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关于溶解型防污涂料动态性能的研究 溶解型防污涂料动态性能研究 张海永，孟宪林，林红吉 （海军涂料分析检测中心，北京102442） 摘要：利用海水动态模拟实验装置模拟船舶航行时船舶水下船体防污涂料的 实际服役工况，对 3类船舶溶解型防污涂层进行动态模拟实验，定期测量防污涂 料铜离子释放率、表面粗糙度、涂层厚度等各项性能，研究各项性能的动态变化 规律，并对3类溶解型防污涂料达到一年防污期效的涂层厚度进行了计算。研究 结果表明，溶解型防污涂层铜离子释放率在实验初始有大幅下降，随后逐渐稳定， 表面粗糙度随时间缓慢下降；模拟航速的上升会提高涂层防污剂的释放率，增加 各种涂层表面粗糙度的变化程度，加快涂层厚度减薄。 关键词：溶解型防污涂料；铜离子释放率；表面粗糙度；涂层厚度；模拟实 验 中图分类号：TQ630.1文献标识码：A文章编号：1002-1124（2010）01-0016-04 防污涂料的开发需要很长的周期，尤其是防污性能考核需要大量的时间。通 常一个防污涂料新产品从配方设计到进入市场，必须要经过实验室性能测试、浅 海挂板试验、实船涂装试验等，这些试验不仅消耗相当长的时间，而且耗资巨大 [1]，因此，针对新型防污涂料研究其涂层性能评价的新方法具有重要意义。洛 阳船舶材料研究所设计了一套防污漆防污性能动态实验装置[2]，将涂装防污漆 的样板安装在转子实验装置上模拟船舶航行状态，在天然海水中按一定周期连续 运转，和海洋污损生物生长旺季时样板浸泡相结合进行试验。美国材料与试验协 会制订的《船舶防污涂料在天然海水中受水流剪切力作用实验方法》提供了一种 模拟船舶在动态和静态时涂料受水流作用下动态模拟方法[3]。IvaTrentin[4] 等人研究的船舶防污漆的快速测试方法中，采用加速老化池和加速老化机进行涂 料的动态模拟实验，评价防污漆的性能。但是，由于上述试验在海港进行，试验 周期长且耗费较高，不利于新型防污涂料的开发和配方筛选。本文采用自行设计 的动态模拟实验装置对溶解型防污涂料的防污性能进行动态模拟实验，定期测量 防污涂料铜离子释放率、表面粗糙度、涂层厚度等各项性能，研究各项性能的动 态变化规律，并对3类溶解型防污涂料达到1年防污期效的涂层厚度进行了计算。 1·实验方法 1.1溶解型防污涂料 本文选用配方如表1中3 种溶解型防污涂料进行性能测试和评价。 表1 溶解型防污涂料配方 1.2涂层试板制备 50×50×lmm的钢板作为试样底板，经打磨和除锈处理后，在其上刷一道防 锈底漆，干膜厚度约为50μm。待其干燥后，将待测的防污涂料涂刷在底漆上， 共涂刷3道，待前一道涂层干燥后再涂刷下一道，每道约为100μm。在钢板背 面和涂层侧面涂上一薄层石蜡，以防止试板进入海水后被腐蚀，影响试验结果。 每种涂料涂装10块试板。 1.3动态性能模拟实验 1.3.1试验模拟装置本文设计的防污涂料动态 性能模拟装置如图1所示。实验装置采用旋转和冲刷两种模拟方式：旋转模 拟方式用于模拟船舶航行时海水的磨蚀作用，即海水对船舶水下船壳的剪切作 用；冲刷模拟方式用于模拟海水飞溅对船舶外壳和海洋结构物的冲刷作用。 图1 动态性能实验装置 1.3.2模拟航速与旋转速度的关系动态模拟实验装置是利用旋转轮毂的旋 转模拟船舶的航行实况，因此，模拟时旋转轮毂的旋转线速度与船舶的航速相等。 轮毂的转速计算如下[5]： 轮毂转速计算公式 式中模拟船速V=航速×1852m·h-1，轮毂旋转半径R=0.075m。代入式中， 得转速 本文选择使用的模拟航速与电机转速的关系见表2。