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簡 介：環(huán)境友好型海洋防污環(huán)保涂料，具有對環(huán)境友好的特點，因此稱之為環(huán)境友好型海洋防污環(huán)保涂料。
海洋防污涂料有著非常悠久的歷史，按是否含有毒防污劑及防污機理劃分，可分為傳統(tǒng)型海洋防污涂料和環(huán)境友好型海洋防污環(huán)保涂料。傳統(tǒng)海洋防污涂料雖然在防污方面起到一定的作用，但同時給海洋環(huán)境和海洋生物帶來了一定的毒害作用。早期的防污涂料使用砷、汞等化合物作為防污劑，由于其毒性太大而被淘汰。隨之是以氧化亞銅為防污劑基料的可溶型防污涂料，后來又發(fā)展到高銅化合物含量的基料不溶型（以高聚物為主要基料）防污涂料，有機錫及有機錫一氧化亞銅復合毒劑型防污涂料，再到高性能、長期效、施工性能優(yōu)良的有機錫自拋光防污涂料（SPC），使防污涂料技術向前進了一大步。SPC防污涂料雖然具有防污和減阻雙重作用，但由于含有錫，毒性較大，釋放后對海洋污染嚴重。研究表明，有機錫含量高于0.1×10的海水將影響海洋生態(tài)環(huán)境，嚴重影響海生物的生長、繁殖，還使得海生物發(fā)生遺傳變異。隨著環(huán)保呼聲的日益高漲，各沿海國家紛紛立法限制有機錫的使用。因此，開發(fā)研制對環(huán)境無污染的無毒防污環(huán)保涂料以取代傳統(tǒng)的有毒性防污涂料已是大勢所趨，對環(huán)境友好型海洋防污環(huán)保涂料的研究也逐漸熱門起來。
主要種類：
表2 環(huán)境友好型海洋防污環(huán)保涂料
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種 類 |
主要成分 |
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無錫自拋光海洋防污涂料 |
丙烯酸酯+有機酸銅 （有機酸鋅，有機硅烷） |
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低表面能海洋防污涂料 |
低表面能材料 |
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可溶性硅酸鹽為防污劑的海洋防污涂料 |
可溶性硅酸鹽 |
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仿生涂料及天然防污劑 |
仿“海洋生物具有的天然耐污結構”或從天然生物中直接提取的防污劑 |
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導電涂料 |
含有導電性的聚合物 |
1. 無錫自拋光海洋防污涂料
自拋光涂料具有以下幾個特征：在船舶航行期間由于外力的作用涂層自行脫落變得光滑；連續(xù)而穩(wěn)定的釋放生物殺傷劑；自拋光的性能使船舶在靜止期間也有防污性能。無錫自拋光涂料的設計基本上還是沿用了TBT-SPC的技術路線，所使用的基料多為丙烯酸共聚物，但所不同的是將共聚物中的錫用其他金屬如銅、鋅及硅等來代替。自拋光型防污涂料一般是丙烯酸的金屬鹽或硅烷化丙烯酸聚合物，它屬于離子交換型涂料，涂層在海水中通過離子交換作用釋放金屬離子起到防污效果，即與海水中的鈉離子產(chǎn)生交換，使得聚合物溶解，防污劑釋放，具有極好的自拋光作用。自拋光涂料在靜止的海水中由于海水的沖刷作用較小，更新效果較差；對于航行的船舶拋光效果較好，而且航速越高，自拋光的作用就越好。當前大型遠洋貨輪上大多傾向于使用自拋光防污涂料。無錫自拋光涂料是當今防污涂料取得最大成效的品種，已有不少產(chǎn)品在船舶和有關設施上使用。
2. 低表面能海洋防污涂料
含有毒性防污劑的防污涂料一般只對某些海洋生物有抑制作用，但隨著毒性物質(zhì)的不斷釋放，其防污效果會不逐步下降。而低表面能防污涂料是基于涂料表面的物理作用，不存在毒性物質(zhì)的釋放，能夠起到長期防污的作用。由于該類涂料具有很低的表面能，海洋生物難以在上面附著，即使附著也不牢固，在水流或其他外力作用下很容易脫落。因此，低表面能防污涂料可防止各種海洋生物的附著。目前所使用的低表面能防污涂料主要分為有機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樹脂上接入-(CH2)2-(CF2)n-F，其中n ＞ 10，這些樹脂的表面能可降到6 mN/m以下。單純的低表面能涂料往往只能使海洋生物附著不牢固，需定期清理，附著生物一旦長大將很難除去，清理過程會破壞漆膜，因此，一般都用于高速行駛的船上，而對于難以定期進塢清理的的大型船不推薦使用。
3. 硅酸鹽為防污劑的海洋防污涂料
中性或微堿性的環(huán)境比較適合海洋生物的生長，而在強酸或強堿的條件下難以生存。硅酸鹽防污涂料是一種以可溶性硅酸鹽為主的防污劑，可在船體表面形成長期穩(wěn)定的高堿性涂層來達到防污的目的。青島海洋化工研究院以液體硅酸鹽與固化劑、鋅粉等添加劑反應，制備成可溶性固體硅酸鹽，根據(jù)自拋光樹脂的配方原理，可得到不斷更新其堿性表面的涂層。但目前硅酸鹽防污涂料的使用范例還較少，在使用過程中遇到的一些問題還有待于進一步的研究改善，才有可能得到推廣使用。
4. 仿生涂料及天然防污劑
某些海洋生物具有天然抗生物附著的特性，如海豚、鯨魚、海綿等，研究表明它們是通過分泌一種特殊的化學物質(zhì)，或特殊的結構來抑制海洋生物附著在它們的表皮上。有研究者從海藻中提取生物堿、從海綿中提取肽類化合物，然后添加到樹脂中，制成仿生涂料，可以達到一定得防污效果。從許多植物中都可以提取具有活性的物質(zhì)作為防污劑使用，如來自胡椒、辣椒等植物中提取的辣椒素，可以抑制細菌和生物的附著。但由于從生物體中提取這些物質(zhì)的量很少，因此很難得到廣泛應用。人們對該生物這一特性的認識，通過其他科學的方法來對仿生涂料進行研制和推廣應用。海洋生物在物體上附著首先是分泌一種黏液，這種黏液對物體表面潤濕，并在其上分散，然后通過化合鍵合、靜電作用、機械交聯(lián)和擴散等作用機理，粘附在物體或生物的表面。仿生涂料的研究主要從生物附著的機理人手，一方面尋找適合的高分子材料，對一些生物的表皮狀態(tài)進行模仿，使涂層具有特殊的表面結構；另一方面是尋找有效的防污劑，在不破環(huán)環(huán)境的情況下具有高效的防污性能�！�
5. 導電涂料
在船舶上涂上導電性涂料后，通過微小的電流使海水電解，產(chǎn)生次氯酸鈉，借以達到防污的目的，這種防污方法與電化學結合起來，即經(jīng)濟又有效。但這種涂料的技術難度較大，所用的樹脂、填料、固化劑等都需要進一步研究以提高涂料的壽命和防污效果。
另一種方法是摻雜了高分子化合物的導電高分子材料為有效成分，配制鋼板用防污涂料。
