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国内钛及钛合金防污技术现状

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国内钛及钛合金防污技术现状

发布日期:2020-12-31 作者: 点击:

一方面大型远洋船舶防污漆的国内市场一直被国际跨国公司所垄断,另一方面我国自有防污涂料技术长期处在落后、模仿和跟踪发展的地位,因此,我国自主品牌的防污涂料产品只能在军舰涂装和近海渔船市场的夹缝中谋求生存和发展。至今,我国自主品牌的防污涂料产品仍以青防污漆、氯化橡胶防污漆等传统溶解型防污漆为主,而这类防污漆在发达国家已经被禁用和弃用。国内的技术水平同欧美发达国家相比仍然存在着明显的差距。

钛合金加工.jpg

近几年,国内外有关新型防污涂料的文献专利报道非常可观,涉及到无锡自抛光、可控溶解型、生物防污,化学仿生、纳米缓释、碱性防污、生物酶防污、低表面能、导电防污、结构仿生、荧光防污等诺多技术特征。概括起来,可以归结为释放型防污涂料和非释放型防污涂料两大系列。释放型仍以自抛光或溶解型防污涂料为设计思想,重点研发生物提取物或人工合成仿生的防污剂、以及生物酶和强性物质作为防污剂,进而发展纳米缓释等技术更好地实现各种低毒、环保防污剂在涂层中的可控有效释放,达到高效防污的目的。低表面能、导电防污、结构仿生、荧光防污等非释放型系列防污涂料则依靠涂层特定的物理作用机制达到无毒长效防污的功能图。

低表面能防污涂料由于其无毒及独特的防污机理越来越受到重视,我国洛阳船舶材料研究所对低表面能防污涂料研究较成熟,己经有多种产品供舰船防污使用。但此类涂料存在与底漆配套性差,重涂性不好等问题,目前国内外正进行这种涂料的改性研究,以期获得更好的防污效果。

我国国家海洋局第二海洋研究所研制成的辣素防污漆、是从天然无污染的辣椒中提取生物活性物质与有机粘土复合而成的,不会杀灭附着的海洋生物,而只起到驱赶作用。该涂料经在南海、东海、黄海及北太平洋等海的7艘船上的涂覆试验,结果表明辣素防污漆具有明显的防污效果。

我国海洋广,附着的海生物种类繁多,其中主要有石灰虫,牡蛎、藤壶、各种藻类及树枝虫等。在海水环境中使用钛结构件,必须采用相应的防污措施。

目前已经研究了多种防止海洋生物污损的方法,如涂装防污漆防污、电解海水防污、超声波防污、生物醐防污、低表面自由能防污等方法。目前国内可采用的解决海生物生长的措施有以下几种:

(1)可采用国内舰船现用的氧化亚渗出型涂料,其防污有效期为3年。

(2)采用电解海水制防污:即电解海水,产生了氯气,氯溶于水中成为ClO -1,为不稳定的强氧化剂,其浓度只要达0.01PPm,就可以保证海生物不附着,或被杀死。由于次氯酸极不稳定,不久又重新变成NaCl回到海水中,因此不会对环境造成污染。

(3)采用电解铜、铝电极综合防污技术:因氧化亚铜是抑制生物附着的有效物质,所以在中小型船上,可装上铜阳极,通过小直流电,电解产生Cu +离子,当其浓度达到5PPb时,即可防止海洋生物的附着。电解铝阳极生物产生Al(OH)3粘胶,可保持Cu + ,使其效用更长,同时Al(OH)3附在管壁上,起到了防蚀作用。

新型船舶防污涂料有无锡自抛光船舶防污涂料、低表面能船污涂料、含生物活性物质的船舶防污涂料、电解船舶防污涂料、硅酸盐船舶防污涂料、纳米技术船舶防污涂料等。这些船舶防污涂料防污效果好、无毒、防污时间长、成本低、防滑、使船阻力小、维修频率小、性比差大。新型铅舶防污涂料有广阔的国际市场及开发潜力大,随着性能优异的新品种的开发以及研究的深入,新型无污染防污涂料达到实用价值为期不远,也将为实现无污染的海洋战略做出重大贡献。无毒、节能和高效将成为舰船新型防污涂料的三个重要特性,而要实现三者的完美结合将是非常困难的。从国内外防污涂层技术的现状与最新进展不难看出,释放型防污涂料尽管相对易于实现高效防污的目的,但是不能很好地满足越来越高的环保要求,难以做到无毒和节能。非释放型防污涂料技术是无毒防污技术的发展方向,其中的结构仿生及导电等技术短期内难以获得突破,而低表面能防污涂料已经获得市场应用,并且其适用船舶和应用范围都在不断扩大。未来舰船长效防污涂料的发展目标是比较明确的。①进一步提高防污失效②满足海军舰船的航行特点;③限制重金属的使用与排放④低毒或无毒;⑤满足VOC法规的要求。2001年,美国海军系统司令部开始一项防污涂料发展计划,目标是将防污期效由6年提高到12年,满足12年坞期的技术要求,同时开始限制防污漆中铜的释放量(渗出率<10μg/cm 2/day)。


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