[发明专利]环保长效复合防污材料

说明书

技术领域

本发明属于防污领域，涉及一种复合防污材料，尤其涉及一种环保且长效复合防污材料。

背景技术

举凡自然环境中的设施或用品，只要潮湿、富含水气的地方便有可能产生藻类污染问题，例如：建筑、外墙面、浴室壁面、管道、桥梁、船舶、废水处理池、容器、泳池、养殖池、下水管道等，都容易生长藻类。藻类的附着和生长对于这些设施都可能产生损伤。因此对涂料、油漆、塑料等进行防藻处理，保护这些材质不被藻类破坏是非常有必要的。

尤其是对广大的海洋产业（海洋工程、渔业、养殖业、滨海电厂、造船、航运），藻类造成的经济影响更是显着，因此藻类污染问题在海洋防污领域里一直是受到关注的技术问题。针对藻类造成影响的原因，主要在于藻类的附着与生长过程会分泌有机物质或腐蚀性物质，侵蚀附着物，经由长期而持续的作用，便会破坏附着物上的涂料、油漆、塑料的性质和结构，导致涂层损伤、老化甚至脱落，失去装饰和保护作用。例如：船舶底漆经由藻类生长后，藻类所产生的腐蚀性物质导致船底腐蚀，因而船体与水流摩擦系数增大，导致能耗增大而增加了船舶的维护成本，且使得船体寿命下降。另外，针对管道区域，藻类的大量生长可导致管道堵塞，或影响管道原有的性能。

海洋环境是复杂的系统，其中物理和化学因素包含盐类、温度、pH值、电导率、流速和扩散率等；且伴随着复杂的生物系统，均成为浸海材料所面临的考验。此外，藻类与其他水生生物或微生物（例如：藤壶类；苔藓虫类；水螅虫类；软体动物类，如淡菜、贻贝、牡蛎等）可共同生长，形成生物膜（bio-film），构成了一个不稳定的界面环境，其中持续发生多样多样复杂且的化学反应，因此加重了这些微生物对于浸海材料所造成的污损效应。这些效应造成的具体影响包括：增加船舶的航行阻力，降低航速，造成耗能增加；造成仪器设备的保护涂层脱落，或增加附着层，改变了材料表面的物理化学性能；引起厂房或设备的管道材料的腐蚀，阻碍管道流通，缩短使用寿命与产能，甚至引发事故，增高检修成本；对于木质材料而言，船蛆可能直接蛀蚀破坏；对于其它非金属工程材料，危害亦显着；污损的设备稍受凤浪就可能破损，导致严重的不安全隐患和经济损失。

因此综合上述目前广大的需求，对于用于海洋设施的涂料、油漆、塑料、水泥或者是浸水材料本身材质，进行防生物污损（以下简称防污）及防藻处理，保护这些材质不被破坏是十分重要的。目前，涂料、油漆的进行防污或防藻处理是主要的解决方式。其中，防生物污损涂料(以下简称防污涂料)方法是将防污涂料涂覆于被保护结构物表面，依靠涂层中所含有对生物有毒性的防污剂的溶解、渗出，杀死或抑制污损生物或藻类的生长附着，具有使用范围广且施工方便等优点。

这类的抗污处理主要依靠敌草隆（别名：DCMU;Dichlorfenidim）、Irgarol、多菌灵（BCM）和铜离子等添加剂添加到涂料体系中，制得具有抗污性能的涂料。使这些涂料中含有生物杀灭剂，因而能够抑制藻类及其他微生物的生长，进而防止水中贝类软件动物附着于船底或浸水部位。其中敌草隆，是针对防藻用的材料，其具有高度水生生物毒性；Irgarol是广泛的生物杀灭剂，具水生生物毒性，半衰期长，其于环境中迁移、累积所造成的负面影响近年来也引发了广泛的讨论；多菌灵（别名：BCM；Carbendazim）是一种广谱性苯并咪唑类生物杀灭剂，常使用于真菌或植物病害防治。然而，上述的生物杀灭剂多半仍存有毒物渗出的疑虑，选用不当便可能会对附近海水造成污染或毒性，危害环境。

此外，铜离子是很有效的防藻剂，包含硫酸铜和氧化亚铜等能释出铜离子的化合物；其对藻类的毒性主要表现在影响藻类的生长代谢、抑制光合作用、影响原生质膜的通透性，例如硫酸铜至今仍被认为是最为有效的防藻材料。铜离子在浓度为0.5ppm时，对海洋原甲藻的去除率已经超过97％。但铜离子容易与水体的氢氧根、碳酸根反应产生沉淀，也容易被其他悬浮体产生吸附，导致铜离子在水体中的有效时间非常短，但大量使用则对水生生物造成巨大毒性。

近年来，因应防污涂料的需求与大众日渐关注的环保问题，多种较为新颖的生物杀灭剂日渐受到关注，例如：4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮（DCOIT）、2-正辛基-4异噻唑啉-3-酮（OIT）、3-碘代-2-正丁基氨基甲酸酯（IPBC）、吡啶硫酮锌（ZPT）等。