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- 主要的商业化防污涂料
已商业化的防污涂料主要分为两大类:一是含杀虫剂的防污涂料;二是不含杀虫剂的防污涂料(或称低表面能防污涂料,或污损释放型防污涂料FRC)。
(一)含杀虫剂的防污涂料
(1)防污剂
由于氧化亚铜对植物性海生物几乎无效,有机锡也早已被禁用,因此人们纷纷寻找其它能对植物性海生物奏效的防污剂。出于环保角度,要求这些防污剂在进人海水后能够很快分解或降解为无毒化合物。新型防污剂也称杀生剂。目前,无毒防污剂主要有两种类型:
① 天然防污剂 从各种植物(如桉树、辣椒等)和海洋生物(主要为海洋无脊椎动物) 中提取的具有防污活性的天然产物,其中含有有机酸、无机酸、内酯、萜类、酚类、吲哚类等60 余种天然化合物,这些天然化合物可以防止海洋生物的附着,且自身无毒;
② 人工合成防污剂 主要是解决天然防污剂产量少的问题。
近年来,低毒型、非生物杀伤的环境友好型防污剂也开始被科学家发现并应用于海洋防污涂料。国家海洋局第二海洋研究所研制的辣素防污漆,是由天然无污染辣椒中提取的辣椒素与有机黏土复合而成的,它不杀灭海洋生物,而是通过驱赶作用达到防污目的。从植物(桉树、辣椒等)、海洋生物(海洋无脊椎动物)中提取的具有防污活性的天然产物,其中有机碱、有机酸、内酯、萜、酚类、吲哚类等60多种天然化合物,都具有防止生物附着,且自身没有毒性的特点。以海洋中天然活性物质提取物为防污剂,最成功也最有使用价值的是Sea-nine 211,其中的噻唑啉酮结构就是一种生物防污剂经过结构改造而得到的。
(2)含杀虫剂的防污涂料
含杀虫剂的防污涂料时当前市场上最常用的,占据市场90%~95%.这类防污涂料又分为以下3种。
① 水合型自抛光防污涂料
通过物理作用(受水流冲刷而溶解)抛光,无自平滑涂层表面的功效。防污涂料涂层主要是在均匀地减薄,同时因多孔皂化层的形成而新增微量粗糙度,增加航行时的摩擦力,会降低船速,逐渐增加油耗。
② 水解型自抛光防污涂料
水解型自抛光防污涂料是在海水中通过化学反应(离子交换型和纯水解型)达到涂层抛光目的,有好的自平滑涂层表面的功效。不仅有效降低因涂装技术产生的原始粗糙度。对于能进行纯水解反应(如以丙烯酸硅烷基共聚物或甲基丙烯酸硅烷基共聚物为基料的水解型防污涂料)的防污涂料涂层,其船体表面在航运过程中,会变的更光滑,可减少航行的摩擦力,进而降低燃油用量,达到节能减排的目的。目前市场上水解型自抛光防污涂料主要有丙烯酸锌树脂;丙烯酸酮树脂;硅烷化丙烯酸树脂;羧酸锌树脂。上述技术的主要机理都是逆酯化的水解或离子交换进行化学分解。聚合物的本身是疏水性的,因为它本身是通过一个酯键而被束缚在功能基团上的。当聚合物浸入海水中时,酯键断裂,留下羧酸盐从而提高聚合物的亲水性。
(二)不含杀虫剂的防污涂料--低表面能防污涂料
低表面能防污涂料,由于该类涂料具有很低的表面能,海洋生物难以在上面附着,即使附着也不牢固,在水流或其它外力作用下很容易脱落。船用低表面能防污涂料主要分为有机硅系列和氟化物系列。前者显示出较好的防污效果,后者是目前表面能最低的材料。为了兼顾防污性能和涂层机械性能,通常为有机硅或氟化物改性的丙烯酸树脂,最新的发展是氟硅共同改性树脂。单纯的低表面能防污涂料往往只能使海洋生物附着不牢,需定期清理。而且附着生物一旦成熟将很难除去,清理过程中会破坏漆膜。因而目前其应用范围有很大的局限性,多应用于高速船,而对难以定期上坞清理的大型船只的应用受到了极大的限制。