生物低表面能船舶防污涂料

该发明公开了一种生物低表面能船舶防污涂料，由低表面能树脂、生物提取物（辣椒素、甲壳素）微胶囊、纳米二氧化钛、微孔型二氧化硅及溶剂组成。该发明以辣椒素和甲壳素为防污剂，经过微胶囊缓释化处理，结合纳米改性低表面能涂料的优点，从多方面防污，主要用于海洋船舶防污处理，而且由于该涂料自洁性、耐腐蚀性、耐高温性和耐侯性等优点，还可以用于桥梁重防腐及海洋工程构件等防腐防污处理等领域。     

抗菌低表面能复合型海洋防污涂料的研究进展

海洋生物污损给海洋工程与装备带来了巨大的困难与挑战,低表面能型海洋防污涂料由于环境友好,近年来已发展成为防污涂料研究与开发的重点。通过在低表面能防污涂料中引入抗菌剂,制备具有复合功能的防污涂料,可进一步提高涂料的综合防污能力。针对该技术背景,首先对海洋防污涂料的技术原理和低表面能防污涂料的研究现状进行了简要介绍,分析了该类型防污涂料的技术优势,同时提出了其静态防污能力差、对细菌型污损生物抗污性能弱的技术短板;然后,围绕低表面能防污涂料抗菌复合改性这一焦点问题,从添加型和结构型2种抗菌复合改性方式入手,分别阐述了各自涂料的适用抗菌剂种类、主要制备方式和改性后涂料综合防污性能的相关研究成果;在此基础上,梳理了以上2类抗菌复合防污涂料存在的问题,并提出了针对性的解决途径;最后,提出了无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂应用于防污涂料的未来研究方向,并对抗菌低表面能复合型海洋防污涂料的发展与应用前景进行了展望。     

船舶低表面能防污涂料现状及展望

防污涂料是船舶等海洋装备的重点防护材料,对于海洋资源的开发利用有着及其重要的作用,本文对国内船舶防污技术进行了简要介绍,总结了船舶低表面能防污涂料的研究进展,分析了船舶低表面能防污涂料的研究方向,并对船舶低表面能防污涂料未来发展进行了展望。     

有机硅防污涂料的研究进展

随着海洋环保意识的提高,环境友好型防污涂料应运而生。有机硅防污涂料利用物理手段抑制生物污损,不对海洋环境造成污染,目前得到了广泛的开发和使用。然而有机硅材料自身的结构特点,导致有机硅防污涂料存在很多缺陷,需要对其进行改善。介绍了聚合物改性有机硅涂料、微纳米粉体改性有机硅涂料以及有机硅仿生复合防污涂料体系的研究进展,指出氟硅改性有机硅在保证有机硅涂料低表面能特性的同时,可提升涂料的机械性能。聚氨酯改性有机硅和丙烯酸改性有机硅,利用聚氨酯和丙烯酸树脂对基材优异的附着力,从而提升有机硅防污涂料与基材的附着力。微纳米粉体改性有机硅,最重要的特点是可以与树脂改性同时进行,从而实现双效防污的效果。应对仿生技术的发展,构建有机硅仿生复合防污涂料,通过模拟海洋生物的生物特性,实现长效持久的防污效果。最后提出未来有机硅防污涂料将向着多重改性、复合防污的方向发展。     

海洋舰船防污涂料综述

目前舰船的腐蚀污染,海生物污损问题已经相当严重。这已经成为如今舰船急需解决的一个重大问题。本文介绍了防污技术的防污原理以及防污技术的一些新发现。简述了几种目前效果比较好的防污涂料如:低表面能涂料、纳米材料、防生涂料、无锡自抛光涂料、可辐射涂料等,这些涂料都可以有效进行防污。同时也分析了这些涂料在研制,使用过程中存在的一些问题。提出一种新型含有辣椒素的防污涂料,它可以在不破坏生态环境的前提下很好地完成防污任务,而且防污时间、防污效果都有很大的提高。由于现在防污漆不仅要有防污作用,而且还要不破坏海洋生态环境,不破坏海生物之间的食物链,所以这种含有辣椒素的防污漆有很大的发展前景。     

舰船防污涂层技术的发展现状与趋势

分析了国内外舰船防污涂层技术的发展现状及新型无毒防污涂料研发的最新进展,指出新型防污涂层技术将向着防污涂料的无毒化、成膜物质的水性化、颜填料的超细化和防污机理的协同化方向发展,低表面能防污涂料将成为无毒防污涂层技术发展的主流.     

PTFE/FEVE氟碳防污涂层的表面特性与海藻附着

以FEVE氟碳树脂为成膜物、超细PTFE粉末为低表面能功能添加剂,试制了PTFE质量百分比分别为10 %、20 %、30 %的氟碳防污涂料,利用扫描电镜和表面形貌仪试验研究了涂层中PTFE含量对涂层表面形貌的影响,借助生物学方法、体视显微镜和图像分析方法研究了涂层表面特性对海洋微藻(舟形底栖硅藻)和大型藻(水云藻)附着的影响.结果表明,随着防污涂层中PTFE含量的增加,涂层的表面粗糙度降低,平滑性和致密性提高,涂层上底栖硅藻和水云藻的附着量随之减少.     

防海生物污损材料研究现状

舰船长期在海洋中行驶,受到海洋生物的污损,会增加舰船航行的阻力,增加燃油消耗。本文介绍了海生物附着特点和机理以及防海生物污损材料的研究现状。低表面能涂料是当前广泛使用的防污材料,其利用自身表面能低的性质使海生物在舰船上的粘附力下降,进而达到防污损目的。超疏水材料和仿生材料在自清洁、防腐蚀等方面所展示的独特性能,已成为防污损材料领域的研究热点。在综述分析防污材料研究现状的基础上,针对存在的问题和不足,提出了防污损材料今后研究发展方向。     

船舶表面微结构防污技术研究进展

海洋污损生物对船壳浸水表面的危害十分严重,基于表面微结构的防污技术是一种绿色防污方法,不会对海洋生态环境造成任何危害,近些年来得到了重点研究。文中分析了自然界中多种具有自清洁能力的动植物的表面微观结构特征;总结了表面微观结构防污机理研究方面的进展;阐述了几种现有的微观结构防污理论模型:ERI模型、纳米力梯度模型以及SEA模型。对当前常用的微米级结构、纳米级结构以及微纳复合结构的加工方法进行了综述;分析了目前微结构表面防污性能常用评价方法:实船试验方法、浅海浸泡试验方法、接触角试验方法、附着力测量试验方法以及生物附着试验方法。基于细菌、石莼孢子、硅藻和藤壶金星幼虫等典型海洋污损生物,对表面微结构的防污特性进行了分析,提出深入研究海洋污损生物的附着机理和表面微结构的防污机理,进而建立表面微结构的设计基准。多尺度微纳结构的快速精准加工和完善防污性能评价体系,是表面微结构防污发展中面临的难题和未来发展方向。     

广西梧州龙鱼漆业研制出船舶防污涂料

广西梧州龙鱼漆业有限公司研制出一种船舶防污涂料,相比较于现有技术,该涂料具有优良的环保特性,能有效防止大型藻类植物的附着和阻止海洋细菌生长,防污效果佳,减低了航行阻力,降低油耗,防污时间持久,能维持36～40个月.     

防海生物污损材料的研究

通过海上挂片试验,研究了几种常用材料的防海生物污损性能,铜材的防污性能最好,低表面能材料如聚四氟乙烯,硅橡胶等防污性能优良,聚氯乙类材料防污性能较差,而钛材防污性能最差。     

含丙烯酸甲硅烷酯共聚物基自抛光防污涂料的研制

目的制备高性能的含丙烯酸甲硅烷酯共聚物基防污涂料。方法合成了丙烯酸甲硅烷酯共聚物,制备了以功能性丙烯酸甲硅烷酯共聚物为基料,以氧化亚铜为主防污剂的自抛光防污涂料。通过红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)和差示扫描量热仪(DSC)对聚合物进行分析,并通过室内动态磨蚀率实验、深海挂板实验、耐淡水浸泡实验、物理性机械性能测试和减阻性能测试,分别评价防污涂料的磨蚀率、静态防污性能、耐淡水性能、物理机械性能和减阻性能。结果筛选出的优异配方防污涂料的磨蚀率为5μm/month,具有26个月的防污性能、2个月的耐淡水浸泡性能及优异的物理机械性能,且降阻率可达到4%。结论制备的丙烯酸甲硅烷酯共聚物基自抛光防污涂料,具有良好的防污性能、物理机械性能、耐淡水浸泡性能,且能够有效地降低船舶航行阻力,是一种高性能的自抛光防污涂料。     

不含铜类防污剂海洋防污涂料研制及性能

目的合成具有可控水解性能的丙烯酸锌基体树脂,用该树脂制备不含任何铜类防污剂的海洋防污涂料。方法两步法合成具有可控水解性能的丙烯酸锌基体树脂,用该基体树脂配以有机防污剂Econea、吡啶硫酮锌、吡啶三苯基硼烷等以及颜填料、助剂等制备不含任何铜类防污剂的自抛光海洋防污涂料。通过实海挂板试验、电化学阻抗性能测试、动态模拟试验对涂层进行表征。结果丙烯酸预聚物的数均分子量控制在30 000左右较为合适,即聚合反应温度控制在100℃、引发剂用量为8份时较为合适。采用自制的氢氧化锌、环烷酸以及丙烯酸预聚物制备的丙烯酸锌基体树脂具有良好的水解性能,制备的无铜自抛光防污涂料经36个月实海挂板试验验证,具有优异的防污期效。由于不含任何铜类防污剂,不会引起铝制基材表面电化学腐蚀,特别适用于铝制基材表面的防污。结论该不含任何铜类防污剂的环保型丙烯酸锌自抛光海洋防污涂料具有优异的防污性能,能够防止海洋附着生物对船底和其他海洋设施的污损,同时不会对海洋生态环境产生危害,特别是可以满足铝合金基材表面等对涂料有特殊要求的一些场合的防污需求。     

新型环保海洋防污材料研究进展

简要论述了海洋防污材料的发展历史及其防污机理,评述了新型环保高性能海洋防污材料的最新研究进展。自有机锡自抛光防污涂料被禁用后,基于聚丙烯酸锌、聚丙烯酸铜和聚丙烯酸硅烷酯的无锡自抛光防污涂料得到了广泛应用。为进一步提升其防污性能和环保性能,接枝防污官能团防污材料、生物降解高分子基防污材料、主链降解型自抛光防污材料、减阻型防污材料以及仿生防污材料成为当今的研究热点。介绍了席夫碱、草甘膦、苯并异噻唑啉酮等几种防污官能团的接枝方法及其防污效果,指出这类方法可提高防污剂的利用率,使防污剂释放更平稳,但实用化还需解决防污剂接枝改性后防污能力下降以及合成工艺复杂等问题。重点介绍了生物降解高分子基防污材料,特别是主链降解-侧链水解型防污材料的结构和合成方法。由于该类可降解/水解树脂具有良好的力学性能和水解可调控性,所制备的防污涂料即使在静态下,防污剂也释放平稳,因此可用于开发新型主链降解型自抛光防污涂料,以提高涂层的静态防污长效性,具有良好的应用前景。还介绍了通过对高分子树脂改性等方法降低涂层水解后的表面粗糙度,该类防污涂层具有良好的减阻性能。最后介绍了仿生防污材料的研究进展。     

金属表面新型绿色海洋防污功能膜层的研究进展

海洋中金属设备的生物污损会引起许多问题,如设备的额外能量消耗、高额的维护成本以及严重的金属腐蚀破坏,给海洋工程带来很大损失。在金属表面构建防污膜层是解决其海洋生物污损问题的重要途径。概括了海洋防污膜层的发展历程与金属表面环境友好型防污膜层的研究进展,并重点介绍了新型海洋防污功能膜层及其研究方向。目前,金属表面新型海洋防污膜层的开发主要集中于结构防污和功能防污2个方面。在结构防污方面,在金属表面构建仿生微纳结构,并以低表面能物质修饰,形成超疏水表面,能够显著提高其抗海洋生物附着的能力,达到绿色防污的目的;在功能防污方面,在金属表面制备具有可控释放防污抗菌剂能力的功能膜层,可以实现在环境保护前提下的高效抗菌防污,是未来研究的发展方向。层状双金属氢氧化物(LDHs)和金属–有机骨架(MOFs)材料具有合成物选择多样、微观结构独特的特点,自身具备抗菌能力或负载大量防污抗菌剂的能力,并可实现防污抗菌剂的可控释放,有望成为具有理想抗菌功能的新型海洋防污剂负载材料。     

仿生协同防污涂层的制备及性能

目的 将低表面能、仿生、纳米粒子防污技术相结合,制备出具有仿生协同效应的海洋防污涂层.方法 利用光刻法加工出带有负向形貌的硅板,以低表面能材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,加入纳米ZnO、仿渗型防污剂苯基甲基硅油(PSO)以及固化剂、分散剂等助剂,经固化倒模,得到表面具有微米级织构的仿生协同效应的海洋防污涂层.通过扫描电子显微镜、X射线能谱仪分析观察涂层的表面形貌及元素分布.通过立体显微镜、红外分光测油仪观察并测定涂层中PSO的渗出速率.通过拉伸试验研究涂层的力学性能.通过接触角测试和硬度测试研究涂层的表观性能.通过抗菌实验研究涂层的防污性能.结果 涂层表面具有规则且完整的微米级织构,由于PSO和纳米ZnO的添加,涂层的疏水性能和力学性能显著提升,10％ZnO含量的涂层具有最佳的力学性能和防污剂释放速率.表面具有圆柱形织构的协同防污涂层的抗细菌粘附效果最好,其细菌粘附率减少了90％.结论 该仿生协同防污涂层相比单一原理防污涂层具有更为优异的防污效果,通过纳米ZnO的加入调控了防污剂PSO的渗出速率,延长了涂层的使用期效,且不会对环境产生污染,具有良好的发展前景.     

某油田井下防垢剂加药管线开裂分析

对某海上油田井防垢剂加药管线出现开裂失效的原因进行了外观分析、材质分析、金相组织分析及扫描电镜分析,并选取现场用管材进行了室内静态腐蚀试验。结果表明,管线的开裂是由于材质不合格的管材和环境介质共同作用而产生,由此提出防止管线开裂失效的相应措施。     

金属塑性变形稳定性差别准则的试验研究

塑性变形过程中的稳定性是决定各类变形工序成败的关键。由于问题的复杂,严格的理论分析方法较少,在实际应用中仍采用经验公式居多。文章采用拉伸试验,根据塑性变形理论,推出了各向同性和各向异性材料在平面应力应变、空间应力应变等多种条件下的判断准则的数学表达式。