船舶防污涂料

QC-963全氟纳米船舶防污涂料简介

一、产品概述：

船舶水下防生物吸附(anti-bio-absorption)是人类历史上一直未能解决的重大课题, 船舶在海上航行所遇到的一大难题就是随着时间的推移, 船底水下部位因吸附生物使船舶的阻力越来越大, 因而每隔一两年就要进行一次维修, 将所吸附的生物铲除然后重新涂漆(recoating),这一维修过程需要大量的时间和费用。根据资料介绍，一艘5万吨的货船，每年船舶水下部位要吸附3千吨的各种生物，船速要减低15%，因此要达到原有的船速，要增加15%的能源消耗。一艘核动力潜艇进船坞维修每天的船坞费要$25万美元。为了防生物吸附，目前世界上有三种解决方案，第一是采用毒性涂科，最常用的是三丁基锡。由于此物对渔类和海洋有严重污染，2002年已被国际公法禁用。第二是低表面能涂料，因生物难于吸附其上，因此发展此涂料是全世界的主攻方向。第三是妨生物皮特别是妨海豚皮是美国军方和德国鲁道夫公司正在研究的课题，但目前还未有突破性进展。如果能有一种材料涂在船底水下部位既有防止生物吸附的能力又能牢固附在船底经久耐用(durable), 这将是人类梦寐以求的愿望目前得到成功应用的是无锡自抛光涂料，其中以生物避忌剂和低表面能的防污涂料最有可能达到无毒长效的要求，后者是今后发展的主要方向。但国内在这一技术的发展上落后于世界水平，以致于大多数船舶不涂防污涂料。对于一些出口的新船舶，根据客户的要求必须涂装指定的国外某一型号的防污涂料。本公司选择低表面能涂料为主攻方向是因为本公司的全氟纳米薄膜涂料技术和它的应用有着坚实的基础，在国际国内都是创新的概念。

本公司已研制出目前世界上最低表面能的QC-963全氟纳米船舶防污涂料，与水珠的接触角大于120º，所有海洋生物都难予在上面吸附，最重要的是它自身无毒无污染，但对生物却有极强的自然排异性和杀虫的功效。是优异的船舶水下防生物吸附解决方案。

（１）优良的防腐蚀性能—得益于极好的化学惰性、漆膜耐酸、碱、盐等化学物质和多种化学溶剂，为基材提供保护屏障；该漆膜坚韧表面硬度高、耐冲击、抗屈曲、耐磨性好，显示出极佳的物理机械性能。

（２）免维护、自清洁—氟碳涂层有极低的表面能、表面吸附生物可在船舶航行过程中冲刷自洁，极好的疏水性（最大吸水率小于5% ）且斥油、极小的摩擦系数，杜绝海洋生物吸附，防污性好。

（３）强附着性—在铜、不锈钢、铝等金属、聚脂、聚氨脂、氯乙烯等塑料、水泥、复合材料等表面都具有其优良的附着力，基本显示出宜附于任何材料的特性，适合各种材质船舶使用。高装饰性——在60 度光泽计中，能达到80% 以上的高光泽。

（４）超长耐候性—涂层中含有大量的F--C键，决定了其超强的稳定性，不粉化、不褪色，理论耐候老化寿命长达20年以上，具有比任何其他类涂料更为优异的使用性能。

二、技术原理

低表面能防污涂料就是利用涂料的低表面能、不粘性 , 使海洋污损生物不易在其表面附着 , 即使附着也不牢固 ; 污附生物在水流、船壳振动及自重等外力作用下由船壳表面脱落 , 以达到防污的目的。实验发现 , 当涂层与海水的接触角大于 98 ° ( 表面能小于2 . 5 × 10 -4 N/m) 时 , 涂层表面就不易被污损生物粘附。但由于海生物的复杂多样性 , 如藤壶在表面能为 30 ～ 35 mJ/ m 2 的表面最易附着; 苔鲜虫则在 10 ～ 30 mJ/ m 2 的表面能范围内均有很强的附着力。对一种涂层而言 , 不可能同时满足不同的表面能要求 , 这就造成了低表面能防污涂料的研究历时经久 , 但却没有像自抛光防污涂料一样取得显著的成效。一般认为 , 表面能越低不粘性越高 , 防污效果就应越好。

本技术系模仿自然界荷叶的疏水，防尘，自清洁原理，利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理，以极低的表面张力和强劲的附着能力在被保护表面形成一种独特的类似荷叶表面的分子级纳米保护膜，该保护膜使水和灰尘与表面接触面积减少90%，并具有极强的疏水功能。水在纳米膜表面象在荷叶表面一样呈珠状滚动并在滚动过程中带走。该系列纳米产品均为全氟结构的高分子材科以纳米尺寸的颗粒被水分子包围形成半透明的悬浮水化乳液，当水分失去以后其全氟纳米高分子再与配方中加入的固化剂反应形成牢固的纳米薄膜粘附在衬底表面，由于这是一层无色透明超簿的纳米层，它绝不改变材料的外观及光学特性，并具有强劲的疏水，抗尘，抗油脂和抗脏物的粘附能力及超长寿命。高含氟材料对生物有排异性且有杀虫功效，这是生物不宜靠近它的另一因而这就是将它用于船舶水下防生物吸附的原理。

独特的结构设计

QC-963是一种全氟高分子，产品为单组分，操作简便。

◎成膜后能自行固化也可以加热固化，还有的产品可用紫外光固化，固化后的高分子与衬底牢固的结合，经过热处理

后含氟结构部分则整齐排列竖直向上如图所示，由此才出

现了拒水效应。

◎薄膜的厚度只要有几个纳米就能有明显的拒水效应。

◎因为配方中加有强力的粘接剂和固化剂，因而对绝大多数材料有高度的结合力，不易脱落，经久耐用，特别在纺

织品上经过多次洗涤都不改变拒水等级。

◎由于薄膜超薄，因而成本远低于常规涂料。

近年来中国在纳米科技的开发中给予高度的重视，在全国各大城市的科技开发区中都有一些著有成果的纳米技术，那多是以纳米粒子为基础的技术，很少有关于纳米薄膜的技术，特别是全氟纳米高分子薄膜技术尚属空白。相信如果中

国引进并大力开发这一技术必然会带来巨大的技术和经济

效益。

三、技术指标及使用说明：

QC-963是单组份全氟高分子溶剂型涂料，主要用于船舶水下部位防生物吸附，由于它的表面有极低的表面能,对任何粘性物质都不具粘附力，包括粘附力极强的不干胶和环氧树脂都与它不能粘接。海洋中的生物分泌的胶汁也难于与它粘附。此薄膜还具有杀菌效力，任何微生物都不能在其上生存，从而防碍了生物在上的生存能力。这就是本材料能防止生物吸附的基本原理。此外，船体表面被一层具有纳米级厚度的薄膜紧紧地覆盖着，防止了水和湿气的渗入，因而达到了金属防蚀的目的。此薄膜的另一面与衬底有极强的粘附力, 使得薄膜牢固的与中间漆结合而不易脱落，经久耐用。此薄膜材料有极高的化学稳定性，耐酸耐碱和耐各种化学溶剂，不受海水的浸蚀脱落，不易老化裂解。在施工中可用喷涂，刷涂和滚涂均可。无毒无味无溶剂挥发，干燥速度快，干燥后的薄膜如经过热处理使分子重排树直向上则使表面能进一步降低，薄膜的厚度仅需80-100纳米即可，因而它是船底防生物吸附的最理想最经济的材料。此产品非常稳定。

基本参数

Consistency(性状) 无色透明液体,干燥固化膜无色透明

Specific Gravity(比重) 1.0-1.1

Viscosity (粘度) 2.5 cps

Shore D Hardness(硬度) 50

Degradation Temp(热分解温度) 280℃

Index Refraction(Nd）（光折射指数） 1.47

Dry（干燥时间） 1-10分钟

Cure （固化条件）常温12-24小时

以上基本参数仅供参考，若有更改恕不另行通知

使用说明

1．涂刷液: 不需处理，直接使用。

2. 涂刷:用喷涂或滚涂法适宜于大面积涂刷且较均匀，待几分钟

后薄膜即干燥，每公斤可涂布40-50平方米。

3.固化:常温12小时固化，干燥后的薄膜即具有防生物吸附功能。

4.稀释剂：乙酸乙酯，乙酸异丙酯，乙酰丙酮等。

5.贮存期：一年以上。