无铜自抛光防污涂料

 

　　氧化亚铜等铜类防污剂对动物类硬附着生物的防止非常有效， 目前97% 以上的防污涂料含铜类防污剂，估计每年有4 万吨左右的铜释放到海洋中，对海洋生态环境还是有很大的影响，因此美国、加拿大、挪威和瑞典等国家对铜的释放有一定的限制，在波罗的海是禁止使用含铜的防污涂料。含铜的防污涂料是否全面禁用， 要看今后铜类防污剂的海洋环境风险的评估结果，但各国都在致力于开发无铜防污涂料。

 

　　无铜自抛光防污涂料是以可控水解树脂为基体，复配的环保型有机防污剂替代铜防污剂，因此要求复合防污剂有较好的防污性能和广谱的杀菌性能。主要的防污剂主要有异噻唑啉酮，吡啶硫酮锌盐和铜盐等。如日本中国涂料公司开发无铜自抛光防污涂料SEA GRANDPRIX CF-10 性能与含铜自抛光防污涂料相当，能达到5 年的防污期效。

 

　　为了提高防污涂料的防污性能和环保性，研发高效、广谱和环保的有机防污剂更显重要。瑞典的I-Tech 公司与哥德堡大学合作开发以米托咪啶（Medetomidine）为防污剂，发现对硬的污损生物非常有效，在涂料配方中0.1% 就非常有效。哥德堡大学的科学家还开展了各种有机防污剂的微胶囊化和有机防污剂在纳米氧化亚铜、氧化锌表面的吸附技术的研究，进一步提高控制防污剂有效释放速度的能力，降低防污涂料中防污剂的用量。

 

　　Romn&Hass 公司在异噻唑啉酮（Sea-Nine211）基础上，开发了微胶囊化的产品，已接近商品化。新产品克服老产品释放快、对皮肤有刺激的缺点，防污剂的释放速度更合理，降低了产品对使用者伤害性，提高了产品的使用安全性。

 

　　无杀菌剂防污涂料

 

　　开发不含杀菌剂的防污涂料是科学家一直追求的梦想，随着对海洋污损生物附着机理的深入研究和涂料微观形貌控制技术的发展，已开发了一系列以低表面能防污涂料为代表的无杀菌剂防污涂料。

 

　　低表面能防污涂料主要以有机硅、有机氟污损释放防污涂料为主，此类防污涂料通过涂层低表面能的特性使污损生物不易附着，即使附着也容易被水流冲刷掉，从而达到防污的目的，完全不依靠防污剂的渗出来防污。

 

　　低表面能防污涂料的性能受涂层表面能、厚度、弹性模量、表面光洁度等因素的影响。早期该类涂料产品适用于高速（大于30 节）近海船只和在航率高的远洋船（航速大于15 节）。

 

　　IP 公司于1996 年率先推出了Intersleek 系列低表面能有机硅防污涂料，适用于各种航速的船舶。其他各大涂料公司也不甘落后，都推出相继了此类产品，如Kansai 也开发出了适用于不同航速的Captain Biox 系列产品，Chugoku 的Seajet 2000,Sigma 的Sigmaglide,Hempel 的Hempasil SP-EED 77100 等。

 

　　Jotun 公司的Sealion Repulse 低表面能防污涂料采用纳米技术，在涂层表面形成纳米尺寸的“须”,具有更佳的污损释放和抗污损生物附着的性能，据称有10 年防污期效。

 

　　北达科达州立大学在美国海军研究署的支持下开展了大量有关污损释放型防污涂料的研究工作。开展了以超支化聚醚多元醇聚氨酯为主体，通过链段的调节，设计出具有污损释放性能的亲水疏水的双性结构；合成了具有污损释放性能的含甲基硅氧烷聚氨酯基体树脂；还将三氯生（triclosan 2、4、4' 三氯-2'- 羟基二苯醚）和季铵盐接到硅树脂的主链上，通过杀菌剂的作用，进一步提高涂料的防污性能。

 

　　仿生防污涂料

 

　　仿生防污涂料是利用仿生学的原理达到防污的目的。主要有两个方向：一是提取海洋的天然活性物质作为防污剂，另一方向是模拟大型海洋动物的表皮结构来实现防污。

 

　　各国在该领域的研究都非常重视。欧盟专门设立了一个AMBIO 的研究项目，由31 个大学、研究机构和公司组成，欧盟提供了一千万多欧元的支助，可见重视程度之高。该研究项目的目的是通过纳米技术、海洋生态学、超分子学等技术的整合研究不含杀菌剂的海洋防污涂料。

 

　　已发现一些海洋生物的二次代谢产物可排斥或抑制污损生物， 这些化合物可以通过酶的作用溶解粘着物，干扰污损生物的代谢， 从而抑制附着生物的变形和生长，达到防污的目的。从海绵、珊瑚、红藻、褐藻中已提取甾类化合物、杂环化合物、生物碱等化合物， 证明具有防污作用，但这类防污剂的实用有一定差距，需进一步研究。

 

　　大型海洋动物如鲨鱼、海豚、鲸的表皮不附着海洋动物，非常光滑。美国、德国的科学家已表征了这些大型海洋动物的表皮结构，这些表皮的表面存在微米级沟槽，同时能分泌出粘液，这样的特殊结构能够阻止海生物的附着，科学家正在通过仿生的方法，利用化学手段模拟这些表层结构，并取得了一定进展。一旦这一技术取得成功，防污涂料会成为真正的无毒防污涂料。

 

　　结语

 

　　随着IMO 国际控制船舶有害防污系统公约（AFS）、香港拆船公约、IMO 防止海洋生物异域迁移国际规范、船舶能效设计指数（EEDI）、船舶能效营运指数（EEOI） 和船舶能效管理计划（SEEMP）、压载海水管理与控制公约和VOC 法规等公约和法规的实施和即将实施，对海洋防腐防污涂料的发展影响巨大。先进的海洋防腐防污涂料不仅要具有优异的防污性能还要具备环保性，促进了新技术、新材料在防腐防污涂料中的应用，未来将涌现出有别于以往的防腐防污涂料新技术。