Строительство все более крупных судов (например, супертанкеров) требует лакокрасочных ...

Строительство все более крупных судо ... / Новые системы связующих /



Современные противообрастающие покрытия

Современные противообрастающие покрытияСтроительство все более крупных судов (например, супертанкеров) требует лакокрасочных покрытийс более длительным сроком службы между ремонтной окраской, вызванной разрушением покрытийи коррозией, защищающих на более длительный период. В 1954 г. Ван дер Керк и Луйтен . Очень важно, чтобы оловоорганические [соединения были доступными, иначе не будут более эффективными, чем соединения меди. Таким образом, необходимо внимательно относиться к составу краски для того, чтобы сделать использование биоцида максимально эффективным.

На рынке в настоящее время укоренились в качестве биоцидов несколько оловоорганических производных. Главными из них яв ляются оксид трибутилолова, фторид трибутилолова и фторид трифенилолова.

Оксид трибутилолова это жидкость, смешиваемая с основными растворителями для красок. Данное вещество имеет относительно высокую растворимость в морской воде (25%о), что дает возможность использовать его, когда требуется высокая скорость выщелачивания. Оно оказывает пластифицирующее действие на пленку, и это накладывает ограничение на его количество (около 13% по массе) в виниловой системе.

В современных промышленных составах оксид трибутилолова обычно используется совместно с оксидом меди(1) при содержании в сухой пленке в количестве 2—5%.

Фторид трибутилолова белое, высокоплавкое воскообразное вещество, которое нерастворимо в большинстве растворителей для красок. Поэтому он вводится как пигмент в количестве до 30% от массы сухой пленки. Данное соединение менее растворимо в морской воде, чем оксид (10%о) и часто используется как единственный биоцид в красках на основе таких пленкообразующих систем, как виниловый полимер канифоль или хлоркаучук канифоль. Фторид трибутилолова выпускается в виде порошка или пасты. Паста более удобна в обращении и легко может быть введена в краску при высокоскоростном смешивании.

Производные трифенилолова также являются полезными биоцидами. Фторид трифенилолова свыше 10 лет использовался в качестве фунгицида. Это белый порошок с растворимостью

в морской воде менее чем 1%о. Краски, содержащие этот биоцид, могут обеспечить эффективную защиту от морского обрастания на арок до двух лет. Оба продукта гидролиза фторида трифенилолова в морской воде хлорид трифенилолова и гидроксид трифенилолова являются твердыми и не диффундируют сквозь пленку покрытия. Следовательно, фторид трифенилолова наиболее эффективен при использовании в композициях, которые могут растворяться или подвергаться эрозии.

Традиционные противообрастающие системы, основанные на выщелачивании биоцида, характеризуются логарифмическим снижением концентрации биоцида на границе раздела покрытие вода. Таким образом, для обеспечения длительного срока службы покрытияоно должно вначале выделять более высокое количество биоцида, чем требуется для эффективного предотвращения обрастания. Когда концентрация доступного биоцида падает ниже значения, необходимого для предотвращения обрастания, в пленке все еще остается некоторое остаточное его количество. Применение таких композиций становится неэффективным по двум причинам: во первых, вследствие использования дорогостоящего компонента краски, во вторых, удваивание толщины пленки увеличивает эффективное время жизни покрытиявсего на 13%, если высвобождение биоцида протекает только по механизму диффузии Следовательно, если было бы возможно достигнуть постоянной и оптимальной скорости выщелачивания, то это было бы значительным щагом вперед. Крупное достижение такого рода было сделано в начале 1970 х гг. в Великобритании благодаря работам компании International Paint в области оловоорганических полимерныхкомпозиций.

Полимеры триалкилоловоакрилатов впервые были описаны Монтермосо, Эндрюсом и Маринелли в 1965 г. первым заявил о возможности использования оловоорганических полимеровв качестве биоцидов, однако только в 1978 г. эти соединения получили одобрение со стороны американского агентства по защите окружающей среды. К тому времени они уже прочно укоренились в Европе и Японии.

Введение биоцида в полимергораздо эффективнее по сравнению с использованием полимерныхпроизводных, которые обь/чно добавляются в краску в форме пигмента. Содержание биоцида в полимереможно изменять в широких пределах, также как и температуру стеклования полимера. Вероятно, самым большим преимуществом является возможность обеспечить контролируемое высвобождение биоцида не только посредством физических процессов, а главным образом за счет химического процесса гидро лиза. Преимущества новых противообрастающих оловооЬгани ческих полимеровзаключаются в постоянной скорости высвобождения биоцида и контролируемой скорости эрозпи, самоочищении, а при высоких скоростях эрозии самополировании. )

Составление рецептур противообрастающих красок на основе оловоорганических полимеровпредставляет, однако, ряд бесьма специфических проблем. Использование оловоорганических биоцидов в быстроразрушающихся вследствие эрозии системах увеличивает первоначальную стоимость судна, но это в значительной мере оправдывается снижением времени пребывания судна в сухом доке. Основной разработчик противообрастающих полимерныхоловоорганических красок International Paint (Великобритания), и Nippon Oils and Fats Company (Япония) ведут работы в различных направлениях. International Paint видит преимущества этого вида материалов в сочетании противообрастающего действия с самополированием и предлагает продукты, которые подвергаются более быстрой эрозии, чем продукты японской компании. Так, для противообрастающих покрытийсамополирующегося типа обычно скорость эрозии составляет 10—12 мкм в мес. В этом случае для достижения 2—3 лет эффективной службы потребуется нанесение до четырех слоев краски толщиной по 100 мк1\.пЯцонская система подвергается эрозии со скоростью 3—6 мкм в мес, так что адекватную защиту обеспечивают два слоя по 100 мкм. Однако, как мы уже отмечали ранее, шероховатость поверхности влияет на энергозатраты, связанные с поддержанием эксплуатационной скорости крупных судов. При использовании композиций самополирующегося типа можно получить добавочную экономию, которая не осуществима с медленно разрушаемыми вследствие эрозии покрытиями. Харпур и Милн указывают, что на традиционно окрашенных судах, если они хо рошо окрашены, шероховатость корпуса возрастает на 25 мкм в год при первоначальном среднем значении ПО—125 мкм.

Гидродинамики установили, что расход энергии для движения судна зависит от шероховатости корпуса судна в степени 1/3, так что увеличение шероховатости на 10 мкм может привести к дополнительному увеличению расхода топлива на 1%. Однако маловероятно, чтобы можно было реализовать преимущества эффекта самополирования на старых судах, которые уже подверглись значительной коррозии.


Смотрите также:

Краткий исторический обзор

Краткий исторический обзор


Предполагают, что первобытные люди огоаляли первые краски около 25 000 лет тому назад. Они были охотниками и жителям ...
Лакокрасочные покрытия

Лакокрасочные покрытия


Термины «paint» и «surface coating» часто используются как взаимозаменяемые. Термин «surface coating» является более общим и применим ...
Высокомолекулярные пуненкообразователи

Высокомолекулярные пуненкообразователи


Почти все высокомолекулярные полимерыполучают радикальной полимеризациейсмесей виниловых, акриловых или метакри ловых мономе ...





Valid XHTML 1.0 Transitional

Вверх