摘要:综述了海洋环保涂料的进展状况,重点介绍了海洋防污涂料、防腐涂料的最新研究动态和研究成果,并展望了涂料的未来发展方向。
关键词:海洋涂料;环保;研究进展
0引言
慧聪表面处理网：随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,涂料的应用范围不断扩大,涂料的消费水平也已成为一个国家经济发展水平的重要标志之一。然而,在涂料广泛应用的同时,涂料本身也对环境进行着污染,海洋船舶涂料也不例外。这种污染的存在,会造成生物变异,危及海洋食物链的稳定,破坏海洋生态平衡,对人类健康造成威胁。21世纪以来,随着经济的发展和人类生活质量的提高,人们要求保护自我生存空间的呼声越来越高,环保法规也越来越严格,环保涂料成为研究的热点。其中,由于海洋经济和海洋产业对人类社会的发展起着极为重要的作用,积极开发海洋环保涂料成为重中之重。
1舰船防污涂料
海洋中存在着2000多种污损生物,船舶防污涂料是海洋涂料的重要组成部分。传统的防污涂料主要是通过添加有毒物质来限制海洋生物的附着和生长,主要代表物质为三丁基锡。然而,研究表明,三丁基锡可扰乱软体动物的内分泌作用,诱发性畸变,致使种群退化、数量锐减,严重危害到海洋生物的生存,改变海洋生物链。因此,国际海事组织(IMO)所属的海洋环境保护委员会(MEPC)规定于2008年1月1日起禁止使用含有机锡的防污漆。鉴于此,各国纷纷研发无毒的防污剂和不含有机锡的环保防污涂料[1]。开发新型无毒防污涂料主要有4种方法[2]:(1)改变涂层表面的物理化学特性,如低表面能防污、高吸水不稳定表面防污等;(2)采用生化和仿生技术;(3)开发新型无毒防污剂,进一步发展自抛光防污涂料;(4)电解海水防污涂料,离子交换型防污涂料等。
1.1低表面能涂料
固体表面自由能越低,附着力越小,固体表面与液体的接触角也就越大,一般认为,涂料的表面能只有在低于3×10-4N/cm时(即表面张力小于22dyn/cm2,接触角大于98°)才具有防污效果[3],如图1、图2所示。
图1普通漆膜与蒸馏水的接触角75°
在诸多的有机物中,有机氟高聚物(包括氟塑料、氟表面活性剂和氟涂料等)表面自由能是最低的。采用氟树脂制备低表面能的防污涂料,可以通过改善材料的表面张力来减少有机物的附着污染。据报道[4],德国采用氟硅烷研制出简便、无污染的氟硅烷防污涂料,将之用于铝箔上,并放置于20℃的水流中,6天仍没有污损。
研究表明,有机硅的临界表面张力较高,涂层表面有机硅材料的积聚,经过长时间与水浸润后,具有排斥盐分而起到半渗透膜的作用,吸水膜内的水含盐量低,周围盐分较高,形成与海水盐度差别较大的液膜,从而改变了附着生物的生态环境,减少海洋污损生物的附着[5]。
图2低表面能涂料与蒸馏水的接触角140°
