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1、环氧防污漆在热带、亚热带海域的应用广州涂朴研究所梁枝荣广东省渔抢修造厂谷绍华本文介绍我国援也渔轮,选用长效船 底漆,改进施工 工艺,在印度洋红海地区各渔 场使用,取得了显著的效果。一、前言渔轮属海上作业船,长期处于海洋环境下工作,受海水 的腐蚀和海洋附着生物的污损,平时靠岸保养的机会较少,因之船体遭受严重的损坏。尤以南海地区的渔轮为甚。每年的钢板割换率达,一艘新造渔轮约一年二次大修期便将船体钢板拆换约以上,带来国家的损失,也直接妨碍渔业的生产。广州制漆厂与南海海洋研究所,广州老化研究所及有关单位共同协作,经过十二年的时间研究成功一套适应南海、东 海、黄海、渤海地区使用 的船底漆。为了提高我 国
2、援外渔轮油漆质量,为进一步考核这套新型船底漆在印度洋海域的试验效果,我们选用本套长效船底漆,改进了施工工艺,于一九七五年九月及一九七七年十月在我 国援助民主也门共和 国的两批渔轮上涂装试验。第一批至一九七八年四月共历时三十二个月的试验,效果 良好,超过 了日本、苏联在南也门的渔轮防锈防污水平。采用这套新型船底漆能保持船舶航行速度,增加海上运输量,提高渔业生产的出海次数,减少停航维修时间,节约修理费用,本文特将试验情况论尘。本文 内渔轮在印度洋的试验数据和情况,承广东省水产局援外办公室以及我国驻亚丁渔业专家组提供,特此表示谢意。二、热带海域对防污漆的要求在世界各海域有八千多种植物,五万九千种海洋
3、动物,其中有八百多种附着植物和一万八千多种附着动物,这些附着物的幼虫或胞子能够漂浮或游动,发育到了一定阶段后,就在船底,水下建筑物或岸边的岩石附着定居下来。我 国南海海域的汕头港、湛江港、榆林港属亚热带和热带海港,水温高,盐份大,附着物品种多,繁殖快,每 年以克克的速度生长,附着生物危害性较大的品种主要是藤壶、牡蜗、苔鲜、水媳等见附照片。这些都是热带和亚热带海洋常见的附着生物群落,它们附子船底后终年过着定居生活,使船底被重重迭迭包围,形成一个厚达十余厘米的堆 积层,使船舶速度下降以上。例如照片是远渔轮加个月后船底附着海生物的严重情况,船只被迫停航维修。照片照片牡蜘藤壶苔朴鲜水媳为了解决船底的污
4、损,目前认为比较有效的办法是采用防锈防污漆涂刷于船底 部位,它能有效地防除海生物的附着和防止海水对钢板的腐蚀。世界上许多国家都有从事这方面研究工作的报导。根据翻阅 到的资料目前的应用实际水平是二年至三年左 右见表。船底被海生物附着表长效船底漆国外目前应用水平表几种防污漆性能比较工味施气污效防期剂份溶成防锈 种一主期效 丹防污期效 月防污漆 品种毒料成份家一国一年脾年煤焦沥青型金属颜料沥青型氯化橡胶型乙烯型环氧沥青防锈乙烯防 污环氧防锈乙烯防污聚酚玻璃片防锈氯化 橡胶防污环氧沥青防锈 氯化橡 胶防污氯化橡胶型环氧沥青防锈乙烯防 污乙烯沥青型乙烯型氯化橡胶型环氧沥青 一防锈乙烯、尽,防轰以上乙烯防
5、污漆有机锡环己酮乙烯防污漆,环己酮过氯乙烯防污。较大较大较大有机锡。环己酮丁醋右以上过氯乙烯防。国国国国国美美美美美污漆有机锡环己酮年年。年三较大以上黝丁靡氯 化橡胶防芳香族较少国国美美日本污漆一,环氧防污漆、,有机锡芳香族较少了环氧 防污漆芳香族较少国国英英英国加拿大环 氧防污漆芳香族二较少威联挪苏近二十年来,我国禅粉使用雨船底漆直是采用恤一,执一和翔。一士一套三种牌号的物青型涂料“日牌号称,“,便用效某一年左右,我们认为是不适应援助亚非拉国家渔轮的要求。为了选择防污效果好对人体毒性少施工气味少成本较低又便于大生产应用的产品,因 以对环氧、过氯乙烯等八个长效防污漆的品种作了比较,以求选择优惠
6、的产品。表所列是四一八南海协作组经过十二年的时间研究成功的防污漆品种,有些产品 有较高的防污效某,在海港试验甚至达到五年、六年的水平。但从渔轮使用方面考虑,具有两年以上防污期的坏氧防污漆已基本上达到了要求。一种防污漆能满足热带海域使用,它必须是漆膜有足够的毒料储藏,和 以一定的数量渗透到海水中,以达到防除海生物附着,因此,访污漆品种的选择关系到这种油漆采 用毒料的成份、数量和树脂,助剂的选择及配比的关系。作为涂用子船底长期受海水浸渍和必须有防污特性的防污涂料,其漆膜应有理想的物理与化学性能,漆膜既要坚韧耐久,又要具有能均匀渗出毒料的琉松表面。防污漆的作用机理是漆膜中的氧化亚铜等毒剂与海水接触后
7、,以,干等离子或分子如三个基锡或三苯基锡等等的形式,逐步向海水溶解,在漆膜表一面形成有毒溶液的“薄层”,这种“薄层”内有毒物质的离子或分子能排斥或杀死海洋附着生物的胞或幼虫,平、十十具有凝固有机体 内蛋白质的作用,以达到杀死海洋附着生物 防止船底被污损的目的。目 前,防污漆来用的毒料普 遍以为主,对海水污染较大一般很少采用。对海洋附着生物的致死量,一般人认为十在海水中含量不低于“天,但从南海海域的实践证明,斗渗出的有效临界值应该是天才能更有效地适应热带海域的应用。因此,船底防污漆是船底表面一个毒料的“仓库”,漆膜的毒料不断向四周海水渗出,因之若要维持长时间内防污漆有效,必须有相当的含量,从表几
8、种防污漆的性能看出,要求具有三年以上期效的防污漆,其配方用量不低于,而且还要保证一定的漆膜厚度,但从渔轮使用的要求来看,有三年左右的效果已基本满足要求,所以选择用量 为配方,从经济角度是有一定的意义的。用量只能说明防污漆中毒料用量的多少,如何控制和调节毒料的合理输出速漆基中松香用量与毒料渗出的关系各种合成树脂有不同的成膜性能,使成膜后的理化性能也有很大的差异,在防污漆中它们对毒料也具有不同的封闭性,一般是利用松香酸在海水中有很快的溶解速度的特点来调节漆膜以合理的速度向海水溶解,以达到均匀渗毒的效果。松香用量少,漆膜的溶解性 能改善不大,十不易渗出,松香用量 增加,有利于漆膜在浸海后期保持空隙畅
9、通,不致将漆膜底层的毒料通道堵住,可起到提高渗出的作用。将松香与环氧酷的 用 量进 行,和,的试验其漆膜渗铜曲线如图。度,是防污漆的关键,防污漆膜在海水中受盐度的影响,使十的渗出有直接关系。据报导海水温度每升高华氏 一度,的渗出速度相应增大微克。在南海海域要保持一“天的速度向海水渗出,这涉及防污漆成膜物质的树介 二全于士资呈碑 咨乡,么,匆少 气丫与勺气匕一扮一一尹,宁一当一忿丁 气尸丫一准 吮卜炸了脂选择,松香的用量及毒料包括辅助毒料颜料在防污漆中的体积浓度,这些因素都直接影响漆膜的渗出。防污漆应用树脂的选择从表所列防污漆品种,过氯乙烯、氯腊共氯体、氯化橡胶、环氧醋等几种合成树脂都能适应防污
10、漆配制的要求,唯环氧醋作为防污漆的应用 目前未见报导试验配方认为只要用料恰当,是可以获得适应热带和亚热带海域应用的防污要求的。由于环氧醋对物体表面有较好的附着力和一定程度的耐水性,而又不是极好的耐水性,它的分子结构含有醋基,在微碱性的海水中能慢慢水解,使漆膜呈疏松的表面而导致十的渗出,成为长效能的防污涂料。防污好坏还决定于防污漆组成漆基中松香用量,颜料毒料在漆膜中的体积浓度等。图松香 比值与渗铜率湛江港实海 渗出渗铜曲线表 明松香越 多,十十渗出量越大,如果以南海海域的临界值为干一“天的浓度渗出,应该选择松香比值为合适。颜料毒料与漆料比例防污漆中颜料部份包括氧化亚铜、氧化锌、铁红等。变动防污漆
11、中颜料体积与漆料的比例,对防污漆中铜离子渗出率影响较大。增大颜料体积,也就是减少漆料用量,降低漆膜的封闭性,形成漆膜疏松,渗水性增大,铜离子容易渗出。试验表明,铜离子是随着颜料体积比的增大,渗出率随之增高。环氧醋防污漆颜料总体积用量大于时,漆膜过于疏松,容易开裂脱落,低于。时封闭性大,毒料不易渗出。刁,忿产一艺梦爷份公一二一二,沙一,尸咭一下下不幻止才,通一之,图涂漆道数与防污效果留心夕气喊冬舒图试样浸湛江港一年后渺定铜 离子渗出率。环氧醋防污漆是依据上述条件试验后 而设计的配方,经过海港挂板试验是有良好的防污性。另方面。环氧防污漆采用重芳等芳香族溶剂,施工气味较少,没有像环已酮气味那么难受,
12、而且成本较低,便于推广应用,在渔轮或远洋轮船亦能合符使用要求。定在一定时间内下水,认为可以防止漆膜因受老化而开裂,毒剂失效。例如沥青型防污漆曾经规定在四小时或八小时内下水。这样对施工的安排带来不少麻烦,。环氧防污漆不会像沥青那样易于受 阳光作用使漆膜不稳定,对涂后下水时间有较宽的要求,将。防污漆分别规定在小时,小时,小时和小时的下水试验,经过实海渗铜率的测定,认为影响不大,漆膜干后在这么宽的时内下水,渗铜率仍能保持在临界值以上见图。三、施工工艺的选择防污漆要达到长效,施工工艺是一个很重要的因素,比如施工表面的清洁,新钢板氧化皮的清除,涂漆道数,漆膜厚度,涂漆的间隔时间,和最后一道漆的下水间隔时
13、间等,都应有严格的要求。防污漆漆膜厚度与防污期的关系防污漆的防污效能是靠漆膜内 渗出毒料,漆膜越厚,蕴藏毒料越多,防污期效就越长,将。防污漆作实验,涂刷 道数分别为,道,每道漆膜厚微米,一齐放置在湛江港浸海实验,将实验结果绘出曲线图。从图的结果可以看出涂漆施工道有效期年,道年,道也是年,、因此,我们选择涂装道漆膜相当于微米左右,这样防污期效能保证在年以上,如果采用高压喷涂施工技术,可 以减少涂漆次数,提高工效。漆膜干燥后下水时间的选择防污漆过去习惯涂刷完最后一道油漆规图漆膜千操时间与渗铜率关系漆膜干湿交替使用性能试验渔轮的维修保养虽然有规定时间,但往往也会因特殊情况而中途排入坞修理。过去每上排
14、一次都必须重涂防污漆,这不但浪费油漆,而且增加工时,影响下排时 间,。环氧防污漆是能够适应在两年内上下排次的特殊要求,曾作如下 的实验将防污漆涂板浸海半年,取出日晒十五天,再下海浸半年,再取出晒干,如此反复试验直至防污失效,。防污漆基本能经历年时间的考验而未失效。一氧化皮与钢板腐蚀的关系一九七年在一艘渔轮上,钢板除净氧化皮后,涂本套防锈漆进行试验,防锈效果良好。一九七二年在四艘新造渔轮上涂本套漆进行试验,钢板氧化皮未除,防锈能力不理想,最后 三年船体被锈蚀,锈蚀部位多数在氧化皮脱落处。一九七四年新造批吨级冷藏船,船体钢板氧化皮未除,涂沥青型船底漆,一年后在广州船厂进坞保养,发现船体严重腐蚀,经
15、测厚局部孔蚀达左右,成带状腐蚀。经分析,严重腐蚀处多数是水火弯板和火工校正部位,氧化皮未脱落处钢板无腐蚀。一九七五年新造匹拖轮,一年半后上排保养,船体钢板未除氧化皮,船体无腐蚀,船体箱型龙骨底部严重孔蚀,经分析,箱型龙骨由于加工过程中弯压使氧化皮龟裂脱落而产生孔蚀。综合上述情况,氧化皮对钢板是什么关系,从六机部十一所报导国外防锈防腐资料中,与南海渔轮腐蚀情况对比,基本相同。氧化皮与基休钢材沉浸在海水中,呈现了接近紫铜与裸体钢之 间的电位差,从而产生强烈的电化学腐蚀,基体钢材为阳极受到腐蚀,表为国外所作对比分析资料。表氧化皮与钢材腐蚀的关系和阳极,必然会产生孔蚀,局部孔蚀速度比表所列的平均速度要
16、快倍。因此为了防止钢材在海水中迅速地腐蚀,海船船体表面的氧化皮应清除干净。本工艺要求钢板出白。外部涂环氧富锌车间保养底漆,船体钢板内部不涂底漆,合拢后除防锈漆。防锈漆的配套长效防污漆必须有长效防锈漆与它配套应用才能发挥作用。众所周知,环氧沥青是比较理想 的水下涂料之一,由于环氧树脂含有极高而不易水解的脂肪经基和醚键,漆膜附着力好,耐化学药 品性高,又 因其结构为刚性的苯核和柔性的烃键交替排列,使漆膜物理机械性好,它与煤焦沥青配合使用,以聚酞胺固化成膜,具有优 良的耐海水性和耐电化学腐蚀。采用环氧沥青防锈漆,漆膜在微米厚度,防锈效果可达五年以上,耐阴极保护电位一伏。由于固化型环氧沥青漆膜坚硬,防污漆不易附上,经过采用氯化橡胶漆为中间层,提高了漆层之间的粘附力,使面层防污漆能耐海水冲刷,又能耐干湿交替条件应用而不降低防污作用。经反复试验,防污漆与防锈漆的合理配套见表。合理的配套的使用,防锈效果为五年,防污期年。由于有了优良的防锈底层涂料,渔轮经年后上排只要将船底稍为清洁后,再涂二道防污漆,就可 以继续使用,直至船体中修五年才要
