船体水下部分防污方法与流程

本发明涉及船体防污技术领域，具体涉及船体水下部分防污方法。

背景技术：

在海洋水体环境中生存了大量的生物，很多浅水层生物往往有附着固生的习性，除了岸边或水中的岩石，船舶水线以下的部位也是这些生物集体附着的好去处。这种生物种类很多，除了细菌、硅藻，还有藤壶、牡蛎、贻贝、盘管虫等种类。这些海洋生物大量聚集，使得船底看起来很像一个移动的海产品养殖场,总的来看，这些附着生物对船舶造成影响和损害主要体现在三个方面：

一是增加了船体重量，增加了船底的粗糙度，增加了航行阻力，最终增加了船舶航行油耗；

二是附着生物的分泌物具有一定的腐蚀性，会对金属船壳和船底表面造成损害，从而增加船舶维修频次，增加船舶维护费用，或者缩短船舶使用寿命；

三是船底的很多设施设备，比如螺旋桨、进排水口、减摇鳍等结构部件，容易受到这些生物影响，或导致堵塞影响进出水效率，或卡住活动部件造成操作迟滞，最终影响航行安全。这些附着生物不仅对船舶带来很大的危害，对水中的各类设施设备都有不利影响，因此人们将其称之为“海洋污损生物“。

船体水下部分往往被各类海洋生物附着，因此，在某种程度上使船的航速降低，燃料的消耗增加，据计算船体长了海生物就会增加航行阻力，使航速下降，燃料消耗会增加40％到50％，这是造船界和航运界颇感棘手的大问题，为解决此问题，通常采用防污涂料，而这些防污涂料一般都含有一定的毒性，会对海洋生物造成一定的危害并造成海洋污染。本技术主要是利用导电涂层通过海水的电解原理来防止海洋生物附着，形成一种新的防污涂层系列。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种环保且防污效果好的船体水下部分防污方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：船体水下部分防污方法，包括以下步骤：

s1：在船体与海水的接触部分刷涂绝缘层；

s2：在该绝缘层外侧覆盖导电涂膜，该导电涂膜包括设置在所述绝缘层左侧的第一导电层、设置在绝缘层右侧的第二导电层；

s3：将所述第一导电层、第二导电层中的任意一个作为阳极，向其通入微电流，所述导电涂膜表面的海水将发生电解。

进一步的，所述船体上设置有控制向导电涂膜供电的直流电源装置，所述直流电源装置采用间隙通电。

进一步的，设置适当控制的短路回路，且使船体外板始终作为阴极，当涂膜损坏船体外板裸露时构成阴极防腐。

进一步的，所述导电涂膜为石墨烯涂层铝箔。

本发明的工作原理：在船体外侧绝缘层上覆盖导电涂膜，把该涂膜作为阳极并有微量电流通过，产生电解反应，从而导电涂膜外表被一层次氯酸根离子所覆盖，可防止微生物、藻、贝类等海洋生物在船体外部的附着，然而，导电涂膜表面所生成的次氯酸根离子是极其微量的，从船体表面游离的离子与海水的其他成分产生反应并消失，因而对海洋不会造成污染。

本发明的有益效果：本发明能够提高船体水下部分的抗电化学腐蚀性能，避免船体不受海洋生物的附着，且本发明环保，节能，对海洋环境基本没有影响，本发明具有很好的应用前景。

附图说明：

图1为本发明的整体结构示意图；

图中标号：10、船体；20、绝缘层；30、导电涂膜；31、第一导电层；32、第二导电层；40、直流电源装置。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

需要说明的是，当元件被成称为“固定于”另一个元件，它可以是另一个元件上或者也可以是存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”“右”以及类似的表达只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

实施例

如图1所示，本发明提供船体水下部分防污方法，包括以下步骤：

s1：在船体10与海水的接触部分刷涂绝缘层20；

s2：在该绝缘层20外侧覆盖导电涂膜30，该导电涂膜30包括设置在所述绝缘层20左侧的第一导电层31、设置在绝缘层20右侧的第二导电层32；

s3：将所述第一导电层31、第二导电层32中的任意一个作为阳极，向其通入微电流，所述导电涂膜30表面的海水将发生电解。

所述船体10上设置有控制向导电涂膜30供电的直流电源装置40，所述直流电源装置40采用间隙通电。

所述导电涂膜30为石墨烯涂层铝箔。

通电时反应过程：

电离反应：

nacl＝＝＝na⁺+cl^-

h20＝＝＝h++oh-

电化反应：

2cl—2e＝＝cl2↑

2h⁺+2e＝＝＝h2↑

海水中化学反应：

na⁺+oh＝＝＝naoh

2naoh+cl2＝＝＝naclo+nacl+h2o

总反应：

nacl+h2o＝＝＝naclo+h2↑

产生的次氯酸钠能够抑制海水中的微生物吸附在船体表面。

本实施例中，通过控制电源装置向导电涂膜通电，但不进行连续不断的通电，而采用间隙通电，并且导电涂膜的阳极/阴极隔一定的时间进行转变，已达到全面防污的目的，另外，当导电涂膜损坏船体外表面裸露时，导电涂膜(阳极)和船体(阴极)可以通过海水(电解质)构成船体一个回路，从而实现阴极防腐，此时所用的电量是极小的，对人、船体内部机电设备、货物等均无影响，而且耗电量极小，进而实现了双重防腐。

在本技术中，导电涂膜为石墨烯涂层铝箔，主要是利用石墨烯薄膜作为导电涂层和界面隔离层提高铝箔的抗电化学腐蚀性能，由于石墨烯的共轭结构使其具有很高的电子迁移率，表现出良好的导电性，同时，其片层结构亦能够保证涂层间有较好的电化学接触，形成导电网络，提供更佳的电化学保护。且碳原子之间化学键的特性，石墨烯极为坚韧，可塑性良好，可以弯曲到很大角度而不锻炼，其杨氏模量约为1100gpa,断裂强度为130gpa,比最好的钢还要高100倍，石墨烯还能够增强涂层的附着力、耐冲击等力学性能和对介质的屏蔽阻隔性能，石墨烯在可见光下透明但不透气，化学性质稳定。尤其是能够显著提高热带海洋大气环境中服役涂层的抗腐蚀介质(水、氯离子、氧气)的渗透能力，在大幅降低涂膜厚度的同时，可以提高涂层的抗腐寿命。通过等离子体化学气相沉积法(原子层沉积(ald))效果更好，在铝箔上直接生长多层的石墨烯膜，利用与铝箔紧密贴合的多层石墨烯薄膜具有离子、分子不通透性，可以有效阻止阳极极化产生的al3+和电解液中的阴离子、溶剂分子等配位络合，因此，石墨烯包覆铝箔可以显著提高其抗电化学腐蚀性，具有更好的长期循环性。

综上，本方法具有以下技术特点：

利用海水电解作用进行防污，由于涂膜中不含有有机物质和重金属等防污剂，在海水中不会溶出有害物质，故对海洋不会造成污染.

该技术应用的导电涂膜在海水中不发生溶解作用，能维持长期稳定的防污性能，由于没有溶出物质，故涂膜一直保持光滑状态，从而可以降低船体行驶的阻力，降低轮船的燃料消耗.

该技术兼有外部电源的阴极防腐性能，即便是涂膜损坏，船体外表面裸露部分，同样受到阴极防腐保护，防止锈蚀。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。