船舶防污涂料与防污剂的研究进展
第21卷第2期大连水产学院学报Vol.21No.22006年6月JOURNALOFDALIANFISHERIESUNIVERSITYJun.2006
・综述・文章编号：1000-9957（2006）02-0175-05
船舶防污涂料与防污剂的研究进展
张占平1、2、3， 齐育红1， 刘述锡4， 马永庆1， 刘 红1
（1.大连海事大学船机修造工程交通部重点实验室，辽宁大连116026；2.大连理工大学化学工程与技术博士后流动站，辽宁大连
116024；3.大连振邦氟涂料股份有限公司博士后工作站，辽宁大连116036；4.国家海洋局大连海洋环境保护研究所，辽宁大连116023）
摘要：概括介绍了海洋生物的附着过程及其影响因素，讨论了各类船舶防污涂料及其防污剂的最新
研究进展，指出了新型低无毒防污涂料的发展趋势。
关键词：船舶；防污涂料；防污剂；海洋生物；附着
中图分类号：U672.7 文献标识码：A
船舶表面附着海洋生物后，不仅会使船舶的航速降低，操控性下降，燃油消耗量增加；而且还会
使船舶、海水淡化设备及水下设施等的腐蚀程度加剧，使用寿命显著缩短。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，如电解海水防污、超声波防污、生物
酶防污、低表面能防污和涂装防污漆防污等，而在海洋结构物表面涂装防污涂料是解决污损问题的既
经济又高效的重要途径［1］。在过去的几十年中，含有机锡的防污漆曾被大量使用。有机锡在低浓度
下可以达到广谱、高效的防污目的，但由于这些物质在水中稳定且会积累，可引起一些生物体畸形，
还有可能进入食物链，成为影响人类健康和生态的安全隐患。因此，国际海事组织（IMO）所属的海
洋环境保护委员会（MEPC）规定了含有机锡的防污漆最终使用期限为2008年1月1日。鉴于此，各
国都在积极研发无毒防污剂和不含有机锡的环保防污涂料，并已有大量的研究和文献见诸报道［2-10］。
本文中笔者对近几年来新型无毒防污剂及环保防污涂料的最新研究进展加以论述。
1 海洋生物的附着过程及其影响因素
海洋生物的附着过程极其复杂。通过对海洋生物的附着行为及其影响附着的因素进行大量的研
究，人们对海洋生物的附着机理有了基本的认识［9-11］。船舶表面从接触海水起，海洋生物在其上的
附着过程就开始了。材料浸于海水后，材料表面很快被细菌沾附，细菌分泌胞状产物，将细菌与细
菌、细菌与底物相互连接形成细菌生物膜。随后各种海洋生物幼虫附着上去，变态生长为成虫，导致
材料的生物污损。影响海洋生物附着的因素宏观地可以归结为以下4个方面：
1）海洋生态环境 附着生物的种类及数量随着海域生态环境的变化而改变，如喜光的藻类一般
于春、秋季在船舶水线下1.5m以内附着生长，藤壶等喜欢黑暗，一般在水线下1.5m及船底附着；
2）海水相对流速 当海水相对流速大于5nmile/h时生物不能附着；
3）附着材料表面的性质 坚硬材料的表面容易附着生物，而表面光滑的材料以及表面能低（25
mN/m，接触角大于98º）和表面憎水的材料的不利于生物附着，柔软和不稳定的材料表面上难于附
着生物，此外，材料表面上具有强酸（pH<5）或强碱环境（pH>9）以及具有一定浓度的防污剂，
均可以防止生物附着；
4）电场及辐射 材料表面若存在一定的辐射或电场，均可以防止生物附着。
海洋生态环境可以监测但很难人为调控，另外3个方面的因素在一定程度上可以人为地加以选
收稿日期：2005-05-20 基金项目：交通部基础研究项目资助（200432922502）；中国博士后科学基金资助项目（2004036112） 作者简介：张占平（1963-），男，博士，教授。E-mail：zzp@newmail.dlmu.edu.cn
择、控制和调节。因此，最有效的防污措施应该是设法阻止海洋生物接近目标结构物或阻止在其上附
着定居，如使用有机锡防污漆、低释放率的含铜防污涂料等；其次是在船舶表面涂上含有氟碳树脂及
有机硅树脂的低表面能防污涂料以及海洋仿生防污涂料等，这样海洋生物就难于着床和定居，即使附
着了生物，也易于清除。总之，已有的和正在开发的船舶防污涂料均是基于海水相对流速和附着材料
表面的性质而设计完成的，如自抛光防污漆就是将这两种因素很好结合的例证。
2 新型防污剂
新型防污剂也称杀生剂。目前，无毒防污剂主要有两种类型：
1）天然防污剂 从各种植物（如桉树、辣椒等）和海洋生物（主要为海洋无脊椎动物）中提取
的具有防污活性的天然产物，其中含有有机酸、无机酸、内酯、萜类、酚类、吲哚类等60余种天然
化合物，这些天然化合物可以防止海洋生物的附着，且自身无毒；
2）人工合成防污剂 主要是解决天然防污剂产量少的问题。
各国在防污剂的提取和合成方面做了大量的研究工作［3-5，12］。中国青岛海洋大学和天津科技大学
进行了辣椒素（正-壬酸香草酰胺C17H27NO3）的提取和人工合成研发工作，姚宝书等［13］采用天然
辣椒碱作为防污剂已获得中国专利，上海苏鹏实业有限公司和广州正鸿化工公司开发生产了无毒防污
剂TCPM（N-2，4，6-三氯苯基马来酰亚胺），欧洲已将TCPM防污剂用于防污涂料生产［14］。
罗姆和哈斯公司开发的SeaNine211无毒防污剂，是一种含有异噻唑啉酮的新型高效广谱杀生剂，
对循环冷却水中的细菌、真菌、藻类具有很强的抑制、杀灭作用。它与微生物接触后，可通过断开细
菌、真菌和藻类蛋白质的键，迅速抑制其生长，导致生物细胞死亡，并且能穿透黏附在壁上的生物
膜，对生物膜起到剥离作用。该产品具有低毒、对pH适应范围广、杀菌效率高、不产生残留、操作
安全等优点，通常与氧化亚铜等杀生剂配合使用，对船舶的防污损效果更好。
ArchChemicals公司开发了ZincOMADINE（含质量分数为97%的琉氧吡啶锌（Zincpyrithione））和
CopperOMADINE（含质量分数为97%的琉氧吡啶铜（Copperpyrithione））防污剂，该防污剂虽然对水生
生物具有较高的毒性，但因其降解快，还是可以使用的。此外，将ZincOMADINE和CopperOMA-
DINE与氧化亚铜结合使用，可替代有机锡防污剂（TBT），现已被许多国家注册作为船舶防污漆中的
成分。
欧洲从热带水域收集到50多种不同的天然物质，经过溶剂萃取后，将萃取物混在无毒的乙烯基
料中制成涂料进行海港挂板实验，结果证明，有多种萃取物具有防止海洋生物附着的能力［15］。丹麦
的Schneider等［16］对大量的酶进行了研究，发现酶可以水解污损生物分泌出来的粘接胶，并且以此开
发了酶基无毒防污涂料。特种化学中间体公司Invest最近宣布已开发出新型硼基生物酸类的海洋涂料
防污剂。
至今，除了前述的Sea-Nine211、Zincpyrithione和Copperpyrithione外，已成为国际商业品牌的
新型防污剂还有KH101、DIURON、IRGAROL1051等。Okamura等［17］的研究结果表明，几种品牌防
污剂毒性大小的顺序为：琉氧吡啶铜>琉氧吡啶锌>KH101>Sea-Nine211>DIURON>IRGAROL
1051。这些防污剂现已投放到市场，用于防污涂料的生产，实践证明防污损效果较好，但其防污机理
还有待进一步研究。
3 新型环保防污涂料
3.1 无锡自抛光防污涂料
由于对含有机锡防污涂料的限制越来越严格，无锡自抛光防污涂料的市场潜力也越来越大。这种
涂料既克服了有机锡自抛光涂料毒性高的缺点，又具有自抛光防污涂料节能的优点，因此，该涂料已
成为国际知名油漆公司积极开发和推广的产品［2］。
第一代无锡自抛光防污涂料（TF-SPC）的研发最早始于20世纪80年代，采用可溶和可水解的
基料，配合低毒氧化亚铜防污剂，在海水的作用下，基料缓慢消蚀，不断露出新表面，溶出防污剂，671大连水产学院学报 第21卷
使涂膜保持光滑和防污性。值得指出的是，TF-SPC主要是以氧化亚铜类并加入辅助毒剂（如异噻
唑啉酮、三嗪类、氧化吡啶硫酚的锌、铜络合物等）为防污剂，海洋中或海港中铜元素的大量积累，
会导致海藻的大量死亡。且有研究表明［18］，铜加上辅助毒剂对海洋生物的危害几乎等同于有机锡，
因此，该类防污涂料最终也将被禁用。
第二代无锡自抛光型防污漆，其自抛光是以离子交换产生可水解的活性表面层为基础，并在树脂
中添加无机纤维，既确保了对抛光率的有效控制，又增强了漆膜的机械强度。另外，在该防污漆中添
加了适量、高效的生物活性化合物，因而形成稳定更新的活性表面层，防污损效能更高。
目前，市场上销售的主要产品有：国际涂料公司生产的IntersmoothEcoloflexSPC360/365～460/
465，Kansai涂料公司生产的Exion，Sigma涂料公司生产的Alphagen10-20-50，青岛海洋化工研究
院生产的HJ4049218等。
3.2 低表面能防污涂料
传统的毒性防污涂料一般只对某些海洋生物有抑制作用，但随着毒性物质的不断释放，其防污效
果会逐步下降。而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，能起到长
期防污的作用。由于该类涂料具有很低的表面能，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的附着。一般认
为［6-8］，涂料的表面能只有在低于25mN/m时，即涂料与液体的接触角大于98º时才具有防污效果。
但是，海洋生物的黏附有不同的选择性，如藤壶对自由能为30～35mN/m的表面最易黏附，而苔藓
虫则对自由能为10～30mN/m的表面黏附力最强。
船用低表面能防污涂料主要分为有机硅系列和氟化物系列。前者显示出较好的防污效果，后者是
目前表面能最低的材料。Robert等［19］的研究表明，虽然同为低表面能涂料，但是含氟和含硅防污涂
料的防污机理有所不同。为了兼顾防污性能和涂层机械性能，通常为有机硅或氟化物改性的各种树脂
中报道较多的是丙烯酸树脂，最新的发展是氟硅共同改性树脂。GRAHAM等［20］的研究表明，在全氟
丙烯酸脂和全氟甲基丙烯酸脂等树脂上接入-（CH2）2-（CF2）n-F，其中n>10，这些树脂的表面
能可降到6mN/m以下，这是目前在文献中见到的最低值。在光学、电子和原子力显微镜下观察可
见，假单胞菌Pseudomonas和杆状菌Bacillusmegaterium在上述聚合物上的附着大大地减少，且浒苔
Enteromorphaspp.也难以附着。
目前，已报道可用的低表面能防污涂料只有国际涂料公司生产的Intersleek系列产品，其中Inter-
sleek425作为第一种低表面能船用防污涂料已于1996年投入到船舶市场。该涂料专为航速大于30kn
的高速船而设计，由于不含铜，可在铝合金高速船上使用。1999年国际涂料公司又推出了Intersleek
700，用于航速为15～30nmile/h的快速往返的船舶。Intersleek700涂料是通过硅铜树脂在船壳表面
形成一个非常光滑、低摩擦力的憎水表面，从而使海洋生物无法或很难附着。即使有些生物黏附在船
壳上，在船舶航行中由于船的运动也很容易脱落，或者在船坞中用低压水也可以将之除去。
单纯的低表面能防污涂料往往只能使海洋生物附着不牢，需定期清理。附着生物一旦长大将很难
海洋防污水凝胶涂层研究进展
海洋防污水凝胶涂层研究进展
海洋防污水凝胶涂层研究进展
随着人口的增加和城市化进程的发展，海洋污染问题日益严重。渔船排放、工业废水、塑料垃圾等造成了海洋生态系统的破坏。为了解决这一问题，科学家们不断探索新的方法和技术。其中一项被广泛研究的领域是海洋防污水凝胶涂层。
海洋防污水凝胶涂层是一种能够降低海洋生物附着和污染物吸附的涂层。它可以附着在不同材质的表面上，如船体、海洋结构物和海洋设备等，从而防止生物和物理性污染物的粘附和附着。
近年来，海洋防污水凝胶涂层的研究蓬勃发展。目前已经有多种不同类型的凝胶涂层被研发出来，并取得了一定的成效。其中最常见的是有机硅和聚合物凝胶涂层。这些凝胶涂层以其优异的抗附着性和良好的防污水性能而备受关注。
研究表明，有机硅凝胶涂层具有很强的亲水性和低表面能量，在水中形成一层水膜，使得大多数生物无法附着和生长。此外，它还能有效降低摩擦阻力，提高船体的流线型性能，从而降低能耗。聚合物凝胶涂层则主要通过表面微纳结构和化学功能基团的引入来实现防污水效果。这些微纳结构可以使得污染物无法附着或容易脱落，同时化学功能基团能够与污染物发生反应，将其转化为无害物质。
研究人员还通过多种方式来改善海洋防污水凝胶涂层的性能。例如，利用杂化技术将不同类型的凝胶材料结合在一起，以提高涂层的力学性能和稳定性。此外，纳米技术也被用于改善凝胶涂层的抗污性能。通过在凝胶材料中添加纳米颗粒，可以增加凝胶涂层的抗压性和耐刮性，从而提高其使用寿命。 然而，要实现海洋防污水凝胶涂层的商业化应用，还面临一些挑战。首先，凝胶涂层的长期稳定性和耐候性需要进一步改善。其次，凝胶涂层的成本也是一个问题。目前，凝胶涂层的生产成本较高，使其在实际应用中的推广受到限制。因此，研究人员需要进一步降低凝胶涂层的生产成本，并提高其性能稳定性。
综上所述，海洋防污水凝胶涂层是一项具有巨大潜力的技术。通过不断的研究和改进，有望实现对海洋生态系统的保护和海洋污染问题的解决。未来，我们期待看到更多创新的凝胶涂层技术的研发和应用，以净化海洋环境，构建可持续的海洋生态系统
海洋装备涂层防污性能检测研究与评价指标
海洋装备涂层防污性能检测研究与评价指标
摘要：
海洋装备经常受到海水污染和海洋生物附着的困扰，而涂层作为一种重要的防护措施，可以有效地提高海洋装备的抗污染性能。本文以海洋装备涂层防污性能的研究与评价指标为主题，系统地探讨了当前相关研究的进展和存在的问题。通过分析涂层防污性能的主要影响因素，并结合实验结果，总结出了一些重要的评价指标，为进一步提高海洋装备涂层防污性能提供了参考。
1. 引言
海洋装备包括船舶、海底管线、海洋平台等，在海洋环境中长时间运行或停泊，容易遭受海水污染和海洋生物的附着，导致降解、腐蚀和节能性能下降。因此，为了保护海洋装备的使用寿命和性能，研究和评价涂层的防污性能变得至关重要。
2. 涂层防污性能影响因素
涂层的防污性能受多个因素的影响，包括涂层材料、涂层结构、使用环境等。
2.1 涂层材料
涂层材料的选择直接影响防污性能。一般来说，具有良好耐候性和抗腐蚀性的高性能树脂是常用的涂层材料。此外，添加一定的防污剂也可以提高涂层的防污性能。
2.2 涂层结构
涂层的结构对防污性能有着重要的影响。涂层的厚度、亲水性、光滑度以及表面形貌等因素都会影响涂层的防污能力。一般来说，较厚的涂层能提供更好的抗污能力，亲水性和光滑度高的涂层也能减少污物的粘附。
2.3 使用环境 涂层所处的海洋环境也对防污性能产生影响。水质、盐度、温度、水流速度等都可以影响涂层的性能。不同的海域和季节，涂层受到的污染物和附着生物种类也不尽相同，因此需要根据具体环境设计和评价涂层的防污性能。
3. 防污性能评价指标
根据涂层防污性能的影响因素，可以确定一些评价指标来评估涂层的防污性能。
3.1 污染物附着评价
污染物附着是涂层防污能力的关键指标。常见的评价方法是将带有不同污染物的涂层样品暴露在特定的海洋环境中一定的时间，然后对涂层表面的附着程度进行定量分析。
3.2 生物附着评价
生物附着是海洋装备涂层面临的另一个重要问题。为了评估涂层对生物附着的抵抗能力，一种常见的方法是将涂层样品置于带有生物附着的实验条件下，观察涂层表面的附着生物种类和数量，并通过定量分析来评估涂层的抗生物附着能力。
无锡自抛光防污涂料动态性能研究
无锡自抛光防污涂料动态性能研究
张海永，孟宪林，林红吉
（海军涂料分析检测中心，北京102442）
摘要：利用海水动态模拟试验装置模拟船舶航行时船舶水下船体防污涂料的
实际服役工况，对两类船舶无锡自抛光防污涂层进行动态模拟试验，定期测量防
污涂料铜离子释放率、表面粗糙度、涂层厚度等各项性能，研究各项性能的动态
变化规律，并对两类无锡自抛光防污涂料达到一年防污期效的涂层厚度进行了计
算。
关键词：无锡自抛光防污涂料；铜离子释放率；表面粗糙度；涂层厚度
1 引言
海洋生物的附着会导致船体表面摩擦力明显增加，进水管路堵塞，舰船航速
降低，燃料消耗增大，进坞维修次数增多等，从而造成巨大的经济损失，涂装防
污涂料是惟一可广泛应用的防止生物污损的方法。20世纪70年代研制的有机锡
自抛光防污涂料因其高效和广谱性而获得了广泛应用，但是有机锡对海洋生态环
境、甚至人类健康会带来严重的危害，国际海事组织规定2008年1月1日之后
彻底禁止使用含有机锡的防污漆。20世纪80年代末世界各国加快了研制和开发
不含有机锡的低毒或无毒防污涂料的步伐。通常一个防污涂料新产品从配方设计
到进入市场，必须要经过实验室性能测试、浅海挂板试验、实船涂装试验等，一
个周期累计达到8～10年，这些试验不仅消耗相当长的时间，而且耗资巨大。因
此，针对新型防污涂料研究其涂层性能评价的新方法具有重要意义。洛阳船舶材
料研究所将涂装防污漆的样板安装在转子实验装置上模拟船舶航行状态，与海洋
污损生物生长旺季时样板浸泡相结合进行试验。IvaTrentin采用加速老化池和
加速老化机进行涂料的动态模拟试验，评价防污漆的性能。本文采用自行设计的
动态模拟试验装置对自抛光防污涂料的防污性能进行动态模拟试验，定期测量防
污涂料铜离子释放率、表面粗糙度、涂层厚度等各项性能，研究各项性能的动态
变化规律，并对两类自抛光防污涂料达到一年防污期效的涂层厚度进行了计算。
2 试验方法
2.1 自抛光防污涂料
泛谈船舶防污漆
第４５卷第２期 ２ＯＯ７年２月 上海涂料 ＳＨＡＮＧＨＡＩ ＣＯＡＴＩＮＧＳ Ｖｏ１．４５ Ｎｏ．２ Ｆｅｂ．２０（）７
泛谈船舶防污溱
陈贻明陶鑫 （上海中远关西涂料化工有限公司技术部，２０１９０７） 摘要：简单介绍了各类船舶防污漆的防污机理及特点，重点介绍了无锡自抛光防污漆。 关键词：海洋生物；船舶防污漆；防污毒料 中图分类号：ＴＱ ６３０．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－１６９６（２００７）０２－００３１－０４ 广袤的海洋里孕育着多种多样的生命和无穷 无尽的物种。品种众多的海洋生物，不论是动物类 还是植物类，都会主动地粘附生长在船舶水下的外 壳部位，不仅增加船体自身质量，而且显著地加大 了船底表面粗糙度，增大了船舶航行时的前行摩 擦阻力，从而降低了航行速度。换句话说，如要想 维护正常航速，就得增加船舶燃料的消耗。据英国 船舶研究协会的研究报道称：ｌ５节航速的普通散 货轮。船体外毙的界面磨擦阻力占总航行阻力的 ８０％，高速航行的集装箱货轮的界面磨擦阻力也大 于５０％。海洋生物的污染对船舶航行造成了日益严 重的危害。 防污漆的作用原理就是涂覆在船底的防污漆 涂层释放出毒素，在靠近船底的水下形成薄薄一层 有毒的水区，起到驱赶幼虫和孢子，不让其附着和 “定居”生长在船壳表面的效果。防污漆所用的毒 素，称作防污颜料，主要有氧化亚铜和有机锡树脂。 氧化亚铜是防污漆中应用最广泛的毒素。它对 动物类和植物类海生物都有防污效果，可用作防污 漆配方中的防污颜料。经验表明：氧化亚铜在船停 泊时对海藻类的防污能力稍差一些。氧化亚铜作为 防污颜料已经沿用了几十年，也是目前防污漆正在 使用的主要毒料品种。 三丁基锡，俗称ＴＢＴ，是一种曾广泛应用于船 舶防污漆的有机毒性添加剂，它能非常有效地同时 抑制藤壶和海藻的生长，而且使用ＴＢＴ制成的防污 漆毒效持续时间长，起到长效防污的作用，可以有 【收稿日期】２００６—１２—２０ 效延长船舶因船底污染而必须进坞涂装的维修周 期。减省运营维护成本。它在延缓因船壳表面粗糙 度增大而航速变慢的进程方面表现很突出，有效降 低燃料成本。但到了２０世纪７Ｏ年代后期。人们逐 渐发现和确认了防污漆中使用ＴＢＴ毒素会造成海 洋生态环境的严重破坏。沿海海域出现了含毒ＴＢＴ 的牡蛎和因此引发的物种变异现象。１９８２年起，英 法等国的生产商相继停止生产防污漆用的ＴＢＴ。 防污漆从基料组成和作用机理进行分类，可简 单地归纳为５个类型：传统长效型防污漆、释放型 防污漆、接触型防污漆、自抛光防污漆、自释型防 污漆。 １传统长效型防污漆 这类防污漆以松香为主剂／基料，主要以氧化 亚铜为防污毒素颜料。松香树脂用作基料，可在水 中溶解并释放出毒素颜料。但这类防污漆存在一个 关键缺陷，就是松香的溶解速度过高而且不易受控 制，仅能提供１２ １８个月的有效防污周期。 此外也须注意，松香树脂还会与空气中的氧气 反应。因此涂层干后必须浸水，通常控制在６～８ ｈ 内，最长不超过２４ ｈ。因此在涂装防污漆时必须紧 密配合船舶下水和出坞的工程计划。也就是说防污 漆涂层完工后，务必强调在涂料生产厂商规定的时 间内保证船舶下水／出坞。由此可见，该类防污漆 对现场涂装计划性要求过高，适应性较差。目前，
船舶防污漆标准发展的探讨
第４８卷第６期 ２０１０年６月 上海涂料 ＳＨＡＮＧＨＡＩ Ｃ０ＡＴＩＮＧＳ Ｖｏ１．４８Ｎｏ．６ Ｊｕｎｅ．２０１０
船舶昕污漆标准发展的探ｉ刁
屠振文 （中涂化工（上海）有限公司，２０１８１４）
摘要：简要介绍我国现行的船舶防污漆标准。结合防污漆环境污染控制，探讨船舶防污漆标准 的发展。 关键词：船舶防污漆；标准化；发展 中图分类号：ＴＱ ６３７．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—１６９６（２０１０）０６—００４４—０３
０引言
船舶水线以下的壳体由于长期浸没在海水中，不
仅受到氯离子、盐分、高低水温变化等海水腐蚀，还
受到海生物，诸如贝类、海藻、海草等的侵蚀。这些不 速之客附着于船体上，使船体表面粗糙度增加，增大
了水与船体的摩擦阻力，也增加了船舶的质量。由此 降低了船舶的航速，并削弱了船舶航行的机动性，造
成燃料消耗的增加。由于海生物造成的污损，也会加 速船体的腐蚀。为了清除船体上附着的海生物，船舶 需周期性清洁及重新涂装，增加运营成本的同时，也
浪费了许多资源。 早在两千年前，人们就意识到海生物对船壳的污 损危害。早期的防污手段包括使用铜皮、沥青、焦油等 覆盖物。ｌ９世纪以来，采用析ｍ有毒物质来抑制海生
物附着的防污漆成为主流。其防污原理主要是将毒料 以一定速率析出，向海水中扩散，在与漆膜接触的海 水层中保持杀死海生物的毒料浓度。自２０世纪５０年 代以来，含三丁基有机锡（ＴＢＴ）的广谱性高毒防污剂 得到广泛的应用，但８０年代研究发现，有机锡防污剂 对海生物，如牡蛎、海螺、鱼类的发育会产生畸变，还 会破坏海生物的免疫系统。为此，国际海事组织（ＩＭＯ）
通过相关决议，禁止使用含有机锡防污剂的防污漆。
１我国船舶防污漆类型
我国船舶防污漆主要分为基料不溶型、基料可溶 型和无毒低表面能型３种。其中基料可溶型，即无锡
［收稿日期］２０１０—０４—１３ 自抛光防污漆是最主要的防污漆品种。现分别介绍 如下。
船舶防污技术
第２８卷第１期 ２００６年２月 舰船科学技术 ＳＨＩＰ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣ ＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏ１．２８，Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．，２００６ 文章编号：１６７２—７６４９（２００６）０１—００１０一Ｏ５
船舶防污技术
张洪荣，原培胜 （中国船舶重工集团公司第七一八研究所，河北邯郸０５６０２７） 摘 要： 介绍了船舶防污技术的发展历史，同时对目前主要的防污涂料、电化学防污等技术进行了简要介绍。 例举了国内外船舶防污涂料最新进展，并对我国船舶防污技术的发展提出了建议。 关键词： 船舶；防污涂料；电化学防污法 中图分类号： Ｕ６７２．７ ２・ 文献标识码： Ａ
Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｓｈｉｐｓ ＺＨＡＮＧ Ｈｏｎｇ—ｒｏｎｇ，ＹＵＡＮ Ｐｅｉ—ｓｈｅｎｇ （Ｔｈｅ ７ １ ８ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＣＳＩＣ，Ｈａｎｄａｎ ０５６０２７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｔ’ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｏｎ ｓｈｉｐｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｎｔｒｏ— ｄｕｃｅｄ ｉｎ ｂｒｉｅｆ，ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ｍａｉｎ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ａｎａｌｙｚｅｄ ｓｕｃｈ ａｓ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｐａｉｎｔ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ．Ｗｅ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ａｎｔｉｆｏｔｔｌｉｎｇ ｐａｉｎｔｓ ｏｎ ｓｈｉｐｓ ｉｎｖｅｎｔｅｄ ｒｅｃｅｎｔｌｙ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ．Ｓｏｍｅ ａｄｖｉｃｅ ｔｏ ｏｕｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ ｓｈｉｐｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｈｉｐ；ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｐａｉｎｔ；ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ
自抛光防污涂料在船体防污方面的作用与优势
自抛光防污涂料在船体防污方面的作用与优势
随着船舶建造和运营的不断发展，保持船体清洁并减少海洋污染的需求日益增长。为满足这一需求，自抛光防污涂料应运而生。这种涂料具有独特的特性和优势，可以有效地延长船体清洁持久性，并减少对海洋环境的负面影响。
自抛光防污涂料是一种特殊的船舶涂料，其最大特点是具备自我抛光的能力。当船只在航行中，自抛光防污涂料会在水的摩擦作用下逐步溶解，释放出有机复合物，形成一层薄薄的润滑膜。这个润滑膜能够减少水藻和贝类等生物附着在船体上，从而防止污染物借助生物附着积聚在船体表面。
首先，自抛光防污涂料具有优异的抗生物附着性能。在海洋环境中，船体表面极易滋生各种生物附着，如藻类、藤壶和贝类等。这些附着物不仅会增加船舶的水动力阻力，降低航速和燃油效率，还会产生腐蚀和底盘蚀刻等问题。自抛光防污涂料的特殊配方可以抑制这种生物附着的形成，减少对船舶性能的不利影响。
其次，自抛光防污涂料具有较长的使用寿命。相比传统的防污涂料，自抛光防污涂料能够持久地保持其防污效果，延长维护周期和涂料更换的频率。这不仅减少了船舶维护的成本，还有助于提高船舶的可靠性和有效性。
自抛光防污涂料还具备一定的自修复能力。船体常常受到海水、風浪和沙砾等因素的损伤，这些损伤会破坏涂料的完整性，从而降低防污效果。然而，自抛光防污涂料的独特配方可以在一定程度上修复这些损伤，并恢复涂层的保护功能。这种自修复能力提高了涂料的耐久性和性能，从而进一步提高船舶的可靠性和经济性。
此外，自抛光防污涂料还能减少船舶尾气排放。船舶排放的废气是造成海洋环境污染的一个重要因素，其中含有大量的二氧化碳、氮氧化物和硫氧化物等有害物质。自抛光防污涂料的摩擦性能能够减少船舶的水动力阻力，从而降低船舶的燃油消耗量。这种减少的燃油消耗量将导致减少温室气体的排放，缓解气候变化问题，保护海洋环境。
最后，自抛光防污涂料对环境基本无害。传统的防污涂料中通常含有铅、汞和其他有害金属和化学物质。这些物质不仅会对船身进行腐蚀，而且会对生态系统产生负面影响。相比之下，自抛光防污涂料不含有害物质，不会对海洋环境造成进一步的污染。
环保型船舶防腐涂料的技术应用
环保型船舶防腐涂料的技术应用
摘要：在生态保护国际法的引入和补充中，船舶涂料技术的研究不再局限于保护能力，还提出了环境保护的要求。今天，海洋的发展达到了前所未有的程度，导致了船舶涂装技术的新标准。原涂料涂层，有严重的火灾隐患，易引起爆炸等事故。此外，国内外船舶防腐涂料大多采用溶剂型涂料，溶剂型涂料VOC含量高，且含有大量毒性较大的重金属化合物。在节能减排的背景下，航运业对环保涂料的需求日益增加。
关键词：环保型船舶；防腐涂料；技术应用
一、船舶防腐涂料的特点
船舶防腐涂料应具有以下特点:首先，它具有优异的附着力和耐水性、耐磨擦性、耐化学性等性能。防腐涂料需要在极端恶劣的环境中能够保持稳定的应用效果，同时确保腐蚀时间。防腐涂料在化学大气和海洋环境中，应用寿命一般在10A左右，甚至超过15A，即使在酸、碱等介质中，保持基本的环境条件，也需要达到5A以上的可用循环。其次，由于涂层的厚度，不仅需要有高质量，而且采购成本也比较合理。最后，船舶涂料需要构造良好，易于在复杂结构和恶劣环境中使用。船舶防腐涂料也因使用部件的不同而有不同的性能要求。例如船底的自然腐蚀速率为0.1mm/a，这部分的防腐涂层不仅要有耐海水的能力，还要有一定的防污功能。船的上层建筑,防腐涂料防腐蚀的功能,应该耐隔热,在饮用水舱,它需要应用纯环氧树脂涂层,需要耐水,抗化学腐蚀、低毒性和其他性能要求。
二、环保型船舶防腐涂料的技术分析
1.水性车间底漆
车间底漆是一种对金属表面进行预处理的底漆，具有暂时保护金属的作用。近年来，船厂常选用醇溶性无机锌底漆，具有防锈性好、干燥速度快、支持焊接处理、耐热性高等特点，能满足目前流水线作业的需要。但其固体含量只有28%,其挥发性有机化合物含量超过600g/L,实际施工期间,由于有机溶剂的挥发,会对人体和环境产生负面影响,同时在金属板焊接与切割将产生安全风险。为了解决这类底漆的缺陷，出现了水性的车间底漆。这类产品已在国内外市场上出现，目前可供选择的品种有环氧富锌、无机磷酸锌和硅酸锌。这种涂料产品，固含量可上升到60%以上，有效地控制了涂料的使用量。再加上其不添加有机溶剂，可达到零排放的效果，符合环保涂料的需求。但国内在这方面的研究时间短，现有技术还不成熟。在现场作业时，需要将粉末和成膜材料充分混合。如果粉末潮湿分散，会降低涂层的防腐保护性能。如果已经有涂层技术专利，为了克服这类问题，选择表面活性剂和杂环化合物，将两种锌粉包在里面，将粉末加工为水浆，从而在技术上解决上述问题。
含氟低表面能海洋防污涂料的研究进展
含氟低表面能海洋防污涂料的研究进展
高志强;江社明;张启富;李晓刚
【摘 要】The mechanism of marine antifouling fluorine resin coatings with
low surface energy,the factors affecting anti-biofouling,the latest domestic
and foreign research progress in low-surface-energy antifouling fluorine
resin coatings,and the application of fluorine resin coatings in novel
surface texturing technology for anti-biofouling were reviewed.The
prospect of future development trend of low-surface-energy marine
antifouling coatings was presented.%概述了低表面能海洋防污涂料的防污机理和影响因素,国内外含氟低表面能防污涂料的研究进展,以及含氟涂料在新型表面织构化防污技术中的应用.展望了未来含氟低表面能海洋防污涂料的发展趋势.
【期刊名称】《电镀与涂饰》
【年(卷),期】2017(036)006
【总页数】7页(P273-279)
【关键词】生物污损;含氟树脂;低表面能;仿生学;表面织构
【作 者】高志强;江社明;张启富;李晓刚
【作者单位】中国钢研科技集团有限公司先进金属材料涂镀国家工程实验室,北京100081;北京科技大学腐蚀与防护中心,北京100083;中国钢研科技集团有限公司先进金属材料涂镀国家工程实验室,北京100081;中国钢研科技集团有限公司先进金属材料涂镀国家工程实验室,北京100081;北京科技大学腐蚀与防护中心,北京100083 【正文语种】中 文
自抛光防污涂层及评价技术的发展
徐经委等：自抛光防污涂层及评价技术的发展 在海水的“水解”、“冲蚀”作用下，自抛光涂料中的共聚 物被磨平，不会形成“蜂巢”，船舶进坞时无需涂封闭漆，剩余 的涂层仍然有效，只要清洗完毕就可直接涂上新的防污涂料， 且涂膜厚度与防污有效期成正比，漆膜抛光速率受船底粗糙 度及航行速度的影响 。 １．２有机锡自抛光防污涂料 有机锡自抛光防污涂料的成膜物由（甲基）丙烯酸三丁基 锡酯与其他丙烯酸类单体聚合而成，它同时也是防污剂。其 ＭＭＡ 机理是防污涂料浸人微碱性海水中，涂层表面聚合物线性主 链上的有机锡丙烯酸酯发生水解，缓缓地从聚合物表层游离 出有机锡基团，以三烷基锡氢氧化物的形式渗入海水中，而剩 余的有机锡聚合物因带有亲水基，在航行中借助水流冲刷作 用而溶解于海水中，使里层的有机锡高聚物不断水解释放出 毒料，而达到防污作用［见式（１）］，这种自抛光的防污涂料， 防污效果好，使用周期长。 ０ ＋Ｈ 。 式（１） Ｓｎ（Ｃ４Ｈ９）３ 由于有机锡丙烯酸树脂的物理性能优异，使防污涂料的 涂膜具有良好的物理机械性能，对海洋污损生物具有广谱、高 效的特点，该有机锡化合物还可以与氧化铜配合使用，大大提 高了广谱杀菌性和防污有效期 。据英国ＩＰ公司统计表 明。。 ，２０世纪８０年代，全世界６０％～７０％的船舶使用了有机 锡自抛光防污涂料。 有机锡自抛光防污涂料虽然防污性能优异，但其对海洋 生物环境的污染也非常严重。Ａｌｚｉｅｕ等 于１９８０年报道了使 用有机锡防污涂料，对港湾生物产生了严重的损害，并发现养 殖的太平洋牡蛎受到来自防污涂料中的有机锡的影响，导致 产卵减少、发育不良、壳体畸变和性别变异。随后，越来越多 的研究发现，有机锡防污剂尤其是有机锡氧化物对牡蛎、海 螺、鱼类的发育产生影响，并使许多鱼类和海生物的免疫系统 被破坏，各国开始逐步采取措施限制或禁止有机锡防污涂料 的使用，对船舶防污涂料的研究逐步集中在发展高效无毒或 低毒环境友好型防污涂料。 １．３无锡自抛光防污涂料 无锡自抛光防污涂料一般可分为以水解树脂为基料的自 抛光防污涂料、含杀生物功能基团的自抛光防污涂料和生物降 解型自抛光防污涂料，这些防污涂料的主体是自抛光共聚物。 １．３．１ 以水解树脂为基料的自抛光涂料 以水解树脂为基料的自抛光涂料主要以丙烯酸或甲基丙 烯酸类可水解树脂为基料，结构与有机锡共聚物类型相同，丙 烯酸树脂采用水溶性或亲水性的单体，如丙烯酸、甲基丙烯 酸、衣康酸等。含有机金属（如ｚｎ、ｃｕ、ｓｉ等）的基团与基料树 脂形成共价键，作为辅助防污剂调节毒剂渗出率，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 一 … …。 的进行，平稳地释放出防污剂，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 Ｊ，如式（２）所示。 ０ ０ ｌｌ ｃＩ 丫丫 ０／ｘ 丫Ｙｃ＼０／Ｎ 式（２） Ｒ０ｏ亡 。 Ｒ００亡 式（２）中：ｘ为可发生水解的侧链有机体。 １．３．２含杀生物功能基团的自抛光防污涂料 含杀生物功能基团的自抛光防污涂料其共聚物侧链上含 有杀生物活性功能基团。含铜的共聚物具有杀生物活性，但 共聚物中的铜活性比用无机铜化合物的活性低很多，因此弓Ｉ 入该活性基团后通过水解缓慢释放出杀生物功能基团，从而 增强涂料的防污性能。聚合物中的侧链活性基团可为四芳基 硼酸四烷基铵络合物 Ｊ、Ⅳ一甲基丙烯酰咪唑 、甲基丙烯酸 ～２，４，６一三溴酚酯等 。另外，专利报道将Ｓｃｈｉｆ碱官能团 引入到聚合物中，利用该基团在水解后生成的伯胺起到生物 杀伤作用，如乙烯基醛（如４一乙烯基苯甲醛）与伯胺（如辛基 胺、十二烷基胺等）反应生成的Ｓｃｈｉｆ碱 、对氨基苯乙烯 或Ｎ一乙烯基丙烯酰胺与对辛基苯甲醛或对己基苯甲醛反应 生成的Ｓｅｈｉｆ碱 等。 另外，利用杀生物活性基团所制备的共聚物在海水中水 解较缓慢，如三苯基硼与４一乙烯吡啶生成的配合物结构聚合 物 ，这样的共聚物不能单独用作自抛光共聚物，可与其他 自抛光基料如松香等一起使用。 １．３．３生物降解型自抛光防污涂料 生物降解型自抛光共聚物有３种类型：第１类为生化树 一彳 ， Ｃ Ｃ，Ｃ Ｃ Ｃ，Ｃ●Ｃ Ｈ