臺灣博碩士論文加值系統

本研究旨在使用不同的微/奈米防污塗料塗佈於鋼板表面，藉由塗層基本試驗(耐酸鹼，硬度、附著力、耐衝擊與抗拉強度試驗等)及塗層試片加速浸泡試驗，評估適用於海洋結構物之防污塗料。試片為20(L)x10(W)x0.6(H) cm 長方形A36鋼片。試片先施作防鏽塗層再施加微/奈米防污塗料。塗料包括矽酸鹽混合物、二氧化鈦混合物、氯化橡膠聚合物、無錫不飽和聚酯樹脂聚合物、無錫丙烯酸樹脂聚合物及氯化橡膠聚合物與氧化鋅混合塗料。浸泡試驗係於天然海水中添加磷酸鹽加速海藻生長。
利用SEM觀察獲知二氧化鈦粒徑約為20~40nm，矽酸鹽粒徑約為10~ 20nm，氧化鋅粒徑約為10~500nm，屬於微奈米材料。試驗結果顯示氯化橡膠混合15%氧化鋅具有良好耐酸鹼性、硬度、附著力、耐衝擊與抗拉強度，並且海藻附著塗層面積最低。矽酸鹽混合物塗層耐酸性差，硬度高但耐衝擊性差，且海藻附著塗層面積偏高。二氧化鈦塗層硬度最高，浸泡後試片塗層，耐衝擊與抗拉強度呈現結果明顯折減且海藻附著塗層面積偏高。未使用防污塗料塗層海藻附著面積最高。

This study is aimed to use various micro/nano coating materials on carbon steel plate for marine antifouling investigation. Coating testings such as acid and alkaline resistance, hardness, adhesive force, impact strength and tensile strength test were performed following the specifications of National Chinese Standards. And, accelerated marine immersion test was conducted using blended seawater, which was mixed with 5 wt.% calcium phosphate for seaweed fast growth. Testing specimen was 20(L) x10(W)x0.6(H)cm rectangular A36 steel plate. The micro/nano coating materials includes silicate mixture, titanium dioxide mixture, chlorine rubber resin mixture, tin-free unsaturated resin mixture, tin-free acrylic resin mixture and chlorine rubber polymer (with various percentages of zinc oxide).
SEM observation found that the particle sizes are about 10~500nm for the coating materials. The chlorine rubber mixed 15 wt.% zinc oxide exhibits excellent acid and alkaline resistance, hardness, adhesive force and impact-resistance and has the lowest area of seaweed adherence. Silicate mixture has high hardness but poor acid and alkaline resistance and impact resistance. Titanium dioxide mixture coating after immersion test demonstrates significant decrease in impact resistance and tensile strength.

目 錄
中 文 摘 要 i
Abstract ii
目 錄 iii
表目錄 vii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 目的與方法 2
1.3 研究限制 2
1.4 研究流程 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 微/奈米材料 4
2.2 防污塗料發展歷史 8
2.2.1 溶解型防污塗料 8
2.2.2 不溶解型防污塗料 8
2.2.3 擴散型防污塗料 9
2.2.4 有機錫防污塗料 9
2.2.5 無錫防污塗料 10
2.3 船舶防污塗料面臨的問題 11
2.4 無錫防污塗料研究現況 13
2.5 海洋污損生物 14
2.5.1 海生物污損問題 14
2.5.2 海生物的定義與類型 16
2.5.3 海生物附著分類 17
2.5.4 海生物的附著機理 20
2.6 微/奈米塗層防污機理 21
2.6.1 二氧化鈦機裡 21
2.6.2 奈米氧化鋅殺菌機理 24
第三章 試驗計劃 26
3.1 試驗目的與變數 26
3.2 試驗試片與塗層材料 26
3.2.1 試片 26
3.2.2 混合塗料成分 27
3.3 混合塗層塗料配比 34
3.4 塗層編號 36
3.5 試驗方法與設備 37
3.5.1試驗方法 37
3.5.2 試驗設備 43
3.6 藻類附著膜擬試驗 44
第四章 試驗結果與討論 46
4.1 塗層與乾燥時間的關係 46
4.2 試片塗膜厚度 47
4.3 塗層塗覆方式比較 48
4.4 塗層SEM微觀觀察 48
4.5 塗層材料性能試驗 52
4.5.1 附著力試驗 52
4.5.2 硬度試驗 52
4.5.3 耐衝擊試驗 53
4.5.4 塗層耐污試驗 58
4.5.5 耐酸試驗 62
4.5.6 耐鹼試驗 67
4.6 浸泡試驗 72
4.6.1 試片的防污效果 72
4.6.2 浸泡後進行耐衝擊性試驗 79
4.6.3 浸泡前後附著強度試驗 80
4.7 綜合分析結果 83
第五章 結論與建議 86
5.1 結論 86
5.2 建議 87
參 考 文 獻 88
附錄1 CNS國家標準塗料檢驗法彙整 93

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