Nanotechniek en Anti-fouling: Project Tideman Workboats

Nanotechniek en Anti-fouling: Project Tideman Workboats

Nanotechniek en Anti-fouling: Project Tideman Workboats

Anti-fouling is een gebied in de scheepvaart waar altijd ontwikkeld wordt, zeker op materialen waar hechting altijd een uitdaging is zoals op kunststoffen of glas. Hier biedt nanotechniek per definitie een solide oplossing, daar nanoparticles zich binden in en op het oppervlak in plaats van er mechanisch aan te hechten.

Tideman Boats

Tideman Boats bouwt boten sinds 1854, en is heden ten dage een Nederlandse fabrikant van onverwoestbare HDPE werkboten. Hun unieke concept zat bij de laatste drie genomineerden voor de Maritime Innovation Awards 2016, en gaat uit van een compleet uit HDPE opgetrokken romp. Zodoende ontstaat een compleet herbruikbaar, haast onverwoestbaar schip. Werkboten opereren in zeer zware omstandigheden: ze zetten mensen af op zandgronden en rotskusten en opereren in extreme hitte of arctische omstandigheden. De uitdaging: HDPE heeft een te hoge dichtheid om anti-fouling verf of folie voldoende te laten hechten en de genoemde omstandigheden te weerstaan. Met een op nanotechniek gebaseerde coating, nC Protect 4400, gingen Tideman en nC Marine de uitdaging aan.

Tideman Boats CEO Bruno Tideman shows that ruggedized means ruggedized by hitting the hull with a sledgehammer causing no damage.

Tideman Boats’ CEO Bruno Tideman laat zien dat robuust en onverwoestbaar ook echt robuust en onverwoestbaar betekent door de romp van één van de boten echt flinke klappen te geven met een voorhamer zonder schade aan te richten. Overigens was dat óók de eerste test voor de nC Protect 4400 coating, en ook hier geen schade. Ook robuust en onverwoestbaar dus.

Maar eerst: Nanotechniek.

Een woord waar van alles bij wordt gedacht. Het gerucht gaat “dat het alles kan”. Vaak denkt men: Het is onbereikbare techniek. Het zou weleens heel duur kunnen zijn. Enzovoort. Dat valt allemaal reuze mee. Gedurende de jaren 90 en de eerste 10 jaar van deze eeuw zijn nanotechnieken en de verwerkingstechnieken tot volle wasdom gekomen. Dit betekende dat de prijzen voor
nanoproducten sterk daalden en dat de keuze ruimer werd, waardoor meer verschillende materialen van nanotechniek konden profiteren. Zo zijn er technieken op het gebied van corrosie, isolatie, olie en brandstof, enzovoort. En dat op een kwaliteitsniveau die alleen de maritieme wereld kan vragen.

Nanodeeltjes zijn klein.

Dat helpt, want nanotechniek gaat vooral over het opzetten van een structuur in en óp het oppervlak van materialen. Het vult de moleculaire ruimtes helemaal op. Daarbij vinden een aantal reacties plaats met behulp van binders en activators, die van groot voordeel zijn ten opzichte van traditionele technieken als verven, smeren of isoleren.

De belangrijkste reactie van nanodeeltjes met materialen is dat de deeltjes zich niet mechanisch hechten, maar chemisch. Ze worden één met het materiaal. Daarnaast binden ze zich ook onderling en vormen een matrix ín het oppervlak. Hierdoor kan niets het oppervlak meer binnendringen en veranderen dus de eigenschappen van het behandelde materiaal. Aan de oorspronkelijke sterkte of brosheid van het materiaal verandert echter niets.

De eigenschappen van de deeltjes bepalen vervolgens op welk gebied materiaal wordt versterkt. Bijvoorbeeld nano-wolfraam maakt enorm slijtvast. Nano-boron zorgt voor extreme gladheid. En zo zijn er veel meer mineralen beschikbaar en combinaties mogelijk. We kunnen onze materiaaloppervlakken nu goed beschermen of aanpassen. We moeten echter wel de nanoparticles naar het te behandelen oppervlak transporteren. Hier komen de dragers in het spel, denk hierbij aan verf, water of vet.

 

Results on two samples tested in Pacific conditions for 6 months. Marine duty nanocoatings are extremely hard to enter for barnacles and clamps. Just a brush and water is enough to clean the surface, during this test-cycle nothing sticked.

Resultaten op twee samples getest in Pacifische condities gedurende 6 maanden. De voor maritiem gebruik ontworpen nanocoatings zijn extreem moeilijk binnen te dringen voor zeepokken, mosselen en wieren. Om schoon te maken is alleen een straal water nodig, of…een beetje vaart!

Duur? Nee.

Eerder spraken we over het idee dat nanotechniek duur en gecompliceerd zou zijn. nC Protect 4400 is een techniek die het tegendeel bewijst. In de basis ontwikkeld door Merck heeft nC het verder verfijnd in een productenlijn gedurende toepassingen in de visserij, de voedingsindustrie en de pleziervaart, op ondergronden als HDPE, RVS, staal en glas. Omdat nC Protect in één keer, zonder primer, kan worden opgezet, liggen de prijzen per m² beduidend onder de gemiddelde prijzen die we heden ten dage zien voor anti-fouling. Dat komt onder anderen omdat met 1 liter nC Protect een oppervlak van tussen de 50 en 80 m² behandeld kan worden.

 

 

Graph shows the increase of fouling on three separate polyester hulls, each coated with a different product, expressed in % of coverage. The hulls were not moved during this full year period of testing in the IJmuiden sea harbour, the Netherlands.

De grafiek laat de ontwikkeling zien van aangroei op drie aparte polyester rompen van gelijke grootte. Elke romp is gecoat met een verschillend product. De aangroei wordt uitgedrukt in een percentage ten opzichte van het gehele romp oppervlak. Gedurende de test zijn de rompen niet bewogen.  De test heeft 12 maanden geduurd in de zeehaven van IJmuiden, NL.

“Dát is simpel zeg!”

“Dat is simpel zeg!”, was de eerste reactie van Bruno Tideman, CEO en ontwikkelaar van de werkboten met zijn naam, toen hij zelf voor het eerst met de coating aan het werk ging op één van zijn boten. “Vóórdat we besloten om deze oplossing te testen, hadden we serieuze twijfels of we echt in staat waren om de anti-fouling op het niveau te krijgen en te houden dat past bij de extreme kwaliteitseisen die de werkomgeving van de boten ons stelt. Folie en verf hebben een nadeel op HDPE als het gaat om hechting, verwerking, prijs en levensduur. Ik was verrast dat met alleen een doek en een zeer bescheiden hoeveelheid vloeistof we de hele zaak voor elkaar hadden in minder dan een uur”.

Brabo Antwerpen

Met nano en al werd een Tideman Workboat opgeleverd in maart 2016 bij de roeiers van Brabo in de haven van Antwerpen. Een uitstekende kans voor zowel boot als coating om in zware omstandigheden te laten zien wat ze waard zijn. Nu, in januari 2017, na een warme zomer en herfst, laat de boot een glad en schoon onderwaterschip zien, met alleen aangroei en vuilsporen bóven de waterlijn.

The Brabo boats show no fouling and, in spite of all scratches and dents, no damage to the nanostructured anti-fouling.

De Brabo boten laten geen aangroei zien, en ondanks al het geschuur en gebonk tegen de muren, schepen en de bodem, is er geen schade aan de nanocoating te zien.

De nanocoating bewijst zich als schok- en snijbestendig, en is zeer gemakkelijk van vervuiling te ontdoen. Zeepokken en mossels hebben zich niet kunnen vastzetten op de romp, het schurende werk van zand en stenen is niet van invloed geweest. De boot blijft qua verbruik ook zuinig, daar er geen aangegroeide romp door het water hoeft te worden getrokken. De coating, niet gebaseerd op fouling release of zware metalen, maar op hydrofobie en frictieloosheid, slijt niet van de romp af en vervuilt het water dan ook niet. Dit zijn eigenschappen die volledig passen in het huidige beeld van duurzame scheepvaart. Intussen zijn veel meer boten met deze coating uitgerust.

Voor meer productinformatie klikt u hier.

Add Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *