低表面能涂料简介.
绝对干货海洋新材料-防腐材料（续）
绝对干货海洋新材料-防腐材料（续）【材料+】说：开发深海资源，维护主权权益，提高我国海洋技术支撑和保障能力，必须要发展重大技术装备。
而海洋工程材料则将在其中发挥关键性作用。
本文【材料+】将从研究进展，发展方向、应用分析等多角度深度为大家解读海洋防腐材料。
上一期我们介绍了防腐材料中的防腐涂料，这篇我们将介绍其他的几种防腐材料手段。
防污涂料船舶和海洋工程结构建设在海洋管线、钢桩、平台等部分，一定会面临着海洋污损生物的侵害与腐蚀，此生物污损而导致的后果特别严重，是广泛存在的腐蚀类型。
因为海洋微生物可以依附在工程设备的表面上，既影响设备外观，也对船舶的正常行驶造成影响，出现提高燃油成本等问题。
防污涂料可以比较全面的保护船舶和海洋工程结构，降低和避免海洋生物对其的污损和附着。
在实际使用过程中，防污涂料对海洋生物而言是一种有毒制剂，此防污剂能够有效的将海洋工程结构表面上的海洋生物清理掉。
防污涂料包括无机类和有机类两种。
其中有机类包括有机锡化合物、有机氧化合物等；无机类包括氯化锌、氧化亚铜、氧化汞等[1]。
海洋防污涂料的使用由来已久，可追溯到公元前2000多年。
最早的时候，为了保护船底，人类开始将薄铅板包覆在船壳上，后来人们开始懂得将硫磺、砷等与油混合后涂覆在船底，再逐渐发展到采用焦油、蜡和铅覆盖船体。
到了公元前3世纪，罗马人和希腊人用铜钉来保护铅覆盖物。
13~15世纪，沥青被广泛用于船舶的保护，甚至有时与油、松香或动物脂混合使用。
随着时代发展，铜板开始被用作防污材料，防污效果也有了很大的提高。
由此人们意识到铜离子对海生物具有很强的杀灭作用，从而开创了以铜离子为毒料制备船底防污涂料的时代。
18世纪中期以来，从聚合物介质中释放毒物这一想法出发，人们开发了不同品种的防污涂料，并且受到了广泛欢迎。
1906年，美国海军造船厂就在该原理的基础上，选用焦油为基料，选用红色氧化汞为毒料，配制成防污涂料，结果表明：这种防污涂料的平均防污期限可达9个月。
低表面处理涂料的应用与发展
（ ． ｒ ｅＣ ｅ ｃ ｌ ｅｅ ｒｈＩｓｉ ｔ， ｈ ｎ ｏ ｇ Ｑｉ ｄ ｏ ６ ０ １ ｈｎ ；２Ｑｉ ｄ ｏＵ ｉｅｓｔ ｏ ｃｅｃ ｎ １ Ｍａ ｉ ｈ ｍｉ ｓａｃ ｔｕｅ Ｓ ａ ｄ ｎ ｎ ａ ，２ ６ ７ ，Ｃ ｉａ ． ｎ ａ ｎｖｒｉ ｎ ａＲ ｎ ｔ ｇ ｇ ｙ ｆＳ ｉ ｅａ ｄ ｎ
缩 短 涂装 时间 ， 少涂 装 费用 。 减
的 高性 能 涂 料 ， 样不 仅 减 轻 了表 面处 理 的压 力 ， 这 避 免 表 面处 理 对 环境 造 成 的 污染 ， 而且 节 约维 修 费用 。
目前 ，国内外 各 涂料 公 司 已开 发 了不 少 能适 应 低 表 面
处理 的重 防腐 涂料 ， 示 出强 大 的生 命 力 ， ２ ０ 年 显 从 ０８ 起， 初步 形成 了市场 ， 而且 正在 逐 步扩 大 之 中 。
Ｋ ｅ ｏｒ ｙＷ ｄｓ： ｈ ｌ ｉ ｔ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｔ ｔ ； ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｒ ｎｄ ｕｌ ｐａ ｎ ； ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｓａ ｕｓ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔｔｅ
上海涂料
第４ ９卷
表 １ 环氧类低表面处理涂料
摘
要 ：介 绍 了低 表 面 处理 涂料 的施 工特 性 、涂料 类型 和应 用 案例 ， 对其 发展 方 向作 了展 望 。 并 文献 标识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ — ６ ６ ２ １ ） ３ ０ ３ — ３ ０ ９ １９ （ ０ ０ — ０ ３ ０ １
关 键词 ：低表 面处 理涂 料 ；环保 性 能 ；应 用 与发 展
Ｔｃ ｎ ｌｇ ， ６ ０ １ Ｃ ｉａ） ｅｈ ｏｏ ｙ ２ ６ ４ ， ｈｎ
低表面处理环氧树脂漆 670HS
Interseal 670HS是一种溶剂含量低，体积固含量高的双组分厚浆型低表面处理环氧树脂漆，适用于构件的新建以及维修保养。
本产品有含铝颜料的品种，以增强防腐蚀保护。
可用于多种底材，包括人工处理的锈蚀钢材，喷射处理和喷水处理的钢材，以及多种完好无损的老化涂层。
能够为大气中和水中的工业、沿海、纸浆厂与造纸厂、桥梁和海上设施，提供极佳的防腐蚀保护。
多种颜色淡光，铝为蛋壳色82±3%（因颜色而异）干膜厚100-200微米（4-8密耳），相当于湿膜厚1 22-244微米（4.9-9.8密耳）在上述体积固体份和干膜厚125微米的条件下，6.56平方米/公升在上述体积固体份和干膜厚5密耳的条件下，263平方英尺/美制加仑考虑适当的损耗系数无气喷涂、空气喷涂、刷涂、滚涂用Interseal 670HS 推荐面漆 自重涂间隔 重涂间隔温度 表干 硬干 最小 最大● 最大+ 最小 最大● 最大+#10℃（50°F） 8小时 32小时 32小时 6星期 无限制* 20小时 21天 12星期15℃（59°F） 7小时 26小时 26小时 4星期 无限制* 14小时 14天 8星期25℃（77°F） 5小时 18小时 18小时 14天 无限制* 10小时 7天 4星期40℃（104°F） 2小时 6小时 6小时 7天 无限制* 4小时 3天 2星期▲固化温度较低时，可用其它固化剂，详情参见“产品特性”。
●指可能发生浸水的情况。
+仅限于大气中结构。
*参见国际油漆公司工业防护漆部门的《定义与缩略语》#使用聚硅氧烷面漆时，最大重涂间隔将缩短，详情请咨询国际油漆公司工业防护漆部门。
基料（A组份） 固化剂（B组份） 混合后36℃（97°F） 56℃（133°F） 33℃（91°F）1.5千克/公升240克/公升 美国-环境保护局第24号方法产品说明设计用途Interseal 670HS 涂装数据法规符合性数据颜色光泽度体积固体份典型厚度理论涂布率实际涂布率涂覆方法干燥时间▲闪点产品重量溶剂含量Ecotech是由国际涂料技术界领先的International Protective Coatings（国际油漆公司工业防护漆部门）倡导的一项计划，旨在将环保型产品在全球范围内加以推广使用。
新型低表面能涂层制备及紫外光照射研究
文章编号 ： ６２—９ ４ （０ ） １ ） ４ （ １７ ２ ２ ２ １ ０ 一ｆ ９ 一 １ １ （ ） ３
Ｐｒ ｐａｒ ｉ ａｎｄ ｅ ａｔｏｎ ＵＶ －ｉ ｒ ｒ ａｄｉ ｔ ｏ Ｓｔ ａ ｉ ｎ ｕｄｙ ｏｆＮｅ Ｔｙ ｗ ｐｅ Ｌｏｗ Ｓｕｒ ａ ｅ Ｅｎｅ ｇ ａ ｉ ｆｃ ｒ ｙ Ｃｏ ｔ ｎｇ
摘 要 ：以 自制 氟硅 聚合 物 为芯材 ， 醛树 脂为壁 材 ， 脲 通过 原位 聚合 法制备 一种微胶 襄。将其 添加到涂 料 中制 备 出长 效低表 面能涂 层 。涂层 的表 面 能低 ， 水接 触 角可达 １ ０ 涂 层 经紫外 线 照射 ４ ０ 后 ， 接 与 ２。 ０ ｈ 其
触 角下降 不明显 ， 面能 几乎不发 生 变化 表
ｄ ｃｉ ｅｏｆｗａ ｅ ｏ ｔ ｃ ｎ ｌ ｓｎ ｂｖＯＵ ｎ ｈｅｓ ｆ ｃ ｎ ｒ ｙ ｉ ｏ ｃ ａ ｅ ｅ ｌｎ ｔ ｒｃ ｎ ａ ｔａ ｇ ｅｉ ｏｔｏ ｉ Ｓａ ｄ ｔ ｕｒａ ｅ ｅ ｅ ｇ ｓｏｆｎ ｈ ｎｇ ．
Ｋｅ ｒ ： ｔ ｒ ｏ ｔｃ ｎ ｌ ；ｈ ｄ ｏ ｉ ｌ ｔ ｎ ｒ ａ ｆ ｒ ｌｅ ｙ ｅｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄｓ ｗａｅ ｎ ａ ｔ ｇ ｅ ｙ ｒ ｓｌ ａｉ ；ｕ ｅ — ｏ ｍａ ｄ ｈ ｄ ｅ ｉ ｃ ａ ｙ ｏ ｎ
１ 实验 材 料及 方 法
１１ 主 要 原 料 ．
实验 的主要反应 原料 见表 １ 。
笔者 以 ［制 氟 硅化 合 物 为 芯材 ， 醛 树脂 为 壁 ｛ 脲
材 ， 过 原位 聚合 法 制备 一 种 做胶 囊 ：将 其 添力Ｉ 通 Ｉ 到
ZW-70低表面能陶瓷减阻防污涂层的作用机理和试验测试
摘要： 在海水 、 污水及石油化工管道输运等领域 ， 生 物／ 化合物垢 类污损 、 壁 面 腐 蚀 等 问 题 会 严 重 影
响 生 产 效 率 和生 产成 本 。Ｚ ｗ一７ Ｏ低 表 面 能 陶瓷 减 阻 防 污 涂 料 能 有 效 降 低 液 态 管 道 输 运 阻 力 ， 防
止 污 损 物 附 着 。本 文 主 要 分 析 了涂 层 减 阻 防 污 作 用 机 理 ， 并 通 过 压 差 减 阻 测 试 平 台和 挂 片 试 验 测
污损 生 物附 着 机理 的研 究 表 明［ ５ ］ ， 当 污损 生物
动作 用增 强 ， 沿 程压 力 损 失 增 加 ， 进、 出 口的 压力 降
必然 增大 。
寻找 到合 适 的表 面后 ， 会 将 存 储 在 泡 囊 中 的 多 聚糖
一
蛋 白络合 物黏 液 释放 出来 ， 在 孢 子 周 围 形 成 亲水
耐水性／ （ ３ ０ ｄ ） 不起 泡、 不失光 、 不 变 色 ＧＢ ／ Ｔ１ ７ ３ ３ —９ ３
耐洗刷性（ ２ ０ ０ ０次 ） 耐酸碱性（ ３ ０ ｄ ） 无 变化 无 变化 ＧＢ ／ Ｔ９ ２ ６ ６ —８ ８ Ｇ Ｂ ／ Ｔ１ ７ ６ ３ —８ ９
水接触角／ 度
项 目 膜 外观 粘结强度／ ＭＰ ａ 铅笔硬度／ Ｈ 性 能 光 亮 一亚 光 ＞２ ≥２ 检 测 方 法 目测 ＧＢ ７ １ ２ ４ －８ ６ ＧＢ ／ Ｔ ６ ７ ３ ９ —８ ６
中， 污 损 生 物会 很 快 吸 附 在 固体 表 面 ， 并 在 上 面 生
中 图分 类号 ： Ｔ Ｑ ６ ３ ７ ． ２
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ０ ０ ５ —８ ３ ７ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ —４ ６ —０ ３
纳米SiO2_改性丙烯酸树脂低表面能防污涂料_史洪微_刘福春_韩恩厚_郝庆辉_邱
不粘涂料成分
不粘涂料是一种特殊的涂料，它具有防止物体附着在表面上的特性。
不粘涂料的主要成分包括以下几种：
1. 聚四氟乙烯（PTFE）：PTFE是不粘涂料的主要成分，它是一种高分子化合物，具有极低的表面能和优异的耐化学性。
PTFE具有非常低的摩擦系数，使得物体很难附着在其表面上。
2. 二氧化硅（SiO2）：二氧化硅是一种常用的填料，它可以增加不粘涂料的硬度和耐磨性。
二氧化硅还可以提供表面的微观凹凸结构，增加涂层的表面积，从而增强不粘性能。
3. 溶剂：不粘涂料中常常含有溶剂，用于稀释涂料和调整涂料的粘度。
常见的溶剂包括丙酮、甲苯等。
4. 助剂：不粘涂料中还可能添加一些助剂，用于改善涂料的流动性、附着力和耐磨性等性能。
常见的助剂包括硅油、硅烷偶联剂等。
需要注意的是，不粘涂料的具体成分可能因不同的品牌和用途而有所差异，上述成分只是一般情况下的常见成分。
海洋防污涂料知识概括
海洋防污涂料产品简介：海洋防污涂料是一种特种涂料，主要作用是通过漆膜中防污剂(毒料)的逐步渗出防止海洋生物的污损。
但是，早先的防污涂料在抑制海洋生物附着的同时也对海洋环境造成了二次污染。
因此，开发高效、持久的绿色环保海洋防污涂料已成为研究的热点，且已有了相当的进展。
船舶、码头等水线以下的壳体长期与海水接触，受到海水的腐蚀; 海洋生物的附着使船舶的航速下降、船壳腐蚀速度加快，水中平台设施毁坏，电厂冷却水管道阻塞。
对其涂覆各种海洋防污涂料可以防止以上问题出现。
分类：检测标准：项目技术标准防污漆样板签好浸泡试验方法GB/T5370—2007船底防污漆铜离子实海渗出率测定法GB/T6824—2008船底防污漆有机锡单体实海渗出率测定法GB/T6825—2008船舶防污漆防污性能动态试验方法GB/T7789—2007防污漆耐阴极剥离性试验方法GB/T7790—2008自抛光防污漆降阻性能动态试验方法圆盘转矩法GB/T7791—87影响海洋防污涂料效果的主要因素：涂料的防污效果主要表现在广谱性和长效性两方面。
理想的海洋防污涂料应该对植物和动物性海洋附着生物有防附作用，并有较长的防污期效。
现今的海洋防污涂料有效性一般为1 ～5 年。
决定防污效果的因素主要有以下几方面:1) 防污剂的含量一般来说，防污剂的含量越高，有效期就越长。
2) 防污涂层的表面自由能低表面自由能的涂层不容易产生附着，即使有了也附着不牢,容易清除或被流动的海水冲刷掉。
3) 涂层的弹性模量污损生物剥离所需的功为表面张力( γ) 和弹性模量( E) 乘积的1 /2 次方，即W =(γ·E) ½。
弹性模量低的涂层上，海洋生物可在较小的外力下被剥除。
4) 涂层的光滑程度涂层表面越光滑，摩擦阻力越小，海洋生物越不容易附着，因此，涂料的光滑性也能延长涂料的寿命和清洁周期。
5) 涂层的疏水性疏水性的海洋防污涂料有明显的防污效果，目前已有研究将超疏水性( 表面与水的接触角大于150°) 的表面应用于海洋防污。
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特点：不是不附 着，而是附着不牢固， 一旦大流速可自动除 去，即可称为：自洁 净涂层
低表面能涂料分类
低表面能减阻涂料
低表面能 减阻涂料
疏水减阻
涂层减阻
低表面能涂料分类
疏水减阻
用低表面能物质来实现疏水和减阻的是由于疏水涂层推 迟了平板表面流体层流边界层向湍流边界层的捩转。或疏水 表面的减阻归结于液-固界面间产生了滑移（滑移20μm），从 而实现减阻。
2-9节时，船体上附着的海洋生物会使航行阻力增加 3倍。海 洋生物附着在螺旋桨上，使螺旋桨的有效输出功率减小为原 来的80%，带有导流器的螺旋桨更易受到它的影响。因此有 效防控海洋生物在船底部附着有着非常重要的现实意义。
CSS-Fe超疏水涂层在船舶上的应用
CSS-Fe超疏水铁基涂料是一种高含氟树脂涂料，其氟化基团
CSS-Fe超疏水铁基涂料是船底防污的自洁净涂料。
CSS-Fe超疏水涂层在船舶上的应用
此外，CSS-Fe涂层由于超疏水层在微观上具有较低的
表面能，与水的相互作用力弱，涂层表面的水介质与涂层
的相互结合不紧密，表面的水介质有从涂层壁面剥离的趋 势，使水体流经超疏水表面时产生壁面滑移，使得边界上 的速度梯度减小，从而减小边界上的剪切力，由于边界面 上的速度梯度减小，故摩擦阻力系数减小，推迟了层流附
引入到聚合物链中，使其具有较低的表面能。主要原因有
： C:F 键键能比 C:H 键键能大，且 F 原子电子云对 C:C 键的
屏蔽比H原子强，此外，C:H键的电子云分布使得含C:H键 的物质能与油污发生作用，而 C:F 键中电子被紧紧束缚在 原子核周围，综合作用使得含氟化合物具低表面能。如氟 含量很高的聚四氟乙烯表面能约为20mN/m。
低表面能涂料分类
涂层减阻
涂层依靠改变壁面的表面性能，如疏水、疏油性，使 得物体壁面与液体介质间亲和性减弱，直接地减小流体在 壁面上的切变应力，增大层流附着面的厚度，使层流向湍 流过度的转捩点后移。主要从以下两方面考虑： 1、尽量使物体表面保持光滑，降低摩擦阻力。 2 、尽量使层流压保持在较长的范围内，因为对于摩 擦阻力来说，层流阻力系数总是比湍流小得多，为了让推 迟湍流的转捩，由层流转变为湍流的转捩雷诺数可达到 3×106，大大降低摩擦阻力。
低表面能涂料简介
主要内容
一、低表面能涂料分类
二、低表面能涂料的应用
三、CSS-Fe超疏水涂层在船舶上的应用
低表面能涂料分类
低表面能涂料也称不粘涂料，是近年来快速发展的 一类涂料体系，是采用低表面能涂料制备的涂层，与底材
的结合力良好，与纯水的接触角＞120℃。
低表面能涂料分类
θ：水和固体表面之间的接触角 当θ＜90℃时，水可以在固体表面铺展， 此固体表面称为亲水表面； 当θ＞90℃时，水在固体表面收缩，此 固体表面称为疏水表面；特别地，当θ=0℃ 时为完全润湿表面， θ=180℃时为完全疏水 表面。 θ＞150℃时，固体表面称为超疏水表面。
着面流态的转变，使附着面层层流状态更稳。使流态转换
的临界雷诺数相应增大，大大降低摩擦阻力。可使舰艇在 剥离附着物后减阻，提高航行速度。
CSS-Fe超疏水涂层在船舶上的应用
哈尔滨工程大学的专家及国外的研究学者证实，“低表 面能超疏水涂层的减阻在接触角＞ 150 ℃时，可减阻 18%30%，当接触角＞174℃，流速较大时，减阻最高可达50%， 同时可减小水下自噪声10Bb”。可见CSS-Fe超疏水铁基涂层 在舰艇上的使用对进一步提高舰艇这个海上平台的快速反应
能力与作战能力有着非常重要的意义。
CSS-Fe超疏水涂层在船舶上的应用
武汉理工大学为石油抽油管防蜡而研制出了一种防 腐、耐盐、耐磨的接触角＞ 160℃的低表面能超疏水涂层 ，此涂料在大庆油田试验井中已使用三年，产品性能可靠 ，目前已进入推广阶段。 同时，武汉金船科技有限公司与武汉理工大学就 CSS
石油抽油 管防蜡
集输油田管 道减阻、船 舶减阻、螺 旋桨降噪
降低海底 生物与船 底涂层间 的表面润 湿性
低表面能涂料的应用
集输油田管道减阻
天然气管道内表面超疏水分 子膜及其防腐性能
油田管道表面经超疏水改性前后腐蚀液滴的浸润形貌对比图
低表面能涂料的应用
船舶防污、减阻
低表面能涂料是依靠涂料表面的物理作用来达到防污 效果。海生物通过分泌黏液润湿船舶表面进行吸附，若使 用低表面能涂层，会降低污损生物与涂层之间的表面润湿 性，从而防污涂料
船舶在航行过程中，由于海洋生物的附着，可使船舶 航速减慢，燃油增加，海水管道及养殖网具堵塞，水下设 施破坏等。 低表面能涂料由于其独特 的表面性能，污损物在其上附 着界面非常弱，利用自重、航 行中水流的冲击或辅助设备的 清理可以轻易除去，成为海洋 防污涂料的最有吸引力的选择。
低表面能涂料分类
低表面能涂料分类
含氟类低表面能涂料
不粘性能， 容易清洗； 表面张力小， 具有优异的 自润滑性能 和低摩擦性 能 憎水憎油性 能，不污染 设备内物料 等； 具有突出的 耐热性、耐 候性、介电 性、耐化学 品性等
防污涂料
低表面能减阻涂料
低表面能涂料分类
含氟类低表面能涂料
此类涂料主要是利用聚合物的高分子改性，将F原子
低表面能涂料防污机理
低表面能涂料的应用
船舶防污、减阻
CSS-Fe超疏水涂层在船舶上的应用
我国南海地处热带，海水常年温度较高，特别适合海洋 生物的快速繁殖和生长。任何船舶只要航行到南海，船底都 会符着大量的海洋生物。海洋生物的附着增大了船体表面的
粗糙度，增加了船舶在水中航行的阻力。经测定，当航速为
大，能确保覆盖住极性基团及偶极子。涂料交联密度高，取向
的含氟端严格固定，且表面非常光滑，既能抵抗黏附分子的渗 透，又可以抵抗黏附所诱导的分子重排。由于黏附分子渗透重 排受到限制，涂层和黏附物之间的黏附不牢，形成分明的易剥 离的界面。舰船航行速度较高，因此即使在舰船停泊时被海洋
生物附着污染，一旦航行达到一定速度，就可剥离掉附着物。
低表面能涂料分类
涂层减阻
如法国“海鳝”鱼雷外表面涂装具有低摩擦阻力的涂 层后，明显提高了鱼雷的航速；NASA开发出的微绉褶涂层
技术，除了可应用于飞行器或船舶表面，以降低能源损耗
外，此类技术并应用于运动竞赛方面，譬如泳帆船表面， 结果显示高分子涂层可减阻60%。
低表面能涂料的应用
憎水 减阻降噪 海洋生 物防污