船舶节能环保涂料的应用.pdf

第43卷第3期
船海工程
Vol 43 No
2014年6月
SHIIP &OCEAN ENGINEERNG
Jum.2014
DOI:10.3963/j.isn.16717953.2014.03.022
船舶节能环保涂料的应用
丁霞琴,孔德陆
(泰州口岸船舶有限公司,江苏泰州225321)
摘要:对比分析儿种防污涂料在实际船舶案例中的应用,结合目前节能型涂料的市场需求及应用前景,
说明新型有机硅弹性体低表面能防污漆对船舶运营成本,以及人类环境保护的重大意义
关键词:节能环保涂料;低表而能防污涂料;应用
中图分类号:668.3
文献标志码:A
文章编号:16717953(2014)03-008803
2009年12月18日“哥本哈根世界气候大95%以上的船舶都很少使用该类涂料。由于水溶
会”之后世界工业正在向着节能滅排和绿色环保剂在0て.以下不能施工,北方船厂无法在秋冬季
方向发展。VOC法规、 REACHI法规和欧盟《杀菌节施工该类型涂料。但涂料水性化仍然是节约资
剂产品指南》等相关环保法规和公约规范推动了源、消除对人类健康影响和保护环境的一个主要
防腐涂料的发展。造船行业也不例外。现阶段我导向。
国正处于造船大国向造船强国转变的关键时期,1.2功能性涂料
面对挑战,深人开展节能减排技术研究,增强综合
船舶的金属结构和海洋复杂环境使船舶上的
竞争力,促进可持续发展是当前面临的共同任务。工作和居住条件相当不好,为改善船舶内的生活
船舶涂装作业是船舶建造和维修的最大的污染和工环境,必须动用大量设备和工具以达到很好
源,涂料技术是从源头上控制环境污染和达到节的效果。目前最常用的是热反射型船壳涂料、甲
能减排目标的有效手段。
板涂料和隔热凃料。此类型涂料可以大大減少太
阳的热效应,从而减少空调运营等相关成本。此
1节能环保涂籵的类型及特点
类型涂料问题是:VOC控制比较困难,节能效果
水性涂料
评定技术和指标难以确定,不能很直观地看到节
水性涂料是以水取代部分有机溶剂的一种涂能效果而难以被推广。
料。当前使用的水性涂料还含有一定量的醇类或1.3防污涂料
类等作为浴剂或者助溶剂,但其含量仅为溶剂
当前的污损控制凃层解决方案限制了船舶的
型的1/4~1/7,具有很低的VOC和HAP,减少大运营模式,船舶在停航闲置期间会产生大量的污
气污染,节约石油资源,足很好节能环保涂料。但垢。现今对于污损控制要求越米越高,船舶防污
水性涂料料分散性较溶剂型凃料差,会影响其涂料是船舶涂料屮最特殊和最重要的品种,也是
耐候性;对工件表面的润湿性差漆膜容易产生弊保护海洋环境最直接的船舶涂料。日前防污节能
病;蒸发潜热足一般溶剂3~7倍,蒸发速度慢,闪环保涂料主要有:低表面能防污涂料(低摩擦力
干时间长或需要低温烘干;对施工环境的温度、混防污涂料)和仿生型防污涂料
度和空气流連求格,工难度大。船单行业2节能环保型防污涂料的原理
和客滚
用水性涂料外,其它的海洋工程船、货船、油船等2.1低表面能防污涂科
目前国际知名的各大涂料公司前段低表面能
收稿日期:2014-04-03
防污涂料主要为低摩擦力的含有机硅、氟防污涂
修回日期:2014-(04-19
料,其主要原理如下。
第一作者简介:丁霞琴(1978-),女,学士,工程师
1)有机硅树脂中主链Si0链的健解
研究方向:船舶涂装工艺及生产管理
(443.5kJ/mol)远高于C0健(351kJ/mo
E-mail:dingxqkasc@126.Com
CC键(347kl/ml),加上硅的原子半径比碳的
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船舶节能环保涂料的应用一一丁霞琴,孔德阽
要大,i-0键对SiC健有一定的空间保护作形成亲水的低表面能,使海生物难以附着。具有
用,因此Si0键的高键能赋予了有机硅树脂突微相分离结构的医用高分子是理想的抗凝血材
出的耐高温性能远优于一股有机树脂。由于有机料,貝有微相分离结构的涂层同样可能是一种理
性树脂中的甲基朝外排列可以围绕Si-(0键旋想的抗污损材料。各国科学家对大型海洋生物的
转,分子间作用力极小,导致有机砫树脂具有很低表皮结构、海洋活性防污损物质等做了大量研究,
的表面能及表面张力
这些研究一方面寻找高分子防污材料,对一些生
2)氟树脂是一种结晶性高分子聚合物,具有物的表皮状态进行模仿,赋予涂层特殊表面能;另
很低的表而能,化学性能稳定,即使在高温下,浓一方面寻找天然防污剂。美国佛罗里达大学材料
酸、浓碱、强氧化剂、及大多数有机溶剂对它也不科学研究小组就根据鲨鱼的表皮原理研制了一种
起作用,不会产生任何质量变化或膨胀现象;具有对环境无害的房屋涂料。表面由无数细小的菱形
优异的耐高、低温性,能够长期在-195~250℃凸起物组成,在显微镜下可以清晰地看出其图案
之间使用。因此,可以用氟树脂与其它有机硅树组成,在试验室测试中该仿生物涂料的防污、減助
脂及适量配合剂制成具有高性能、多用途的防粘效粜明显。
涂层3
3)低摩擦力的傩涂层泡入水中后,佳刷与3低表面能防污涂料的节能环保特点
水之间形成一个水凝胶微层,形成物理型污损防
1)节能,无毒,环保。目前自抛光防污漆是
御.水凝胶微层中的杀菌剂激发了水凝胶的活以氧化亚铜为主要防污剂,虽然现已成为船舶防
性,被杀菌剂激发的水凝胶增强了防污作用,大幅污涂料的主流,但在一些国家和类型的船舶上应成
延长了无污垢期,并有效提尚了燃油效率。涂层用受到限制,?为它需要不断向环境释放有害物
的高效表面防污机理可减少高效杀菌剂的用量,质,不像有机杀生物剂可以自然将解。防污剂渗
能有效保持海域环境中的生物膜不受破坏,对海出率的评定技术和降低船体表面摩擦力的性能评
洋环境的影响更小。
定技术正在发展之中,它将用数据支撑有机硅低
2.2仿海洋生物防污涂料
表面能防污涂料优势。
海洋生物大多具有抵制附着海生物的作用
表1为64000散货船在5午营运期内防污
大型哺乳动物如海豚的表皮能分泌出特殊黏液,剂和固体有害物质排放总量对比
表164000t散货船在5年营运期内防污剂和固体有害物质排放总量对比
对比项
白抛光
有机硅婵性体
两种防污漆
防污漆兀低表面能防污漆/兀
总量比
单船防污漆总用最
4840
2560
1.7帝
防污剂释放量
16倍
不能自行将解有机物质总量
4183
55倍
間体物质自行降解率
14%
6.8倍
由表1可见,有机硅弹性体低表面能防污漆物,或者在粘附后可以容易地自动清洗,保持船底
的节能环保的优势所在。对于油漆厂家而言,由表面的光滑性,达到表面自清洁。但是在船舶闲
于底表面能涂料的作用机理几乎没有化学物质的置期由于没有一定航速而产生了大量海生物附
释放,它不含任何毒料,不受当前国际环境法规和着。含嗣的低表面能防污涂料可以保持船体表
约的限制,是目前最为节能环保的涂料之
面长期的活力,表面的灵活水凝胶的杀灭效果使
2)挥发性有机物质含量(VOC)低。低表面得船体表面特别光滑,能够维持更长的洁净时间
能防污涂料一般固体份含量比较高,一般都在而生物膜不受破坏,对海洋