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海洋防污涂料基体树脂的现状和发展趋势

http://www.pcrm.hc360.com2012年03月05日08:39涂料涂装资讯网

桂泰江,于雪艳

(海洋化工研究院,山东青岛266071)

  摘要:综述了防污涂料基体树脂的历史、现状和发展趋势,重点描述了防污涂料用的主流树脂技术和潜在可商业化的防污涂料树脂技术。

  关键词:防污涂料;树脂;发展趋势

  0.前言

  随着环境保护法规日趋严格,顺应发展低碳经济的要求,一系列与涂料相关的法规和公约已开始实施,对世界涂料技术的发展产生了根本性的影响。如各国的VOC法规、国际海事组织(IMO)的《国际控制船舶有害防污系统公约》(AFS公约)、《船舶压载舱保护涂层性能标准》(PSPC)、欧盟的《杀菌剂产品指南》(BPD)和REACH法规等促进了海洋涂料技术的发展。防污涂料是海洋涂料中最重要的品种之一。随着《国际控制船舶有害防污系统公约》(AFS公约)的生效,有机锡防污涂料已全面退出市场,防污涂料朝着不含有机锡、低氧化亚铜含量、不含重金属杀菌剂和无杀菌剂的方向发展。作为防污涂料的核心技术——树脂技术对防污涂料的性能和环保型起着关键性的作用,科学家和各大海洋涂料公司对防污涂料基体树脂的研究具有极高的兴趣,投入了大量的精力和经费。本文综述了防污涂料基体树脂的历史、现状和发展趋势,重点描述了防污涂料用的主流树脂技术和潜在可商业化的防污涂料树脂技术。

  1.防污涂料基体树脂应用的历史

  古代就有用石蜡、焦油、沥青来保护海洋船舶的。公元前5世纪希腊人、罗马人用的是石蜡、焦油和铅来保护他们的木船,3~15世纪,沥青被广泛用于船只保护,有时与树脂或油脂混合使用,如哥伦布的船队涂覆了沥青和油脂的混合物。1682年英国海军涂上焦油、油脂、硫、沥青和硫磺的混合物,保护木制舰船。18世纪中期开发了各种各样的涂料,将有毒物分散在树脂中。流行的防污剂有Cu2O、砷的化合物和HgO,溶剂有松节油、石油和苯。19世纪末广泛使用的是意大利Moravian漆和McInness热塑漆,用作基料主要有亚麻籽油、焦油。1906年,美国海军开始试验热塑性防污涂料。1908-1926年广泛使用的几种涂料主要是将红色氧化汞混在虫胶、酒精、松节油和松香。可以看出从古代到二次大战之前防污涂料基体树脂主要是天然物质;二次大战后,随着高分子科学的发展,树脂合成技术的提高,各种新型的合成树脂在防污涂料中得到了大量应用,几乎包括所有的树脂种类(丙烯酸树脂、乙烯树脂、环氧树脂聚氨酯树脂和有机硅氟树脂等)。

  2.防污涂料基体树脂应用的现状

  2.1用于传统的基料不溶型和基料可溶型防污涂料的基体树脂

  2.1.1用于传统的基料不溶型防污涂料的基体树脂

  用于传统的基料不溶型防污涂料基体树脂主要有氯化橡胶、丙烯酸树脂、氯乙烯与醋酸乙烯共聚物和氯乙烯与乙烯异丁基醚共聚物等。氯化橡胶由于在生产过程中采用了卤代烃作为溶剂,存在环保问题,大公司已不采用该树脂。氯乙烯与醋酸乙烯类防污涂料存在固含量低、VOC高的弊端,也很少使用。目前基料不溶型防污涂料主要以丙烯酸树脂、氯乙烯与乙烯异丁基醚共聚物为基体树脂。基料不溶型防污涂料机械性能好,耐大气曝晒,但在海水中不会抛光和溶蚀,防污期效2~3a。

  2.1.2用于传统的基料可溶型防污涂料的基体树脂

  传统的基料可溶型防污涂料的基体树脂主要是以松香为主。松香中含85%~90%的酸性物质,其中松香酸是最主要的。一旦与海水接触后松香中羧基立即与海水中的钠钾离子反应,涂层有高的溶解性。松香的溶解和Cu2O的渗出会在该类防污涂料的表面形成不溶盐层,影响了防污剂的渗出。这些涂料的另一个缺点是当松香含量超过某一特征值时船速越高,溶蚀越快。另外松香基防污涂料暴露在空气中易被氧化,因此在坞修时要求涂完涂料后短时间内下水。该类防污涂料的防污期效较短,只有1~2a。

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