船舶防污涂料及其减阻效应评价研究

发布时间：2017-03-19 09:08

  本文关键词：船舶防污涂料及其减阻效应评价研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：海生物的附着不但会加速船舶的腐蚀,更会增加航行阻力和燃料的消耗。传统的释放型涂料毒性高,对环境的影响大；低表面能防污涂料由于其表面能低、环境友好、表面光滑和减阻性能好等特点,受到关注 为了研制具有优良减阻性能的有机硅防污涂料,课题组设计的扭矩测试装置来研究涂层减阻性能与自身结构和性能的关系。选择典型的溶解型、自抛光型以及有机硅低表面能型防污涂层的进行评价研究。并制备了以粉体为变量,其它成膜物组分不变的11种有机硅涂料,进行评价研究。 研究表明,与其他两类涂层相比,有机硅低表面能涂层有较强的疏水性和较低的表面能；并且表面光滑,平整,粗糙度远小于其他两类涂层。单转盘系统测试其对于自抛光型涂层S-7的平均减阻率为13.50%。双圆柱系统测试其对S-7的平均减阻率为22.07%,这与其疏水性强和粗糙度小有关。实海挂板实验表明,有机硅涂层的防污性能较其他两类涂层差,但其脱污性能较好。 11种改性有机硅涂料的测试结果表明,玻璃鳞片、纳米二氧化钛、电气石和较小粒径的氧化铝粉体(A4)能够提高涂层硬度。碳纳米管和A4粉体的添加都会使涂层的水接触角增大,疏水性增强；同时会降低涂层的表面能。铁红、玻璃鳞片、钛白与碳纳米管的加入会降低涂层的生物附着力因子(Fi)即弹性模量E与表面能Y乘积的1/2次方,并且经实海挂板实验得到验证。碳纳米管和A4粉体的添加会增强涂层的减阻性能,主要由于其强疏水性,明显地改善了涂层的减阻性能。1-A9、2-A4涂层的摩擦转矩系数随着涂层厚度的增加而降低,可知有机硅低表面能涂层由于成膜物中弹性体厚度增加,涂层硬度的降低,也就是柔性的增强,减少了摩擦阻力从而增强涂层的减阻性。
【关键词】：扭矩测试装置 减阻 有机硅涂料 粉体改性 防污性能
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U668.33
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-25
• 1.1 船舶的航行阻力及其控制11-13
• 1.1.1 影响船舶航行阻力的因素11
• 1.1.2 船舶航行阻力的控制11-13
• 1.2 船舶运营能耗与海生物污损的关系13
• 1.3 船舶防污减阻材料与海水阻力13-20
• 1.3.1 仿生防污减阻材料14-15
• 1.3.2 减阻剂15-16
• 1.3.3 防污减阻涂料16-20
• 1.4 减阻评价方法概述20-23
• 1.4.1 应变式天平测试法20-21
• 1.4.2 悬挂位移式阻力测试法21-22
• 1.4.3 旋转粘度计测切变应力法22-23
• 1.5 本文研究目的与研究内容23-25
• 1.5.1 研究目的23-24
• 1.5.2 研究内容24-25
• 第2章 实验研究方法25-41
• 2.1 实验仪器与材料25-26
• 2.1.1 实验仪器25
• 2.1.2 实验材料25-26
• 2.2 船舶防污涂料的选择与制备26-28
• 2.2.1 低表面能中间漆的制备26
• 2.2.2 低表面能涂料的制备26-27
• 2.2.3 涂层的制备27-28
• 2.3 涂层性能的测试方法28-34
• 2.3.1 涂层的力学性能28-31
• 2.3.2 涂层的表面特性31-34
• 2.4 海水动态模拟试验装置34-41
• 2.4.1 动态模拟试验装置的结构与原理35-38
• 2.4.2 动态试验方法38-41
• 第3章 几种典型防污涂料及其减阻效应41-65
• 3.1 力学性能41
• 3.2 接触角与表面能41-43
• 3.2.1. 水接触角41-42
• 3.2.2 表面能42-43
• 3.3 表面形貌43-46
• 3.4 粗糙度46-47
• 3.5 摩擦系数47-48
• 3.6 减阻效应评价48-58
• 3.6.1 单转盘扭矩测试涂层减阻效应48-54
• 3.6.2 圆柱扭矩测试涂层的减阻效应54-58
• 3.7 涂层的防污性与阻力效应58-63
• 3.7.1 涂层的防污性58-61
• 3.7.2 涂层的防污与阻力效应61-63
• 3.8 涂层的脱污性63-64
• 3.9 本章小结64-65
• 第4章 有机硅低表面能防污涂料的性能及其减阻效应65-84
• 4.1 基本力学性能66-67
• 4.2 拉伸性能67-68
• 4.3 接触角与表面能68-70
• 4.3.1 水接触角68-69
• 4.3.2 表面能69-70
• 4.4 表面形貌70-73
• 4.5 涂层表面粗糙度73-74
• 4.6 涂层减阻效应评价74-81
• 4.6.1 涂层减阻性能评价74-77
• 4.6.2 涂层厚度与减阻性能关系77-81
• 4.7 涂层的防污性81-82
• 4.7.1 海生物附着力因子81
• 4.7.2 涂层的防污性能81-82
• 4.8 本章小结82-84
• 结论84-85
• 参考文献85-88
• 致谢88

【参考文献】

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本文编号：255834