無銅自拋光防污涂料

 

　　氧化亞銅等銅類防污劑對動物類硬附著生物的防止非常有效， 目前97% 以上的防污涂料含銅類防污劑，估計(jì)每年有4 萬噸左右的銅釋放到海洋中，對海洋生態(tài)環(huán)境還是有很大的影響，因此美國、加拿大、挪威和瑞典等國家對銅的釋放有一定的限制，在波羅的海是禁止使用含銅的防污涂料。含銅的防污涂料是否全面禁用， 要看今后銅類防污劑的海洋環(huán)境風(fēng)險的評估結(jié)果，但各國都在致力于開發(fā)無銅防污涂料。

 

　　無銅自拋光防污涂料是以可控水解樹脂為基體，復(fù)配的環(huán)保型有機(jī)防污劑替代銅防污劑，因此要求復(fù)合防污劑有較好的防污性能和廣譜的殺菌性能。主要的防污劑主要有異噻唑啉酮，吡啶硫酮鋅鹽和銅鹽等。如日本中國涂料公司開發(fā)無銅自拋光防污涂料SEA GRANDPRIX CF-10 性能與含銅自拋光防污涂料相當(dāng)，能達(dá)到5 年的防污期效。

 

　　為了提高防污涂料的防污性能和環(huán)保性，研發(fā)高效、廣譜和環(huán)保的有機(jī)防污劑更顯重要。瑞典的I-Tech 公司與哥德堡大學(xué)合作開發(fā)以米托咪啶（Medetomidine）為防污劑，發(fā)現(xiàn)對硬的污損生物非常有效，在涂料配方中0.1% 就非常有效。哥德堡大學(xué)的科學(xué)家還開展了各種有機(jī)防污劑的微膠囊化和有機(jī)防污劑在納米氧化亞銅、氧化鋅表面的吸附技術(shù)的研究，進(jìn)一步提高控制防污劑有效釋放速度的能力，降低防污涂料中防污劑的用量。

 

　　Romn&Hass 公司在異噻唑啉酮（Sea-Nine211）基礎(chǔ)上，開發(fā)了微膠囊化的產(chǎn)品，已接近商品化。新產(chǎn)品克服老產(chǎn)品釋放快、對皮膚有刺激的缺點(diǎn)，防污劑的釋放速度更合理，降低了產(chǎn)品對使用者傷害性，提高了產(chǎn)品的使用安全性。

 

　　無殺菌劑防污涂料

 

　　開發(fā)不含殺菌劑的防污涂料是科學(xué)家一直追求的夢想，隨著對海洋污損生物附著機(jī)理的深入研究和涂料微觀形貌控制技術(shù)的發(fā)展，已開發(fā)了一系列以低表面能防污涂料為代表的無殺菌劑防污涂料。

 

　　低表面能防污涂料主要以有機(jī)硅、有機(jī)氟污損釋放防污涂料為主，此類防污涂料通過涂層低表面能的特性使污損生物不易附著，即使附著也容易被水流沖刷掉，從而達(dá)到防污的目的，完全不依靠防污劑的滲出來防污。

 

　　低表面能防污涂料的性能受涂層表面能、厚度、彈性模量、表面光潔度等因素的影響。早期該類涂料產(chǎn)品適用于高速（大于30 節(jié)）近海船只和在航率高的遠(yuǎn)洋船（航速大于15 節(jié)）。

 

　　IP 公司于1996 年率先推出了Intersleek 系列低表面能有機(jī)硅防污涂料，適用于各種航速的船舶。其他各大涂料公司也不甘落后，都推出相繼了此類產(chǎn)品，如Kansai 也開發(fā)出了適用于不同航速的Captain Biox 系列產(chǎn)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納米技術(shù)，在涂層表面形成納米尺寸的“須”,具有更佳的污損釋放和抗污損生物附著的性能，據(jù)稱有10 年防污期效。

 

　　北達(dá)科達(dá)州立大學(xué)在美國海軍研究署的支持下開展了大量有關(guān)污損釋放型防污涂料的研究工作。開展了以超支化聚醚多元醇聚氨酯為主體，通過鏈段的調(diào)節(jié)，設(shè)計(jì)出具有污損釋放性能的親水疏水的雙性結(jié)構(gòu)；合成了具有污損釋放性能的含甲基硅氧烷聚氨酯基體樹脂；還將三氯生（triclosan 2、4、4' 三氯-2'- 羥基二苯醚）和季銨鹽接到硅樹脂的主鏈上，通過殺菌劑的作用，進(jìn)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學(xué)的原理達(dá)到防污的目的。主要有兩個方向：一是提取海洋的天然活性物質(zhì)作為防污劑，另一方向是模擬大型海洋動物的表皮結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)防污。

 

　　各國在該領(lǐng)域的研究都非常重視。歐盟專門設(shè)立了一個AMBIO 的研究項(xiàng)目，由31 個大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和公司組成，歐盟提供了一千萬多歐元的支助，可見重視程度之高。該研究項(xiàng)目的目的是通過納米技術(shù)、海洋生態(tài)學(xué)、超分子學(xué)等技術(shù)的整合研究不含殺菌劑的海洋防污涂料。

 

　　已發(fā)現(xiàn)一些海洋生物的二次代謝產(chǎn)物可排斥或抑制污損生物， 這些化合物可以通過酶的作用溶解粘著物，干擾污損生物的代謝， 從而抑制附著生物的變形和生長，達(dá)到防污的目的。從海綿、珊瑚、紅藻、褐藻中已提取甾類化合物、雜環(huán)化合物、生物堿等化合物， 證明具有防污作用，但這類防污劑的實(shí)用有一定差距，需進(jìn)一步研究。

 

　　大型海洋動物如鯊魚、海豚、鯨的表皮不附著海洋動物，非常光滑。美國、德國的科學(xué)家已表征了這些大型海洋動物的表皮結(jié)構(gòu)，這些表皮的表面存在微米級溝槽，同時能分泌出粘液，這樣的特殊結(jié)構(gòu)能夠阻止海生物的附著，科學(xué)家正在通過仿生的方法，利用化學(xué)手段模擬這些表層結(jié)構(gòu)，并取得了一定進(jìn)展。一旦這一技術(shù)取得成功，防污涂料會成為真正的無毒防污涂料。

 

　　結(jié)語

 

　　隨著IMO 國際控制船舶有害防污系統(tǒng)公約（AFS）、香港拆船公約、IMO 防止海洋生物異域遷移國際規(guī)范、船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)（EEDI）、船舶能效營運(yùn)指數(shù)（EEOI） 和船舶能效管理計(jì)劃（SEEMP）、壓載海水管理與控制公約和VOC 法規(guī)等公約和法規(guī)的實(shí)施和即將實(shí)施，對海洋防腐防污涂料的發(fā)展影響巨大。先進(jìn)的海洋防腐防污涂料不僅要具有優(yōu)異的防污性能還要具備環(huán)保性，促進(jìn)了新技術(shù)、新材料在防腐防污涂料中的應(yīng)用，未來將涌現(xiàn)出有別于以往的防腐防污涂料新技術(shù)。