环境友好型海洋防污环保涂料

环境友好型海洋防污环保涂料
简介：环境友好型海洋防污环保涂料，具有对环境友好的特点，因此称之为环境友好型海洋防污环保涂料。

海洋防污涂料有着非常悠久的历史，按是否含有毒防污剂及防污机理划分，可分为传统型海洋防污涂料和环境友好型海洋防污环保涂料。

传统海洋防污涂料虽然在防污方面起到一定的作用，但同时给海洋环境和海洋生物带来了一定的毒害作用。

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，后来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，有机锡及有机锡一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，但由于含有锡，毒性较大，释放后对海洋污染严重。

研究表明，有机锡含量高于0.1×10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无毒防污环保涂料以取代传统的有毒性防污涂料已是大势所趋，对环境友好型海洋防污环保涂料的研究也逐渐热门起来。

主要种类：
表2环境友好型海洋防污环保涂料
种类主要成分
无锡自抛光海洋防污涂料丙烯酸酯+有机酸铜
（有机酸锌，有机硅烷）
低表面能海洋防污涂料低表面能材料可溶性硅酸盐为防污剂的海洋防污涂
料
可溶性硅酸盐
仿生涂料及天然防污剂
仿“海洋生物具有的天然耐污结构”或从天然生物中直接提取的防污剂
导电涂料含有导电性的聚合物
1.无锡自抛光海洋防污涂料
自抛光涂料具有以下几个特征：在船舶航行期间由于外力的作用涂层自行脱落变得光滑；连续而稳定的释放生物杀伤剂；自抛光的性能使船舶在静止期间也有防污性能。

无锡自抛光涂料的设计基本上还是沿用了TBT-SPC的技术路线，所使用的基料多为丙烯酸共聚物，但所不同的是将共聚物中的锡用其他金属如铜、锌及硅等来代替。

自抛光型防污涂料一般是丙烯酸的金属盐或硅烷化丙烯酸聚合物，它属于离子交换型涂料，涂层在海水中通过离子交换作用释放金属离子起到防污效果，即与海水中的钠离子产生交换，使得聚合物溶解，防污剂释放，具有极好的自抛光作用。

自抛光涂料在静止的海水中由于海水的冲刷作用较小，更新效果较差；对于航行的船舶抛光效果较好，而且航速越高，自抛光的作用就越好。

当前大型远洋货轮上大多倾向于使用自抛光防污涂料。

无锡自抛光涂料是当今防污涂料取得最大成效的品种，已有不少产品在船舶和有关设施上使用。

2.低表面能海洋防污涂料
含有毒性防污剂的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，其防污效果会不逐步下降。

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，能够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，在水流或其他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。

目前所使用的低表面能防污涂料主要分为有机硅系列和氟化物系列，氟化物是目前表面能最低的材料。

研究表明，在全氟丙烯酸酯和全氟甲基丙烯酸酯等树脂上接入-(CH2)2-(CF2)n-F，其中n＞10，这些树脂的表面能可降到6mN/m以下。

单纯的低表面能涂料往往只能使海洋生物附着不牢固，需定期清理，附着生物一旦长大将很难除去，清理过程会破坏漆膜，因此，一般都用于高速行驶的船上，而对于难以定期进坞清理的的大型船不推荐使用。

3.硅酸盐为防污剂的海洋防污涂料
中性或微碱性的环境比较适合海洋生物的生长，而在强酸或强碱的条件下难以生存。

硅酸盐防污涂料是一种以可溶性硅酸盐为主的防污剂，可在船体表面形成长期稳定的高碱性涂层来达到防污的目的。

青岛海洋化工研究院以液体硅酸盐与固化剂、锌粉等添加剂反应，制备成可溶性固体硅酸盐，根据自抛光树脂的配方原理，可得到不断更新其碱性表面的涂层。

但目前硅酸盐防污涂料的使用范例还较少，在使用过程中遇到的一些问题还有待于进一步的研究改善，才有可能得到推广使用。

4.仿生涂料及天然防污剂
某些海洋生物具有天然抗生物附着的特性，如海豚、鲸鱼、海绵等，研究表明它们是通过分泌一种特殊的化学物质，或特殊的结构来抑制海洋生物附着在它们的表皮上。

有研究者从海藻中提取生物碱、从海绵中提取肽类化合物，然后添加到树脂中，制成仿生涂料，可以达到一定得防污效果。

从许多植物中都可以提取具有活性的物质作为防污剂使用，如来自胡椒、辣椒等植物中提取的辣椒素，可以抑制细菌和生物的附着。

但由于从生物体中提取这些物质的量很少，因此很难得到广泛应用。

人们对该生物这一特性的认识，通过其他科学的方法来对仿生涂料进行研制和推广应用。

海洋生物在物体上附着首先是分泌一种黏液，这种黏液对物体表面润湿，并在其上分散，然后通过化合键合、静电作用、机械交联和扩散等作用机理，粘附在物体或生物的表面。

仿生涂料的研究主要从生物附着的机理人手，一方面寻找适合的高分子材料，对一些生物的表皮状态进行模仿，使涂层具有特殊的表面结构；另一方面是寻找有效的防污剂，在不破环环境的情况下具有高效的防污性能。

5.导电涂料
在船舶上涂上导电性涂料后，通过微小的电流使海水电解，产生次氯酸钠，借以达到防污的目的，这种防污方法与电化学结合起来，即经济又有效。

但这种涂料的技术难度较大，所用的树脂、填料、固化剂等都需要进一步研究以提高涂料的寿命和防污效果。

另一种方法是掺杂了高分子化合物的导电高分子材料为有效成分，配制钢板用防污涂料。