本文主要介紹了不銹鋼門花電解設(shè)備電解液的防污機(jī)理和防污特點(diǎn),概括了有機(jī)錫不銹鋼門花電解設(shè)備電解液和廣東不銹鋼門花電解設(shè)備涂料的防污機(jī)理和發(fā)展?fàn)顩r,闡述了幾種不同廣東不銹鋼門花電解設(shè)備涂料的防污原理,對(duì)不銹鋼門花電解設(shè)備電解液通過(guò)測(cè)定防污涂層的有效成分滲出率間接反映防污性能的評(píng)價(jià)方法和實(shí)海掛板直接評(píng)價(jià)防污涂層的防污性能的傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了總結(jié)。詳細(xì)介紹了幾種不銹鋼門花電解設(shè)備電解液室內(nèi)動(dòng)態(tài)模擬性能評(píng)價(jià)方法和生物性能評(píng)價(jià)方法,并對(duì)不銹鋼門花電解設(shè)備電解液的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
海洋生物污損問(wèn)題一直是制約人們對(duì)海洋資源開(kāi)發(fā)利用的重大難題,單就船舶來(lái)說(shuō),一方面會(huì)加速船體的腐蝕,縮短船舶的使用壽命;另一方面會(huì)增加船體自身質(zhì)量,增加船舶航行阻力,從而降低船速和增加燃料消耗。據(jù)統(tǒng)計(jì),海洋生物污損率為5%時(shí),船舶的阻力就相當(dāng)于潔凈船體表面的2倍,同時(shí)燃料消耗增加10%,燃料消耗最多可增加到40%。為解決海洋污損問(wèn)題,各種船舶電解液應(yīng)運(yùn)而生。
船舶電解液從最初的由水泥、銅化合物和鐵的粉末組成的混合物到有機(jī)錫電解液再到現(xiàn)在的不銹鋼門花電解設(shè)備電解液,已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。不銹鋼門花電解設(shè)備電解液分為以有機(jī)錫共聚物為主體和不含有機(jī)錫的兩種。有機(jī)錫不銹鋼門花電解設(shè)備電解液具有優(yōu)異的防污性能,但其對(duì)海洋環(huán)境的污染嚴(yán)重已禁用。目前各國(guó)都在致力于開(kāi)發(fā)廣東不銹鋼門花電解設(shè)備電解液,這種涂料借助于有機(jī)錫涂料的防污機(jī)理,但不含有機(jī)錫,又具有不銹鋼門花電解設(shè)備性能,因此具有廣闊的應(yīng)用前景。在開(kāi)發(fā)廣東不銹鋼門花電解設(shè)備電解液過(guò)程中,海洋電解液防污性能評(píng)價(jià)技術(shù)作為電解液技術(shù)成功開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)和保障,又對(duì)其提出了更高的要求。
有機(jī)錫不銹鋼門花電解設(shè)備電解液
有機(jī)錫不銹鋼門花電解設(shè)備電解液的成膜物由(甲基)丙烯酸三丁基錫酯與其他丙烯酸類單體聚合而成,它同時(shí)也是防污劑。其機(jī)理是電解液浸人微堿性海水中,涂層表面聚合物線性主鏈上的有機(jī)錫丙烯酸酯發(fā)生水解,緩緩地從聚合物表層游離出有機(jī)錫基團(tuán),以三烷基錫氫氧化物的形式滲入海水中,而剩余的有機(jī)錫聚合物因帶有親水基,在航行中借助水流沖刷作用而溶解于海水中,使里層的有機(jī)錫高聚物不斷水解釋放出毒料,而達(dá)到防污作用,這種不銹鋼門花電解設(shè)備的電解液,防污效果好,使用周期長(zhǎng)。
由于有機(jī)錫丙烯酸樹(shù)脂的物理性能優(yōu)異,使電解液的涂膜具有良好的物理機(jī)械性能,對(duì)海洋污損生物具有廣譜、高效的特點(diǎn),該有機(jī)錫化合物還可以與氧化銅配合使用,大大提高了廣譜sj性和防污有效期[5]。據(jù)英國(guó)IP公司統(tǒng)計(jì)表明[6],20世紀(jì)80年代,全世界60%~70%的船舶使用了有機(jī)錫不銹鋼門花電解設(shè)備電解液。
有機(jī)錫不銹鋼門花電解設(shè)備電解液雖然防污性能優(yōu)異,但其對(duì)海洋生物環(huán)境的污染也非常嚴(yán)重。Alzieu等[7]于1980年報(bào)道了使用有機(jī)錫電解液,對(duì)港灣生物產(chǎn)生了嚴(yán)重的損害,并發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖的太平洋牡蠣受到來(lái)自電解液中的有機(jī)錫的影響,導(dǎo)致產(chǎn)卵減少、發(fā)育不良、殼體畸變和性別變異。隨后,越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn),有機(jī)錫防污劑尤其是有機(jī)錫氧化物對(duì)牡蠣、海螺、魚(yú)類的發(fā)育產(chǎn)生影響,并使許多魚(yú)類和海生物的免疫系統(tǒng)被破壞,各國(guó)開(kāi)始逐步采取措施限制或禁止有機(jī)錫電解液的使用,對(duì)船舶電解液的研究逐步集中在發(fā)展高效md或低毒環(huán)境友好型電解液。
不銹鋼門花電解設(shè)備電解液的作用機(jī)理和特點(diǎn)
在船舶航行過(guò)程中,海水與不銹鋼門花電解設(shè)備電解液接觸的界面發(fā)生“水解”的化學(xué)反應(yīng),從而將毒料釋放到海水中。與此同時(shí),界面上被水解了的粘結(jié)劑也經(jīng)海水“沖蝕”脫離船底涂層表面,從而不斷地保持船底表面毒料的有效濃度,始終保持船底涂層表面新鮮光滑,就像不斷地對(duì)船底進(jìn)行打磨和拋光,使船底任何時(shí)候都潔凈光滑,因而得名為不銹鋼門花電解設(shè)備電解液。
在海水的“水解”、“沖蝕”作用下,不銹鋼門花電解設(shè)備涂料中的共聚物被磨平,不會(huì)形成“蜂巢”,船舶進(jìn)塢時(shí)無(wú)需涂封閉漆,剩余的涂層仍然有效,只要清洗完畢就可直接涂上新的電解液,且涂膜厚度與防污有效期成正比,漆膜拋光速率受船底粗糙度及航行速度的影響[4]。
以水解樹(shù)脂為基料的不銹鋼門花電解設(shè)備涂料
以水解樹(shù)脂為基料的不銹鋼門花電解設(shè)備涂料主要以丙烯酸或甲基丙烯酸類可水解樹(shù)脂為基料,結(jié)構(gòu)與有機(jī)錫共聚物類型相同,丙烯酸樹(shù)脂采用水溶性或親水性的單體,如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸等。含有機(jī)金屬(如Zn、Cu、Si等)的基團(tuán)與基料樹(shù)脂形成共價(jià)鍵,作為輔助防污劑調(diào)節(jié)毒劑滲出率,其共價(jià)鍵在海水中可被鈉、鉀等金屬離子水解形成親水性基團(tuán),隨著水解的進(jìn)行,平穩(wěn)地釋放出防污劑,從而起到防污作用。當(dāng)親水基團(tuán)達(dá)到一定濃度時(shí),這層樹(shù)脂便被剝落掉,又暴露出新的與有機(jī)金屬鍵合的樹(shù)脂層,并在這一水解過(guò)程中形成平整的涂層