21世紀是海洋世紀，海洋在全球的戰略地位日益凸顯，海洋經濟已成為世界經濟的新趨向。然而海水腐蝕和海洋生物污損問題已成為限制海洋資源開發利用的兩大主要問題。隨著航運、海防、水產養殖以及海濱電廠等的發展，海洋生物污損所帶來的危害越來越嚴重，也愈加受到人們的重視。

    為了科普海洋裝備設施腐蝕防護相關知識，破解海洋腐蝕、海洋生物污損等相關難題，值此 2016 第三屆海洋材料與腐蝕防護大會來臨之際，記者特邀請到海洋涂料國家重點實驗室副主任、海洋化工研究院有限公司桂泰江總工程師做一系列的精彩解讀。

    記者：請您介紹一下目前海洋工程領域的腐蝕現狀及看法？

    桂總工：海洋裝備設施的腐蝕問題是普遍存在的，只不過在海洋這個嚴酷腐蝕環境中，金屬材料和非金屬材料的腐蝕比在陸地更為嚴重，海洋裝備設施的大型化、高使用率等特點，腐蝕的后果會影響裝備的正常使用，造成巨大的經濟損失，也會產生海洋環境的污染。

    因此防腐技術是海洋工程建造的一項關鍵系統技術。

    采用涂裝涂料和電化學保護相結合的措施是海洋裝備的防腐最有效的辦法。

    涂裝涂料具有施工簡便和經濟等優勢，所以防腐涂料在海洋防腐領域中得以廣泛應用。

    海洋裝備如船舶、鉆井平臺、海上風電設施和跨海大橋等在建造和維護時有一系列的防腐國際標準和規范可遵循，就涂料而言，就有“ISO12944 防護涂料體系對鋼結構的腐蝕防護”、“ISO20340 近海及相關結構防護涂料的性能要求”、“NACE SP0 108 防護涂料對近海結構的腐蝕控制”、“NORSOKM501 表面處理與保護涂料”和“IMO船舶壓載艙保護涂料性能標準（PSPC）”等。在這些標準和規范中，針對裝備的所處的環境和使用工況，推薦需采用的涂料體系，也對表面處理、涂裝要求及使用壽命作了說明。就現有涂料技術和施工技術，只要嚴格按標準和規范執行，能滿足目前大多數的海洋工程設施的防腐要求。當然隨著南海島礁建設、深海研究的開展、特種海洋裝備應用等，有些特殊的環境和工況，以及為了應對環保標準的提高，仍需要研發新的防腐技術，包括涂料技術。

    記者：您長期從事海洋涂料的研發， 請您談談海洋涂料應用現狀？

    桂總工：海洋經濟的快速發展，對海洋新材料的需求日益迫切，海洋涂料作為給海洋設施提供防腐、防污和功能化的一種海洋新材料得到了迅速發展，同時隨著環境保護日趨嚴格，低碳經濟的要求，一系列與涂料相關的法規和條約的實施，對世界涂料技術的發展產生了根本性的影響。如各國的 VOC 法規、IMO 的《國際控制船舶有害防污系統公約》（AFS 公約）、《船舶壓載艙保護涂層性能標準》（PSPC）、歐盟的殺菌劑產品指南（BPD）和 REACH 法規等促進了海洋涂料技術的發展。

    隨著修造船業和海洋工程的發展，制造技術的不斷提高，自動化程度日益提高，建造周期在縮短，這對海洋涂料的綜合性能的要求越來越高。為了滿足環境和業主的要求，海洋涂料向著高性能、節省能源和資源、施工方便高效、環保衛生、功能化的方向發展。

    現在就防腐涂料的技術現狀和主要品種作一些介紹，因為防腐涂料是海洋涂料中使用量最大的種類。

海上船舶

    環氧防腐涂料又是防腐料中用量最大的綜合性能最好的品種，主要向快干、厚膜、無溶劑型發展，主要的品種有通用環氧防銹底漆、快干低溫固化環氧防銹底漆、低表面處理環氧防銹底漆等。通用環氧防銹底漆適用船舶的各部位，減少涂料種類，簡化了涂裝配套體系，減少施工工序，這類底漆不僅能與絕大多數類型的面層涂料配套，而且在舊船維修時能復涂在大多數類型的舊涂料上面，現在船舶和海工裝備上已廣泛應用。

    低表面處理環氧防銹底漆可用于表面處理困難，表面處理等級只能達到St2 級的場合，大大地降低表面處理的工作量和費用，關鍵在于選用具有優異的滲透性、潤濕性、附著力、封閉性能的特殊環氧樹脂。

    快干低溫固化環氧防銹底漆可減少涂裝時間，縮短建造周期，滿足冬季施工要求，有的快干環氧防銹底漆涂裝間隔只有 3 小時，大大低于常規環氧涂料的涂裝間隔。低溫固化環氧防銹底漆可以在 5℃以下甚至更低的溫度下固化，滿足冬季施工的要求，主要選用酚醛胺、脂環胺等新型固化劑，保證環氧涂料能低溫固化，縮短涂裝間隔。

    壓載艙的防護對船舶的使用壽命和安全起非常關鍵作用。國際海事組織（IMO）要求執行強制性的《船舶壓載艙保護涂層性能標準》（PSPC），在標準中對涂料的性能、使用方法及表面處理要求等都作明確、詳細的要求。目前高固體分環氧涂料和無溶劑環氧涂料是壓載艙涂料主要品種。無溶劑環氧涂料具有內應力低、邊角的涂覆率好和防腐性能優異的特點，應用日益普遍。

    為了提高壓載艙涂料的抗開裂性，有添加特殊的纖維增強是環氧壓載艙涂料的強度、韌性；有添加特殊的熒光顏料，涂層在紫外光的照射下，容易發現針孔等缺陷，及早發現涂層缺陷，保證涂裝質量。

    生活艙涂料已實現了水性化，也是僅有的幾個可在海洋環境應用的水性涂料品種。水性艙室涂料，干燥過程中不向環境散發有害氣體，沒有著火的危險，保光保色性能好，相對濕度高于 80%也可以施工，非常適合狹小空間的涂裝。

    常用的上層建筑及船殼涂料品種有醇酸、氯化橡膠、丙烯酸、環氧、聚氨酯涂料。

    從發展趨勢看，有機硅改性醇酸、硅氧烷涂料這兩個品種很有發展前景。

    有機硅改性醇酸涂料綜合有機硅耐候性能好和醇酸涂料施工方便、價格便宜的特點，老化性能明顯優于氯化橡膠、丙烯酸船殼涂料，性價比優異。

    硅氧烷涂料具有優異耐候保光性，優于脂肪族聚氨酯涂料，高固體分，優異的防腐性能，二道涂層體系，不需要中間漆，施工工序少的優點。

    防銹顏料作為防腐涂料的主要成分，對涂料的防腐性能起關鍵性的作用，同時防銹顏料的環保性受到日益關注。

    含鉛和鉻的防銹顏料在發達國家已禁用，我國已把此類防銹顏料歸為雙高產品，中國涂料工業協會發出了“淘汰含鉛涂料的倡議書”，進一步推動我國淘汰含鉛涂料的進程。

    記者：解決海洋生物污損可以說比防腐更具挑戰性，請您談談海洋防污涂料技術開發現狀及未來展望？

    桂總工：隨著《國際控制船舶有害防污系統公約》（AFS 公約）的生效，有機錫防污涂料已全面退出市場，防污涂料朝著不含有機錫、低氧化亞銅含量、不含重金屬殺菌劑和無殺菌劑的方向發展。作為防污涂料的核心技術 -- 高性能樹脂技術和環保型防污劑對防污涂料的性能起著關鍵性的作用，科學家和各大海洋涂料公司對防污涂料基體樹脂的研究具有極高的興趣，投入了大量的精力和經費。

    防污涂料基體樹脂主要有二大類，一類用于自拋光涂料，另一類用于低表面能涂料。

    目前主流的技術還是無錫自拋光防污涂料，可水解或離子交換的丙烯酸聚合物主要有丙烯酸銅聚合物、丙烯酸鋅聚合物、丙烯酸硅烷聚合物三類。大家關注采用精細的合成技術如可逆加成斷裂鏈轉移聚合方法（RAFT），合成更合適的分子量和分子量分布，保證樹脂具有長期的穩定的拋光率。

    其他一些樹脂技術也激發了科學家濃厚的興趣。生物降解樹脂由于能夠在較短時間內降解，不會對環境造成任何危害，如聚酯類、聚乳酸及接枝到丙烯酸聚合物等；將有殺菌基團的接枝到樹脂上，使樹脂同時具有水解和防污作用，歐盟的第７科技框架中就有類似的科研項目。

    低表面能防污涂料不含殺菌劑，環境友好性突出，用于低表面能防污涂料的基體樹脂主要有室溫固化的有機硅樹脂、氟碳樹脂以及氟硅樹脂三大類。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。 早期該類涂料產品適用于高速 （大于 30 節）近海船只和在航率高的遠洋船（航速大于 15 節），隨著技術的進步，已適用于各種船況。隨著性價比的提高，該類防污涂料的應用將越來越廣。

    防污涂料的基體樹脂技術還有水凝膠樹脂、雙親樹脂技術等的應用，都取得了很好的進展。

    對于含殺菌劑的自拋光防污涂料而言，防污劑是發揮防污作用的核心成分。氧化亞銅是目前應用最為廣泛的一種海洋防污劑，它對硬污損（Hardfouling）海生物具有良好的防污活性，但對軟污損（Soft fouling）海生物防污效果不佳， 需要添加輔助防污劑 （BoosterBiocide），如吡啶三苯基硼烷（PTPB）、吡 啶 硫 酮 銅、 吡 啶 硫 酮 鋅、4,5- 二氯 -2- 正辛基 -4- 異噻唑啉 -3- 酮（DCOIT）、N- 環丙基 -N'-（1,1- 二甲基乙基）-6-（甲基硫代）-1,3,5-三 嗪 -2,4- 二 胺（Irgarol 1051）、2-（對 - 氯苯基）-3- 氰基 -4- 溴基 -5-三氟甲基 - 吡咯（Econea）等。氧化亞銅難以降解，并在港灣等地蓄積，從而許多國家降低其使用量或是已經完全禁止使用。未來防污劑需要做到真正高效，環保，可降解，對生態環境無危害。通過前幾年環保部項目“DDT 防污涂料替代產品的研究”的實施，我國已具備殺菌劑對海洋生態風險影響的評估能力，這對我們自主研發新型的防污劑打下了基礎。

    還有一些技術在防污涂料的研究方面得以應用，如仿生技術、生物酶和超疏水技術等。防污涂料的發展將由低氧化亞銅含量發展到無氧化亞銅、無殺菌劑的防污涂料。國際海事組織要求對船舶的能效考核，對防污涂料提出更大的挑戰，船底涂料不僅要具備防污性，還要希望涂層具備減阻功能。

    記者：您參加過前兩屆的海洋大會并且都是分會場主席，請您談談對前兩次海洋大會的看法和建議？

    桂總工：海洋大會是腐蝕和海洋材料界的一次盛會，層次高、參會人數多、涉及的領域廣，提高了全社會對海洋腐蝕與防護的認識，推動新材料在海洋產業的應用。

    記者：2016 第三屆海洋材料與腐蝕防護大會即將召開，請您談談對這次會議的看法和期許？

    桂總工：海洋經濟的發展和海洋權益的保護在國家戰略和安全中占據極其重要的地位，這對海洋材料和海洋腐蝕防護的發展帶來極佳的機遇。

    如何突破海洋新材料在海洋腐蝕防護領域得到應用的瓶頸，已得到了大家的共識。希望大會搭建一個平臺，溝通信息，讓高校、科研院所和企業發揮各自優勢，從海洋材料的研發和應用形成鏈接，推動這海洋產業的發展。我相信只要通過整合全社會的資源，中國的海洋材料和海洋腐蝕防護水平能趕上世界先進水平。

    后記：

    隨著海洋資源的進一步被開發利用，海洋生物污損所造成的損失愈加嚴重，因此防止海洋生物污損的研究有著廣闊的發展前景，研發具有環保、廣譜高效、長壽命的防污技術是未來海洋材料防腐的主題。

    人物簡介

    桂泰江，博士，教授級高工，海洋化工研究院有限公司總工程師，海洋涂料國家重點實驗室副主任。

    中國腐蝕與防護學會常務理事，中國涂料協會專家委員會主任委員，中國腐蝕與防護學會水環境專業委員會委員，中國海洋湖沼學會腐蝕與污損專業委員會副主任委員，美國鋼結構涂裝協會會員，《涂料工業》、 《中國涂料》 、《現代涂料與涂裝》編委。

    從事海洋涂料、功能涂料及功能材料的研發，主持完成國家和省市科研項目四十多項。申請國家發明專利十項，授權八項。參與編寫涂料專著三部，發表論文五十多篇。