ساختار رنگهای ضد خزه

ضد خزه شامل مواد زیست کش(biocide) میباشد که با درجه انتشار کنترل شده در مجاورت قسمت داخل آب شناور، ارگانیسم زندگی خزه ها رامختل میکند.

مواد تشکیل دهنده ضد خزه ها:

ضد خزه ها از 4 ماده اصلی تشکیل شده اند

رزین: همانند چسب مواد تشکیل دهنده را کنار هم نگه می دارد و انتشار زیست کش را کنترل می کند و تعیین کننده نوع عملکرد ضد خزه است.

رنگدانه: تعیین کننده ضخامت و رنگ ضد خزه است.

حلال : تعیین کننده مشخصات عملکرد ضد خزه است مثل سرعت خشک شدن یا سرعت سایش و طول عمر ضد خزه.

زیست کش : قسمت فعال ترکیب که از رشد خزه ها جلو گیری می کند. که غالبا انها تر کیبات مس یا اسید مس هستند.

اکسید مس بیشتر برای مقابله با حلزون ها گسار ها یا کرم های دریای است و سرعت انتشار بالایی دارد و خاصیت ضد میکروبی بسیار قوی دارد.این مدل ضد خزه ها در طیف رنگی قرمز تیره تا بنفش تیره وجود دارد

درجه انتشار زیست کش ها(biocide release rate یا BRR) بسیار مهم است:اگر خیلی سریع باشد ضد خزه قبل از موعد کارایی خود را از دست می دهد مخصوصا بعد از یک دوره فعالیت شدید که معمولا ابتدای دوره عملکرد ضد خزه  و درست بعد از اعمال آن است.اگر خیلی آهسته باشد ضد خزه تقریبا بی اثر می شود مخصوصا در نواحی مستعد برای رشد خزه ها (دقیقا همانند خلیج فارس )

درست در مراحل آغازینِ ارگانیسم رشد خزه ها است که باید از چسبیدن و ادامه رشد آنها جلوگیری کرد.زیرا به محض چسبیدن این موجودات و رشد خزه ها سرعت رشد آنها بسیار زیاد شده و در برابر نفوذ ضد خزه ها مقاوم می شوند و تنها راه باقی مانده اسکراب(سابیدن) حلزون ها،صدفها و سایر انواع خزه ها است.

انتخاب ضد خزه  با قدرت مناسب برای انتشار زیست کش ،کاملا به شدت رشد خزه در منطقه مورد نظر دارد.برای مثال ضد خزه با درصد مس بالا را نمی توان بر روی بدنه آلومینیومی بکار برد مخصوصا اگر لایه پرایمر نداشته باشد.بدنه قایق ها شرایط متفاوتی دارند برخی در  بیشتر زمان روز (که در شرایط مد قرارداریم) مساحت زیادی از فضای بدنه شان بیرون از آب است و برخی دیگر کاملا در آب قرار دارند.بعضی از شناورها نیاز دارند بدنه های صاف و صیقلی داشته باشند مثله شناور های مسابقه و برخی نیازمند داشتن ظاهری شفاف و رنگهای زیبا هستند همانند یات های لوکس شخصی.

ضد خزه ها همانند رنگها هستند، بوی رنگها را دارند و همانند آنها اعمال می شوند اما از نظر عملکرد متفاوتند و نیازمند در تماس بودن با آب هستند تا باعث انتشار زیست کش ها شده و این روند را در طول عمر ضد خزه کنترل نماید.لایه های رنگ ضد خزه همانند یک انبار پر از زیست کش عمل می کند که رفته رفته در طول عمر آن تخلیه می شود.

• هر ضد خزه ای سرانجام روزی تمام می شود و آن روزی است که میزان زیست کش موجود در لایه مجاور آب از حد نیاز کمتر شده باشد .

طول عمر ضد خزه

به فرایند ازهم پاشیدگی و اتمام زیست کش لیچینگ (leaching) گفته می شود و شدت این فرایند را درجه لیچینگ می گویند(leaching rate   یا  LR).و مشکل بزرک در صنعت ضد خزه سازی ساخت رنگهای با LR  مناسب است تا طول عمر زیست کش را افزایش دهد.و این ویژگی نیازمند ترکیب کردن تمامی خواص مورد نیاز برای عملکرد ضد خزه است از جمله جریان آب ، سطح آب ، قدرت چسبندگی لایه ها ، غلظت زیست کش بر روی لایه هایی که گاهی داخل آبند و گاهی بیرون از آب .(همانند لبه های خط آبخور شناور یا پایین قسمت جلوییه بدنه شناور )

پایان عمر زیست کش ها یا  انتشار زودتر از موعد زیست کش ها یا اعمال لایه نازک ضد خزه  باعث تسریع چسبیدن و رشد خزه های میشود.

کارایی ضد خزه به نوع آنها و میزان زیست کش موجود در آنها بستگی دارد و همچنین به نوع رزین بکار رفته در آنها که طبیعی باشد یا سنتتیک نیز وابسته است.تعدا کمی ترکیبات ضد خزه وجود دارند که خواص ویژه حلال بودن در آب و سمی نبودن را با هم داشته باشند بعضی ها خیلی زود در آب حل می شوند بعضی ها بسیار سمی اند.

سیستم انتقال زیست کش ها به لایه های سطحی  مهم ترین فاکتور برای اطلاع از چگونگی عملکرد و طول عمر رنگ می باشد.در شرایط طبیعی با توجه به نحوه واکنش رزین بکار رفته در رنگ با آب، دو راه برای انتقال زیست کش از لایه های زیرین به لایه سطحی وجود دارد که باعث جلوگیری از رشد خزه ها می شودو بر همین اساس دو نوع کلی رنگ ضد خزه داریم: رنگهای سخت و رنگهای کاهنده

انواع رنگهای ضد خزه

• رنگهای سخت(hard):

شرط فنی این مدل از ضد خزه ها را contact leaching  یا سایش از طریق تماس می گویند.رنگ به صورت یک لایه پر از سوراخهای ریز خشک می شود که پر از بسته های کوچک زیست کش است و عمل سایش از لحظه تماس با آب اغاز می شود.این عمل سایش بگونه ای تنظیم می شود که در طول یک فصل انجام گیرد.این روند بصورت کنترل شده از ابتدا که میزان زیست کش ها بسیار بالاست آغاز می شود و بطور پیوسته تا زمان کاهش میزان زیست کش به قدری که برای حفاظت از خزه زدن کافی نباشد، ادامه دارد وقتی که زیست کش به اتمام رسید لایه های رنگ دست نخورده باقی می مانند.

نکته بسیار مهم:

این نوع ضد خزه ها قابلیت ضد خزه بودنشان را در خارج از آب نگه نمی دارند و هرگز نباید از آب خارج شده یا به جایی از طریق خشکی حمل شوند و بدون رنگ زدن دوباره به آب انداخته شوند.بزرگترین مزیت این نوع ضد خزه های مقاوت آنها در برابر سایش و مالش است ، که برای قایق های مسابقه ای موتوری یا بادبانی یا قایق هایی که مالک آنها بطور منظم آنهارا اسکراب می کنند بسیار مناسب است.بیشتر این نوع ضد خزه های قابلیت پاک شدن به روش سند بلاست مرطوب را دارند و همچنین می توان آنها را قبل از انداختن به آب صیقل داد تا سرعت بدنه را افزایش دهد.

• رنگهای کاهنده (ablative):

این نوع رنگها در مورد انتقال زیست کش از لایه های زیرین بسیار موثر ترند و میزان کمتری زیست کش مصرف می کنند و محافظت بیشتری را به همراه می آورند.برای فهمیدن معنی wear away (سایش توسط آب) باید بدانید که تعداد زیادی ضد خزه وجود دارد که از روش wear away  استفاده می کنند اما تعداد کمی روش وجود دارد که توسط آن یک رنگ ساییده شود.

رنگهای ضد خزه بر پایه رزین:

این رنگها از رزین طبیعی ساخته شده و نرم ترین رنگها از نوع leaching  هستند.این نوع رنگها به حدی سریع خشک می شوند که می توان بین جذر و مد آنها را اعمال کرد.در حالی که فرمولهای قدیمی تر ساخت این رنگها نیازمند 72 ساعت برای خشک شدن بوده است.این رنگها خیلی زود ساییده می شوند و ارزانترین نوع ضد خزه ها هستند.این رنگها برای قایق های همیشه در حرکت و قایق های تجاری بسیار مناسب است.

رنگهای کوپلیمری با انحلال محدود و پلیمری با تخلیه محدود:

این نوع رنگها قابلیت حل شدن محدودی دارند به این معنی که آبی که از روی سطح و لایه ابتدایی عبور می کند به مرور زمان رنگ را می ساید.دقیقا همانند یک صابون که به مرور زمان شسته و ساییده می شود.واکنش فیزیکی که انجام می شود به این گونه است که همیشه اب لایه نازکی از روی سطح بر می دارد تا همیشه یک لایه زیست کش تازه در طول یک فصل وجود داشته باشد.به همین دلیل این نوع ضد خزه برای مناطقی که شرایط بسیار مستعد خزه زدن دارند مناسب است و طول عمر رنگ رابطه مستقیم با ضخامت لایه رنگ خورده دارد.

این مدل ضد خزه با فرمولی که حاوی ترکیبات رزین طبیعی و رزین مصنوعی است، ساخته می شود و با تغییر نسبت ترکیب این دو نوع رزین است که شیمیدان ها می توانند طول عمر رنگ را تعیین کنند و همچنین عامل مهمی در قیمت این مدل رنگها نیز به حساب می آید.رزین طبیعی بسیار ارزانتر از رزین دست ساز یا سنتتیک است. پس رنگ آمیزی که رزین صنعتی بیشتری دارد گرانتر است اما دیرتر ساییده می شود و رنگ آمیزی که رزین طبیعی بیشتری دارد ارزانتر است و زود تر ساییده می شود.

شناور هایی که با این روش رنگ می شوند می توانند بار ها بدون رنگ آمیزی مجدد از آب بیرون آورده شوند و دوباره به اب انداخته شوند تا زمانی که غلظت لایه ها مناسب برای نگهداری زیست کش ها باشند زیرا فقط در تماس با آب فعال می شوند.

به این نوع رنگهای ضد خزه self –polishingهم می گویند زیرا عملکرد فیزیکی به گونه ای است که در اثر تماس با آب لایه رویی ساییده شده و همیشه زیست کش تازه در لایه سطحی وجود دارد.اما رنگهای self-polishing copolymers (spc)    واقعی از هر لحاظ بسیار برترند زیرا میزان انتشار زیست کش ها پیش از اینکه توسط آب شسته شوند  ،توسط یکسری واکنش های شیمیایی در درون رنگ کنترل می شود.

Self-polishing یا همان سلف پالیش  :

این مدل رنگها بسیار خوب عمل ی کنند زیرا لایه های آن حاوی کوپلیمر اکریلیک بوده که فقط با آب شور واکنش داده و این اتفاق فقط در سطح به وقوع می پیوندد.در نتیجه این واکنش های شیمیایی انتشار زیست کش ها را کنترل و به آن کمک و از ریزش آن جلوگیری می کند.عملکرد این رنگها در طول عمرشان فقط بر اساس واکنش های شیمیایی درونی می باشد و بر عکس رنگهای قبلی نیازمند حرکت آب بروی سطح آن و واکنش فیزیکی سایش نیستند بلکه با همان میزان آب چه قایق در حرکت باشد چه در جای خود ساکن باشد در تمام طول عمر رنگ  میزان زیست کش بدون کاهش باقی می ماند.

این مدل رنگها با تکنولوژی ای بر پایه قلع(tin-based  یا  TBT) ساخته شده که طول عمر رنگ را افزایش می دهد.

سوال : چرا در این مدل رنگهاانتشار زیست کش ثابت می ماند؟

چون آب شور نمی تواند به لایه های spc  نفوذ کند زیرا این لایه ها بسیار در برابر نفوذ اب مقاوم هستند.( hydrophobic)

واکنش شیمیایی بین spc  و آب شور فقط و فقط در سطح رخ می دهد.

رنگهای دو رزینه:

این نوع رنگها خواص رنگهای سخت و کاهنده را با هم دارد برای همه انواع قایق ها مناسب هستند.این نوع رنگ ماندگاری معمول رنگهای سخت را دارند و از طرف دیگر مکانیسم سایش اهسته رنگهای کاهنده را نیز دارند که بطور مداوم سطح را صاف و زیست کش تازه را در دسترس قرار می دهند.