船舶水線以下的殼體長(zhǎng)期浸沒在海水中,不僅受到海水腐蝕,還受到各種海生物(如貝類、海藻類、海草等)和其他污物的附著,使船殼受到污損。
污損及其影響主要表現(xiàn)在兩方面:首先是在船體及螺旋槳的附著,增加船體的阻力,使船舶每天增加摩擦阻力0.25% ~ 5%, 導(dǎo)致航速降低和燃料消耗增加,靈活性減弱。其次,海生物在海水管內(nèi)附著而使管道堵塞,殼體的腐蝕加速等,造成嚴(yán)重的危害。
鈦合金耐海水腐蝕性能好,但是在海水中容易在合金表面生長(zhǎng)海生物。據(jù)研究,鈦合金筒體內(nèi)部生長(zhǎng)最多的是石灰蟲、藻類和少量牡蠣,故鈦合金管道長(zhǎng)期使用可能造成管道堵塞。但是清除海生物后附著處不留腐蝕坑,說明海生物、微生物不會(huì)對(duì)鈦合金造成腐蝕,故鈦合金管道的海水防污措施只需考慮如何防止海生物在鈦合金表面的附著。防止海生物附著的方法有多種,例如:涂灰蟲、藻類和少量牡蠣,故鈦合金管道長(zhǎng)期使用可能造成管道堵塞。但是清除海生物后附著處不留腐蝕坑,說明海生物、微生物不會(huì)對(duì)鈦合金造成腐蝕,故鈦合金管道的海水防污措施只需考慮如何防止海生物在鈦合金表面的附著。防止海生物附著的方法有多種,例如:涂過濾法、加熱法、封閉法或臭氧法以及超聲波防污等方法。
一、鈦及鈦合金防污技術(shù)
鈦及鈦合金作為一種優(yōu)秀的艦船材料,具有以下特點(diǎn):
(1)密度小,重量輕,在其有高比強(qiáng)度的同時(shí),具有良好的韌性及抗脆性斷裂強(qiáng)度;(2)鈦在中性和氧化性氣氛及眾多惡劣環(huán)境中,具有比其它常用金屬高得多的耐腐蝕性能。在長(zhǎng)期處于高溫、高濕及海水飛濺的海洋氣氛中能具有良好的抗腐蝕能力;(3)同時(shí)它還具備低磁性、透聲性能好以及抗沖擊振動(dòng)、耐熱耐低溫、加工性能好等優(yōu)良綜合性能。
鈦合金船用結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)期在海洋環(huán)境中使用,其表面能生長(zhǎng)海生物,但是附著在表面上的海生物可以清除,清除后不留任何腐蝕坑。在鈦材表面附著和生長(zhǎng)的海生物主要是藤壺、牡蠣、石灰蟲和藻類,其生長(zhǎng)有一定的規(guī)律性。明亮和海水自由流動(dòng)的條件適合海生物生長(zhǎng)海生物易生長(zhǎng)在外表面,內(nèi)表面、距離端口越遠(yuǎn)的位置、端口的面積越小,海生物生長(zhǎng)的數(shù)量越少。而在黑暗及海水流通不暢的條件下,海生物不易附著和生長(zhǎng)。海水流速對(duì)海生物的生長(zhǎng)和附著有影響,流速大則不易生長(zhǎng)和附著。
采用防污涂料和電解銅等防護(hù)措施,可防止海生物沾污。
在開發(fā)海洋資源的同時(shí)。防止海生物污損就成為迫切需要解決的問題,防止海洋污損生物附著的方法常用的有十幾種:如涂刷防污漆、向海水中添加毒料、電解海水生成次氫酸鹽、電解重金屬法(電解銅、鋁陽(yáng)極防污防腐和電解氫。銅、鋁防污防腐),機(jī)械清除法、過濾法、加熱法、封閉法或臭氧法以及超聲波防污等方法。
1、外加電位防污法
外加電位防污法是日本正在研制的一種電化學(xué)防污方法是將一定電位(例如。I.OV)施加到具有極低電阻和良好電化學(xué)隱定性與生物匹配的電極氮化鈦(TiN)上,通過細(xì)胞與電極之間直接的電化學(xué)反應(yīng)殺死海洋微生物的防污方法。日本曾在海水中研究了鈦基體上濺射 TiN 涂層,施加 8V 電位,保持 30 分鐘的實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,可殺死電極上附著的 98.7% 微生物,而且耒觀察到 pH值的變化和產(chǎn)生氯氣現(xiàn)象。經(jīng)在魚網(wǎng)上作的試驗(yàn)證實(shí),這將是一種很有前途的艦船殼體防污方法。
2、低表面能防污涂料
涂料的表面能決定海生物在其表面的附著強(qiáng)度,涂層表面能越低,生物附著越困難,即使有附著,附著強(qiáng)度也不大,當(dāng)涂有低表面能涂層的船舶以一定速度開動(dòng)時(shí)。附著在其表面的海生物就會(huì)自動(dòng)脫落。低表面能防污涂料不具有毒性,有效期長(zhǎng),是取代有毒防污涂料的一個(gè)重要方向。
涂料的表面能低于 2.5×10-4N/m時(shí),即涂料與液體的接觸角大于 98. 時(shí)才其有防污效果。Lindner 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得出,涂層的表面能低于 1.2x10-4N/m時(shí),才能防止藤壺附著。
低表面能防污涂料的主要成分為有機(jī)硅或以有機(jī)氟低表面能樹脂為基料,配以交聯(lián)劑、低表面能添加劑及其他助劑組成的體系。國(guó)內(nèi)外低表面能防污涂料的專利已經(jīng)很多,根據(jù)基料的不同可將現(xiàn)在發(fā)展的低表面能涂料分為 4 種:
有機(jī)硅低表面能防污涂料,包括以硅橡膠為基料和以有機(jī)硅樹脂為基料 2種;有機(jī)氟低表面能涂料,包括高氟含量氟化聚氨酯防污涂料和低氟含量防污涂料;硅 - 氟樹脂低表面能防污涂料;其他樹脂低表面能防污涂料,如以氯磺化聚乙烯為基料的低表面能防污涂料。
美海軍研究實(shí)驗(yàn)室研制成功有機(jī)硅彈性低表面能防污涂料并申請(qǐng)了專利,該涂料在美國(guó)海軍潛艇聲納導(dǎo)流罩、消聲瓦、航母等中得到應(yīng)用。目前低表面能防污涂料已有 5 年實(shí)船使用的報(bào)道。
低表面能防污涂料在美國(guó)海軍并未得到大量推廣使用,主要受三方面因素制約:
其一是高成本,其二是施工要求十分嚴(yán)格,其三是容易受破壞,破壞處的缺陷易被海生物污損且不易修復(fù)。
3、導(dǎo)電涂膜防污涂料
導(dǎo)電涂膜防污技術(shù)是一種較先進(jìn)的環(huán)保型防污技術(shù),其對(duì)海水環(huán)境無污染。
原理是在船殼接觸海水的鋼板上。先涂覆絕緣涂膜,然后在其上再涂敷導(dǎo)電性涂膜。把這種涂膜作為陽(yáng)極,如果通上微小電流,那么海水在其表面就會(huì)被電解。導(dǎo)電涂膜的極表面由次氯酸離子覆蓋,這樣就可以防止微生物、藻類、貝類等海洋生物的附著導(dǎo)電涂膜防污技術(shù)是一種對(duì)海水環(huán)境無污染的先進(jìn)環(huán)保型防污技術(shù),日本已開始將其應(yīng)用于船舶防污,我國(guó)從 1991 年開始進(jìn)行導(dǎo)電高分子材料防污涂料研究,也取得了一些進(jìn)展。導(dǎo)電涂膜提高導(dǎo)電性和耐海水電解性仍需繼續(xù)研究。
4、天然仿生防污涂料
(1)天然合成防污涂料
利用海洋動(dòng)物、植物和微生物自身的防污損機(jī)理,從海生物中提取分離旆選防污活性的天然產(chǎn)物(天然生物防污劑),利用自拋光等技術(shù)制備成天然合成防污涂料。天然防污劑的研究是合成天然防污涂料的關(guān)鍵,到 1993 年止、已發(fā)現(xiàn)海洋生物中有 52 種防污活性物質(zhì),預(yù)計(jì)今后將會(huì)從分離出來的 6000多種活性物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)新的防污劑;
(2)仿生涂料
在海洋中生活的大多生物具有抵制海生物附著的作用,尤其是大型哺乳動(dòng)物如海豚、鯨魚等,它們的表皮能分泌出特殊的粘液,形成親水的低表面能表面,使海生物難以附著,根據(jù)研究這些大型哺乳動(dòng)物防生物附著的機(jī)理,可以研制無毒仿生防旨涂料。
5、電化學(xué)防污法
電化學(xué)防污方法是利用電化學(xué)原理產(chǎn)生防污產(chǎn)物,以達(dá)防污目的的方法。
電化學(xué)防污法主要有電解海水制氯防污法,電解 Cu-Al/Cu-Fe 陽(yáng)極防污防腐法,氯 - 銅、鋁聯(lián)合防污防腐法。
6、鈦合金表面微弧氧化納米防污涂層
利用微弧氧化技術(shù),在 Ti-6Al-3Nb-2Zr合金表面成功制備出納米防污陶瓷涂層。防污涂層厚度可達(dá)到 20μm 以上,涂層有非晶和 20-50mn 納米晶 TiO 2及 Cu 2 O 構(gòu)成,膜基結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到 50MPa,涂層絕緣性和耐磨性良好,防污性能得到明顯改善,掛片 6 個(gè)月后涂層表面僅有少量海生物附著,而裸鈦合金樣品掛片 3 個(gè)月后則完全被海生物附著,該涂層具備一定的防海生物附著的能力。
與電鍍、熱噴涂、自蔓高溫合成等不同,微弧氧化(Microarcoxidation,MAO)不從外部引入陶瓷物料,而是直接在基體金屬表面 / 原位(In-Situ)0 氧化燒結(jié)獲得氧化物陶瓷層,克服了陶瓷膜層致密性差、與基體結(jié)合力不強(qiáng)等缺點(diǎn)。
二、國(guó)內(nèi)外鈦及鈦合金防污技術(shù)現(xiàn)狀
1、國(guó)外鈦及鈦合金防污技術(shù)現(xiàn)狀
國(guó)外防污涂料技術(shù)的應(yīng)用中,以防污劑釋放型防污涂料統(tǒng)治市場(chǎng),無錫自拋光防污漆成為遠(yuǎn)洋和深海船舶的防污主導(dǎo)產(chǎn)品;可控溶解型防污涂料作為無錫自拋光防污漆的市場(chǎng)補(bǔ)充,主要應(yīng)用于近海船舶的涂裝保護(hù);低表面能防污涂料已經(jīng)進(jìn)人市場(chǎng),隨著其技術(shù)的不斷發(fā)展成熟,和人們對(duì)環(huán)境保護(hù)及能源消耗等問題的日益關(guān)注,其市場(chǎng)應(yīng)用份已經(jīng)呈現(xiàn)出不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)。
經(jīng)過近 30 年的發(fā)屐,國(guó)外已有水合型、水解型、混合型無自拋光防污漆應(yīng)用于市煬,其防污期效分別為 3 年,5 年和 3-5 年。各大跨國(guó)公司都有系列的無錫自拋光防污漆產(chǎn)品以滿足各種遠(yuǎn)洋船舶的防污保護(hù)。但是,對(duì)于海軍艦船,由于其在航率低,停泊時(shí)間較長(zhǎng),在港口停泊時(shí)海生物更容易附著,一般無錫自拋光防污漆的防污劑出速率不能滿足防污要求。
溶解型防污涂料。通過可性樹脂在海水的微堿性環(huán)境中緩慢溶解,以保證氧化亞銅和輔助防污劑的釋放率。隨著表面的氧化業(yè)銅滲出,會(huì)留下充滿海水的微孔,使涂料內(nèi)部的氧化亞銅和防污劑繼續(xù)解并滲出,涂層表面粗糙度會(huì)持續(xù)增加。其適用干連續(xù)停航 2 周以上或者航速低于 12 節(jié)的艦船。
低表面能防污涂料,也稱為污損物脫除型防污涂料。國(guó)際涂料公司首先將 Intersleek700 有機(jī)硅彈性體污損脫除型防污涂料推向市場(chǎng),用于航速 15-30節(jié)之間的高在航率船胄海虹涂料公司的 HempasilX-3 硅酮水凝膠防污涂料,用于 8 節(jié)以上航速的船舶。韓國(guó) KCC也有 A/F100 有機(jī)硅橡膠涂料投人市場(chǎng)。2007 年阿克蘇諾貝爾公司又推出了Intersleek900 含氟聚合物污損脫除型防污涂料,將其污損脫除型防污涂料的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大到 10 節(jié)以上的艦船。
隨著 2008 年有機(jī)錫自拋光防污涂料完全禁止使用期限的到來,以及全球環(huán)保呼聲的日益高漲,研發(fā)高效無毒型或低毒環(huán)保型防污涂料前景看好,其中,低表面能防污涂料是最有吸引力的選擇之一。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)涂層與海水的接觸用>98. 亦即,表面能 <25mJ/m 2 時(shí),涂層表面才具有防污效果,但同時(shí)又由于海生物的復(fù)雜多樣性,對(duì)同一涂層而言,不可能同時(shí)滿足不同的表面能要求,如藤壺在表面能為 30-35mJ/m 2 的表面最易黏附,苔在表面能為 10-30mJ/m 2 的表面最易附著,而且單純的低表面能涂料往往只能使海洋生物附著不牢,需定期清理。另外,附著生物一旦長(zhǎng)大將很難除去,清理過程中易破壞漆謨。
這就造成了低表面能防污涂料的研究歷時(shí)長(zhǎng)久。為進(jìn)一步增強(qiáng)涂料的防污性能,將天然防污劑與低表面能防污涂料結(jié)合使用,是環(huán)保型防污涂料的首選之一。在前期研究工作的基礎(chǔ)上,將殺菌性 nano-TiO 2 以及具有防污效果的小分子硅油作為防污活性物質(zhì),與低表面能防污涂料結(jié)合使用,以期達(dá)到更好的環(huán)保防污效果。
國(guó) 際 油 漆 公 司 與 日 本 立 邦 漆船 用 涂 料 公 司 合 作 開 發(fā) 的 新 產(chǎn) 品IntersmoothEcoloflex 無錫自拋光防污涂料,是已被證明可替代 TBT 的高性能無錫防污涂料,在壽命期內(nèi)可提供良好的防污性能。
西 格 瑪 公 司 最 近 開 發(fā) 出 名 為Sigmaseal 的防污涂料,不包含生物殺滅劑,是依靠不良的附著力和海水流動(dòng)來避免海洋生物污損的一種低表面能涂料。
美國(guó)研制出了一種艦船使用的納米結(jié)構(gòu)涂料,采用的是廣泛使用的傳統(tǒng)鋁 - 鈦陶瓷混合材料的納米模式,以熱噴涂工藝涂覆。這種超細(xì)微結(jié)構(gòu)材料具有空前的材料性能,具有防止不同類型的腐蝕、磨損、銹蝕的廠泛用途。
日本已用導(dǎo)電涂料防止海水冷卻管道的海生物附著,證明對(duì)海洋壞境無污染,通過在被防污幄占鈦箔與導(dǎo)電涂膜相結(jié)合,可延長(zhǎng)導(dǎo)電涂模的防污壽命,適合在海濱電站上應(yīng)用。
日本三菱重工公司長(zhǎng)崎研究所于 20世紀(jì) 80 年代后期研制的導(dǎo)電防污涂料已經(jīng)分別在 40 噸,100 噸和 200 噸小船船體上作了實(shí)船試驗(yàn)。經(jīng) 1 年多試驗(yàn),表明防污效果良好,隨后進(jìn)行大型油船船體上的防污試驗(yàn)。最近日本在海濱電站冷卻海水管路上作了 2 年 4 個(gè)月試驗(yàn),防污效果良好,并采用導(dǎo)電涂膜與貼鈦箔相結(jié)合的陽(yáng)極技術(shù),防污期能達(dá) 4 年時(shí)間。同時(shí)對(duì)導(dǎo)電涂膜的防污原理從理論上進(jìn)行闡述,認(rèn)為對(duì)海洋環(huán)境不會(huì)造成污染問題,是一種行之有效的新的防止海生物污損的技術(shù)。
氧化鈦涂漆的無毒無害性,抗?jié)B透性強(qiáng),表面光潔度高,水油兩親性,耐腐蝕性,防污性,耐磨性,機(jī)械強(qiáng)度好。使它成為非常具有前途的洋壞型防污涂漆。可應(yīng)用在船舶各個(gè)部位,海上建筑等。由于 TiO 2 超親水性表面修飾的固體在水下運(yùn)動(dòng)時(shí),其摩檫阻力可減少 10%-15%,這意味著在同等動(dòng)力下,可使輪船、艇的航行速度提高時(shí)速10%。因此作為船舶的防污涂漆,既能防止海洋污損物附著,又能提高船舶航行速度。這種新型的船舶涂漆將很快為人們所接受,可以節(jié)約大量的經(jīng)濟(jì)成本。
納米氧化鈦?zhàn)鳛楹Q蠓牢弁科岬陌l(fā)展及展望。目前隨著海洋事業(yè),特別是怎洋石油工業(yè)的迅速發(fā)展,船舶、海洋石油平臺(tái)、海底油氣管線、海底光纜等設(shè)施大量增加。各種海上構(gòu)建物對(duì)洋的污染也日趨嚴(yán)重,我們迫切需要一種既能抗海水腐蝕,海生物污損,又能盡可能小的對(duì)海洋造成污染的防污涂漆。氧化鈦有許多優(yōu)異的性能(優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性),已引起眾多科學(xué)工作者的興趣,都在探索它的新的特性與新的應(yīng)用。從已有文獻(xiàn)看氧化鈦膜大多用作光催化材料,已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到社會(huì)中,而作為防腐蝕材料用在鋼鐵基體上還沒見很多報(bào)道。氧化鈦?zhàn)鳛榄h(huán)保型的涂漆是一個(gè)新的研究領(lǐng)域,作為海上構(gòu)建物用的防污型涂漆更是新的研究起點(diǎn),有很好的應(yīng)用前景。
納米二氧化鈦具有比表面積大、磁性強(qiáng)、光吸收性好、表面活性大、熱導(dǎo)性好、分散性好等獨(dú)特的性能,具有凈化、殺菌和自清潔效應(yīng)等一系列特點(diǎn),能夠起到長(zhǎng)效抗污作用。氧化亞銅是防污涂料中最為重要、應(yīng)用最多的毒料,可用于制造船底防污漆,殺死低級(jí)海生動(dòng)物,含氧化亞銅涂料成為目前船舶最有效和應(yīng)用最廣泛的方法。微弧氧化(Micro-arcxidation)是一種在有色金屬(Al、Ti、Mg 等)及其合金表面原位生長(zhǎng)氧化物陶瓷層的新技術(shù),可在鈦及其合金表面生成一層陶瓷絕緣涂層,在不影響基體材料性能的前提下改善鈦及鈦合金的耐蝕性和耐磨性。
2、國(guó)內(nèi)鈦及鈦合金防污技術(shù)現(xiàn)狀
一方面大型遠(yuǎn)洋船舶防污漆的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)一直被國(guó)際跨國(guó)公司所壟斷,另一方面我國(guó)自有防污涂料技術(shù)長(zhǎng)期處在落后、模仿和跟蹤發(fā)展的地位,因此,我國(guó)自主品牌的防污涂料產(chǎn)品只能在軍艦涂裝和近海漁船市場(chǎng)的夾縫中謀求生存和發(fā)展。至今,我國(guó)自主品牌的防污涂料產(chǎn)品仍以青防污漆、氯化橡膠防污漆等傳統(tǒng)溶解型防污漆為主,而這類防污漆在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)被禁用和棄用。國(guó)內(nèi)的技術(shù)水平同歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然存在著明顯的差距。
近幾年,國(guó)內(nèi)外有關(guān)新型防污涂料的文獻(xiàn)專利報(bào)道非??捎^,涉及到無錫自拋光、可控溶解型、生物防污,化學(xué)仿生、納米緩釋、堿性防污、生物酶防污、低表面能、導(dǎo)電防污、結(jié)構(gòu)仿生、熒光防污等諾多技術(shù)特征。概括起來,可以歸結(jié)為釋放型防污涂料和非釋放型防污涂料兩大系列。釋放型仍以自拋光或溶解型防污涂料為設(shè)計(jì)思想,重點(diǎn)研發(fā)生物提取物或人工合成仿生的防污劑、以及生物酶和強(qiáng)性物質(zhì)作為防污劑,進(jìn)而發(fā)展納米緩釋等技術(shù)更好地實(shí)現(xiàn)各種低毒、環(huán)保防污劑在涂層中的可控有效釋放,達(dá)到高效防污的目的。低表面能、導(dǎo)電防污、結(jié)構(gòu)仿生、熒光防污等非釋放型系列防污涂料則依靠涂層特定的物理作用機(jī)制達(dá)到無毒長(zhǎng)效防污的功能圖。
低表面能防污涂料由于其無毒及獨(dú)特的防污機(jī)理越來越受到重視,我國(guó)洛陽(yáng)船舶材料研究所對(duì)低表面能防污涂料研究較成熟,己經(jīng)有多種產(chǎn)品供艦船防污使用。但此類涂料存在與底漆配套性差,重涂性不好等問題,目前國(guó)內(nèi)外正進(jìn)行這種涂料的改性研究,以期獲得更好的防污效果。
我國(guó)國(guó)家海洋局第二海洋研究所研制成的辣素防污漆、是從天然無污染的辣椒中提取生物活性物質(zhì)與有機(jī)粘土復(fù)合而成的,不會(huì)殺滅附著的海洋生物,而只起到驅(qū)趕作用。該涂料經(jīng)在南海、東海、黃海及北太平洋等海的 7 艘船上的涂覆試驗(yàn),結(jié)果表明辣素防污漆具有明顯的防污效果。
我國(guó)海洋廣,附著的海生物種類繁多,其中主要有石灰蟲,牡蠣、藤壺、各種藻類及樹枝蟲等。在海水壞境中使用鈦結(jié)構(gòu)件,必須采用相應(yīng)的防污措施。
目前已經(jīng)研究了多種防止海洋生物污損的方法,如涂裝防污漆防污、電解海水防污、超聲波防污、生物醐方污、低表面自由能防污等方法。目前國(guó)內(nèi)可采用的解決海生物生長(zhǎng)的措施有以下幾種:
(1)可采用國(guó)內(nèi)艦船現(xiàn)用的氧化亞滲出型涂料,其防污有效期為 3 年。
(2)采用電解海水制防污:即電解海水,產(chǎn)生了氯氣,氯溶于水中成為ClO-1, 為不穩(wěn)定的強(qiáng)氧化劑,其濃度只要達(dá) 0.01PPm, 就可以保證海生物不附著,或被殺死。由于次氯酸極不穩(wěn)定,不久又重新變成 NaCl 回到海水中,因此不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
(3)采用電解銅、鋁電極綜合防污技術(shù):因氧化亞銅是抑制生物付著的有效物質(zhì),所以在中小型船上,可裝上銅陽(yáng)極,通過小直流電,電解產(chǎn)生 Cu+離子,當(dāng)其濃度達(dá)到 5PPb 時(shí),即可防止海洋生物的附著。電解鋁陽(yáng)極生物產(chǎn)生 Al(OH) 3 粘膠,可保持 Cu+, 使其效用更長(zhǎng),同時(shí) Al(OH) 3 附在管壁上,起到了防蝕作用。
新型船舶防污涂料有無錫自拋光船舶防污涂料、低表面能船污涂料、含生物話性物質(zhì)的船舶防污涂料、電解船舶防污涂料、硅酸鹽船舶防污涂料、納米技術(shù)船舶防污涂料等。這些船舶防污涂料防污效果好、無毒、防污時(shí)間長(zhǎng)、成本低、防滑、使船阻力小、維修頻率小、性比差大。新型鉛舶防污涂料有廣闊的國(guó)際市場(chǎng)及開發(fā)潛力大,隨著性能優(yōu)異的新品種的開發(fā)以及研究的深入,新型無污染防污涂料達(dá)到實(shí)用價(jià)值為期不遠(yuǎn),也將為實(shí)現(xiàn)無污染的海洋戰(zhàn)略做出重大貢獻(xiàn)。無毒、節(jié)能和高效將成為艦船新型防污涂料的三個(gè)重要特性,而要實(shí)現(xiàn)三者的完美結(jié)合將是非常困難的。
從國(guó)內(nèi)外防污涂層技術(shù)的現(xiàn)狀與最新進(jìn)展不難看出,釋放型防污涂料盡管相對(duì)易于實(shí)現(xiàn)高效防污的目的,但是不能很好地滿足越來越高的環(huán)保要求,難以做到無毒和節(jié)能。非釋放型防污涂料技術(shù)是無毒防污技術(shù)的發(fā)展方向,其中的結(jié)構(gòu)仿生及導(dǎo)電等技術(shù)短期內(nèi)難以獲得突破,而低表面能防污涂料已經(jīng)獲得市場(chǎng)應(yīng)用,并且其適用船舶和應(yīng)用范圍都在不斷擴(kuò)大。未來艦船長(zhǎng)效防污涂料的發(fā)展目標(biāo)是比較明確的。①進(jìn)一步提高防污期效②滿足海軍艦船的航行特點(diǎn);③限制重金屬的使用與排放④低毒或無毒;⑤滿足 VOC 法規(guī)的要求。2001 年,美國(guó)海軍系統(tǒng)司令部開始一項(xiàng)防污涂料發(fā)展計(jì)劃,目標(biāo)是將防污期效由 6 年提高到 12 年,滿足 12 年塢期的技術(shù)要求,同時(shí)開始限制防污漆中銅的釋放量(滲出率 <10μg/cm 2 /day)。
結(jié)論
低表面能防污涂料是一種真正的無毒防污涂料而受到各國(guó)研究機(jī)構(gòu)的青睞,它利用低表面能材料表面不易附著的基本原理,即使附著污損生物也可以在船舶航行時(shí)通過水流沖刷作用將海生物清除。我國(guó)近期應(yīng)重點(diǎn)開展低表面能防污涂料的研發(fā),以盡快取得成果,打破國(guó)外在該技術(shù)領(lǐng)域的壟斷地位,以滿足船舶、特別是我軍艦船涂裝的需要。長(zhǎng)遠(yuǎn)看,各種無毒防污技術(shù)也需要與低表面能技術(shù)的有效結(jié)合,才能更好地實(shí)現(xiàn)高效防污和節(jié)能降耗、減排的目標(biāo)。
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