海洋工程材料9特种海洋材料.ppt

* 9.2.5水线和水线防污漆 1水线防污漆使用环境和性能要求 水线部位是船舶腐蚀最严重的区域之一。它不仅遭受海水腐蚀，而且由于水流作用水线区的海水富含氧气加速电化腐蚀的速度。由于航行时水线漆不断地遭受水流的冲击和磨损，以及潮水运动和轻、重载形成的干、湿交替而不时受到大气暴晒，因此属于腐蚀电位最高的飞溅区。 水线漆的主要性能要求如下： （1）耐大气老化，加速人工试验700小时以上达到一级。 （2）耐海水浸泡，21天不起泡、不脱落 （3）耐油性，柴油浸泡21天不起泡不脱落 （4）耐干湿交替，国家指定的暴晒场中试验板浸水一周，暴晒一周为一周期，至少5个周期达到2级以上。 （5）耐盐雾，根据不同使用期，500-1000小时达到一级。 （6）耐海水冲刷。 * 9.3特种船舶涂料 9.3.1防结冰涂料 冬季，在北方海域航行的舰船的甲板和船头两侧挂上不同厚度的冰层，这一方面由于滑动影响船员行走和安全，另一方面增加负荷和不平衡而带来安全问题。通常，公路上撒盐，但此方法不适合舰船，因为大量涌上甲板的海水很快将电解质的浓液稀释而使食盐失去效果。 对于舰船，目前可采用耐冰雪粘附的涂层，即低表面能涂料加以解决。这样在垂直面上冰层可由于自重而脱落，在平面上粘附不牢的冰层很容易消除。 * 9.3.2太阳热反射涂料 1.简介 太阳热反射涂料就是对太阳的热辐射具有高反射率的涂层。 自从20世纪70年代以来，建筑业、石油工业、运输业、兵器工业等迅速发展，要求使用反射太阳能的新型涂料，以降低暴露在太阳辐射热下的装置表面涂层的温度，从而阻止热能传导，达到改善工作环境、提高安全性等目的。 目前，太阳热反射涂料的理论研究方面在国外较完善，已广泛应用很多领域。 * 2.热反射涂料的基本原理 1）涂层应具备的光谱特性 （1）热辐射及黑体辐射。众所周知，室温下或温度更低的物体，在不断地辐射不可见的红外光和波长更长的电磁波。这种辐射是由于分子、原子的热运动引起的，辐射能量与温度密切相关，称为热辐射。热辐射不仅与温度有关，与物体的材料及表面性质也有关系。 黑体是热辐射研究的理想体。所谓黑体，即在任何温度下都能全部吸收照射到它表面上的辐射。黑体的辐射度与波长、温度的关系为普朗克公式。 在全波长范围内，积分得斯蒂芬-玻尔兹曼方程 * 影响热反射率的基本因素： 1）树脂对涂层反射率的影响 要求对可见光和近红外光吸收越小越好。 2）颜料对涂层热反射率的影响 颜料对可见光和近红外光的吸收同样越小越好，同时，为减少太阳光透过，颜料对太阳光应有尽可能大的散射。 （1）颜料折射率的影响 （2）颜料粒径对散射率的影响。 3）颜料体积浓度（PVC）的影响 * 9.3.3船用阻燃涂料 非膨胀型防火涂料的防火效果较膨胀型防火涂料的要差一些，通常又把它称作阻燃涂料。 1分类 根据阻燃涂料的组成，可以将它分为无机型和有机型。 无机型阻燃涂料以无机粘接剂作为基料（成膜物），如水玻璃、石灰等；有机型阻燃涂料以天然或人工合成的树脂作为基料，如大漆、松香以及绝大多数合成高分子材料。无机型阻燃材料的性能通常不能满足使用要求，因此，需要加入一些有机树脂进行改性；而绝大多数有机阻燃涂料中，需要加入许多无机盐类阻燃剂，所以，无机型阻燃涂料和有机型阻燃涂料之间没有严格的界限。 * 由于阻燃涂料中含有大量的无机物质，它的阻燃机理是依靠这些无机物质对火焰的不燃性来实现的，通常这种涂料的厚度较大，对物体的保护效果是有限的。但是其自身的不燃特性，使得它具有抵御瞬时高温的突出效果。 2.组成 阻燃涂料是由基料、分散介质、阻燃剂、颜填料、助剂组成。 1）基料 基料又称作成膜物质，对阻燃涂料的性能起着决定性作用。由于阻燃涂料中含有大量的阻燃剂，加上涂层比较厚，极易造成涂层开裂、阻燃性能下降。通常单一的无机粘接剂难以胜任，需要加入水溶性高分子进行改性，从而提高涂层的机械性能。 * 2）阻燃剂 阻燃剂是阻燃涂料中担负抵御火焰燃烧作用的关键成分，其阻燃机理是阻燃剂遇火分解产生不燃性气体或本身不燃且导热系数很低。 3）颜填料 阻燃涂料除了具有阻燃功能外，还需要有装饰性、耐介质性和良好的物理机械性能。 4）助剂 助剂在阻燃涂料中作为辅助成分，用量很少，但作用很大。它能够明显改善涂料的施工性、稳定性、柔韧性等。 * 3.阻燃机理 （1）阻燃涂料本身具有难燃性或不燃性，使被保护的可燃性物体不直接与空气接触，从而延迟物体着火或减缓燃烧的速度 （2）阻燃涂料遇火发生热分解，分解产生不燃的气体，这些气体冲淡了被保护物体受分解产生的可燃性气体，使之不易燃烧或减缓燃烧的速度。 * 9.3.4船用防火涂料 防火涂料是由基料及阻燃添加剂两部分组成，除了应具有普通涂料的装饰作用并对基材提供保护外，还需要具有阻燃耐火的特殊功能。 防火涂料从防火机理来