新型无毒防污涂料
新型防污涂料在海洋工程中的应用研究
新型防污涂料在海洋工程中的应用研究随着工业的发展和城市化的进程，人类对海洋的依赖程度越来越高。
然而，随之而来的问题也逐渐显现，在海洋工程中的防腐和防污工作成为一个十分重要的问题。
新型防污涂料的应用研究，对于解决海洋工程防腐和防污问题具有非常重要的意义。
一、防污涂料的研究背景海洋中生活着无数生物，这些生物与基础材料的相互作用是导致海洋结构物污染的主要原因。
在海洋结构物表面上生长的海藻、细菌以及其他生物等都是造成海洋结构物污染的主要元凶。
在污染物的影响下，海洋结构物的防腐性能受到极大的破坏，导致安全隐患的出现。
因此，防污涂料的应用研究成为当前海洋工程领域亟待解决的重要问题。
二、防污涂料的特点新型防污涂料是一种生态友好型涂料，在功能性上与传统涂料存在重要区别。
防污涂料具有自清洁性能，不易受到生物的侵蚀，在抗污染方面表现突出。
同时，防污涂料属于绿色环保产品，能够起到保护海洋环境的作用。
三、防污涂料的应用研究近年来，学者们对防污涂料的材料开发和工艺技术进行了深入研究。
在材料开发方面，硅丙乳液、水性聚脲涂料、小分子有机膜涂料等材料得到了广泛应用。
这些材料在防污性、紫外线抗老化性、降解性等方面的性能得到了升级，可以满足各种极端海洋工况下的使用需求。
在工艺技术方面，电化学法、光催化法、等离子体处理等技术可以改变材料表面的化学性质，增强防污性能。
此外，加入一些功能性的智能材料，如温度响应、光响应等，可以提高防污涂料的生态适应性和抗生物附着性。
四、新型防污涂料的市场前景在海洋工程中，新型防污涂料的市场前景非常大。
在防腐上，新型涂料能够更好地维持结构物的机械强度和涂层的完整性，确保结构物的安全性。
在防污上，新型涂料具有其它传统涂料不能比拟的超强功能，可以帮助降低海洋结构物的维护成本，减少环境污染，也符合现代社会生态可持续发展的方向。
结语随着科技的不断进步，防污涂料将更加完善，应用范围也将不断拓展。
新型防污涂料在海洋工程中的应用研究，将会带来重要的社会和经济意义，并为环保事业作出贡献。
生物功能涂料的研究进展
功 能 涂 料 的发 展 前 景 。 关键词 生物 功 能涂 料 ； 污涂 料 ； 茵 涂 料 ； 虫涂 料 防 抗 杀
生物 功能涂 料是 一 种 新 型 的特 种 功 能性 涂 料 ， 主要包 括 防污 涂料 、 菌涂 料 、 虫涂 料等 。 生物功 抗 杀
防污剂 ， 不会 对周 围 的环境造 成危 害 。 Ｓｇ ａ 司开发 出一 种名 为 Ａｐａｒ ｉ 公 ｍ ｌｈＴｉ 含锡 的 ｍ不 新 型船 舶用 防污涂 料 ［。这 种新 的 防污 涂料 包 含一 引 些纯 有机 黏结 剂 ， 种黏 结剂 是 与 其母 公 司 ＴｔＦ— 这 ｏ ｌＩ ａ ｎＥｆ ａｌ的实 验 室 合 作 开 发 的。 Ｓ ｍ ｉ ａ公 司 声 称 ， 涂 ｇ 该 料 的 Ａ ｐａ聚合 物 释放 机 制 对 它是 独 特 的 ， 为 它 ｌｈ 因 通 过船 速 与海 水 的 摩 擦 使 有 机 物 无 法 黏 上 船 体 表 面 。这 种涂 料 适 用 于 航 速 ｌ ２到 ２ ５节 而 操 作 效 率
维普资讯
ｌ ２
涂
料
涂
装
与
电 镀
第４ 卷第 ３ 期
生 物 功 能 涂 料 的 研 究 进 展
杜 茂平 曾 睿
（ 西北工业 大学应用 化学系，陕西西安 ，１０２ ７０７ ）
摘
要
本文综述 了生物 功能涂料 的发展 概况 ， 对 国内外新型 生物功 能涂料 的研 究情 况做 了介 绍 ， 望 了生物 并 展
船。
１２ 生物 防污涂 料 ．
消除海洋生物 的污损 ， 但涂料 中有 害物质 的释放给 生态环境和人类健康也造成了严重危害 。伴 随着 Ｊ 世界经济的发展和人类环保意识的增强 ， 防污涂料 进入 了无毒防污阶段。 目前开发出来 的新型无毒防 污型涂料主要有无毒 自抛光涂料 、 生物防污涂料、 低
新型船舶防污涂料--辣椒漆
新型船舶防污涂料----辣椒素防污漆应化0881 胡婷一、船舶涂料发展的背景和前景众所周知，海洋生物在船舶表面的附着，不仅会显著增加船体质量，增大航行阻力，降低船舶航速，从而加大燃油消耗，同时也会加速船舶腐蚀，缩短使用寿命。
为了降低海洋生物附着的危害，防止海洋生物对船舶的污损，人们研究了多种防污技术。
在过去几十年中，早期曾使用汞、砷等化合物配制防污涂料，但由于这些物质毒性大而被淘汰；随后研制了以氧化亚铜为主要毒料，松香、沥青、乙烯树脂和氯化橡胶为主要基料配制的防污漆；自2O世纪6O年代起，人们将有机锡化合物应用到防污涂料中，延长了防污时效，但这些防污涂料中含有化学毒性物质，会污染海洋环境。
因此，近年来，新型的环保型海洋防污涂料不断问世。
从环保角度考虑，人们希望使用无公害防污技术，实现对海洋污损生物的防除。
许多国家正在积极开展多种技术途径的长效和无公害防污材料和技术的研究，迄今为止，在新型船舶防污涂料的研发上，世界各大知名涂装涂料公司都在此领域做出了研究投入，也推出了许多研究成果。
阿克苏诺贝尔公司的国际油漆有限公司新推出的Intersleek900涂料。
美国宣威威廉姆斯保护和船舶涂料公司推出了一种可替代铜基船体涂料的环境友好型涂料——seaGuaId无重金属防污涂料。
佐敦涂料(Jotun)已经在市场上确立了两种强大的防污涂料品牌——Sea Quantum 和SeaForc。
丹麦老人涂料近期推出了基于硅酮水凝胶技术的第三代海洋生物不粘附涂料Hemp~il X。
二、辣椒漆简介本文将介绍的是国家海洋局第二海洋研究所最近研制成一种既能防止海洋生物附着船舶、又不污染海洋的无毒防污涂料——辣素防污漆。
目前已经在南海、东海、黄海及北太平洋等海域的7条实船上已进行了涂装试验。
辣素防污漆具有明显的防污效果，减少船舶在航行中的阻力，达到节约能耗的目的。
这种新型船舶防污涂料是从天然无污染的辣椒中提取生物活性物质与有机粘土复合而成的，不会杀灭附着的海洋生物，而只起到驱赶作用。
产品外观油漆替代方案
产品外观油漆替代方案产品外观油漆替代方案随着环保意识的增强，越来越多的企业开始寻找替代传统油漆的环境友好产品。
传统油漆在施工和使用过程中会释放有害物质，对环境和人体健康造成一定影响。
因此，为了满足环保需求，以下是一些替代传统油漆的方案：1. 水性涂料：水性涂料是一种以水为溶剂、使用水分散树脂的涂料。
与传统油漆相比，水性涂料无气味、无毒性，对人体和环境无害。
水性涂料在施工过程中不会产生有害废弃物，减少了对环境的污染。
此外，水性涂料还具有耐水性和抗紫外线性能，能够保持长时间的外观效果。
2. UV固化涂料：UV固化涂料是一种利用紫外线照射固化的涂料。
UV固化涂料没有挥发性有机物的释放，不含溶剂，对环境无污染。
它的优点是施工速度快，固化时间短，能够提高生产效率。
此外，UV固化涂料还具有高硬度、高光泽度和耐候性，能够保持长时间的外观效果。
3. 粉末涂料：粉末涂料是一种固体粉末，通过静电吸附在金属表面上，经过加热熔融固化成膜。
粉末涂料不含溶剂，不会释放有害气体，对环境无污染。
它的优点是具有较高的耐磨性和抗冲击性，能够保护产品表面，延长使用寿命。
此外，粉末涂料的外观效果丰富多样，可以满足不同的设计需求。
4. 纳米涂料：纳米涂料是一种利用纳米颗粒填充涂料体系的涂料。
纳米涂料具有良好的密封性和抗污性，可以防止外界湿气和有害物质侵入，保护产品表面。
它还具有自洁功能，能够降低清洁的频率和成本。
纳米涂料对环境无污染，能够提供更加健康的生产和生活环境。
以上是一些替代传统油漆的环保方案。
随着科技的进步和环保标准的提高，相信会有更多新型涂料产生，为产品外观的油漆替代提供更多选择。
企业应积极采用环保涂料，实现可持续发展，为人类创造更美好的生活环境。
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
新型环保船舶防污涂料的研究进展
【 关键词 】 ； 环保 防污涂料 ； 海洋污损 ； 低表面能
符合环保要求 ， 同事也不会 出现因为毒性防污剂不断释放而导致的房 屋效果下降的现象 ． 能够起 到长期 防污作用 该类涂料具有很 低的表 为 了降低 海洋生物附着带来 的危害 ．防止海洋生物对船舶 的污 面能 ， 海洋生 物难 以在上 面附着 ， 即使附着也不 牢固， 在水 流或其 它外 损， 人们研究 了多种 防污技术 ， 如生物酶 防污、 超声波防污 、 电解 海水 力作用下很容易脱落 。因此 ． 低表面能防污涂料 可防止各种海洋生物 防污 、 低表面能防污 和涂装 防污漆防污等 ． 而在 船舶表面涂装 防污涂 的附着㈣。 料是解 决海洋 污损 问题既经济又高效的重要途径［ ２ 】 从经 济和技术角度考虑 ， 目前研 究较多 的低表 面能 防污涂料有两 ２ 世纪 ６ 年代以前 ， Ｏ Ｏ 主要是通过涂料 中可释放的铜 、 、 等重 汞 铅 类 ： 是氟化 物体系低表面能防污涂料 ． 一类 成本较高 ： 另一类是有机硅 金属防污剂对海洋生物进行毒杀作用 达到防污效果 。 但是这类 防污剂 体系低表面能 防污涂料㈣， 在高航 速 、 高在航 率的船舶上 应用较为成 的毒性很 大，即使极微量的防污剂都足以使某些海洋 生物发 生畸变． 功。 抑制其 繁殖［ ２ 世纪 ７ 年代 以后 ， ３ ０ １ 。 Ｏ 随着汞、 砷等防污剂的禁用 。 有机 １ ． 有机硅树脂系列涂料 ．１ ３ 锡化合 物成为代表性 的防污剂。２ 世纪 ８ 年代 ， ０ ０ 发现有机锡在鱼类 、 有机硅树脂主要是指具有高度支链型结构的有机聚硅氧烷 由于 贝类体 内积累， 导致遗传变异 ． 而且还 有可能进入食物链 到了 ２ 世 。 ０ Ｓ Ｏ键 的键能高 、 ｉ — 键角大 、ｉ —ｉ Ｓ Ｏ Ｓ主链柔软 ． — 侧链基 团对主链起屏蔽 纪 ８ 年代末各国纷纷立法 ， 用或限用有机锡防污涂料 。 ０ 禁 由于各种 作用 ． 使有机硅聚合物具有 低表面能的特性 ． 防止海洋 污损生物的 可 防污毒剂也给海 洋环 境带来 了严重 污染 阳． 各种法律法规相 继出 台． 附着 ． 有很好 的防污效果。因此 ， 经常用于无毒防污漆的制备 中。 如 ２ ０ 年全面禁止在防污涂料中使用有机锡 氧化亚铜 的使用也将 ０８ ． １７ ９ ２年美 国研制成 功 了第一个 硅氧烷系列 防污涂料 的专 利 ． 防 进 一步受 到限制 ．新型无 污染的环保型海洋 防污 涂料 的研发迫在眉 污有效期 达 ２ ３ ． ａ但仅适 用于海洋养殖 场等近海区域防污 ． 揭开 了有 睫 机硅 防污涂料研究 的序幕。 Ｓａ ｒ ｌ ｅ 等研制 了一种 由带有功能性羟基 的硅氧烷及其交联剂组成 ｔ １ 新型 防污涂料 的硅橡胶系低表面能防污涂料 ｉ ｉａ 介绍的含硅氧烷树脂型 自抛 Ｋ ｓ ｈｒ ｈ ａ 由于上述原 因． 国科学家纷纷 致力 于开发全新 的无毒无污染 的 光 防污涂料 ． 各 兼有 自抛光涂料的水解 特性及硅氧烷树脂涂料的低表面 防污涂层 这些研究大都从生物附着机理人手 ． 一方面在不破坏环境 能特性 。用这种涂料防污试验 ２ 后 ， ａ 没有发现海生物附着 ， 而且它的 的前提下 ． 寻找合适 的天然 防污剂防止生物 附着 ． 这是 一种全新 的防 贮存稳定性和附着力都较好。 污概念 ． 称之为仿生防污 ： 另一方面寻找防污 高分子材料 ， 对涂层赋予 国际油漆推 出的革命性 的 Ｉｔｒｅｋ ０ ｎｅｓ ｅ７ ０涂料采用 了有机硅技术 ． ｌ 特殊 的表 面性能 ． 如生物化学高分子材料 、 低表面能防污材料等 ， 使污 它通过提供非常流畅 、 光滑 、 摩擦 的表面 ， 低 使污损海洋生物很难附着 损 生物难 以附着或者附着不牢 ’ 在船体上 ： 即使有一些附着的海洋生物 ， 其附着力也很弱 ， 一般很容易 １１ 仿生防污涂料 ． 通过 营运 中的自洁或简单的低 压水冲洗 去除掉 ，由此摘得 ２ ０ 年度 ０７ 众所周知 ． 大型海洋动物如鲨 鱼、 海豚 、 鲸鱼表皮 非常光滑 ， 日 女王创新奖 。 终 生活在海水 中． 但是其皮肤表面却不 附着任何污损生物。 究发现 ， 研 其 桂泰 江［等制备了不同组分的无毒低表面能有机硅防污涂料 ． １ ５ １ 并 表 皮具有 特殊 的微米级沟槽结 构 ． 同时能分泌 出粘液 ， 这种特殊结构 就其表面性能进行 了研究 将颜填料和端羟基有机硅树脂 以不 同的颜 能够防止污损生物的附着。 因此 ． 家正在通过仿生的方法， 科学 利用物 基 比ｆ 颜填料基料质量 Ｉ） 方 比例混合 ． ％ｉ Ｅ 能显著影响低表面能防污涂 理化学手段模拟这些表层结构制得涂料 ． 并且取得 了一定进展 。如德 料 的表面性能 ．低表 面能有 机硅防污涂料在海水 中具有 良好的稳定 国柏林大学应用科学系发明了一种仿鲨鱼皮 ． 模仿天然鲨鱼皮结构 防 性 ． 经过海水 的冲刷作用 ． 生物能够轻易脱落。 污损 止生物 污损 。 效果非常明显。 一旦这一技术取得成功 ， 可以为突破 目 前 田军 等 选用聚二甲基硅氧烷和环氧树脂 为基料 ， 聚四氟乙烯和 船舶表 面防污材料的瓶颈提供新的技术途径 ， 防污涂料会成为真 正的 石蜡 油为填料 ． 研制 出一种无毒防污涂料 。 该涂料可在室温下 固化 ， 牢 无 毒防污涂料 。 固地 附着在 防锈涂料上 ， 防污性强， 对海生物无毒害作用 。 １ 生物化学 防污涂料 ． ２ １ ． 有机氟系列涂料 ．２ ３ 人们 发现 ． 海洋 中的一些 藻类 、 海草 以及 固着 无脊 椎动物体表常 由于有机氟化合物中氟原子电负性 大 ， 原子半 径小 ，— Ｃ Ｆ键短 ， 键 常保持洁净 ． 不被污损 ． 这是 因为这些海洋生物具 有释放天然代谢产 能高 ． 氟原子基本上将 Ｃ Ｃ键包 围填充 ． — 这种几乎无空隙的空间屏障 物直接一直其他生物或其幼体附着的 自 我保护机制 目前 ， 人们 已经 使任何原子或基 团都不能进入而破坏 Ｃ Ｃ 。因此 ， — 键 含氟树脂具有优 对 多种海洋生物进行 了研究 ． 获得 了一系列具有 防污活性 的天然产物 异的化学惰性和疏水性能 提取物 ． 中主要包括有机酸 、 其 无机酸 、 、 内酯 脂蛋 白、 肽类 、 吲哚类 、 生 氟树脂 的历史始于 １３ 年 ． ９ ８ 美国的 Ｐ ｎｅ 博士发现 四氟 乙烯室 ｌ ｋｔ ｕ 物碱等 ６ 余种天然化合物 ｏ 然而天然 防污剂存在产量少的问题 ． 国 温下 聚合生成 白色粉 末 随 后 ，氟树 脂的应用 研究也 相继 展开㈣。 各 在人工合成防污剂方 面做 了大量 的研究工作ｍ“ 】 。中国海洋大学 和天 Ｓｈ ｄ ｃ ｔ 以聚 （一 ｉ ¨ ２ 异丙基 ）２ （ 一 一 咏唑啉） 使活性全氟烷基 聚合物进行 了 津科技 大学进行 了辣椒素的提取和人工合成研发工作 ， 宝书等采用 有效交联 ． 姚 结果发现海洋生物对此类 氟聚合物涂料 的附着强度远低 于 天然辣椒碱作为防污剂 已获得中国专利 中科院海洋研究所采用从海 般的防污涂料 （ Ｐ Ｆ 。 如 Ｔ Ｅ）
211262211_一种环境友好型海洋防污涂料
第52卷第5期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 5 2023年5月 Liaoning Chemical Industry May，2023收稿日期： 2022-09-23一种环境友好型海洋防污涂料许旺发1，王钧宇2，张开3（1. 辽宁向海科技发展有限公司，辽宁 沈阳 110000；2. 辽宁神逸特种涂料有限公司，辽宁 铁岭 112000；3. 香港中文大学，香港特别行政区 999077）摘 要： 海洋防污涂料是保障海洋资源高速开发利用过程中不可或缺的材料，尤其环境友好型防污材料。
提出了一种成熟的环境友好型海洋防污涂料的设计原理、生产工艺方案及产品检测结果。
关 键 词：环境友好型；海洋防污涂料；生产工艺中图分类号：TQ630.4 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）05-0721-041 前言海洋对人类社会生存和发展具有重要意义，海洋孕育了生命、联通了世界、促进了发展。
我国始终致力于促进海上互联互通和各领域务实合作，积极发展“蓝色伙伴关系”[1-2]，对海洋资源有序开发利用，并高度重视海洋生态文明建设，加强海洋环境污染防治，保护海洋生物多样性。
在海洋资源开发利用过程中，很多海洋生物在海工装备、海洋设施和船舶等载体表面附着生长，导致载体污损、腐蚀等，造成海洋生物污损[3]。
海洋生物污损一方面造成海工装备、船舶等自重增加，航行的摩擦阻力增加，使航行速度减慢，燃料消耗增加[4]；另一方面会导致载体的腐蚀加剧[5]，缩短设备设施的使用寿命。
以船舶而言[6]，在航行中的摩擦阻力80%以上来自于船体表面，当船体受海洋生物污损率为5%时，船舶的航行阻力就会增加到船舶净表面时航行的3～5倍，燃料消耗增加30%。
由此可见，如何防止海洋生物污损是迫在眉睫的科技攻关课题之一。
目前应对海洋生物防污的方法[7-9]主要有：人工/机械清除法、电化学法、超声波法、辐射法、原位低表面能材料法、涂装涂料法等应对。
纳米水性陶瓷涂料(一)2024
纳米水性陶瓷涂料（一）引言概述:纳米水性陶瓷涂料是一种新型的涂料材料，其具有出色的防护性能和美观效果。
本文将从五个大点入手，探讨纳米水性陶瓷涂料的特点、应用领域、施工方法、优势及未来发展方向。
大点一：特点1. 纳米级颗粒：纳米水性陶瓷涂料的颗粒尺寸非常小，具有良好的渗透性和均匀性。
2. 耐候性：纳米水性陶瓷涂料具有优秀的耐候性能，抗紫外线、抗腐蚀等特点。
3. 高硬度：纳米水性陶瓷涂料具有较高的硬度，能有效保护涂层表面免受划痕和磨损。
4. 环保性：纳米水性陶瓷涂料采用水作为稀释剂，无味无毒，符合环保标准。
大点二：应用领域1. 建筑装饰：纳米水性陶瓷涂料可以广泛应用于室内外墙面、地板、天花板等装饰材料的保护和美化。
2. 汽车保养：纳米水性陶瓷涂料可用于汽车外观和内饰的保护，提高车身抗污性和抗划痕性。
3. 电子产品：纳米水性陶瓷涂料可用于电子产品的防护外壳，提高产品的耐用性和触感体验。
4. 钢铁产品：纳米水性陶瓷涂料适用于钢铁制品的防腐蚀处理，延长产品寿命。
5. 船舶防护：纳米水性陶瓷涂料可用于船舶表面的防污和防腐蚀，提高船体的使用寿命。
大点三：施工方法1. 表面处理：清洁和修复待涂表面，确保良好的附着力。
2. 涂料调制：按照厂家指导，将涂料与稀释剂按照一定比例调制，搅拌均匀。
3. 应用涂料：使用刷子、滚筒或喷涂设备将涂料均匀涂布于待涂表面。
4. 加固处理：根据需要，加固涂层并进行光照或加热处理。
5. 后期保养：定期清洗、维护和检查涂层，保持其良好状态。
大点四：优势1. 耐用性：纳米水性陶瓷涂料具有较长的使用寿命，不易脱落和老化。
2. 美观性：纳米水性陶瓷涂料具有平滑细腻的表面，丰富的颜色选择，能够提升建筑物的美感。
3. 防护性：纳米水性陶瓷涂料能有效抵御污垢、阳光、化学物质等外界侵害，保护物体表面。
4. 施工简便：纳米水性陶瓷涂料采用水作溶剂，施工过程简单、安全、环保。
5. 经济性：纳米水性陶瓷涂料价格合理，抗污性能好，能够减少清洗和维修的成本。
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新型无毒防污涂料黄艳胡晖梁国正（西北工业大学理学院应用化学系，西安 710072 ）摘要：综述了近年来开发出的几种新型防污涂料的情况，从防污机理出发，重点介绍了低表面能防污涂料、仿生涂料、无锡自抛光防污涂料等，并对无毒防污涂料今后的发展进行了展望。
关键词：无毒性；防污剂；防污涂料0 引言船舶水线以下的壳体长期与海水接触，不但受到海水的腐蚀，而且其表面常常附着海生物，使船舶的航速下降，燃料消耗增加 ( 最高能达 30 ％ ) ，船壳腐蚀速度加快。
此外，海生物附着还危害水中的平台设施和水产养殖，易引起电厂冷却水管道阻塞。
目前已发展了系统的防止海洋生物附着生长的技术，其中以防污涂料发展得最快，应用最为广泛。
早期的防污涂料使用砷、汞等化合物作为防污剂，由于其毒性太大而早已被淘汰。
随之是以氧化亚铜为防污剂基料的可溶型防污涂料，后又发展到高铜化合物含量的基料不溶型 ( 以高聚物为主要基料 ) 防污涂料，有机锡及有机锡—氧化亚铜复合毒剂型防污涂料，再到高性能、长期效、施工性能优良的有机锡自抛光防污涂料 (SPC) ，使防污涂料技术向前进了一大步。
SPC 防污涂料虽然具有防污和减阻双重作用，但毒性较大，对海洋污染严重。
研究表明 [1] ，有机锡含量高于 0 ． 1 × 10 -6 的海水将影响海洋生态环境，严重影响海生物的生长、繁殖，还使得海生物发生遗传变异。
随着环保呼声的日益高涨，各沿海国家纷纷立法限制有机锡的使用。
因此，开发研制对环境无污染的新型无毒防污涂料以取代传统的有毒性防污涂料已是大势所趋。
目前，新型无毒防污涂料的开发主要采取以下几种途径 [2] ： (1) 改变涂层表面的物理化学性能； (2) 采用生物仿生技术；(3) 利用涂层的自抛光机理； (4) 降低涂料表面的自由能。
本文将从防污机理出发，综述无毒防污涂料技术的研究现状及其最新进展。
1 低表面能防污涂料1.1 防污机理有资料报道 [3] ，生物污损与表面能有很大的关系，固体表面自由能越低，附着力越小，固体表面液体的接触角也就越大，涂料具有很低的表面能，海生物就难以在上面附着，即使附着也不牢固，在水流或其他外力作用下很容易脱落。
传统的毒性防污涂料一般只对某些海生物有抑制作用，而且随着毒性物质的不断释放，其防污效果也逐步下降，低表面能防污涂料 ( 也称为无毒污损物脱落型防污涂料 ) 由于其上的附着界面非常弱，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附着物。
更为重要的是，低表面能防污涂料是基于涂料表面的物理作用，不存在毒性物质的释放损耗问题，能起到长期防污的作用。
目前应用的低表面能材料主要是有机硅系列材料和有机氟系列材料。
1.2 防污性能的影响因素表面能 ( 表面张力 ) ：表面能是一个表面与另一个表面形成连接的能力，表面能足够低是低表面能防污涂料应该满足的很重要的条件。
因为海生物附着的初期是通过分泌粘液润湿被附着表面来实现的，粘液对低表面能表面的浸润性差，从而接触角大，难以附着或附着不牢。
对低表面能防污涂料而言，其表面能 <2.2mN ・ cm ，接触角 >97 o 。
表面分子流动性：海洋粘附物可能诱发被附着物表面的分子运动，产生瞬时的孔隙，促使粘液渗透。
对这种作用进行消除的方法是：在表面上聚集取向的、紧密排列的官能团，对其进行交联固定，从而阻挡粘液的入侵及随之而来的分子重排。
而且在固化后涂层保持一定量的低表面能液体，它们可不断补充修复磨损的表面。
与防腐底漆有良好的附着力和配套性。
1.3 低表面能防污涂料的最新进展有机硅系列化合物包括硅氧烷树脂、有机硅橡胶及其改性物质等。
有机硅化合物具有憎水性，其表面张力很低，而且结构极其稳定。
硅橡胶系涂料具有憎水性及弹性，可防止海生物附着，但是该涂料成本较高、不易施工、涂膜过软、易被破坏，所以它的应用受到了限制；如果在涂料中添加相对分子质量低的甲基硅氧烷，则相对分子质量高的硅橡胶等基料的强度、抗撕裂性能会提高很多。
目前美国海军正在快速舰艇上试用这种涂料。
Kenneth R 等人 [4] 开发了一种嵌段共聚物，共聚物中含有低表面能的不溶于水的分子链段和水溶性分子链段，其中不溶于水、起锚固作用的是苯乙烯或聚甲基丙烯酸酯，水溶性分子链段为聚甲氧基三乙烯乙二醇丙烯酸酯 (PMTGA) 。
此嵌段共聚物在空气中可进行自构象从而呈现很低的表面能，具有很强的防污性能。
开发低表面能有机硅防污涂料的关键是如何解决涂料对底材附着力差的问题，有资料显示 [5] ，利用 3 层涂料体系：以环氧聚酰胺防腐涂料作为底漆，中间是苯乙烯—丙烯酸丁酯—聚硅氧烷的互穿网络粘结层，然后再涂有机硅防污面漆，可以较好的解决防污剂与防腐底漆的附着问题。
研究发现 [6] ，全氟化物具有最低的表面能，碳原子上氟原子的数量是影响表面能的重要因素。
当将全氟化物表面活性剂混入含极性基团的液态聚合物中时，表面活性剂在聚合物表面形成一单分子层，该单分子层随着聚合物的变硬而被固定下来，不能再随意移动。
全氟化物表面活性剂的用量一般为 10 ％ ( 质量分数 ) 。
例如，在环氧树脂中加入 10 ％的全氟辛酸，会使其临界表面张力从 4 ． 5 ×10 -4 N ／ m 降到 1 ． 63 ×10 -4 N ／ m ，该值低于聚四氟乙烯 (FIFE) 。
聚四氟乙烯 (PTFE) 的表面能极低，但因其不溶于溶剂，难熔化、软化，无法用普通的方法制成涂膜，因此研究上转向了其衍生物，如氟化环氧、氟化多元醇、氟化丙烯酸酯等。
美国海军研究实验室的 Griffith 等人 [7]认为氟化环氧树脂可用于制备性能优良的低表面能防污涂料。
他们设计环氧化合物的指导思想是，一方面使分子中的含氟量增加以满足低表面能的要求；另一方面尽可能使分子呈不对称结构，以形成液态而便于加工，这种涂料通常采用氨基硅氧烷作固化剂。
最近有一种新型的氟代聚硅氧烷 (LSEC) [8] ，其代表产品 PNFHMS(polynonafluorohexyl methylsiloxane) 及PTFPMS[poly(trifluoropropylmerhylsiloxane)] 的结构如图 1 所示。
线型的聚硅氧烷骨架上带有氟碳侧基，一CP 3 在涂膜中将取向表面，既吸取了线型聚硅氧烷的高弹性及高流动性，又吸收了氟碳基团的超低表面能特性。
Ｒ－叔丁基等；Ｒ 1 －丙基，丁基；Ｒ 2 －甲基，乙基；Ｘ－羧酸基等；Ｙ－低聚物图 2 典型无锡自抛光聚合物的结构自 20 世纪 70 年代以来，国内外一些国家在无锡自抛光防污涂料的研究上取得了较大的进展，其防污机理与有锡自抛光漆类似，即有防污作用的含有机金属的基团与基料树脂形成共价键 ( 如图 2 所示) [9,10,21] ，基料不溶于水，其共价键在海水中可被钠、钾等金属离子水解形成亲水性基团，随着水解的进行，平稳的释放出防污剂，从而起到防污作用；当亲水基团达到一定浓度时，这层树脂便被剥落掉，又暴露出新的与有机金属键合的树脂层。
并在这一水解过程中形成平整的涂层。
以含 Zn 的共聚物水解为例说明该类水解的一般形式 [11] ：如共聚物的结构不同则水解方式也有异 [12] ，如：铁离子交联聚丙烯酸树脂颗粒的水解过程在颗粒表面进行，表面酯基水解反应可表示为：自抛光防污涂料通过聚合物的相对分子质量 ( 聚合度 ) ，金属离子的摩尔分数，聚合物中未交联的羰基所占比例，以及水解液的 pH 值、温度等来控制水解的速率，从而达到长期防污的作用效果。
据报道 [13] ，目前有部分无锡防污涂料经海港挂板实验，五年没有海生物附着。
开发出的第一个无锡防污涂料于 1990 年投人使用，在 2000 年以前已经在 6000 多艘船上使用，并取得了良好的防污效果。
这些无锡自抛光防污涂料多以丙烯酸树脂或甲基丙烯酸树脂为基料，可水解或离子交换的丙烯酸聚合物主要有图 2 中所示的丙烯酸铜聚合物、丙烯酸锌聚合物、丙烯酸硅氧烷聚合物等；以乙烯基胺类化合物、硫酸乙烯酯等为单体组成共聚物作为自抛光防污涂料的基料也有报道 [14] 。
3 仿生防污涂料生活在海洋中的生物大多具有抵制附着海生物的能力，它们的表面必定存在抗附着的物质或结构材料，许多科学家由此出发从海洋生物学、化学生态学的角度研究了海洋生物抗粘附的机理，进而开发出了仿生防污涂料。
目前的探索和研究主要集中在以下几个方面。
3.1 生物防污剂从海生物中提取具有防污作用的物质，目的在于开发新型低毒和无毒的防污剂，其有以下特点： (1) 低浓度下具有活性； (2) 来源广泛，生产经济性好； (3) 对人体及其他有机体无害； (4) 具有广谱性； (5) 无污染；(6) 具有生物可降解性 [15] ，完全符合美国海军对第二代无污染防污涂料用的候选防污剂的要求。
其中最成功也最有实用价值的是美国Rohm & haas 公司推出的 Sea — nine 211 ，其噻唑啉酮结构就是将一种生物防污剂经结构改造而成的。
但生物防污剂与大多数抗菌素一样，它们的抗生物谱比较专一，单一品种难以奏效，必须复合使用。
Hirota H 等人 [16] 从海洋海绵的两个种中共得到 3 种二氯代碳亚胺倍半萜烯和 1 种愈创型倍半萜烯，这4 种物质都能强烈抑制纹藤壶幼虫的附着，且致死率都小于 5 ％，比 CuS04 的低。
Denys R 等人 [17] ，从红藻中分离纯化得到一系列次级代谢产物卤代呋喃酮，能够有效抑制纹藤壶、大型藻石莼和海洋细菌 SW8 这3 类有代表性的污损生物附着。
实验还证明，红藻的粗提物具有广谱防污性，能同时抑制多种污损生物的附着，而分离提纯后得到的每一种化合物单体都只能有效抑制一种污损生物。
因此，在防污涂料研制开发的过程中，可以考虑综合使用几种具有不同防污活性的化合物，进而制备出具有广谱防污作用的高效防污剂。
3.2 活性生物酶海螃蟹等贝类长期不附着生物，经研究，其表面至少存在 6 种以上的酶，它们能够破坏藤壶粘液质的固化附着。
这实际上是从生物拮抗的原理出发，采用生物代谢物和生物酶，而非一般说的防污剂来干扰附着的机理，从而达到防污的目的，这些研究尚处于试验室阶段。
3.3 生物可降解吸水膜大型海洋动物、鱼类的表面有一层十分光滑的粘膜。
它具有很好的吸水性，水阻力很低，附着生物不可能着床，它们主要是可再生的粘液蛋白。
受此启发，近年来开发出一种以可生物降解的乳酸 ( 羟基—丙酸 ) 为基础的高吸水树脂成膜物，然后结合低毒低污染防污剂的防污涂料 ( 已见报道 ) ，与此相似的还有利用改性的壳聚糖，大豆植物蛋白开发的无毒防污剂。
4 其它防污涂料4.1 导电防污涂料海水电解用导电防污涂料是日本三菱重工株式会社于 20 世纪 90 年代开发的新型防污涂料。