新型无毒长效船舶海洋防污涂料的制备

造船技术　２０１１年第４期（总第３０２期）　

国外船舶防污涂料的研究及其发展趋势　

虞子森，扈伟杰，秦秀敏　

（上海船舶工艺研究所，上海２０００３２）　

提要　阐述了国外船舶防污涂料的发展历史，　指出无毒低表面能防污涂料及复合型多功能环保防污　涂料将是今后船舶防污技术研发的重点和发展趋势。　针对聚硅氧烷和聚碳氟树脂基材的船舶无毒低袁面能　环保型防污涂料的优缺点及其今后发展进行了分析　论述。　关键词船舶防污涂料海洋生物　低表面能　氟硅树脂　中图分类号Ｕ６６８　文献标识码Ａ　

１　前言　

据统计，海洋中有４　０００多种海洋生物，其中有　

２　０００多种海洋生物能附着在船体底部，生长发育、　

定居繁殖。海洋生物在船体的附着、集聚不仅增加　

了船体总体重量还使船体表面变得粗糙，给船舶造　

成航行阻力，增加船体动力及燃油消耗。据不完全　

统计，当船底污损面积达５　时，燃油消耗将增至　

１Ｏ　；船底污损面积达１Ｏ　时，燃油消耗将增至　

２Ｏ　；而当船底污损面积达５Ｏ　时，燃油消耗增至　

４Ｏ　，这不仅提高了航运成本，还造成重大的经济　

损失。　

船舶防污涂料的研发、使用至今已有３　０００年　

的历史。历史上船舶第一次使用防污涂料出现在　

１９世纪中叶，该防污涂料是将铜、砷、或氧化汞等毒　

性试剂分散在亚麻油、虫胶或松香等天然油胶中制　

成。随着钢船的出现，船舶的防污不再采用古代木　

船最初由木、铜、铅、锌等各种材质制成的防污护板　

方法，人们开始采用毒性较大的化合物与沥青、天然　

聚合物粘接剂配制而成的相对轻巧的船舶防污涂　

料，并开始采用松节油、苯及萘等防污涂料稀释剂，　

见右表。　

２　２０世纪后半叶船舶防污涂料研发　

２０世纪后半叶，用于钢船的防污系列产品主要　有漆膜可溶性防污漆、漆膜不溶性防污漆、有机锡自　

作者简介：虞子森（１９４８一），男，研究员。　抛光防污漆和其他功能性防污漆。虽然这些防污涂　料在化学组成和防污机理上有较大突破，但是仍然　

是有毒防污漆。它们是由毒成分与各种聚合物粘接　

船舶低表面能防污涂料研究进展

程宇锋;蔡文俊;孙国亮

【摘 要】本文论述了低表面能防污涂料的机理和研究进展,展望了仿生技术在低表面能防污涂料研究中的应用前景.

【期刊名称】《化学工程师》

【年(卷),期】2010(000)009

【总页数】3页(P36-37,41)

【关键词】防污;低表面能;研究进展;仿生技术

【作 者】程宇锋;蔡文俊;孙国亮

【作者单位】中国卫星海上测控部,江苏,江阴,214431;中国卫星海上测控部,江苏,江阴,214431;中国卫星海上测控部,江苏,江阴,214431

【正文语种】中 文

【中图分类】TQ630.6

海洋附着生物是长期生长在船舶和海洋中一切设施表面的动物、植物和微生物的通称，它造成的生物污损给船舶维护带来了巨大的经济损失[1，2]。在众多的防污方法中，在船舶及水下设施表面涂覆防污涂料是最经济、有效的方法，防污涂料的研究经历了高毒向低毒、无毒转变，随着时代的发展和环保呼声的高涨，对防污涂料提出了新的要求：无毒、高效、广谱。

海洋生物附着机理极其复杂，首先是在物体表面上的分泌一种粘液，这种粘液对物体表面润湿，并在其上分散，然后通过化学键合、静电作用、机械联锁及扩散作用4种机理之一或几种组合进行粘附[3]。根据Dupre推导的公式Wa=γs+γLv×γsL（式中Wa为粘附功；γs为真空下固体的表面能；γLv为液气平衡状态下的表面能；γsL为固液界面自由能），固体表面自由能越低，附着力越小[4，5]。因此，涂料具有很低的表面能，海生物就难以在其上面附着，即使附着也不牢固，在水流或其他外力作用下容易脱落。低表面能防污涂料是当前防污涂料研究的热点，本文主要介绍低表面能防污涂料的研究进展及其发展趋势。

有机硅是指有机聚硅氧烷，其表面能低、憎水性强、结构稳定，有机硅系列防污涂料表面能低，具有更平滑的表面。有机硅系列化合物包括有机硅树脂、硅橡胶及其改性物质等。

国外对有机硅系列防污涂料研究起步较早，美国海军从二十世纪80年代开始投入大量经费用于课题研究，主要研究内容就是有机硅低表面能防污涂料，他们将缩聚固化有机硅防污涂料用于铝制巡逻艇的防污，但其漆膜强度较低，在水中易遭破坏，使防污作用失效[6]。

船舶涂料配套手册

第一部分：船舶涂料的基本概念

1.1船舶涂料的定义

船舶涂料是一种用于船体表面保护和美观装饰的特殊涂料。它可以防止腐蚀、海洋生物的附着、紫外线照射等环境因素对船体的损害。

1.2船舶涂料的分类

船舶涂料根据用途和材料的不同，可以分为防污涂料、防腐涂料、船底涂料、船体涂料、装饰涂料等不同类型。

1.3船舶涂料的特点

船舶涂料需要具备耐水性、耐受船体碰撞、耐化学腐蚀、防藻防污、耐候性等特点，以确保船体长期使用及美观。

第二部分：选择船舶涂料的注意事项

2.1了解船舶使用环境 在选择船舶涂料时，需要考虑船舶的使用环境，例如淡水航行还是海水航行，水域的温度和盐度等因素。

2.2了解船体材料

不同的船体材料对涂料的要求也不同，例如钢质船舶需要使用防腐蚀涂料，而玻璃钢船舶则需要选择耐候性好的涂料。

2.3考虑涂装方式

按涂装方式不同，船舶涂料可以分为刷涂、喷涂等多种形式，根据实际情况选择合适的涂装方式。

2.4考虑维护和修复

在选择涂料时，需要考虑涂料的维护和修复方便性，以确保船体长期保持良好状态。

第三部分：船舶涂料的施工流程

3.1表面处理

在涂装之前，需要对船体表面进行处理，包括脱脂、除锈、打磨等工序，以确保涂料附着力和表面光滑度。 3.2底漆涂装

底漆是船舶涂料中的第一道防护层，需要选择适合的底漆涂料进行涂装，以增强船体的防腐蚀性能。

3.3防污涂装

防污涂料可以有效防止海洋生物的附着，需要根据航行环境选择适合的防污涂料进行涂装。

3.4面漆涂装

面漆涂料是船舶表面的装饰和保护层，可以增加船体的光泽和美观，需要选择耐候性好的面漆涂料进行涂装。

3.5涂装质量检查

涂装结束后，需要对船体涂装质量进行检查，确保涂料的涂装厚度、附着力和表面质量符合要求。

第四部分：船舶涂料的维护和保养

4.1定期清洗船体 船舶在使用过程中会受到海水、污垢等的侵蚀，需要定期清洗船体表面，以保持涂料的清洁和光泽。

第５１卷第１期　２０１３年１月　上海涂料　ＳＨＡＮＧＨＡＩ　Ｃ０ＡＴＩＮＧＳ　Ｖｏ１．５ｌ　Ｎ０．１　Ｊａｎ．２０１３　

海洋　污涂料技术颁域中国专利申请概况　

徐艾清于佳高蓓蓓　（国家知识产权局专利局材料工程发明审查部，北京１０００８８）　

摘要：对国内海洋防污涂料领域的专利申请情况进行分析，着重分析了国内海洋防污涂料领　域专利技术的发展概况、技术分布及主要专利申请人的构成，同时从专利角度分析了中国海洋防污　ｉ　

涂料存在的问题及发展建议。分析表明，国内海洋防污涂料行业与国外相关机构相比，在专利战略　的运用上依然存在不小的差距。　

关键词：防污涂料；专利申请；专利战略；发展趋势　

中图分类号：ＴＱ　６３０．７；Ｇ　３０６．７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—１６９６（２０１３）０ｌ一００２９—０６　ｉ　

椎　“”　。。　Ⅲ　

针对海洋污损生物对海洋活动中相关设施的影　

响，人们研究了多种防污技术，包括涂装防污涂料、　电解海水生成次氯酸盐、超声波、电解重金属法等。　

实践证明，涂覆防污涂料是目前最主要的防污方法，　

具有防污效果好、有效期长、施工方便等特点，是目　前唯一被认可并被广泛应用的防止生物污损的方法。　

本文旨在通过对海洋防污涂料领域的中国专利　

申请（特指向中国国家知识产权局提出的国内和国　

外申请）进行检索、比较和分析，在总结该领域专利　申请技术现状的基础上，对海洋防污涂料的专利技　

术现状、热点技术和发展趋势做出总结和合理的预　测，为我国海洋产业的发展提供参考。　

１专利技术现状　

１．１中国专利申请总体情况分析　海洋防污涂料在中国的专利申请数量（图１）按　

申请年份大体分为３个阶段：１９８５～１９９５年、１９９６～　２００１年和２００２～２０１０年，其中，２００２～２０１０年期间，　

申请量较前两个阶段明显增大且表现出逐年增长的　趋势（图１），说明随着海洋产业的发展，相关企业和　

机构不仅加大了对海洋防污涂料的研发力度，而且