21世纪是海洋世纪，海洋在全球的战略地位日益凸显，海洋经济已成为世界经济的新趋向。然而海水腐蚀和海洋生物污损问题已成为限制海洋资源开发利用的两大主要问题。随着航运、海防、水产养殖以及海滨电厂等的发展，海洋生物污损所带来的危害越来越严重，也愈加受到人们的重视。为了科普海洋装备设施腐蚀防护相关知识，破解海洋腐蚀、海洋生物污损等相关难题，值此2016第三届海洋材料与腐蚀防护大会来临之际，记者特邀请到海洋涂料国家重点实验室副主任、海洋化工研究院有限公司桂泰江总工程师做一系列的精彩解读。

  桂泰江总工程师

  记者：请您介绍一下目前海洋工程领域的腐蚀现状及看法？

  桂总工：海洋装备设施的腐蚀问题是普遍存在的，只不过在海洋这个严酷腐蚀环境中，金属材料和非金属材料的腐蚀比在陆地更为严重，海洋装备设施的大型化、高使用率等特点，腐蚀的后果会影响装备的正常使用，造成巨大的经济损失，也会产生海洋环境的污染。因此防腐技术是海洋工程建造的一项关键系统技术。

  采用涂装涂料和电化学保护相结合的措施是海洋装备的防腐最有效的办法。

  涂装涂料具有施工简便和经济等优势，所以防腐涂料在海洋防腐领域中得以广泛应用。

  海洋装备如船舶、钻井平台、海上风电设施和跨海大桥等在建造和维护时有一系列的防腐国际标准和规范可遵循，就涂料而言，就有“ISO12944防护涂料体系对钢结构的腐蚀防护”、“ISO20340近海及相关结构防护涂料的性能要求”、“NACE SP0 108防护涂料对近海结构的腐蚀控制”、“NORSOK M501 表面处理与保护涂料”和“IMO船舶压载舱保护涂料性能标准（PSPC）”等。在这些标准和规范中，针对装备的所处的环境和使用工况，推荐需采用的涂料体系，也对表面处理、涂装要求及使用寿命作了说明。就现有涂料技术和施工技术，只要严格按标准和规范执行，能满足目前大多数的海洋工程设施的防腐要求。当然随着南海岛礁建设、深海研究的开展、特种海洋装备应用等，有些特殊的环境和工况，以及为了应对环保标准的提高，仍需要研发新的防腐技术，包括涂料技术。

  记者：您长期从事海洋涂料的研发，请您谈谈海洋涂料应用现状？

  桂总工：海洋经济的快速发展，对海洋新材料的需求日益迫切， 海洋涂料作为给海洋设施提供防腐、防污和功能化的一种海洋新材料得到了迅速发展，同时随着环境保护日趋严格，低碳经济的要求，一系列与涂料相关的法规和条约的实施，对世界涂料技术的发展产生了根本性的影响。如各国的VOC法规、IMO的《国际控制船舶有害防污系统公约》（AFS公约）、《船舶压载舱保护涂层性能标准》（PSPC）、欧盟的杀菌剂产品指南（BPD）和REACH法规等促进了海洋涂料技术的发展。

  随着修造船业和海洋工程的发展，制造技术的不断提高，自动化程度日益提高，建造周期在缩短，这对海洋涂料的综合性能的要求越来越高。为了满足环境和业主的要求，海洋涂料向着高性能、节省能源和资源、施工方便高效、环保卫生、功能化的方向发展。

  现在就防腐涂料的技术现状和主要品种作一些介绍，因为防腐涂料是海洋涂料中使用量最大的种类。

  环氧防腐涂料又是防腐料中用量最大的综合性能最好的品种，主要向快干、厚膜、无溶剂型发展，主要的品种有通用环氧防锈底漆、快干低温固化环氧防锈底漆、低表面处理环氧防锈底漆等。

  通用环氧防锈底漆适用船舶的各部位，减少涂料种类，简化了涂装配套体系，减少施工工序，这类底漆不仅能与绝大多数类型的面层涂料配套，而且在旧船维修时能复涂在大多数类型的旧涂料上面，现在船舶和海工装备上已广泛应用。

  低表面处理环氧防锈底漆可用于表面处理困难，表面处理等级只能达到St2级的场合，大大地降低表面处理的工作量和费用，关键在于选用具有优异的渗透性、润湿性、附着力、封闭性能的特殊环氧树脂。

  快干低温固化环氧防锈底漆可减少涂装时间，缩短建造周期，满足冬季施工要求，有的快干环氧防锈底漆涂装间隔只有3小时，大大低于常规环氧涂料的涂装间隔。低温固化环氧防锈底漆可以在5℃以下甚至更低的温度下固化，满足冬季施工的要求，主要选用酚醛胺、脂环胺等新型固化剂，保证环氧涂料能低温固化，缩短涂装间隔。

  压载舱的防护对船舶的使用寿命和安全起非常关键作用。国际海事组织（IMO）要求执行强制性的《船舶压载舱保护涂层性能标准》（PSPC），在标准中对涂料的性能、使用方法及表面处理要求等都作明确、详细的要求。目前高固体分环氧涂料和无溶剂环氧涂料是压载舱涂料主要品种。无溶剂环氧涂料具有内应力低、边角的涂覆率好和防腐性能优异的特点，应用日益普遍。

  为了提高压载舱涂料的抗开裂性，有添加特殊的纤维增强是环氧压载舱涂料的强度、韧性；有添加特殊的荧光颜料，涂层在紫外光的照射下，容易发现针孔等缺陷，及早发现涂层缺陷，保证涂装质量。

  生活舱涂料已实现了水性化，也是仅有的几个可在海洋环境应用的水性涂料品种。水性舱室涂料，干燥过程中不向环境散发有害气体，没有着火的危险，保光保色性能好，相对湿度高于80%也可以施工，非常适合狭小空间的涂装。

  常用的上层建筑及船壳涂料品种有醇酸、氯化橡胶、丙烯酸、环氧、聚氨酯涂料。

  从发展趋势看，有机硅改性醇酸、硅氧烷涂料这两个品种很有发展前景。有机硅改性醇酸涂料综合有机硅耐候性能好和醇酸涂料施工方便、价格便宜的特点，老化性能明显优于氯化橡胶、丙烯酸船壳涂料，性价比优异。

  硅氧烷涂料具有优异耐候保光性，优于脂肪族聚氨酯涂料，高固体分，优异的防腐性能，二道涂层体系，不需要中间漆，施工工序少的优点。

  防锈颜料作为防腐涂料的主要成分，对涂料的防腐性能起关键性的作用，同时防锈颜料的环保性受到日益关注。含铅和铬的防锈颜料在发达国家已禁用，我国已把此类防锈颜料归为双高产品，中国涂料工业协会发出了“淘汰含铅涂料的倡议书”，进一步推动我国淘汰含铅涂料的进程。

  记者：解决海洋生物污损可以说比防腐更具挑战性，谈谈海洋防污涂料技术开发现状及未来展望？

  桂总工：随着《国际控制船舶有害防污系统公约》（AFS公约）的生效，有机锡防污涂料已全面退出市场，防污涂料朝着不含有机锡、低氧化亚铜含量、不含重金属杀菌剂和无杀菌剂的方向发展。作为防污涂料的核心技术--高性能树脂技术和环保型防污剂对防污涂料的性能起着关键性的作用，科学家和各大海洋涂料公司对防污涂料基体树脂的研究具有极高的兴趣，投入了大量的精力和经费。

  防污涂料基体树脂主要有二大类，一类用于自抛光涂料，另一类用于低表面能涂料。

  目前主流的技术还是无锡自抛光防污涂料，可水解或离子交换的丙烯酸聚合物主要有丙烯酸铜聚合物、丙烯酸锌聚合物、丙烯酸硅烷聚合物三类。大家关注采用精细的合成技术如可逆加成断裂链转移聚合方法（RAFT），合成更合适的分子量和分子量分布，保证树脂具有长期的稳定的抛光率。

  其他一些树脂技术也激发了科学家浓厚的兴趣。生物降解树脂由于能够在较短时间内降解，不会对环境造成任何危害，如聚酯类、聚乳酸及接枝到丙烯酸聚合物等；将有杀菌基团的接枝到树脂上，使树脂同时具有水解和防污作用，欧盟的第７科技框架中就有类似的科研项目。

  低表面能防污涂料不含杀菌剂，环境友好性突出，用于低表面能防污涂料的基体树脂主要有室温固化的有机硅树脂、氟碳树脂以及氟硅树脂三大类。低表面能防污涂料的性能受涂层表面能、厚度、弹性模量、表面光洁度等因素的影响。早期该类涂料产品适用于高速（大于30节）近海船只和在航率高的远洋船（航速大于15节），随着技术的进步，已适用于各种船况。随着性价比的提高，该类防污涂料的应用将越来越广。

  防污涂料的基体树脂技术还有水凝胶树脂、双亲树脂技术等的应用，都取得了很好的进展。

  对于含杀菌剂的自抛光防污涂料而言，防污剂是发挥防污作用的核心成分。氧化亚铜是目前应用最为广泛的一种海洋防污剂，它对硬污损（Hard fouling）海生物具有良好的防污活性，但对软污损（Soft fouling）海生物防污效果不佳，需要添加辅助防污剂（Booster Biocide），如吡啶三苯基硼烷（PTPB）、吡啶硫酮铜、吡啶硫酮锌、4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮（DCOIT）、N-环丙基-N'-（1,1-二甲基乙基）-6-（甲基硫代）-1,3,5-三嗪-2,4-二胺（Irgarol 1051）、2-（对-氯苯基）-3-氰基-4-溴基-5-三氟甲基-吡咯（Econea）等。氧化亚铜难以降解，并在港湾等地蓄积，从而许多国家降低其使用量或是已经完全禁止使用。未来防污剂需要做到真正高效，环保，可降解，对生态环境无危害。通过前几年环保部项目“DDT防污涂料替代产品的研究”的实施，我国已具备杀菌剂对海洋生态风险影响的评估能力，这对我们自主研发新型的防污剂打下了基础。

  还有一些技术在防污涂料的研究方面得以应用，如仿生技术、生物酶和超疏水技术等。防污涂料的发展将由低氧化亚铜含量发展到无氧化亚铜、无杀菌剂的防污涂料。国际海事组织要求对船舶的能效考核，对防污涂料提出更大的挑战，船底涂料不仅要具备防污性，还要希望涂层具备减阻功能。

  记者：您参加过前两届的海洋大会并且都是分会场主席，请您谈谈对前两次海洋大会的看法和建议？

  桂总工：海洋大会是腐蚀和海洋材料界的一次盛会，层次高、参会人数多、涉及的领域广，提高了全社会对海洋腐蚀与防护的认识，推动新材料在海洋产业的应用。

  记者：2016第三届海洋材料与腐蚀防护大会即将召开，请您谈谈对这次会议的看法和期许？

  桂总工：海洋经济的发展和海洋权益的保护在国家战略和安全中占据极其重要的地位，这对海洋材料和海洋腐蚀防护的发展带来极佳的机遇。

  如何突破海洋新材料在海洋腐蚀防护领域得到应用的瓶颈，已得到了大家的共识。希望大会搭建一个平台，沟通信息，让高校、科研院所和企业发挥各自优势，从海洋材料的研发和应用形成链接，推动这海洋产业的发展。我相信只要通过整合全社会的资源，中国的海洋材料和海洋腐蚀防护水平能赶上世界先进水平。

  后记：随着海洋资源的进一步被开发利用，海洋生物污损所造成的损失愈加严重，因此防止海洋生物污损的研究有着广阔的发展前景，研发具有环保、广谱高效、长寿命的防污技术是未来海洋材料防腐的主题。

  人物简介

  桂泰江，博士，教授级高工，海洋化工研究院有限公司总工程师，海洋涂料国家重点实验室副主任。中国腐蚀与防护学会常务理事，中国涂料协会专家委员会主任委员，中国腐蚀与防护学会水环境专业委员会委员，中国海洋湖沼学会腐蚀与污损专业委员会副主任委员，美国钢结构涂装协会会员，《涂料工业》、 《中国涂料》 、《现代涂料与涂装》编委。从事海洋涂料、功能涂料及功能材料的研发，主持完成国家和省市科研项目四十多项。申请国家发明专利十项，授权八项。参与编写涂料专著三部，发表论文五十多篇。

  声明： 本网原创，转载时请务必标明文章来源和作者信息。未经允许， 严禁用于商业用途。

更多关于材料方面、材料腐蚀控制、材料科普等等方面的国内外最新动态，我们网站会不断更新。希望大家一直关注国家材料腐蚀与防护科学数据中心http://www.ecorr.org