CN1165587C - 不溶于水的亲水性船舶涂料和方法 - Google Patents

不溶于水的亲水性船舶涂料和方法 Download PDF

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Abstract

一种用来涂覆与水溶液接触的表面以降低运动摩擦、防止受腐蚀和起泡、降低水碰撞噪音并吸收水冲击的组合物，包含一种含有酚醛清漆型聚羟基苯乙烯的聚合物。作为该组合物的另一个具体例，还包含防污剂、胶衣材料或环氧。一种方法，包括用上述组合物涂覆与水溶液接触的表面，该组合物优选是溶在适当溶剂中的溶液，所述溶剂如低分子量的氧化了的烃，如醇或酮。将所述组合物涂覆到浸入水中的或与水接触的表面上后，产生了接触角显著降低的亲水性表面，使速度增加并改进了燃料效率。

Description

不溶于水的亲水性船舶涂料和方法
                     发明背景
技术领域
本发明涉及表面涂料，更具体地，涉及用在海洋环境中的涂料。
背景技术
用于移动的船舶和静止的水下结构的船舶涂料公知性地被用来保护表面、改善其外观和降低移动船舶的阻力。这类船舶可包括(但不限于)可移动的船，如帆船、快艇、船内及船外摩托艇、有浆船、摩托艇、独木舟、爱斯基摩独木舟、水橇、冲浪板、帆船、水上自行车、海洋班轮、拖船、油轮、货轮、潜水艇、***、水上飞机用的趸船以及驱逐舰。水下静止结构可包括(但不限于)码头、桥墩、板桩、桥梁以及由木材、金属、塑料、玻璃纤维、玻璃或混凝土构成的其它结构。
该技术领域中已知的一些涂料包括US 3,575,123、4,642,267、5,488,076和5,554,214中阐述的那些。防污组合物也已经公知地被用来对抗生物体如藤壶、海藻、粘液、橡实贝壳(Balanidae)、鹅贻贝(Lepodoids)、管形虫、海苔、牡蛎、brozoans和被囊类动物。
涂料可以是亲水性的或疏水性的，后者承受着移动表面与水之间的摩擦，包括特氟隆类、石蜡和氟碳化合物/聚硅氧烷材料。前者保留了一层附着的水层，它在船舶移动时与水发生运动摩擦。
                     发明内容
因此本发明的一个目的是提供一种降低海洋船舶在移动时与水之间的运动摩擦的方法。
另一个目的是提供一种能降低运动摩擦的海洋船舶用涂料。
另一个目的是提供一种亲水性的上述涂料。
另一个目的是提供一种还具有防污性的上述涂料。
另一个目的是给酚醛清漆型聚合物的组合物提供一种新的用途。
另一个目的是提供一种用以改进海洋船舶的燃料效率的组合物及方法。
另一个目的是提供一种用来涂覆与水接触的表面以改善运动摩擦的组合物及方法。
另一个目的是提供一种用来涂覆表面以降低与水接触所产生的噪音的组合物及方法。
另一个目的是提供一种用来涂覆表面以吸收与水接触所产生的冲击的组合物及方法。
另一个目的是提供一种用来涂覆表面以防止其受腐蚀和/或起泡的组合物及方法。
借助于本发明-一种用来涂覆与水接触的表面的能降低运动摩擦的组合物及方法，达到了这些目的以及其它目的。该组合物的具体例包括一种溶液，该溶液包含一种含有酚醛清漆型聚羟基苯乙烯的聚合物。酚醛清漆是酚-醛树脂在直链聚合物发生交联时产生的一种结构。该聚合物的存在浓度可以是痕量至其溶解度极限(在醇中约为75％)。该组合物包括溶在低分子量的氧化了的烃溶剂中的聚羟基苯乙烯，聚羟基苯乙烯在溶液中的存在浓度为1-75wt/vol％。作为一个优选的具体例，该组合物还含有防污剂。
在该组合物的第一个子具体例中，聚羟基苯乙烯混在一种低分子量的氧化了的烃溶剂中。在第二个子具体例中，聚羟基苯乙烯被掺入到一种胶衣中。在第三个子具体例中，聚羟基苯乙烯被掺入到诸如单组分环氧化物或双组分环氧化物的环氧化物中，从而形成成品涂料或半成品涂料。
本发明方法的第一个具体例包括将上述组合物涂覆到海洋船舶的外表面上，或涂覆到任何与水接触的表面上，从而形成该涂料的涂层。优选地，涂覆的是该组合物在适当溶剂中的溶液，所述溶剂可包括低分子量的氧化了的烃，如醇或酮。经涂覆的表面是光滑且无粘性的，因而不会被诸如沙粒和杂草的普通水中碎屑所沾污。涂层是不溶于水且耐磨损的，这使其有效使用期预计可达连续使用数年。
第二个具体例包括提高海洋船舶的运动效率的方法，包括将上述组合物涂覆到海洋船舶的浸在水中的表面上。
第三个具体例包括制备上述组合物的方法，包括将聚羟基苯乙烯混入到低分子量的氧化了的烃溶剂、胶衣或环氧化物中。
第四个具体例包括降低水碰撞噪音的方法，包括将上述组合物涂覆到与水接触的表面如顶板上。
第五个具体例包括吸收与水接触的表面如船身所受冲击的方法，包括将上述组合物涂覆到其上。
第六个具体例包括防止与水接触的表面受腐蚀和/或起泡的方法，包括将上述组合物涂覆到受影响的表面上。
将本发明的组合物涂覆到浸入水中的表面后，得到了一个接触角显著降低的亲水性表面。例如，当将组合物涂覆到由斜板法(见N.K.Adam，The Physics and Chemistry of Surface，Oxford Univ.Press，1941)测得的与水的初始接触角约为60°的玻璃纤维/聚酯表面上时，接触角降低到约15°。因此使用该涂料有利于船舶提高速度和/或改进燃料利用率。
通过以下结合附图所进行的说明将更好地理解表征本发明的特性，这些说明既涉及到构成，又涉及到实施方法，还涉及到本发明的其它目的和优点。应当清楚地认识到，附图的作用是为了解释和说明，而不是作为限定本发明的界限。当结合附图阅读了以下的说明后，由本发明所达到的这些目的和其它目的以及由本发明带来的优点将变得更为明了。
                       附图说明
附图描述的是用来测试本发明涂料在物体落入水中的速度下的效果的实验室仪器。
                      具体实施方式
现在将参照附图说明本发明的优选实施方案。
组合物的第一个具体例包含酚醛清漆型聚羟基苯乙烯溶解在甲醇中所得的5-20wt/vol％的溶液，以及5-10wt/vol％的防污剂。聚羟基苯乙烯的优选具体例包括聚(对-羟基苯乙烯)(Hoechst Celanese Corp.Dallas，TX，US)，可以是聚合物级的(PHS-PG)，或是酚醛清漆级的(PHS-N)。防污剂包括至少一种选自铜粉、氧化铜、氧化锌(Kadox 911)、氧化钛(Degussa P-25)、氧化锡、Irgarol 1051杀藻剂(Ciba)和抗菌化合物X(Starbright)的化合物，不过也可以使用该技术领域中公知的或在将来想象得到的其它防污剂。目前所认为的最佳种类包括氧化锌，不过这不作为一种限定。还可以包含颜料。
聚羟基苯乙烯与至少一种其它羟基化聚合物(如聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸和聚羟亚甲基)共聚或与其它亲水性聚合物(如聚烯丙胺、聚氨基苯乙烯、聚丙烯酰胺或聚丙烯酸)共聚使涂层发生变化，但没有降低共聚物在溶剂中的溶解度，也没有提高干的经涂覆聚合物在水中的溶解度。
组合物的第二个具体例包含一种掺入到胶衣中的含有聚羟基苯乙烯的聚合物，所述的胶衣是本技术领域中公知的用来处理海洋船舶表面的。
组合物的第三个具体例包含一种掺入到环氧化物中的含有聚羟基苯乙烯的聚合物，所述的环氧化物包括单组分环氧化物或双组分环氧化物。
组合物的第四个具体例包含一种掺入到异丙醇(IPA)中的含有聚羟基苯乙烯的聚合物。该聚合物的溶解量可以从痕量至其溶解度极限(此处约为75％)。尽管不是为了限制，但可以考虑针对以下的不同用途和不同耐久性采用不同的范围：痕量-5％，水橇、潜水呼吸用具、喷气式水橇、小船；5-10％，赛船用涂料；10-30％，防污涂料产品，还加入了防污成分；30-40％，螺旋桨用涂料；40-75％，轮船和需要高耐久性的用途；75％-溶解度极限，需要极度耐磨或经受高度磨损的用途，如轮船螺旋桨用涂料或在高速状态下使用的涂料。
组合物的第五个具体例包含一种被称为“短效染料”的物质。赋予组合物颜色(如紫色)的这种物质可以在组合物被涂覆到表面上之前加入到聚合物溶液中。那么用户就可以在涂覆过程中检查表面以确保其完全被覆盖，在规定的时间后，该染料消失。
测试仪器
采用实验室仪器10通过一个塑料浮子12来测试本发明涂料的第一个具体例的效果，浮子12的速度使其在重力作用下坠入海水1.3m。作为样板的浮子12包括一个塑料的疏水性尖头圆柱体，约具有1.26cm的直径和7.62-25.40cm的长度。
仪器10包括一个长1.52m、内径3.5cm的充满了人造海水的玻璃管14。使浮子12从初始位置20坠落到与之相距1.3m的第二位置22处。初始位置20处的光电检测器16使数字式电子计时器18启动。第二位置22处的第二光电检测器24使计时器18停止。所记录的时间(一般为数秒)取决于下落浮子12的大小和质量，它代表浮子12从初始位置20下落到第二位置22所用的时间。
浮子12的上端连有线26，它可以在计时器18被回零后将浮子12提升出来以供另一次测试。应当精心地设置初始位置20，以便在采用10次相同或尽可能相同的测试的平均值时，获得标准偏差低的具有再现性的结果。
典型的测试结果
由上述仪器承担的测试显示，取决于物体的大小和质量的、范围为1.5-6秒的下落时间在涂覆了本发明涂料的情况下下降了100-300msec(表1)。这代表速度改进了2-8％。进行测试所采用的最高速度相当于约2.5节。这远远低于9-20节的油轮速度或20-30节的客轮和货轮的速度。但是，表1B的结果显示，对于固定的“表面-水”接触面积而言，涂料的改进程度随移动物体速度的增加而增加。
                         表1
(a)通过测定浮子的下落时间(毫秒，ms)来表现不同材料上的聚羟基苯乙烯涂层的作用的一些有代表性的结果
(b)表现出固定表面上由涂层带来的速度改进效果的一些有代表性的结果
(a) 材料* 防污剂 时间(ms)涂覆前 时间(ms)涂覆后 改进百分数
    1.     聚乙烯     ZnO     3869.4±44     3567.0±30     7.9％
    2.     尼龙     无     4283±79     4179±41     2.4％
    3.     尼龙     ZnO     3098.2±26     2988±27     3.5％
    4.     聚氯乙烯     ZnO     4561±38     4404±34     3.4％
    5.     聚氯乙烯     无     1519.3±13     1489.0±10     2.0％
    (b)     浮子质量克     时间(ms)涂覆前     时间(ms)涂覆后   改进百分数
    6.     32.9     5047.6±56     4959±72   1.8％
    7.     34.2     2011.7±27     1947.6±20   3.2％
    8.     38.3     1711.3±21     1664.4±12   6.0
*1和3使用的是含有10wt/vol％ZnO的蒸馏水。其它均使用海水。
4的ZnO含量为15wt/vol％。
6、7、8的浮子是一种空心的聚甲基丙烯酸甲酯尖头圆柱体，其中附加了重量以使浮子更快地下落。
结果显示，涂覆了聚羟基苯乙烯在甲醇中的5-20％的溶液将疏水性表面变为亲水性表面。在涂覆涂料之前和之和用斜板法测量平板状金属、塑料和木材表面的接触角。结果列在表2中，其中的接触角是前进接触角与后退接触角的平均值。这些数据显示，涂层使这些表面与水的接触角显著降低。添加了前面列出的防污剂后获得了相似的数据。
                         表2
       用聚羟基苯乙烯溶液涂覆前后不同表面与水的接触角
    表面     涂覆前的接触角     涂覆后的接触角
    聚乙烯     56     16
    不锈钢     42     20
    61     18
    铝     70     15
    玻璃纤维/聚酯     53     22
    60     17
    硅橡胶     48     18
    有机玻璃     60     12
    63     14
    聚苯乙烯     58     15
    木材(橡木)     33     18
还将该涂料涂覆到试验船上，该船带有一个用来监控动力、速度和每分钟转速的船内计算机。样板试验船的特性列在表3中，在速度和每分钟转速不同的条件下针对未涂覆和经涂覆船进行的三次试验的结果分别列在表4A和4B中，并在表5中加以概括。在船充分入水时，即在其进行飞航前，对于固定的动力而言，涂层使速度提高了8％，使燃料节省了约10％。与未涂覆的船相比，经涂覆的船能在较低的节流速度下趋于飞航，并在水中感觉更滑。
                表3
               船的特性
试验序号 试验1
船的型号 26 Nova Spyder
船的编号 WELP 340 E788
发动机制造商 Mercruiser Twin
发动机型号 350 Magnum
船尾主动轮型号 Alpha One
齿轮传动比(X∶1) 1.50∶1
螺旋桨轴Hp 500
右舷空转计时 8度BTDC
左舷空转计时 8度BTDC
右舷提前点火计时 32度BTDC
左舷提前点火计时 32度BTDC
Rpm范围 4400-4800RPM
X”尺寸 5 1/4(1 1/4″以上)
载油量 60.0加仑   4900磅 船尾
燃油容量 120加仑    2800磅 船头
试验时的船重 9011磅     7700磅 总重
重心 104.7英寸  24.00英尺 距离
配平调整片 Bennett 9″×12″(执行)
排气*** 贯穿艉构架 100磅 齿轮
驾驶员 Willie Petrate 200磅
乘客 Don，Ken，Lee 640磅
地点 Sarasota Bay
水状况 Lite Chop
风状况 西北@ 10MPH
雷达 Stalker
燃油流量表 Floscan 7000
G”表 Vericom 2000r
螺旋桨型号 Quicksilver
螺旋桨材料 不锈钢
Wellcraft PN 1405＝＝＝＝
制造商PN 48-163184
桨叶数量 三Rh
直径 13 3/4″
表3(续)
螺距 21″
实际螺距 22.0英寸
船身常数 280.6633
维持航行的最低Rpm  2400 RPM
船静止时的定位角 4度
船静止时的倾角 0度
舰首测量(英寸) N/A英寸
艉构架测量(英寸) N/A英寸
NMMA船的机动性试验 良好
倒退试验 当心
观察孔防风板 Well Defined
该实验的总耗油量 12.0加仑
试验中发动机的总工作时间 1小时
推荐的巡航Rpm 3500RPM
加速试验航行时间0-20Mph驾驶平衡度100％ dn 试验    秒    英尺1     4.10    602     4.17    613     5.00    74平均   4.42    65
推荐的螺旋桨 有
船的试验报告               表4A                                               船的试验报告         4B船舶发动机燃料喷射                                                            船舶发动机燃料喷射试验序号：试验1            普通船身                                           试验序号：试验2       涂有PHS的船身
  1000     RPM     零位    倾斜
  滑率％    48.4％     1    7.7    mph     83     DB
  mpg    1.99     2    6.6    mph     4.25     BPA
  平衡度    100％DN     3    7.2    mph     3.6     GPH
  板     无    平均    7.2    mph     227     航程
  1000   RPM    零位     倾斜
  滑率％   48.2％   1     7.6     mph    83     DB
   mpg   2.06   2     6.8     mph    4.25     BPA
   平衡度   100％DN   3     7.2     mph    3.5     CPH
   板     无  平均     7.2     mph    235     航程
1500 RPM 零位 倾斜
滑率％ 55.4％ 1 9.9 mph 85 DB
mpg 1.45 2 8.7 mph 6.5 BPA
平衡度 100％DN 3 9.3 mph 6.4 GPH
板 无 平均 9.3 mph 156 航程
1500 RPM 零件 倾斜
滑率％ 52.5％ 1 9.7 mph 85 DB
mpg 1.52 2 10.1 mph 7.00 BPA
平衡度 100％DN 3 9.9 mph 8.5 GPH
板 无 平均 9.9 mph 174 航程
2000 RPM 零位 倾斜
滑率％ 66.4％ 1 10.5 mph 86 DB
mpg 0.77 2 8.0 mph 7.75 BPA
平衡度 100％DN 3 9.5 mph 12.2 GPH
板 无 平均 9.3 mph 87 航程
2000 RPM 零件 倾斜
滑率％ 61.2％ 1 10.0 mph 86 DB
mpg 0.90 2 11.5 mph 8.25 BPA
平衡度 100％DN 3 10.8 mph 12.0 GPH
板 无 平均 10.8 mph 102 航程
2500 RPM 零位 倾斜
滑率％ 21.4％ 1 27.0 mph 87 DB
mpg 1.72 2 27.6 mph 3.75 BPA
平衡度 100％DN 3 27.3 mph 15.9 GPH
板 无 平均 27.3 mph 196 航程
2500 RPM 零件 倾斜
滑率％ 15.1％ 1 29.2 mph 87 DB
mpg 1.84 2 29.7 mph 4.25 BPA
平衡度 100％DN 3 29.5 mph 16.0 GPH
板 无 平均 29.5 mph 210 航程
3000 RPM 零位 倾斜
滑率％ 20.8％ 1 32.6 mph 88 DB
mpg 1.73 2 33.4 mph 3.75 BPA
平衡度 20％UP 3 33 0 mph 19.1 GPH
板 无 平均 33.0 mph 197 航程
3000 RPM 零件 倾斜
滑率％ 14.1％ 1 36.0 mph 88 DB
mpg 1.85 2 36.4 mph 4.00 BPA
平衡度 20％UP 3 35.0 mph 19.3 GPH
板 无 平均 35.8 mph 211 航程
3500 CruiseRPM 零位 倾斜
滑率％ 15.5％ 1 40.7 mph 90 DB
mpg 1.74 2 41.4 mph 3.50 BPA
平衡度 35％UP 3 41.1 mph 23.6 GPH
板 无 平均 41.1 mph 193 航程
3500 CruiseRPM 零位 倾斜
滑率％ 13.6％ 1 42.1 mph 90 DB
mpg 1.79 2 42.6 mph 3.50 BPA
平衡度 35％UP 3 41.3 mph 23.5 GPH
板 无 平均 42.0 mph 204 航程
3500 RPM 零位 倾斜
滑率％ 15.5％ 1 40.7 mph 90 DB
mpg 1.74 2 41.4 mph 3.50 BA
平衡度 35％UP 3 41.1 mph 23.6 GPH
板 无 平均 41.1 mph 193 航程
3500 RPM 零位 倾斜
滑率％ 13.6％ 1 42.1 mph 90 DB
mpg 1.79 2 42.6 mph 3.50 BPA
平衡度 35％UP 3 41.3 mph 23.5 GPH
板 无 平均 42.0 mph 204 航程
4000 RPM 零位 倾斜
滑率％ 14.7％ 1 47.8 mph 91 DB
mpg 1.51 2 47.0 mph 3.25 BPA
平衡度 60％UP 3 47.4 mph 31.4 GPH
板 无 平均 47.4 mph 172 航程
4000 RPM 零件 倾斜
滑率％ 12.5％ 1 49.0 91 DB
mpg 1.54 2 48.7 mph 3.50 BPA
平衡度 60％UP 3 48.1 mph 31.5 GPH
板 无 平均 48.6 mph 176 航程
4500 RPM 零位 倾斜
滑率％ 14.5％ 1 54.0 mph 95 DB
mpg 1.35 2 53.4 mph 3.00 BPA
平衡度 70％UP 3 53.0 mph 39.5 GPH
板 无 平均 53.5 mph 154 航程
4500 RPM 零件 倾斜
滑率％ 12.4％ 1 55.0 mph 95 DB
mpg 1.37 2 54.5 mph 3.50 BPA
平衡度 70％UP 3 54.8 mph 40.1 GPH
板 无 平均 54.8 mph 156 航程
4760 MAX RPM 零位 倾斜
滑率％ 14.3％ 1 56.0 mph 97 DB
mpg 1.22 2 57.2 mph 3.00 BPA
平衡度 80％UP 3 56.8 mph 46.6 GPH
板 无 平均 56.7 mph 139 航程
4785 MAX RPM 零件 倾斜
滑率％ 12.4％ 1 58.0 mph 97 DB
mpg 1.25 2 58.2 mph 3.25 BPA
平衡度 80％UP 3 58.5 mph 46.5 GPH
板 无 平均 58.2 mph 143 航程
                                                                                           *PHS＝聚羟基苯乙烯
                                                           4750 RPM右舷发动机
                                                           4820 RPM左舷发动机
                                                           0 RPM SINGLE发动机
                                                                 表5明朗的国际性试验结果试验1-涂覆前试验2-涂覆后
 试验序号     试验1     试验2           变化     试验1     试验2     变化    试验1     试验2   变化
    20 Nova Spyder  RPM     MPH     MPH     以MPH计     MPG     MPG     以MPG计    航程     航程 以航程计
    Mercruiser  1000     7.2     7.2     0.0     2.0     2.1     0.07    227     235     7.6
    350 MagnuM  1500     9.3     9.9     0.6     1.5     1.5     0.07    166     174     8.0
    Alpha One  2000     9.3     10.8     1.4     0.8     0.9     0.13    87     102     15.1
    Sarasota Bay  2500     27.3     29.5     2.2     1.7     1.8     0.12    196     210     14.2
    汞  3000     33.0     35.8     2.8     1.7     1.9     0.13    197     211     14.5
    不锈钢  3500     41.1     42.0     0.9     1.7     1.8     0.05    198     204     5.4
    三桨叶RH(2)  4000     47.4     48.6     1.2     1.5     1.5     0.03    172     176     3.8
    21″  4500     53.5     54.8     1.3     1.4     1.4     0.03    154     158     3.8
    4760  4785     56.7     58.2     1.6     1.2     1.3     0.04    121     124     3.6
这些结果清楚地显示，在基本相同的动力消耗量下，用本发明组合物涂覆过的船比未经涂覆的船移动得更快；相似地，对于相同的速度而言，涂层降低了燃料的消耗率或延长了耗用满箱燃料的情况下船的航行距离。这种差异随船的速度或动力而改变，表5显示，在这些试验中，17％的最大改进发生在2000rpm(相当于10.8英里/小时)的情况下。船开始飞航时的速度越高，与水接触的船表面积就越小，因而发现涂层的有利作用有所降低。对于不进行飞航的班轮、货轮或帆船而言，预计本发明涂层的有益效果将随着动力和速度的增加而持续增加，因为在这些变化条件下“表面-水”接触面积不会改变。
用不同的船进行进一步试验，以便研究速度(两次试验)、燃料效率和航程，并用飞机来研究水上起飞距离。测试结果分别列在表6-10中。
                              表6
                      经涂覆船身″的速度改进
    RPM     涂覆前的平均值     涂覆后的平均值     差值     增进％
    650     5.50     6.35     0.85     15.45
    1000     7.30     8.50     1.20     16.44
    1500     9.10     11.60     2.50     27.47
    2000     14.90     15.95     1.05     7.05
    2500     20.90     22.60     1.70     8.13
    3000     26.50     27.80     1.30     4.91
    3500     31.10     32.30     1.20     3.86
    4000     34.00     36.50     2.50     7.35
    4500     37.10     38.90     1.80     4.85
    4775     39.30     40.50     1.20     3.05
″试验用船是Proline Model 3310，33英尺长，重14,700磅，带有两个船内Merc 385-hp发动机。颠簸海面上的风速为20-30mph N。速度用雷达枪测量。
                              表7
                       经涂覆船身″的速度改进
    RPM     涂覆前的平均值     涂覆后的平均值     差值     增进％
    1000     4.5     5.4     0.9     20
    1500     6.3     6.9     0.6     9
    2000     8.1     8     [0.1]     [1]
    2500     9.2     9.7     0.5     5
    3000     12.7     15.3     2.6     20
    3500     20.7     21.8     1.1     5
    4000     29.7     28.7     [1.0]     [3]
    4500     33.8     34.7     0.9     3
    5000     36.4     37.2     0.8     2
″试验用船是Parker Model 2520，25英尺长，重5724磅，带有一个船外Yamaha 225-hp发动机。测量设备是Garmin 48 GPS。
                               表8
                      经涂覆船身″的燃料效率改进
    RPM  涂覆前的平均值     涂覆后的平均值     差值     增进％
    1000  1.9     2.3     0.4     21.1
    1500  1.9     2.2     0.3     15.8
    2000  1.7     1.8     0.1     5.9
    2500  1.4     1.5     0.1     7.1
    3000  1.6     2.0     0.4     25.0
    3500  2.1     2.3     0.2     9.5
    4000  2.4     2.5     0.1     4.2
    4500  2.3     2.3     0     0
    5000  1.6     1.9     0.3     18.8
    最高  1.7     1.8     0.1     5.9
 最低航行rpm  2200     2000     -200     -9.1
″试验用船是Parker Model 2520，25英尺长，重5724磅，带有一个船外Yamaha 225-hp发动机。测量设备是Garmin 48 GPS。
                            表9
                       经涂覆船身″的航程改进
    RPM     涂覆前的平均值     涂覆后的平均值     差值     增进％
    1000     232.0     281.0     49.0     21.1
    1500     229.0     258.0     29.0     12.7
    2000     201.0     213.0     12.0     6.0
    2500     166.0     178.0     12.0     7.2
    3000     197.0     236.0     39.0     19.8
    3500     257.0     271.0     14.0     5.4
    4000     284.0     301.0     17.0     6.0
    4500     273.0     275.0     2.0     0.7
    5000     192.0     222.0     30.0     15.6
    最高     199.0     210.0     11.0     5.5
″试验用船是Parker Model 2520，25英尺长，重5724磅，带有一个船外Yamaha 225-hp发动机，船内带有75加仑燃料。速度用Garmin 48GPS测量。
                                 表10
                     经涂覆飞机″的起飞距离(英尺)改进
    RPM  涂覆前的平均值  涂覆后的平均值     差值     起飞距离降低％
    1000  1272.6  969.6     -303.0     23.8
    1500  1271.9  948.4     -323.5     25.4
    2000  1275.8  959.0     -316.8     24.8
    平均  1273.4  959.0     -314.4     24.7
″机身和浮筒经涂覆的水陆两用飞机Lake Buccanrre Model LA-4，在海平面上，温度74-85°F，湿度88-90％。
因此可以看出，本发明的组合物及方法显著提高了船的速度、燃料效率和航程，并改进(降低)了水陆两用飞机的起飞距离，因而同时具备了生态方面、经济方面和安全方面的优点。
组合物的使用方法
任何一种本发明组合物实际上可用在任何与水接触的表面上以降低该表面与水之间的运动摩擦。这类表面可包括(但不限于)海洋船舶的船身、外置发动机、配平调整片、K字形面和其它水下硬件、螺旋桨、轴、潜水设备、两栖飞机，水下设备(潜水衣、水池)、管线和屋顶。
也可将组合物涂覆到这类表面上以降低腐蚀和防止涂层起泡。
还可将组合物涂覆到这类表面上以产生冲击吸收性。
还可将组合物涂覆到这类表面上以降低噪音，如雨水打击金属顶板的噪音。
本领域的熟练技术人员应当认识到，另外的实施方案是可以预见的，这包括下述的组合物，该组合物含有能提供所需性能的聚合物和其它的防污剂。
在以上的说明中，为了简洁、清楚和便于理解而使用了某些术语，但这并不意味着一些现有技术要求之外的不必要的限定，因为本文中使用这些术语是为了进行说明，并倾向于作出较宽的解释。另外，在本文中解释并说明过的仪器的具体例是举例性的，本发明的范围不限于这种构造的确切细节。
现在已经阐述了本发明，附带的权利要求中列出了其优选实施方案的构成、操作和用途，以及由此得到的新而有用的优点、新而有用的构成以及对本领域熟练技术人员来说显而易见的合理的等同物。

Claims (35)

1.一种涂覆海洋船舶与水接触的表面的方法，包括向该表面涂覆一种含有酚醛清漆型聚羟基苯乙烯的亲水性组合物的步骤。
2.权利要求1的方法，其中组合物含与第二亲水性聚合物共聚所形成的水不溶性的、醇溶性的共聚物的聚羟基苯乙烯，其中的第二亲水性聚合物选自聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚烯丙胺、聚氨基苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸和聚羟亚甲基。
3.权利要求1的方法，还包含一种防污剂。
4.权利要求3的方法，其中的防污剂包括至少一种选自铜粉、氧化铜、氧化锌、氧化钛、氧化锡、杀藻剂和抗菌剂的化合物。
5.权利要求1的方法，其中的组合物包括溶在低分子量的氧化了的烃溶剂中的聚羟基苯乙烯，聚羟基苯乙烯在溶液中的存在浓度为1-75wt/vol％。
6.权利要求1的方法，其中的组合物包括溶在低分子量的氧化了的烃溶剂中的聚羟基苯乙烯，聚羟基苯乙烯在溶液中的存在浓度为5-20wt/vol％。
7.权利要求6的方法，其中的溶剂选自醇和酮。
8.权利要求7的方法，其中的溶剂包括甲醇。
9.权利要求6的方法，其中在组合物中还含有浓度为5-20wt/vol％的防污剂。
10.权利要求1的方法，其中在组合物中还含有颜料。
11.权利要求1的方法，其中的组合物还含有短效染料。
12.权利要求1的方法，其中的表面选自船身、螺旋桨、轴、外置发动机、配平调整片、K字形面和水陆两用飞机的外表面。
13.权利要求1的方法，其中的组合物还包含一种胶衣。
14.权利要求1的方法，其中的组合物还包含一种环氧化物。
15.一种提高海洋船舶在水介质中行进期间的运动效率的方法，包括向船舶的入水表面涂覆涂料的步骤，该涂料包含一种含有酚醛清漆型聚羟基苯乙烯的亲水性组合物。
16.权利要求15的方法，其中的涂料还包含防污剂和颜料。
17.权利要求15的方法，还包括以下步骤：在涂覆步骤后，在将船舶暴露在水环境前，使涂层干燥。
18.涂有胶衣的与水接触表面的防腐方法，包括向船舶的入水表面涂覆涂料的步骤，该涂料包含一种含有酚醛清漆型聚羟基苯乙烯的亲水性组合物。
19.用在与水溶液接触的表面上的涂料，包含酚醛清漆型聚羟基苯乙烯和防污剂。
20.权利要求19的涂料，还包含颜料。
21.权利要求19的涂料，其中的组合物含与第二亲水性聚合物共聚所形成的水不溶性的、醇溶性的共聚物的聚羟基苯乙烯，其中的第二亲水性聚合物选自聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚烯丙胺、聚氨基苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸和聚羟亚甲基。
22.权利要求19的涂料，其中的防污剂包括至少一种选自铜粉、氧化铜、氧化锌、氧化钛、氧化锡、抗菌剂和杀藻剂的化合物。
23.权利要求19的涂料，其中的组合物包括溶在低分子量的氧化了的烃溶剂中的聚羟基苯乙烯，聚羟基苯乙烯在溶液中的存在浓度为5-20％wt/vol％。
24.权利要求23的涂料，其中的溶剂选自醇和酮。
25.权利要求23的涂料，其中的溶剂包括甲醇。
26.权利要求19的涂料，其中防污剂的存在浓度为5-20％wt/vol％。
27.权利要求19的涂料，还包含一种胶衣。
28.权利要求19的涂料，还包含一种环氧化物。
29.制备一种用来涂覆与水溶液接触的表面的涂料的方法，包括使聚羟基苯乙烯在溶剂中形成溶液的步骤。
30.权利要求29的方法，还包括向上述溶液中添加防污剂的步骤。
31.权利要求29的方法，其中溶液包括5-20wt/vol％聚羟基苯乙烯醇溶液。
32.权利要求29的方法，进一步包括加5-02wt/vol％防污剂到溶液中的步骤。
33.权利要求29的方法，进一步包括将聚羟基苯乙烯与第二亲水性聚合物共聚的步骤，其中的第二亲水性聚合物选自聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚烯丙胺、聚氨基苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸和聚羟亚甲基，
34.权利要求29的方法，进一步包括掺混聚羟基苯乙烯溶液到胶衣中的步骤。
35.权利要求29的方法，进一步包括掺混聚羟基苯乙烯溶液到环氧化物中的步骤。
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