我國自主研發的海洋船舶防汙塗料突破關鍵技術瓶頸

2020-12-21 騰訊網

眾所周知,海洋附著生物又稱汙損生物,如藤壺、水螅、海虹、海藻、石灰蟲等,它們附著於船底,會給船舶帶來諸多不利影響。為防止這些汙損生物對船舶的汙損,常規做法是在船舶水線以下部位塗刷防汙塗料。防汙塗料作為船舶塗料系列產品中的一個特殊品種,大約佔據了整船塗料30%左右的材料費用。

在舟山,有一支海洋化工研究團隊,歷經6年研發的船舶防汙塗料,其性能與國外同類產品媲美,價格低了近一半,實現了完美替代。

近日,這種由浙江省海洋開發研究院研發的水解型無錫自拋光防汙塗料,在舟山市科技局和省海洋開發研究院聯合主辦的海洋船舶防汙塗料成果轉化推介會上「亮相」。該防汙塗料實現了國內「從無到有」的突破,打破了國外技術壟斷,解決了我國防汙塗料研發過程中的基礎材料關鍵技術瓶頸問題。

日前,記者走進浙江省海洋開發研究院,探究他們如何圍繞實施科技興海,積極推動科技成果轉化,促進科技與經濟深度融合,助力地方經濟快速發展。

自主研發,突破關鍵技術瓶頸

浙江省海洋開發研究院海洋環境與化工實驗室內,科研人員戴著面罩正在進行防汙塗料配方工藝優化研究。

面向海洋經濟發展需求,突破產業關鍵技術。該院海洋化工團隊研發的水解型無錫自拋光防汙塗料已進入產業化,產品性能媲美國外同類產品,填補國內空白。「海洋生物在船體表面的附著,會降低船舶的航行速度,影響船舶的可操控性,增加船舶燃油消耗量和入塢維修頻率,導致船體結構腐蝕加速,縮短船舶使用壽命。」浙江省海洋開發研究院海洋化工研究室科研人員介紹,雖然目前有各種不同的防汙技術,包括塗裝防汙塗料法、電解海水防汙法、機械清除法和導電塗膜法等,但時至今日塗刷防汙塗料仍是目前國際普遍採用且最為經濟有效的解決方法。好的防汙塗料可以有效解決海洋生物對船舶表面的附著,從而節省燃料消耗,降低運營成本。

數據顯示,全球船舶塗料需求量正日益增大,我國船舶塗料市場每年的用量約140萬噸,但絕大部分被國外塗料公司產品所壟斷,對防汙塗料來講也是如此,國內企業產品所佔份額不足國內需求量的10%,且處於低端產品市場,最主要是因為關鍵技術上的巨大差距,導致產品缺乏市場競爭力。

面對這樣的大背景,浙江省海洋開發研究院海洋環境與化工研究室科研人員厚積薄發,努力鑽研,不斷創新技術,突破防汙塗料的核心技術。針對國內防汙塗料基礎材料關鍵技術嚴重落後的現狀,借鑑國外防汙塗料的研發經驗,突破了丙烯酸酯線性拋光樹脂製備的關鍵技術,掌握了擁有自主智慧財產權的樹脂中試製備工藝。「樹脂製備和防汙劑防護技術是防汙塗料開發的核心關鍵技術。」科研人員介紹說,從2011年開始,該研究團隊從樹脂的實驗室合成,中試製備到產業化生產,經歷了成百上千次的試驗。「我們不僅在實驗室裡進行配方調試,而且還要將施工性能和其它應用性能進行測試評價。除了在舟山海域外,還委託第三方在青島、廈門、三亞等海域,進行實海掛板測試。最終成功攻克了樹脂合成及配方協同防汙技術,並擁有了自主智慧財產權。」

該防汙塗料的研發實現了國內「從無到有」的突破,打破了國外技術壟斷,解決了我國防汙塗料研發過程中的基礎材料關鍵技術瓶頸問題。

性價比高,售價為國外品牌同類防汙漆的60%

「要提升國內船舶防汙塗料的技術水平,除了需要在原始創新上有所作為以外,船東的應用成為制約我國防汙塗料產業發展的關鍵所在。」鋼鐵研究總院舟山海洋腐蝕研究所所長金威賢說,不同船舶、不同海域對塗料有不同的性能要求。

2016年7月,水解型無錫自拋光防汙塗料在舟山市豐衢修造船舶管理有限公司下轄的幾家船廠進行了實船應用。「我們共分3批,在浙岱漁02426等12艘不同作業方式的漁船上進行了滾塗、噴塗施工,一共用了840公斤防汙塗料。」該公司總經理顏祖平介紹,當時在每艘漁船的一側塗省海洋開發研究院自主研發的無錫自拋光防汙塗料,另一側塗國外品牌同類防汙漆,進行對比。「在塗刷施工環節,根據施工工人反映,該防汙漆黏度合適、不存在分層現象,易於施工,與底漆咬合牢固,漆膜乾燥時間適中,在總體施工性能上與國外品牌防汙漆相比無明顯差異。」顏祖平說,剛開始塗裝時大家對該防汙塗料還持有懷疑態度,如今從漁船上塢維修時現場查看及船主反饋情況來看,防汙效果良好,與船體另一側的國外品牌防汙漆比較,實際效果無明顯差異,實際使用均超過12個月,滿足漁船一年期防汙要求。「該防汙漆售價方面僅為國外品牌同類防汙漆的60%,在漁船維修方面可替代國外品牌防汙漆。」對於該產品的推廣及應用,顏祖平信心滿滿。

客戶的實船應用,更加堅定了該研究團隊繼續深耕、優化防汙塗料產品。

打造生產線,推廣應用國產塗料新技術

科研成果向現實生產力轉化,推動舟山經濟快速健康發展。

去年,浙江省海洋開發研究院將水解型無錫自拋光防汙塗料研究成果轉讓給舟山市恆泰漆業有限責任公司,為該產品走向市場打通了「最後一公裡」。目前,市恆泰漆業有限責任公司建立了年產1000噸的生產線,讓這種防汙塗料新技術可以得到廣泛地推廣和應用。

近日,在岱山東沙工業基地,市恆泰漆業有限責任公司車間內,水解型無錫自拋光防汙塗料正在如火如荼地生產。「從今年休漁期開始到目前,已經銷售了近30噸無錫自拋光防汙塗料。」舟山市恆泰漆業有限責任公司副總經理戴文剛說,這款新型防汙塗料從性能上來講,已經接近國外同類產品。相信這款新產品能替代國外品牌防汙塗料,在舟山乃至全國都具有良好的推廣應用前景。「這款防汙塗料產品最佳適用於船速20節以下,連續滯港累計不超過15天的船隻。目前,大量生產的產品應用於運輸船和漁船上。」科研人員介紹,由於基體樹脂的水解特性產生持續更新的表面活躍區,使得塗層在整個配套服役期間持續釋放適量的防汙劑,從而有效地防止汙損生物的附著。「在這款塗料產品研發成功的基礎上,我們將致力於更多新型產品的研發,提升國內船舶防汙塗料的技術水平。」科研人員介紹,下一步在該防汙塗料配方的基礎上推出系列產品,可根據客戶的應用需求定製不同的塗料產品。

做大做強防汙塗料,打造一流研發平臺

SUPRA55掃描電子顯微鏡、Viscotek TDA凝膠滲透色譜儀、Zahner Zennium電化學工作站、鹽霧試驗箱、20L成套不鏽鋼樹脂反應釜、posiTectoer 200C/A塗層測厚儀……在省海洋開發研究院海洋環境與化工實驗室,記者看到了大量的高科技設備。這些海洋環境防護材料分析檢測與應用的儀器設備,用於分析、檢測海洋防汙塗料、防腐塗料、功能性材料系統實驗,為科研人員的研發提供了堅實的硬體支撐。

立足舟山產業發展對海洋環境防護技術創新的需求,以突破產業關鍵技術為重點,海洋環境與化工研究室在海洋防腐、防汙等領域開展技術攻關與成果轉化應用示範,與中科院海洋所侯保榮院士團隊合作成立海洋防腐技術應用開發院士專家工作站,與恆泰漆業、中化興中公司合作建立了中試基地、技術示範轉化基地。

同時,浙江省海洋開發研究院向上承接高校、科研院所的基礎研究成果,引進國內外先進高效的標準、測試評價方法;向下聯合企業實施成果轉化,為實現區域經濟持續發展提供技術支撐,打造一流研發平臺。

深耕海洋高新技術研發,推動地方經濟跨越發展。下一步海洋環境與化工研究室將以市場與企業的需求為導向,以成果轉化為目標,重點研發新型防汙劑、高防汙活性塗料樹脂及水凝膠防汙塗料技術,不斷提升防汙塗料的技術水平和產品性能。

來源:舟山日報

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