公开/公告号CN102435604A
专利类型发明专利
公开/公告日2012-05-02
原文格式PDF
申请/专利权人 中国船舶重工集团公司第七二五研究所;
申请/专利号CN201110257700.5
申请日2011-09-01
分类号G01N21/84;
代理机构青岛高晓专利事务所;
代理人张世功
地址 266061 山东省青岛市崂山区株洲路149-1号
入库时间 2023-12-18 04:59:56
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2013-07-31
授权
授权
2012-06-27
实质审查的生效 IPC(主分类):G01N21/84 申请日:20110901
实质审查的生效
2012-05-02
公开
公开
技术领域:
本发明属于海洋生物污损防护技术领域,涉及一种污损释放型防 污涂层防污性能的室内评价方法,特别是一种以硅藻、石莼孢子等典 型污损海生物为目标评价生物,采用室内静态附着与动态冲刷相结合 来测试其静态与动态防污性能的室内评价方法。
背景技术:
海洋生物在船舶表面的附着会带来极大的危害,采取措施防止海 生物污损,对节能降耗,减轻腐蚀均具有重要意义。在船壳表面涂装 防污材料是解决生物污损问题最有效、最常用的方法,随着含有机锡、 氧化亚铜防污材料的逐渐被禁用和限用,发展对环境友好的新型防污 材料势在必行。污损释放型防污材料是利用材料自身的物理、化学和 结构等特性,通过减弱污损海生物在涂层表面的界面吸附作用进行防 污的一类涂层,如CN101818024A(申请号为201010142998.0)、 CN1388196(申请号为02138736.2)等专利公开的污损释放型防污材 料,由于不存在材料的消耗和防污剂的释放,因此成为长效环保防污 材料最主要的发展方向之一,其防污能力、防污寿命以及环保性能已 在应用中逐渐得到了认可。防污性能的评价是防污材料开发、应用过 程中极为关键的内容,传统防污涂料是通过控制防污剂的有效释放, 以达到杀死或驱避污损海生物的防污目的,如专利EP-A-51930、专 利CN101805546A(申请号为201010135154.3)、CN101531841(申 请号为200910030819.1)、专利CN101525508(申请号为 200810008066.X)、专利CN101485321(申请号为200810072406.5) 等所发明的含有机锡、氧化亚铜或有机防污剂的防污涂料。这类防污 涂料的室内评价方法有GB/T6824-2008船底防污漆铜离子实海渗出 率测定法,ASTM D6442-06(Standard Test Method for Determination of Copper Release Rate From Antifouling Coatings in Substitute Ocean Water)和ASTM D6903-07(Standard Test Method for Determination of Organic Biocide Release Rate From Antifouling Coatings in Substitute Ocean Water)。然而,由于防污机理的不 同,以上这些防污性能的室内评价方法并不适用于污损释放型防污材 料的防污性能评价,还需要开发新的室内评价方法。专利 CN1793910A(申请号为200510104756.1)提出了一种防污涂层防污性 能的室内挂板评价方法;Callow等利用自旋喷射水装置或水渠冲刷装 置,在一定的水流冲击或剪切力作用下,通过测试硅藻或石莼孢子的 脱除率来表征其在防污涂层表面的附着力,以附着力的大小对有机硅 防污材料进行评价;Rittschof和Jongsoo等以成体藤壶,采用再附着 的方法评价防污材料的防污性能,以藤壶附着强度的大小作为评判依 据。但现有的这些室内评价方法只能表征污损释放型防污材料对单一 污损海生物的防污能力,评价结果经常因目标评价生物的不同而存在 较大差异,即评价结果误差大;同时由于欠缺室内评价与自然环境条 件下防污数据相关性规律的研究,其数据可靠性较低,难以用于污损 释放型防污材料防污性能的评估。
发明内容:
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点,针对防污剂渗出型 防污涂料的室内防污性能评价方法不适用于污损释放型防污材料评 价的现状,设计建立一种容易操作、快速可靠的室内防污性能评价方 法,通过室内硅藻、石莼孢子的静态附着与动态冲刷试验,对硅藻、 石莼孢子的评价结果设置权重系数来评价污损释放型防污涂层的防 污性能,实海挂板验证试验证明,该方法的可靠性较高,评价结果能 够如实反映防污涂层实海防污性能。
为了实现上述目的,本发明涉及的污损释放型防污涂层防污性能 的室内评价方法包括静态防污性能评价、动态防污性能评价和确定权 重值三个步骤:
①静态防污性能评价:在室内将待评价的污损释放型防污涂层样 板放入人工培养硅藻和石莼孢子悬浮液中进行静态附着实验,在1~ 24小时内通过光学显微镜计数,以污损海生物的静态附着数量表征 防污涂层的静态防污性能并进行排序,其污损海生物的静态附着数量 越少,涂层的静态防污性能越好;将硅藻评价的序数Ad和石莼孢子 评价的序数Au分别乘以权重系数Xd、Xu,计算A=Xd×Ad+Xu×Au, 然后根据A值的大小评价防污涂层的静态防污性能;
②动态防污性能评价:在静态附着实验后,将附着有硅藻或石莼 孢子的防污样板固定在旋转冲刷装置或水渠冲刷装置上,以1m/s~ 7m/s的水流速度冲刷3min~5min之后通过光学显微镜计数,并与冲 刷前污损海生物的附着数量进行比较,计算硅藻的脱除率与石莼孢子 的脱除率,以污损海生物的脱除率表征涂层样片的动态防污性能并 进行排序,其污损海生物的脱除率越大,涂层的动态防污性能越好; 硅藻评价的序数Td或石莼孢子评价的序数Tu分别乘以权重系数Yd、 Yu,计算序数T=Yd×Td+Yu×Tu,然后根据序数T值的大小评价防污 涂层的动态防污性能;
③确定权重值:分别将硅藻、石莼的室内评价结果与实海挂板数 据进行比较,以ASTM G169-01的方法分别计算相关性系数,按相关 性系数越趋于1权重系数越大的原则,确定①、②步骤中所述的权重 系数Xd、Xu、Yd、Yu的取值,其取值范围为0~1,且Xd+Xu=1, Yd+Yu=1。
本发明所述的硅藻为海洋附着性硅藻,包括舟形藻(Navicula spp)和菱形藻(Nitzschiaceae spp)等;所述的石莼孢子为海洋附着 性绿藻所释放的浮游孢子,包括石莼(Ulva lactuca)、孔石莼(Ulva pertusa)和裂片石莼(Ulva fasciata)等。
本发明通过室内硅藻、石莼孢子的静态附着与动态冲刷试验,并 对硅藻、石莼孢子的评价结果设置权重系数来评价污损释放型防污涂 层的防污性能,其评价结果与实海挂板评价结果的相关性好,可靠性 高,能够真实反映实海挂板的结果,且具有评价快速、操作简易的优 点。
具体实施方式:
下面通过实施例对本发明作进一步描述。
实施例1:评价用硅藻悬浮液的制备
本实施例先将硅藻置于F/2培养基中,放入人工气候箱中进行培 养,每天轻轻摇动三角瓶3~4次,并在光学显微镜下用血球计数板 测量藻液浓度,当藻液浓度达到1×106个/mL时,再将灭菌的磁子放 入三角瓶中,通过低速磁力搅拌将附着在三角瓶底部的硅藻剥离、分 散,并通过300目的筛绢过滤,使得硅藻悬浮液中硅藻为单细胞状态, 最后用灭菌海水将硅藻悬浮液的密度调整至1×105个/mL。
实施例2:评价用石莼孢子悬浮液的制备
本实施例先挑选多株藻体放在盛有灭菌海水的三角瓶中进行充 气培养,控制水温20℃,连续光照15小时,待石莼孢子释放后,再 通过300目的筛绢过滤得到石莼孢子悬浮液,并用灭菌海水将石莼孢 子浓度调整为1×106个/mL。
实施例3:污损释放型涂层对硅藻的防污性能评价
本实施例先将三种污损释放型涂层样板(Intersleek425、TSE3663 和DY-OH201)放入实施例1所制备的硅藻悬浮液中,在20℃下静态 附着3小时;取出样板,在灭菌海水中轻轻前后振荡数次除去未附着 的硅藻,在光学显微镜下对样板表面附着的硅藻进行计数,以硅藻的 静态附着数量表征防污涂层的静态防污性能并进行排序,具体数据见 表1;再将静态附着实验计数后的样板迅速固定在旋转冲刷装置上, 以2m/s的冲刷速度冲刷5min之后将样板取下,在光学显微镜下对未 脱附的硅藻进行计数,计算硅藻的脱除率,以脱除率的大小表征防污 涂层的动态防污性能并进行排序,具体数据见表1。
实施例4:污损释放型涂层对石莼孢子的防污性能评价
本实施例先将三种污损释放型涂层样板(Intersleek425、TSE3663 和DY-OH201)放入实施例2所制备的石莼孢子悬浮液中,在黑暗环 境下培养1小时,温度20℃,之后取出样板在灭菌海水中轻轻前后 振荡数次除去未附着的石莼孢子,在光学显微镜下对样板表面附着 的石莼孢子进行计数,以石莼孢子的静态附着数量表征防污涂层的静 态防污性能并进行排序,具体数据见表1;再将静态附着实验计数后 的样板迅速固定在旋转冲刷装置上,在3m/s的冲刷速度下冲刷5min 之后将样片取下,在光学显微镜下对未脱附的石莼孢子进行计数,计 算石莼孢子的脱除率,以脱除率的大小表征防污涂层的动态防污性能 并进行排序,具体数据见表1。
实施例5:权重系数的取值及防污涂层的室内防污性能评价
本实施例先将三种污损释放型涂层样板Intersleek425、TSE3663 和DY-OH201按国标GB 5370-2007和GB7789-2007在厦门海域实海 挂板三个月测试其动、静态防污性能并进行排序,具体数据见表1; 以ASTM G169-01的方法分别计算实海挂板数据与室内硅藻、石莼孢 子评价结果的相关性系数;对于静态防污性能,硅藻评价结果与实海 数据的相关性系数为1,石莼孢子评价结果与实海数据的相关性系数 为1,则赋予权重系数Xd=0.5、Xu=0.5;对于动态防污性能,硅藻 评价结果与实海数据的相关性系数为1,石莼孢子评价结果与实海数 据的相关性系数为0.5,则赋予权重系数Yd=0.67、Yu=033;根据以 上权重系数进行室内防污性能评价,结果如表1所示,三种FR防污 材料的静态防污性能由好到差顺序为:Intersleek425>DY-OH201> TSE3663;动态防污性能由好到差顺序为:Intersleek425>DY-OH201 >TSE3663。
表1:三种FR防污材料的室内防污性能评价
实施例6:室内评价方法的可靠性验证
本实施例先将五种污损释放型涂层样板Intersleek970、 Intersleek425、Hempasil X3、TSE3663和DY-OH201按实施例1至实 施例4的方法以及实施例5所确定的权重系数进行室内防污性能评 价,具体数据见表2,同时按国标GB 5370-2007和GB7789-2007在 厦门海域实海挂板半年测试其动、静态防污性能并进行排序,具体数 据见表2。
表2:五种FR防污材料的室内及实海挂板防污性能评价
将室内防污评价结果与实海挂板数据相比较可知,室内防污评价 结果与实海挂板防污评价结果的顺序是一致的。因此,该室内防污性 能评价方法具有较高的可靠性,能够在室内环境下进行FR防污涂层 的防污性能评价。
机译: 沉积物定量分析防污性能评价方法与防污性能评价体系
机译: 两包底漆,底漆膜,层压防污涂层膜以及将防污性能赋予基料的方法
机译: 两包底漆,底漆膜,层压防污涂层膜以及将防污性能赋予基料的方法