當(dāng)代海洋經(jīng)濟(jì)和海洋產(chǎn)業(yè)的升級(jí)和多元化發(fā)展促進(jìn)了海洋涂料領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大及技術(shù)水平的不斷提高。同時(shí)，隨著各國(guó)保護(hù)生態(tài)環(huán)境的法律的不斷出臺(tái)與完善，海洋涂料的開發(fā)已不再象傳統(tǒng)型涂料只注重防護(hù)性。因此當(dāng)人類進(jìn)入新世紀(jì)、向覆蓋地球表面70％以上的海洋大舉挺進(jìn)的時(shí)候，海洋涂料工作者已不言而喻地為自己所從事的技術(shù)領(lǐng)域提出了新的要求：高性能、省資源及生態(tài)環(huán)境適應(yīng)。海洋涂料的兩大基礎(chǔ)系列是海洋防污涂料與海洋防腐涂料。根據(jù)不同設(shè)施的使用環(huán)境，可分為船舶涂料、海洋工程設(shè)施用重防腐涂料等。其中，船舶涂料又按使用部位分為船底防腐和防污涂料、船殼涂料、甲板涂料、內(nèi)艙涂料以及各種特種功能涂料。本文對(duì)近年來(lái)出現(xiàn)在上述涂料品種中的新技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行綜述。

一、新型防污涂料

海洋環(huán)境與人類的生命活動(dòng)息息相關(guān)，有毒的海洋防污涂料如有機(jī)錫防污涂料在環(huán)保壓力下即將被淘汰，雖然其替代產(chǎn)品無(wú)錫自拋光防污涂料中的防污劑氧化亞銅和雜環(huán)類殺菌、防霉劑等的毒性較小，但還不是完全無(wú)毒，人類最終要開發(fā)出無(wú)毒而能滿足各類船舶和其他海洋設(shè)施要求的高效防污涂料品種。經(jīng)過(guò)涂料工作者數(shù)年的努力，有些新的無(wú)毒產(chǎn)品已經(jīng)嶄露頭角，呈現(xiàn)良好的應(yīng)用和開發(fā)前景。

二、低表面能防污涂料

低表面能防污涂料是利用涂料表面具有低表面能的物理性能，使海洋生物難以附著或者附著不牢，在船舶航行時(shí)利用水的剪切力作用或?qū)ｉT的清理設(shè)備很容易清除附著生物的一種防污涂料。該方法不失為理想的研究方向，因?yàn)樗耆缓玖希芯恐两?，達(dá)到優(yōu)異防污效果的產(chǎn)品很少，僅能達(dá)到2～3年的有效期，只適用于小型船只上。目前國(guó)內(nèi)的研究不太活躍，但西方發(fā)達(dá)國(guó)家近年投入較大，研究較多，他們從海洋生物復(fù)雜的附著機(jī)理及各種可能的影響因素出發(fā)，通過(guò)分子設(shè)計(jì)等手段，試圖技術(shù)上有所突破。如美國(guó)海軍研究室稱，已經(jīng)取得突破性的進(jìn)展，研制出了性能優(yōu)異的低表面能防污涂料產(chǎn)品，正在探討其實(shí)用性。

三、生物防污涂料及仿生防污涂料

美國(guó)海軍曾對(duì)其使用的第二代無(wú)污染防污涂料的候選防污劑提出以下要求：①在一定的濃度下，對(duì)防污生物對(duì)象很有效，而對(duì)非防污生物對(duì)象無(wú)效；②在環(huán)境中半衰期短，并能分解，以防止食物鏈中或漿中沉積到有毒的水平；③生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性好，對(duì)自然界生態(tài)平衡無(wú)危害；④配制的涂料在涂覆和清除時(shí)對(duì)施工人員無(wú)危害；⑤符合美國(guó)政府的法規(guī)，對(duì)大氣和水無(wú)污染，對(duì)人體健康無(wú)危害。美國(guó)羅門·哈斯公司對(duì)自己的防污涂料產(chǎn)品也有類似的規(guī)定。

四、基于離子交換技術(shù)的防污涂料

該涂料與現(xiàn)在使用的含錫防污涂料具有相同的防污性能，而且可以避免三丁基錫在海洋內(nèi)的積聚，從而避免了對(duì)環(huán)境的污染。對(duì)這種新產(chǎn)品的測(cè)試結(jié)果表明：由于在涂料與涂膜表面海水之間建立了獨(dú)特的離子交換，因此該涂料具有穩(wěn)定、長(zhǎng)效的防污性能。離子交換過(guò)程發(fā)生于海水與丙烯酸鋅共聚物之間。具有防污功能的反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與有機(jī)錫自拋光防污涂料的水解產(chǎn)物結(jié)構(gòu)相同。丙烯酸鋅共聚物的反應(yīng)是一步完成的離子交換反應(yīng)過(guò)程，比含錫共聚物的水解和中和反應(yīng)兩步完成的步驟更簡(jiǎn)化。與海水的離子交換反應(yīng)不但簡(jiǎn)單，而且與三丁基錫防污涂料相比，可更方便地依據(jù)船舶的在航條件對(duì)其進(jìn)行控制。

五、以導(dǎo)電涂料為表層的電解海水防污技術(shù)

海水電解導(dǎo)電防污涂料是日本三菱重工株式會(huì)社于90年代開發(fā)的新型防污涂料。以導(dǎo)電涂層為陽(yáng)極，以船殼鋼板為陰極，當(dāng)微小電流通過(guò)時(shí)，會(huì)使海水電解，產(chǎn)生次氯酸鈉，達(dá)到船殼表面防止海洋生物附著的目的。日本對(duì)導(dǎo)電防污涂料配制用的樹脂、導(dǎo)電填料和固化劑等進(jìn)行了許多研究，選擇了滿足使用要求的品種和相應(yīng)的含量，面漆、中間層漆和底漆之間確立了比電阻大小，旨在提高導(dǎo)電涂料的使用壽命。日本已在40t 、200t 等多艘小船上進(jìn)行了實(shí)船試驗(yàn)，并已擴(kuò)大到大、中型船只上使用。

六、海洋防腐涂料的新技術(shù)

海洋環(huán)境是非常嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境，海洋船舶及海洋工程設(shè)施的幾乎所有部位都需要進(jìn)行腐蝕防護(hù)，因此海洋防腐涂料所包括的范圍非常廣泛，且都屬于重防腐涂料的范疇，如防銹底漆、船殼漆、甲板漆、內(nèi)艙漆、集裝箱涂料、海港設(shè)施及平臺(tái)涂料、油罐涂料、海水冷卻管道及海上輸油管道用涂料等。隨著世界海洋工業(yè)的迅速發(fā)展和環(huán)境保護(hù)法對(duì)海洋涂料工業(yè)的影響，海洋防腐涂料也向高性能及環(huán)保型方向發(fā)展，出現(xiàn)了許多有前景的新技術(shù)。

1.水性無(wú)機(jī)富鋅涂料

水性無(wú)機(jī)富鋅涂料是以無(wú)機(jī)物為主要成膜物，以高含量的鋅粉為防銹顏料，以水為分散介質(zhì)的高固體份厚膜涂料，是海洋環(huán)境防腐蝕領(lǐng)域中防銹性能最優(yōu)異的一類涂料。鋅粉作為一種電化學(xué)防銹顏料在涂料中應(yīng)用已久。無(wú)機(jī)富鋅涂料中的鋅粉含量占干漆膜總量的74％以上，保證了鋅粉顆粒及鋅粉與底材金屬之間的緊密接觸，使其能有效地對(duì)鋼鐵起到陰極保護(hù)作用。另外，鋅粉在作為犧牲陽(yáng)極的同時(shí)，還可以與外部環(huán)境中的CO2和 H2O 發(fā)生反應(yīng)，生成不溶型的堿式硅酸鋅，沉積于漆膜空隙中，增加了漆膜的致密性，從而起到了對(duì)漆膜的屏蔽保護(hù)作用。另外，在水性無(wú)機(jī)富鋅涂料配方中，鋅粉不僅是防銹顏料，而且是涂料的固化劑，其作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般鋅粉防銹漆中的鋅粉，涂料的主要成膜物質(zhì)（基料）為堿金屬硅酸鹽，如硅酸鈉、鉀、鋰等。德國(guó)Galvatech Led 公司開發(fā)的 Zinga 富鋅涂料含鋅95％，已使用多年，防腐性能極好。近年來(lái)國(guó)內(nèi)水性高模數(shù)硅酸鉀、硅酸鋰富鋅涂料已在工程上應(yīng)用，性能不斷改進(jìn)。國(guó)外近年還出現(xiàn)了無(wú)機(jī)磷酸鹽水性富鋅涂料，對(duì)底材處理要求相對(duì)較低，性能優(yōu)異，很有推廣價(jià)值。水性無(wú)機(jī)富鋅涂料作為一種零V OC 的環(huán)保型防腐涂料已被各行各業(yè)接受，有著廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。

2.低處理表面防銹涂料

船舶及海洋設(shè)施有許多狹小緊密或不能搬動(dòng)的部件，維修時(shí)往往難以進(jìn)行徹底的表面處理，通常處理后仍帶有不同程度的銹蝕物，并經(jīng)常處于高度潮濕及帶油（油艙維修中）的狀態(tài)，為此，需要一種可以在這種惡劣表面直接進(jìn)行涂裝的高性能低處理表面涂料。目前各大公司均開發(fā)出具有低處理表面適應(yīng)性的通用底漆，我國(guó)海軍艦船維修所也開發(fā)出相應(yīng)的品種。這種涂料不但減輕了表面處理的壓力，避免了預(yù)處理對(duì)環(huán)境造成的污染，并且節(jié)約了很多的維修費(fèi)用。

3.無(wú)溶劑噴涂聚脲彈性體技術(shù)

噴涂聚脲彈性體（Spray Polyurea Elastomer，簡(jiǎn)稱SP U A）是國(guó)外近年來(lái)為適應(yīng)環(huán)保要求而研究開發(fā)的一種新型無(wú)溶劑、無(wú)污染的防腐及裝飾材料。它是在反應(yīng)注射成型的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，曾經(jīng)歷了純聚氨酯（P U ）、聚氨酯／聚脲（P U／P U A）、純聚脲（P U A）三個(gè)階段。在最新的純P U A 體系中，使用了端氨基聚醚和胺擴(kuò)鏈劑作為活潑氫組份，與異氰酸酯組份的反應(yīng)活性極高，無(wú)需任何催化劑，即可在室溫甚至0°C以下瞬間完成反應(yīng)，從而有效地消除噴涂聚氨酯（包括聚氨酯／聚脲）彈性體過(guò)程中因環(huán)境溫度和濕度的影響而發(fā)泡，造成材料性能急劇下降的致命缺點(diǎn)。SP U A 材料的固含量100％，采用專用噴涂設(shè)備進(jìn)行施工，具有強(qiáng)度高、柔韌性好以及防水、防腐蝕、耐磨、抗?jié)窕⒖篃釠_擊、抗凍性及裝飾性好等特性，能夠耐酸、堿、油、鹽及鹽霧等多種化學(xué)介質(zhì)的腐蝕，已在化工設(shè)備及港口設(shè)施中得到了廣泛應(yīng)用。

4.新型無(wú)機(jī)防腐涂料

阿克蘇公司已推出新型重防腐涂料 Interfine979，所需漆膜的道數(shù)減少，耐久性是標(biāo)準(zhǔn)聚氨酯涂料的4倍。基料中起作用的是硅氧烷化學(xué)鍵，而聚氨酯及環(huán)氧涂料中起作用的是碳化學(xué)鍵，兩者相比，后者更易受到環(huán)境因素侵蝕而斷裂，漆膜破壞，從而使水滲到鋼基材表面，引起腐蝕。為了同時(shí)賦予其有機(jī)材料的優(yōu)良性能，還加入了少量的有機(jī)聚合物，如丙烯酸等。

結(jié)語(yǔ)

為了人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，海洋涂料的開發(fā)必須是省資源及環(huán)保的；發(fā)展海洋高科技產(chǎn)業(yè)需要高性能的海洋涂料的配套支持，高性能化是海洋涂料發(fā)展的大趨勢(shì)；同時(shí)，特種功能涂料發(fā)揮著不可替代的作用，是海洋涂料發(fā)展的另一趨勢(shì)。