Unsaturated Polyester Coatings containing Biocides

Abstract

Vesistöissä laivojen pintaan tarttuvat eliöt ovat sekä taloudellinen että kosmeettinen ongelma. Kontrolloimattoman eliöiden kiinnittymisen seurauksena aiheutuu kitkaa, joka puolestaan hidastaa laivan nopeutta ja aiheuttaa polttoaineen kulutuksen kasvua. Tavallisesti eliöiden kiinnittymistä ehkäistään kiinnittymisenestomaalien avulla. Niiden toiminta perustuu biosidien liukenemiseen, jolloin veden ja pinnoitteen väliselle rajapinnalle muodostuu korkea biosidipitoisuus, joka estää eliöiden kiinnittymistä pinnalle. Maailmanlaajuinen orgaanisten tinayhdisteiden käyttökielto kiinnittymisen-estomaaleissa tulee voimaan vuoden 2003 alusta. Tällä hetkellä 70 % maailman laivastoista on suojattu orgaanista tinayhdistettä sisältävällä kiinnittymisenestomaalilla. Nyt onkin kasvava tarve kehittää uusia ympäristöystävällisempiä kiinnittymisenesto-pinnoitteita. Todennäköisesti tinayhdisteet tullaan korvaamaan synteettisillä orgaanisilla yhdisteillä käytettyinä yhdessä kuparin kanssa. Työn tarkoituksena oli valmistaa ympäristöystävällisempi tyydyttämätön polyesteripinnoite, joka itsessään ehkäisisi eliöiden kiinnittymistä. Kirjallisuusosassa tutustuttiin markkinoilla oleviin biosideihin, niiden myrkyllisyyteen ja vaikutuksiin ympäristölle sekä muuttuvaan lainsäädäntöön. Työssä tarkasteltiin myös tällä hetkellä markkinoilla olevia pinnoitteita ja niiden toimintamekanismeja sekä myrkyttömiä vaihtoehtopinnoitteita kiinnittymisenestoon. Kokeellinen osa koostui kahdesta osasta. Ensimmäisessä osassa tutkittiin biosidien sopivuutta käytettäväksi yhdessä tyydyttymättömän polyesterin kanssa. Yhteensopivuutta määritettiin applikaatiotesteillä ja pinnoitteen käyttäytymisen perusteella. Toinen vaihe oli selvittää pinnoitteen tehokkuus leväntarttumista vastaan. Tyydyttymätön polyesteri gel coat kiinnittymisenesto-ominaisuuksilla valmistettiin dispergoimalla biosideja tyydyttymättömään polyesterigeeliin. Yhteensopivuustestien tulosten perusteella huomattiin, ettei biosidien lisääminen geeliin vaikuta mainittavasti applikaatio-ominaisuuksien huononemiseen. Brookfield viskositeetin stabiilisuus jopa paranee ja yksi työssä käytetyistä biosideista parantaa pinnoitteen säänkestoominaisuuksia. Tässä työssä ei pystytty määrittämään eri biosidien välisiä eroja tehokkuudessa levää vastaan.

Marine fouling on the bottom of ships is a real problem from both a cost and performance standpoint. The increased friction caused by uncontrolled growth of fouling organisms reduces the speed of a vessel and causes an increase in fuel consumption. Ship fouling is usually prevented by using antifouling paints, which function by releasing biocides to water in order to create a high concentration of these compounds close to the paint/water interface. A worldwide ban on tributyltin applications in marine antifoulings is due by January 1, 2003. Currently 70 % of the world fleet of ships uses tributyltin paint systems. Now there is an increasing need to develop new environmentally more friendly antifouling coatings. Most likely tin compounds will be replaced by a combination of copper and organic compounds. The objective of this study was to prepare environmentally safer unsaturated polyester coatings having antifouling properties. In the literature part surveys of industrial antifouling agents were made. The toxicological and ecological data of biocides together with the legislation was studied. Currently existing antifouling coatings and alternative toxin-free antifouling methods are discussed. The experimental part consisted of two different stages. First the compatibility of biocides with unsaturated polyester gel coat was determined by application tests and coating performance. Secondly the effectiveness of the coating against fouling was investigated. Unsaturated polyester coating having antifouling properties was prepared by dispersing antifouling biocides in unsaturated polyester gel. According to the compatibility tests, adding antifouling agents in unsaturated polyester gel coat did not worsen the application properties of the gel coat remarkably. Viscosity stability even improves the stability and one of the biocides used in this work (triazine) improves the weathering resistance. The difference in effectiveness against algae fouling between biocides could not be shown in this work.