绿色海洋防污涂料技术及其研究进展
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第 期 第 卷年第 月期
３１
１２００１９
１０ １０
欧阳雪，等：银纳Ｃ米ｈｅｍ簇化ｉｃ在ａｌ学Ｒ生ｅ研ｓ物ｅａｒ成究ｃｈ像ａ与ｎｄ及Ａ应生ｐｐ用ｌ物ｉｃａ检ｔｉｏ测ｎ 中的研究进展
文章编号： （ ） １００４１６５６ ２０１９ １０１７２３０９
， Ｖｏｌ． ３１ ， Ｏｃｔ．
２Ｎ０ｏ１．９１０
绿色海洋防污涂料技术及其研究进展
面对海洋污损，在海洋结构物表面涂覆一层 １ １ 含氟低表面能防污涂料
防止海洋生物附着生长的防污涂料，是当前最简 含氟聚合物中，由于氟原子电负性大、可极化
单、方便、可行的防污方法［２］，利用涂料中缓慢均 度低，及较高的 ＣＦ 键能（４６０ ·ｋＪ ｍｏｌ－１），赋予了
ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｍａｒｉｎｅ பைடு நூலகம்ｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｉｓ ｒｅｖｉｅｗｅｄ．
： ； ； Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｂｉｏｆｏｕｌｉｎｇ Ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇｓ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｒｉｅｎｄｌｙ
海洋中生活着大量的动物、植物和微生物。 长于船底、浮标、海岸、管道等水下设施表面而造 通常，把海洋生物附着生长在海洋固体设施表面 成不良沉积，给海洋生产科研活动带来危害。如 而造成的不良沉积称为海洋生物污损［１］。许多海 海洋生物附着生长在船底，降低航速，增加航行阻 洋动物，如藤壶、牡蛎、贻贝、石灰虫等常常附着生 力，腐蚀船底，破坏船体；附着在金属固体物表面，
杨建新，董 苗，王雪梅，高挺军，陈俊华，卢凌彬，于文辉
（海南省精细化工工程技术研究中心；海口市绿色催化与反应工程重点实验室； 海南大学化学工程与技术学院，５７０２２８）
摘要：海洋生物污损给人类海洋生产和运输活动带来了严重的影响，涂覆防污涂料是解决这一问题根本办法。 近年来大量使用的有机锡和氧化亚铜涂料，对海洋生物的生存环境造成了危害。因此，研究高效、低毒、绿色 的海洋防污涂料成为目前发展的主要方向。本文综述了当前绿色环保型防污涂料的发展状况及研究进展，重 点介绍了含氟、含硅低表面能防污涂料、天然产物防污涂料和新型无锡自抛光防污涂料的发展状况，并分析了 今后绿色海洋防污涂料的发展趋势。 关键词：生物污损；防污涂料；环境友好 中图分类号：Ｏ６４７ ９ 文献标志码：Ａ
Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｍａｒｉｎｅ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
， ， ， ， ， ， ＹＡＮＧ Ｊｉａｎｘｉｎ ＤＯＮＧ Ｍｉａｏ ＷＡＮＧ Ｘｕｅｍｅｉ ＧＡＯ Ｔｉｎｇｊｕｎ ＣＨＥＮ Ｊｕｎｈｕａ ＬＵ Ｌｉｎｇｂｉｎ ＹＵ Ｗｅｎｈｕｉ
１７２４
化学研究与应用
第 ３１ 卷
破坏金属表面的防护涂层，加快金属腐蚀速度；附 道。海洋生物污损对海岸防护、海洋运输、渔业生 着在海洋管线的内表面，减少管道容量或堵塞管 产和海洋工业生产造成了严重的危害（图 １）。
图 １ 海洋固体物表面的生物污损图
Ｆｉｇ． １ Ｂｉｏｆｏｕｌｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｍａｒｉｎｅ ｓｏｌｉｄｓ
（ ， Ｈａｉｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｆｉｎｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｇｒｅｅｎ Ｃａｔａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｒｅａｃｔｉｏｎ ， ， ， ， ） Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｈａｉｋｏｕ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｈａｉｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ５７０２２８ Ｃｈｉｎａ ： Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｍａｒｉｎｅ ｂｉｏｆｏｕｌｉｎｇ ｈａｓ ａ ｓｅｒｉｏｕｓ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｈｕｍａｎ ｍａｒｉｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ． Ｃｏａｔｉｎｇ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｃｏａｔ ， ， ， ｉｎｇｓ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ． Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ ｏｒｇａｎｏｔｉｎ ａｎｄ ｃｕｐｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｈａｖｅ ， ， ｃａｕｓｅｄ ｓｅｒｉｏｕｓ ｄａｍａｇｅ ｔｏ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｍａｒｉｎｅ ｏｒｇａｎｉｓｍｓ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｓｅａｒｃｈｉｎｇ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｌｏｗ ｔｏｘｉｃｉｔｙ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ， ｆｒｉｅｎｄｌｙ ｍａｒｉｎｅ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｂｅｃｏｍｅｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｉｓｓｕｅ． Ｈｅｒｅ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ， ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙ ｆｒｉｅｎｄｌｙ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇｓ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ． Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｆｌｕｏｒｉｎｅ ｓｉｌｉｃｏｎ ｌｏｗ ｓｕｒｆａｃｅ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ， ｃｏａｔｉｎｇｓ ｎａｔｕｒａｌ ｐｒｏｄｕｃｔ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇｓ ａｎｄ ｎｏｖｅｌ ｓｅｌｆｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇｓ ａｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
； 收稿日期：２０１９０４０８ 修回日期：２０１９０５２２ 基金项目：海南省自然科学基金项目（２０１６２０１４）资助；海南省高等学校教育教学改革研究项目（Ｈｎｊｇ２０１６ＺＤ５）资助；海南大学教育教学研 究项目（ｈｄｊｙ１６１３）；海南大学大学生创新创业基金项目（Ｈｄｃｘｃｙｘｍ２０１７０３）资助 联系人简介：杨建新（１９７１），男，教授，主要从事精细化学品分子设计与合成，Ｅｍａｉｌ：ｙａｎｇｊｘｍａｉｌ＠ ｓｏｈｕ． ｃｏｍ
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欧阳雪，等：银纳Ｃ米ｈｅｍ簇化ｉｃ在ａｌ学Ｒ生ｅ研ｓ物ｅａｒ成究ｃｈ像ａ与ｎｄ及Ａ应生ｐｐ用ｌ物ｉｃａ检ｔｉｏ测ｎ 中的研究进展
文章编号： （ ） １００４１６５６ ２０１９ １０１７２３０９
， Ｖｏｌ． ３１ ， Ｏｃｔ．
２Ｎ０ｏ１．９１０
绿色海洋防污涂料技术及其研究进展
面对海洋污损，在海洋结构物表面涂覆一层 １ １ 含氟低表面能防污涂料
防止海洋生物附着生长的防污涂料，是当前最简 含氟聚合物中，由于氟原子电负性大、可极化
单、方便、可行的防污方法［２］，利用涂料中缓慢均 度低，及较高的 ＣＦ 键能（４６０ ·ｋＪ ｍｏｌ－１），赋予了
ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｍａｒｉｎｅ பைடு நூலகம்ｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｉｓ ｒｅｖｉｅｗｅｄ．
： ； ； Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｂｉｏｆｏｕｌｉｎｇ Ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇｓ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｒｉｅｎｄｌｙ
海洋中生活着大量的动物、植物和微生物。 长于船底、浮标、海岸、管道等水下设施表面而造 通常，把海洋生物附着生长在海洋固体设施表面 成不良沉积，给海洋生产科研活动带来危害。如 而造成的不良沉积称为海洋生物污损［１］。许多海 海洋生物附着生长在船底，降低航速，增加航行阻 洋动物，如藤壶、牡蛎、贻贝、石灰虫等常常附着生 力，腐蚀船底，破坏船体；附着在金属固体物表面，
杨建新，董 苗，王雪梅，高挺军，陈俊华，卢凌彬，于文辉
（海南省精细化工工程技术研究中心；海口市绿色催化与反应工程重点实验室； 海南大学化学工程与技术学院，５７０２２８）
摘要：海洋生物污损给人类海洋生产和运输活动带来了严重的影响，涂覆防污涂料是解决这一问题根本办法。 近年来大量使用的有机锡和氧化亚铜涂料，对海洋生物的生存环境造成了危害。因此，研究高效、低毒、绿色 的海洋防污涂料成为目前发展的主要方向。本文综述了当前绿色环保型防污涂料的发展状况及研究进展，重 点介绍了含氟、含硅低表面能防污涂料、天然产物防污涂料和新型无锡自抛光防污涂料的发展状况，并分析了 今后绿色海洋防污涂料的发展趋势。 关键词：生物污损；防污涂料；环境友好 中图分类号：Ｏ６４７ ９ 文献标志码：Ａ
Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｍａｒｉｎｅ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
， ， ， ， ， ， ＹＡＮＧ Ｊｉａｎｘｉｎ ＤＯＮＧ Ｍｉａｏ ＷＡＮＧ Ｘｕｅｍｅｉ ＧＡＯ Ｔｉｎｇｊｕｎ ＣＨＥＮ Ｊｕｎｈｕａ ＬＵ Ｌｉｎｇｂｉｎ ＹＵ Ｗｅｎｈｕｉ
１７２４
化学研究与应用
第 ３１ 卷
破坏金属表面的防护涂层，加快金属腐蚀速度；附 道。海洋生物污损对海岸防护、海洋运输、渔业生 着在海洋管线的内表面，减少管道容量或堵塞管 产和海洋工业生产造成了严重的危害（图 １）。
图 １ 海洋固体物表面的生物污损图
Ｆｉｇ． １ Ｂｉｏｆｏｕｌｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｍａｒｉｎｅ ｓｏｌｉｄｓ
（ ， Ｈａｉｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｆｉｎｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｇｒｅｅｎ Ｃａｔａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｒｅａｃｔｉｏｎ ， ， ， ， ） Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｈａｉｋｏｕ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｈａｉｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ５７０２２８ Ｃｈｉｎａ ： Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｍａｒｉｎｅ ｂｉｏｆｏｕｌｉｎｇ ｈａｓ ａ ｓｅｒｉｏｕｓ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｈｕｍａｎ ｍａｒｉｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ． Ｃｏａｔｉｎｇ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｃｏａｔ ， ， ， ｉｎｇｓ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ． Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ ｏｒｇａｎｏｔｉｎ ａｎｄ ｃｕｐｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｈａｖｅ ， ， ｃａｕｓｅｄ ｓｅｒｉｏｕｓ ｄａｍａｇｅ ｔｏ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｍａｒｉｎｅ ｏｒｇａｎｉｓｍｓ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｓｅａｒｃｈｉｎｇ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｌｏｗ ｔｏｘｉｃｉｔｙ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ， ｆｒｉｅｎｄｌｙ ｍａｒｉｎｅ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｂｅｃｏｍｅｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｉｓｓｕｅ． Ｈｅｒｅ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ， ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙ ｆｒｉｅｎｄｌｙ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇｓ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ． Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｆｌｕｏｒｉｎｅ ｓｉｌｉｃｏｎ ｌｏｗ ｓｕｒｆａｃｅ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ， ｃｏａｔｉｎｇｓ ｎａｔｕｒａｌ ｐｒｏｄｕｃｔ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇｓ ａｎｄ ｎｏｖｅｌ ｓｅｌｆｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇｓ ａｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
； 收稿日期：２０１９０４０８ 修回日期：２０１９０５２２ 基金项目：海南省自然科学基金项目（２０１６２０１４）资助；海南省高等学校教育教学改革研究项目（Ｈｎｊｇ２０１６ＺＤ５）资助；海南大学教育教学研 究项目（ｈｄｊｙ１６１３）；海南大学大学生创新创业基金项目（Ｈｄｃｘｃｙｘｍ２０１７０３）资助 联系人简介：杨建新（１９７１），男，教授，主要从事精细化学品分子设计与合成，Ｅｍａｉｌ：ｙａｎｇｊｘｍａｉｌ＠ ｓｏｈｕ． ｃｏｍ