1污损生物产生的危害
1.1污损生物对船舶的危害
污损生物对海洋中航行和作业的各种船舶危害极大。污损生物附着在船体表面，增加了船舶的自身质量，一艘水下面积约4万平方米左右的大型远洋船舶船体表面若生长了污损生物，半年内附着量即可达到150kg/m2，污损生物总量将达到6千吨。巨大的附着量改变了船体流线型结构，螺旋桨推进效率降低，航行阻力大幅增大，从而增加了燃油消耗和二氧化碳、二氧化硫等温室气体的排放。此外，大量的污损生物附着，还会降低船舶的航行速度，导致船舶机动性能变差。污损生物附着在舵板、声纳等设备和仪器上，会导致设备和仪器失灵，噪声增大、声纳受到干扰等故障现象；污损生物附着在船舶通海管路和海底阀门内壁，会导致管道堵塞和阀门失效。总之，严重的生物污损将迫使船舶提前进坞以清除污损生物，这会严重影响船舶服役年限，并造成巨大的经济损失。污损生物造成的经济损失主要包括：(1)燃油消耗增加导致的燃料费用增加；(2)清除污损生物和旧涂层，重新涂装船底防锈防污涂料所带来的涂料和涂装费用等。这些费用中，燃油消耗增加造成的损失占据了最大的比例。
1.2污损生物对工业设施的危害
随着制造业的高速发展，工业用水需求量逐年增高。在沿海制造业发达的地区，淡水资源已无法满足日益增长的工业用水需求，海水作为工业用水已获得了广泛应用，应用领域包括电力、钢铁、化工等不同的领域。海水大多用作工业热交换设备的冷却介质，流经热交换设备之后，直接排放回大海中。海洋污损生物对于这类工业用水设施设备的危害主要体现在：在输水管路上持续生长附着，导致输水管路内表面粗糙度持续增加，管路管径尺寸出现缩小，降低了管路的流量，增加了海水泵的动力消耗。此外，管路内流动海水的冲刷作用可使污损生物脱落，脱落的污损生物可能堵塞下游设备，甚至造成设备的损坏。在换热器内，污损生物及其分泌的粘液粘附在水中的有机物和泥沙等无机物上，产生粘泥，导致热阻数值增加，从而极大地影响换热效率。污损生物和粘泥的垢下腐蚀，还可能导致换热器局部腐蚀，严重的情况下会影响设备的安全运行。
2船舶防污涂料的种类
2.1以碱性硅酸盐为防污剂的防污涂料
海洋污损生物适宜生长在pH值为7.5～8.0的微碱性海水中，强碱性和强酸性的环境下均不宜生存，所以在涂料中添加碱性硅酸盐防污剂，可在保护环境的前提下，起到海洋防污的作用。如通过聚乙二醇与硅酸盐反应制得多聚硅酸盐弹性体凝胶，经处理得到胶态基料，添加活性氧化镁、亚硫酸钙、锌和无机锌化物后，可制备一种无机水性防污涂料。
2.2表面植绒型防污涂料
研究人员观察到海豚等动物生存于海水的环境中，但其皮肤表面并没有任何生物附着，其原因是海豚皮肤上有一层十分不稳定的绒毛，致使海洋生物很难附着在上面。根据仿生学原理，通过物理方法在涂料表面植入一层类似于微细鞭牧毛的不稳定表面，可防止海洋生物的附着。然而，此种方法对于绒毛的长短、粗细以及绒面的疏密分布等施工工艺还需进一步研究。
2.3含纳米无机填料的防污涂料
某些纳米无机材料具有接触型抗菌作用，其杀菌机理是带正电荷的抗菌成分接触到带负电荷的微生物细胞之后，可以相互吸附，并有效地击穿细胞核，使细胞蛋白质变性，无法呼吸、代谢和繁殖，直至死亡。由于抗菌成分并未消耗，仍保持原有的抗菌能力，因此具有长效的抗菌效果。纳米防污材料是环保和长效型防污的理想材料，通过纳米材料选择，纳米负载技术的进一步开发与完善，具有良好的应用前景。
2.4自抛光防污涂料
诞生于20世纪60～70年代的有机锡自抛光防污涂料，是涂料发展史上一个具有化时代意义的产品，该类防污涂料以有机锡丙烯酸酯作为涂料基体，有机锡酯侧链在海水的作用下容易发生水解，释放出具有毒性的有机锡，剩下的聚合物骨架在海水的冲刷下不断脱落，从而保证了船体表面的光滑和防污剂的稳定释放。后来由于有机锡会对海洋生态系统造成极大的污染，该类防污涂料已经被全面禁止使用。目前应用和研究比较多的无锡自抛光防污涂料主要有2种。一种是普通自抛光防污涂料，其基体通常也为丙烯酸类共聚体，包括丙烯酸铜、丙烯酸锌和丙烯酸硅烷酯，该类防污涂料内部加有少量的有机防污剂，但在实际使用时仍需要添加氧化亚铜作为主防污剂。普通自抛光防污涂料聚合物骨架虽然容易脱落，但是在短时间内主链很难完全实现降解，造成一定程度的海水“塑料垃圾污染”。针对这一问题后来衍生出了另外一种自抛光防污涂料——可降解型自抛光涂料，该类涂料的基体改用了聚酯类等可降解高分子。
3防污涂料体系的实船应用
船舶进坞维修周期一般为30个月，进坞维修时间为10~20d，防腐施工时间为7d左右。防腐维护按照船体水线以下区、水线以上区、甲板区及生活区等分为4个不同的部分。根据不同的部位，涂刷具有不同功能的防腐涂料。船体水线以下区、水线以上区部分要进行喷砂除锈，整体涂装；甲板区及生活区根据腐蚀情况进行涂装或修补。
3.1表面处理
高压水冲洗去除表面盐分、海生物及其他污染物；对原涂层损坏锈蚀区域喷砂处理至Sa2.0级，表面粗糙度达到40~75μm，原有底漆附着良好的可继续保留，并保持至涂漆。表面宜采用喷砂处理，只有在喷砂处理无法到达的区域、或因靠近电气设备等原因不能采用喷砂的部位，方可采用动力或手工工具进行处理。应按SSPC-SP11要求，小心操作以确保经动力工具清理后表面没有被抛光。如果被清理的表面和已涂装的表面相连，动力工具清理应向已涂装表面延伸至少25mm，且已涂装表面应该逐渐减薄。
3.2涂层配套技术方案及施工
需要根据具体施工的面积及现场条件，确定底漆、中间漆和面漆的施工方式为高压无气喷涂。在具体的施工过程中，测量周围环境是否符合喷涂条件，测量记录天气状况、开始表面温度、开始空气温度，开始相对湿度、结束表面温度、结束空气温度、结束相对湿度、露点温差等不同的项；注意涂料的覆涂时间间隔（最大覆涂间隔和最小覆涂间隔），记录涂装间隔；在每层涂料涂完后，要及时测量涂料干膜厚度是否在允许的范围内，记录每层的涂层厚度。
4结语
总之，防污涂料的研究涉及到材料、化工、流体力学、生物学等诸多的学科领域，需要进行大量深入细致的研究工作。防污涂层的性能测试多数按照国家标准进行，其中仍有许多环节需要进一步的改进和完善，防污涂层的性能动态变化规律的检测需要更长的时间来完成。比如像海水温度、涂层机械性能及其耐海水磨蚀性能等对防污剂释放率的影响规律，防污涂料中的树脂成膜物、助剂等对防污涂层表面性能及防污剂释放率的影响规律，都有待于进一步深入研究。
参考文献
[1]李小玉,蒋建平,谷雪贤,付波.纳米银抗菌防污涂料的制备[J].江西化工,2022,38(01):13-15.
[2]丁彤彤,孙秀花,高昌录.自抛光防污涂料的研究进展[J].现代化工,2021,41(S1):58-61+66.
姓名：周国伟，性别：男，出生年月：1979.09，民族：汉，籍贯：江苏江阴，学历：本科，职称：副高级工程师，研究方向：船舶与海洋工程
