海洋防污涂料研究進(jìn)展、挑戰(zhàn)與機(jī)遇

海洋生物污損是指海洋微生物、動植物在海洋設(shè)施表面黏附、生長所形成的生物垢（Biofouling），它不等同于腐蝕（Corrosion），也不等同于污染（Pollution）。它會降低船舶航行速度，加速海洋裝備腐蝕，堵塞海水冷卻管路，影響海洋養(yǎng)殖產(chǎn)量等，從而對海洋工業(yè)和海洋開發(fā)造成深刻影響。因此，海洋防污涉及能源、環(huán)境、國防等國家重大需求，對發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)和維護(hù)海防安全具有重要戰(zhàn)略意義。然而，由于海洋環(huán)境復(fù)雜嚴(yán)苛、污損生物種類多樣、環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格，海洋防污一直是國際性難題，特別是靜態(tài)、長效、生態(tài)友好防污，極具挑戰(zhàn)性。

隨著海洋經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整升級，海洋防污涂料的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，不止是遠(yuǎn)洋船舶，各類深海裝備、海洋能源裝備、海洋牧業(yè)等，都面臨著海洋防污的問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球海洋防污涂料市場在2025年將達(dá)到850億元，而中國作為全球最大的船舶制造國，海洋防污涂料市場巨大。從政策導(dǎo)向和發(fā)展趨勢看，全球尤其是我國的海洋工業(yè)將在未來十年繼續(xù)蓬勃發(fā)展，更多海洋工程裝備將向深海和遠(yuǎn)海邁進(jìn)。海洋防污涂料也將隨應(yīng)用場景的變化而升級迭代和細(xì)化。為促進(jìn)海洋防污涂料技術(shù)的發(fā)展，《涂料工業(yè)》編輯部針對領(lǐng)域內(nèi)熱點(diǎn)難點(diǎn)特邀了一批研究進(jìn)展綜述和最新研究成果。

由于海洋環(huán)境的復(fù)雜性和污損生物的多樣性，海洋防污涂料研發(fā)技術(shù)難度極大，被稱為海洋材料界的“桂冠”級難題。防污技術(shù)要想獲得突破，必須在新概念、新理論、新材料、新工藝的源頭上取得創(chuàng)新。特別是，在防污涂料關(guān)鍵基礎(chǔ)材料方面尋找突破口。中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所、龐貝捷涂料昆山有限公司梳理總結(jié)了近年來海洋防污涂料的研發(fā)及應(yīng)用現(xiàn)狀，展望了防污涂料前沿發(fā)展方向，以期為未來防污技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展提供參考。

含防污劑的防污涂層技術(shù)因性能可控、使用簡便，經(jīng)濟(jì)高效等優(yōu)點(diǎn)，目前占據(jù)了全球防污涂料市場份額的90%以上。對于該類涂料，如何解決涂層中防污劑的可控釋放是核心。廈門雙瑞船舶涂料有限公司、北京化工大學(xué)對防污劑釋放技術(shù)以及可控釋放型海洋防污涂料進(jìn)行了系統(tǒng)評述。此外，發(fā)展生態(tài)友好防污劑也是該類涂料近年來的熱點(diǎn)，海南大學(xué)、廈門大學(xué)介紹了天然產(chǎn)物防污劑的進(jìn)展以及天然產(chǎn)物基防污涂料在水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施上的應(yīng)用探索。寧波大學(xué)則介紹了席夫堿抗菌劑并對其抗菌性能進(jìn)行了評估。海南大學(xué)還研究了接技BIT的有機(jī)硅基丙烯酸自拋光防污樹脂的制備和性能。

污損脫附型涂層因具有低表面能、低彈性模量、表面光滑等特性，使得污損生物不易于黏附或附著不牢，僅通過物理作用達(dá)到防污目的，是一類極具發(fā)展前景的環(huán)境友好型防污涂層。但是，它還存在力學(xué)性能差、與基底黏附力弱、缺乏靜態(tài)防污能力等問題，這極大地限制了其在海洋工業(yè)中的應(yīng)用。華南理工大學(xué)、中科院海洋研究所、集美大學(xué)介紹了聚合物陶瓷防污涂層、單鏈環(huán)化/打結(jié)有機(jī)硅聚合物防污涂層以及含QAS/PEG的有機(jī)硅基雙親防污涂層的研究工作。

除以上兩類主流防污技術(shù)外，通過模仿自然界中已存在的動植物的天然防御機(jī)制實(shí)現(xiàn)防污即仿生防污技術(shù)，近年來也受到國內(nèi)外學(xué)者極大的關(guān)注。青島理工大學(xué)綜述了當(dāng)前6種仿生防污技術(shù)在海洋防污領(lǐng)域的研究進(jìn)展，介紹了不同防污技術(shù)的特性及發(fā)展趨勢，并進(jìn)行了展望。西南技術(shù)工程研究所對水凝膠涂層在海洋防污領(lǐng)域的應(yīng)用和研究進(jìn)行了總結(jié)，并指出水凝膠防污涂層材料存在的問題和發(fā)展方向。

此外，針對海洋防污涂料研發(fā)過程中的篩選和評價難題，特邀佐敦涂料（張家港）有限公司對中國不同海域海洋生物污損特征試驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)。針對海洋防污的新應(yīng)用場景，華南理工大學(xué)對海水冷卻管道防污技術(shù)研究進(jìn)展進(jìn)行了論述；中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所介紹了防腐防污減阻多功能涂層的制備與性能，亦值得細(xì)細(xì)研讀。