??
艦船新型涂料的研究進(jìn)展
張文毓
(洛陽船舶材料研究所，河南洛陽471003)
摘要:介紹了新型船舶涂料的種類。綜述了船舶用防污涂料、船體防銹涂料和艦用特種功能涂料包括吸波涂料、納米隱身涂料和其它新型涂料(防滑涂層、潛艇特征信號控制涂層、新型光觸謀涂料、新型室溫可逆變色涂料、新型熱防護(hù)涂料、熱障涂層和溶膠一凝膠涂層等)的性能和研究狀況。指出了其發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞:納米涂料;船舶涂料;防污;防銹;防滑
中圖分類號:TG178;TQ630.79文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
文章編號:1004一227X(2006)12-0006一04
1前言
海洋中微生物、植物和動物附著在艦船上并對之產(chǎn)生不利影響的現(xiàn)象稱為污損。污損不僅增加船舶的自重，減少船舶的載重，同時將大大增大船體的阻力，造成船舶航速降低和燃油消耗量增大。防止海洋生物污損的最有效的方法就是采用防污涂料。本文綜述了船舶涂料、船用吸波涂料以及納米隱身涂料等新型涂料的現(xiàn)狀和應(yīng)用情況。研究表明，在不久的將來一系列環(huán)保型涂料和先進(jìn)的電化學(xué)方法將在艦船和海洋結(jié)構(gòu)上得到應(yīng)用和推廣。吸波涂料因具有施工簡便、對目標(biāo)的外形適應(yīng)性強(qiáng)和武器系統(tǒng)的機(jī)動火力性能影響小等特點(diǎn)，倍受各國重視。納米隱身涂料是納米技術(shù)與隱身涂料的結(jié)合，是一種優(yōu)良的電磁波吸收材料，它不僅能吸收雷達(dá)波，而且能很好地吸收可見光和紅外線。因此，具有廣闊的應(yīng)用價(jià)值和前景。艦船涂料作為艦船主要防護(hù)手段之一，遍及艦船各個角落。艦船雖小，但其涂料品種齊全，幾乎涉及大部分工業(yè)涂料品種，是涂料工業(yè)水平的縮影和具體表現(xiàn)。
2新型船舶涂料的種類
涂料是將各種材料(包括有機(jī)樹脂為基礎(chǔ)的涂料、無機(jī)成膜物涂料、金屬、陶瓷等)采用適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚砑夹g(shù)和涂裝方法在底材表面形成具有保護(hù)、裝飾和特殊功能的材料。其中，最突出的特點(diǎn)是它的功能性，而針對國防軍工等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的需求而發(fā)展起來的涂料種類有船舶用防污涂料、船體防銹涂料、艦用特種功能涂料、吸波涂料、納米隱身涂料、防滑涂料、阻尼涂料、重防腐蝕涂料、防火涂料、新型光觸媒涂料等。
2.1艦船用防污涂料
在使用各類船舶去探索未知世界和開發(fā)利用海洋資源的歷史進(jìn)程中，就一直面臨著嚴(yán)重腐蝕環(huán)境和防除海洋附著生物的問題。在眾多防污方法中，采用船舶防污涂料和防銹涂料是船舶防污防銹方法中最方便和最實(shí)際的手段。目前防污涂料發(fā)展的主要方向有:(1)不含有機(jī)錫的自拋光防污涂料;(2)無錫的磨蝕型防污涂料;(3)無毒防污涂料(低表面能涂料、生物防污涂料等);(4)導(dǎo)電防污涂料。其中以不含有機(jī)錫的低毒或無毒防污涂料為主要研究和開發(fā)目標(biāo)，以無錫自拋光或磨蝕性防污涂料產(chǎn)品的開發(fā)最快。無錫自拋光防污涂料具有長效防污和降阻節(jié)能的特點(diǎn)，同時符合環(huán)境保護(hù)要求，無論在經(jīng)濟(jì)上還是在軍事上均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
低表面能防污涂料俗稱“不粘”涂料。它利用涂料表面具有低表面能的物理性能使海生物難于附著，或者即使海生物附著了但其粘接力也很小，在船舶低速航行時，受到海水剪切力的作用而很容易被清除。現(xiàn)有的低表面能防污涂料主要以有機(jī)硅、有機(jī)氟樹脂為基體樹脂(有機(jī)硅、有機(jī)氟的表面能低)。此類防污涂料已開始實(shí)際應(yīng)用，防污期效最長可達(dá)5年。生物防污涂料中的天然防污劑是利用生物技術(shù)從多種海洋動植物和陸地植物中提取的，主要品種包括大葉藻類防污劑、苦動棟樹防污劑、酞化丹葉大黃素貽貝防污劑、辣根防污劑、海綿脂肪酸防污劑、含有分解蛋白酶的防污涂料等。根據(jù)仿生學(xué)原理研制的仿生防污涂料主要有2個方向:(1)提取海洋的天然活性物質(zhì)作為防污劑;(2)模擬大型海洋動物的表皮結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)防污。生物技術(shù)是一個高產(chǎn)出產(chǎn)業(yè)，利用生物技術(shù)生產(chǎn)制作上述各類防污劑，對人體對環(huán)境對海生物無害，開發(fā)這一領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生巨大的社會效益
和經(jīng)濟(jì)效益。
導(dǎo)電防污涂料是在船體外殼表面涂上數(shù)層導(dǎo)電的涂料，當(dāng)微小直流電通人涂敷有導(dǎo)電涂料表面上時，會使海水電解產(chǎn)生次氯酸鈉，使船殼表面達(dá)到防止海生物附著的目的。
低有機(jī)揮發(fā)物(VOC)防污涂料的實(shí)現(xiàn)途徑通常有3種:(1)水性防污涂料;(2)粉末防污涂料;(3)高固含量防污涂料。目前，國內(nèi)外對低VOC防污涂料的研究和開發(fā)付之報(bào)道的是水性防污涂料，其它的新型防污還包括電化學(xué)防污方法〔7]和外
加電位防污法。
2.2船體防銹涂料
目前船底防銹涂料的品種大體可分成三大類:
