产权的海洋防污涂料树脂的重要性。     

低表面能改性聚丙烯酸酯的合成及防污性能研究

目的制备环境友好型的海洋防污涂料,即低表面能海洋防污涂料。方法以含氟单体甲基丙烯酸十二氟庚酯(FMA)和含硅单体γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)为改性单体,以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,通过自由基共聚合制得氟硅改性的聚丙烯酸酯树脂层,采用傅里叶红外光谱和差示扫描量热法,分别对改性聚丙烯酸酯树脂的化学结构和热性能进行了分析表征。通过对改性聚丙烯酸酯树脂涂层的扫描电子电镜(SEM)分析、接触角测试、表面能计算、附着力测试、耐酸碱测试,防污性能测试等,探讨了FMA和KH570含量对树脂涂层性能的影响。结果当FMA、KH570的含量分别为15%、10%时,树脂涂层的接触角达到112.0°,表面能低至18.425 m J/m~2,附着力达到1级,具有良好的防污性能。结论氟单体和硅单体单独参与共聚改性均具有降低聚丙烯酸酯树脂表面能的作用,而氟单体和硅单体共同改性聚丙烯酸酯对树脂涂层表面能的降低更显著,可作为一种很有潜力的海洋低表面能防污涂料。     

载银自抛光 / 低表面能环保涂层的制备及其耐微生物附着性能研究

目的制备一种新型绿色环保的耐海洋微生物附着涂层。方法通过聚硅氧烷(有机硅)改性丙烯酸树脂,合成以硅氧烷为侧链,丙烯酸树脂为主链的有机硅改性丙烯酸树脂。利用聚多巴胺的粘附性和还原性,制备二氧化硅/聚多巴胺/纳米银(Si O2/PD/Ag)纳米复合材料。以制备的有机硅改性丙烯酸树脂为成膜物,以载银纳米颗粒为杀菌剂,制备耐微生物附着环保涂层。通过傅里叶红外光谱仪(FTIR)和接触角检测仪(CA)分别对有机硅改性丙烯酸树脂的Si—O基团和接触角作表征,通过透射电子显微镜(TEM)表征Si O2/PD/Ag的制备过程,通过水解率和细菌附着等实验评价涂层的防污性能。结果Si—O—Si和Si—O—C的接入使得丙烯酸树脂改性后的接触角从72°提高到96°。Si O2/PD/Ag是一种特殊"核-壳-卫星"结构的载银纳米颗粒,纳米银均匀分散在Si O2的表面。涂层的水解性能良好,水解率为1.03μm/d,杀菌剂分散均匀。结论该涂层通过自抛光和低表面能双重物理抑菌作用和纳米银的杀菌作用,能有效抑制海洋微生物在试样表面的附着。     

水性丙烯酸涂料的改性及其功能化应用研究进展

介绍了水性丙烯酸、环氧树脂、聚氨酯、有机硅、有机氟以及纳米粒子的优缺点,简述了环氧树脂改性水性丙烯酸、聚氨酯改性水性丙烯酸、有机硅改性水性丙烯酸、有机氟改性水性丙烯酸以及纳米粒子改性水性丙烯酸等的研究进展,指出了目前水性丙烯酸改性研究存在的问题和研究方向。水性丙烯酸树脂通过上述的改性手段可获得优异的综合性能,从而大大提高水性丙烯酸涂料的使用性能,扩大了水性丙烯酸涂料的应用范围。对水性丙烯酸涂料体系功能化应用进行了分类介绍,重点对水性丙烯酸在防水涂料、防火涂料、防腐涂料、海洋防污涂料以及隔热保温涂料上的功能化应用进行介绍,指出水性丙烯酸涂料在功能化应用研究上的重、难点。最后提出了水性丙烯酸涂料将向着高性能、多功能的方向发展。     

Research into the Properties of Materials for Underwater Structures in the North Sea

Constructing under water has accelerated research into corrosion protection and antifouling properties of materials used below the seawater level. A special working party was founded in the Netherlands to study — theoretically and practically — the corrosion and fouling properties of materials and coatings. A special test rack was immersed at a depth of 50 m in the North Sea in 1969. Experience gained from these experiments gave rise to a joint investigation by 13 laboratories in the Netherlands; the programme involves ten test racks 50 and 100 m below sea level, in the tidal zone and in marine and land atmospheres. The materials studied were: steel with various paints and coatings; stainless steel, Cu, Al and Ti alloys; welded, brazed, nailed and glued stainless steel, Al and Ti alloys; synthetic fibers. The test methods included crevice corrosion and stress corrosion bending tests, electrochemical measurements and the regular control of the biological conditions. The results show the importance of testing in specific marine areas because the results are not readily applicable to conditions in other geographical regions.     

防污铜合金研究

船舶受到海生物污染,其航速降低,油耗增加。一般常用的防污方法有;电解海水、防污漆和防污铜台金。本文介绍了防污钢合金的研究结果及其在海洋工程中的应用。