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。

6) 涂层pH 值涂膜表层海水与正常海水的pH值相差越大，海洋生物越不容易附着。

主要品种：

先进的防污涂料技术主要源自欧美和日本，国内主要是仿制国外，而且还相对来说在研究阶段。以商业化的防污涂料主要分为两大类：一是含杀虫剂的防污涂料；二是不含杀虫剂的防污涂料（或称低表面能防污涂料，或污损释放型防污涂料FRC）。

1. 含杀虫剂的防污涂料

含杀虫剂的防污涂料时当前市场上最常用的，占据市场90%—95%。这类防污涂料又分为以下3种。

1) 水合型自抛光防污涂料

通过物理作用（受水流冲刷而溶解）抛光，无自平滑涂层表面的功效。防污涂料涂层主要是在均匀地减薄，同时因多孔皂化层的形成而新增微量粗糙度，增加航行时的摩擦力，会降低船速，逐渐增加油耗。

2) 水解型自抛光防污涂料

水解型自抛光防污涂料是在海水中通过化学反应（离子交换型和纯水解型）达到涂层抛光目的，有好的自平滑涂层表面的功效。不仅有效降低因涂装技术产生的原始粗糙度。对于能进行纯水解反应（如以丙烯酸硅烷基共聚物或甲基丙烯酸硅烷基共聚物为基料的水解型防污涂料）的防污涂料涂层，其船体表面在航运过程中，会变的更光滑，可减少航行的摩擦力，进而降低燃油用量，达到节能减排的目的。

目前市场上水解型自抛光防污涂料主要由以下类型：丙烯酸锌树脂；丙烯酸酮树脂；硅烷化丙烯酸树脂；羧酸锌树脂。

上述技术的主要机理都是逆酯化的水解或离子交换进行化学分解。聚合物的本身是疏水性的，因为它本身是通过一个酯键而被束缚在功能基团上的。当聚合物浸入海水中时，酯键断裂，留下羧酸盐从而提高聚合物的亲水性。

a) 丙烯酸铜共聚物自抛光防污涂料（离子交换型）

b) 丙烯酸锌共聚物自抛光防污涂料（离子交换型）

c) 硅烷化丙烯酸共聚物自抛光防污涂料

3) 混合型自抛光防污涂料（Hybrid）

水合型和水解型防污涂料技术和结合，提供有限的自光滑功效。涂料的主要成膜物质是水解（离子交换）型的聚合物树脂如丙烯酸铜、丙烯酸锌等+亲水性松香。混合型防污涂料的特点如下：

a) 由于松香的存在，其固体分较水解（离子交换）型的防污涂料高。

b) 防污机理是通过水解和溶解的双重作用将杀虫剂释放。

c) 皂化层水解（离子交换）型的防污涂料高，达60μm左右。

d) 自我平整性能不能与高性能的水解（离子交换）型的防污涂料相比。

2. 不含杀虫剂的防污涂料——地表面能防污涂料

1) 有机硅低表面能防污涂料

有机硅是指有机聚硅氧烷，根据其摩尔质量和结构不同，可分为硅油、硅树脂和硅橡胶等。

a) 以硅橡胶为基料的地表面能防污涂料。有机硅树脂一般由有机硅单体水解缩聚而得，兼有无机和无机材料的优点，是非常好的低表面能材料。

b) 以有机硅树脂为基料的低表面能防污涂料。有机硅树脂一般由有机硅单体水解缩聚而得，兼有无机和无机材料的优点，是非常好的低表面能材料，能在相对低的温度固化。特点：

a) 具有线性、高弹性、流动性的骨架（产生不利于微生物附着）。

b) 有尽可能地弹性模量，以利于附着生物的脱落。

c) 在海洋环境中化学性质相对稳定，对水解有足够的抵抗能力，涂膜强度能阻止表面结构被海水冲刷破坏。

d) 足够厚的涂层，能确保海生物通过较低能量的剥离而非较高能量的剪切方式脱落。

e) 涂层表面达到分子水平的光滑。

f) 不含杀虫剂。

现有有机硅防污涂料的缺点：

a) 涂层的固化取决于环境温度和湿度。

b) 漆雾会污染其他船舶。施工时保护的费用很高。

c) 涂层较软，不耐用和易受机械算坏，特别是干湿交替部位。

d) 现有的技术不能避免细菌型和藻类海生物的生长，这些海生物的直径可以达到1000μm。为了降低船壳的表面粗糙度，涂层表面必定定期地进行水下清理。否则会增加拖力，增加油耗。而经常的水下表面清洗，又会造成涂膜表面破损，增加粗糙度。

2) 有机氟低表面能防污涂料

聚四氟乙烯具有很低的表面能（与水的接触角为114°），从理论上将上应具有优异的防污性。但许多专家对有有机氟树脂的防污性进行了专门的研究，得出了基本理论如下：

a) 涂料为热熔成膜，涂膜的致密性较差，海洋微生物深入涂膜内部，牢固粘附在涂膜的微孔内。

b) 树脂中特别是涂膜表面绝大部分是CF2基团，与CF3基团相比，其耐沾污性明显较差。

c) 海洋微生物接触涂膜表面时，诱导表层聚合物分子发生重排，是涂膜表面能提高。

3) 硅-氟树脂低表面能防污涂料

人们在研究过程中发现，引起表面能防污涂料防污性能不好的一个很大的原因是：涂料中大量的不惧有地表面能性质成分的存在。为了降低这些成分在树脂中的比例，将有机硅、有机氟配用，值得一种新型的低表面能防污涂料以氟代聚硅氧烷为基料的防污涂料。

基本原理：以硅氧链为主链，在侧链中引入一定浓度的CF3基团。该基团由于其极大地表面活性将严格取向于表面，整个大分子既保持了线型聚硅氧烷的高弹性及高流动性，又吸收了CF3基团的超低表面能特性。

该类涂料在一定程度上比有机硅地表面能防污涂料性能有所提高，特别是机械强度，同时对细菌型和藻类海生物的黏附有所减少，但不能完全消除。该类涂料还需要定期进行水下清洗。

4) 其他树脂低表面能防污涂料

有报道BRUNEL ENVIROMARINE开发了一种无溶剂环氧树脂低表面能防污涂料，该类防污涂料也已有应用的案例。其特征如下：

a) 唯一的固体分为100%的低表面能防污涂料。

b) 不含毒素和杀虫剂，不含影响身体健康的有害物质。

c) 其防污机理：涂层表面没有有利于海港内海洋微生物依附的溶剂孔；高光洁、低表面能。

d) 双组分，固定的混合比，使用常规喷涂设备。

e) 不需要防锈底漆，整个系统干膜厚度为2×150μm。

f) 实际应用非常局限，其性能还有待验证。

涂装方法：

施工方法：无气喷涂、刷涂、辊涂

喷孔：0.5mm

压力：250kg/cm2

干燥时间（表干）：7小时（20℃）

下水：最小12小时（20℃）最大3个月