防污涂料轉(zhuǎn)向低毒化
海洋裝備防護(hù)的重點(diǎn)之一就是應(yīng)對海洋生物污損。海洋防污涂料的研發(fā)與應(yīng)用對于保障艦船和海洋裝備性能、延長使用壽命具有不可估量的價值。隨著科技的進(jìn)步和環(huán)保意識的增強(qiáng)，傳統(tǒng)的含毒防污涂料如三丁基錫、氧化亞銅等已逐漸被環(huán)保型、無毒或低毒的防污涂料所取代。
中國船級社高級驗(yàn)船師龔晅威表示，在全球推動綠色節(jié)能低碳的大背景下，國際海事法進(jìn)行了一系列修訂，提出了船舶能效控制、溫室氣體減排和生態(tài)環(huán)境保護(hù)下的新需求，例如2023年減少入侵生物轉(zhuǎn)移的船舶生物污垢控制與管理導(dǎo)則等對船舶的合規(guī)、減排等提出要求，涂料企業(yè)也必須作出相應(yīng)改變。
近年來中國關(guān)于船舶涂料可揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的法規(guī)的演變也印證了這一點(diǎn)。上海國際油漆有限公司產(chǎn)品支持經(jīng)理路懿指出，自2014年大氣污染防治法頒布后，國務(wù)院、各地及專業(yè)市場分逐級對法規(guī)進(jìn)行梳理，并制定出切實(shí)有效的防治工作管理方案。去年，由中國涂料工業(yè)協(xié)會申報的《低VOCs高/超高固體分和無溶劑環(huán)氧涂料產(chǎn)品技術(shù)要求》(T/CNCIA 01005-2022)，將低VOCs含量的高固體分和超高固體分及無溶劑環(huán)氧涂料定義中超高固體分環(huán)氧涂料的不揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)由≥88%改為>90%;無溶劑環(huán)氧涂料的不揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)由≥97%改為>97%。目前，已有超過65%的船舶通用底漆采用高固體環(huán)氧體系涂料，隨著全球?qū)νㄓ玫灼?壓載艙漆的VOC排放限值逐步提升，未來高固體環(huán)氧體系涂料的市場占有率還將上升。
“涂料生產(chǎn)企業(yè)一定要關(guān)注國際海事法規(guī)的新要求，提供合規(guī)產(chǎn)品，滿足船舶行業(yè)的需求。”龔晅威說。
深遠(yuǎn)海開發(fā)需求多樣
隨著“十四五”時期我國深空、深海、深地戰(zhàn)略的推進(jìn)，深遠(yuǎn)海開發(fā)逐步成為海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大熱點(diǎn)。海上風(fēng)電項(xiàng)目、深遠(yuǎn)海油氣資源勘探開發(fā)等產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，裝備的升級更新也對防護(hù)涂料的性能和功能提出了更高的要求。
中國海洋大學(xué)材料科學(xué)與工程研究院副院長陳守剛教授表示，目前防腐防污涂層和陰極保護(hù)仍是海洋工程中常用的金屬防護(hù)手段，發(fā)展新型兼具多功能的海洋防污涂層具有重要的研究意義和經(jīng)濟(jì)效益。涂料行業(yè)需要針對當(dāng)前海洋腐蝕環(huán)境的不同區(qū)域設(shè)計新型光電功能防腐防污材料 ，例如新型光電防污材料、全光譜驅(qū)動光催化防污材料、光熱響應(yīng)自修復(fù)材料等新型海洋光電功能防護(hù)材料，并結(jié)合微生物與材料界面的吸附和動態(tài)成膜機(jī)制的深入研究，在實(shí)際環(huán)境下進(jìn)行驗(yàn)證。
中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究員王道愛則提出了一種較為新穎的思路。他表示，將防護(hù)涂層與新興能源轉(zhuǎn)化技術(shù)結(jié)合，通過合理設(shè)計，將環(huán)境能量轉(zhuǎn)化為電能并對金屬材料進(jìn)行陰極保護(hù)是一種靈活、無污染、可持續(xù)的有效途徑 。他介紹了研究所開發(fā)的一種集摩擦起電與防腐防污功能一體化的涂層材料，能夠利用接觸分離界面的摩擦發(fā)電效應(yīng)對多種海洋能進(jìn)行收集并原位應(yīng)用到對金屬材料的陰極保護(hù)防腐領(lǐng)域。同時，這種涂層材料涂層具有良好的防腐防污性能，對基材具有良好保護(hù)作用，能有效保護(hù)海洋中的基材不受腐蝕和生物污損物侵害，為陰極保護(hù)防腐提供了新途徑。
哈爾濱工程大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院教授王君指出，在不考慮其他因素(船體運(yùn)動、超聲波等物理信號干預(yù))的情況下，防污涂層污損抑制的效果主要與涂層的基本特性和表面特性緊密相關(guān)。未來可通過天然防污官能團(tuán)/分子的引入，提升基體樹脂自身的防污性;通過光、電等復(fù)合功能材料的加持，提高防污涂料的防污性;結(jié)合污損生物的生物學(xué)行為，深入探究其對材料的黏附機(jī)制，進(jìn)而采取相應(yīng)的手段進(jìn)行干預(yù)/阻斷，實(shí)現(xiàn)綠色防污。
相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正在制定
隨著海洋經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，海洋防護(hù)涂料使用、維護(hù)和檢測的標(biāo)準(zhǔn)也正在制定和完善，例如用于延長防護(hù)涂層壽命的水下清洗技術(shù)。
“現(xiàn)有常規(guī)防污涂料技術(shù)目前仍需要水下清洗等手段輔助防污，在防污涂層未到設(shè)計服役壽命，提前發(fā)生局部或整體海生物污損現(xiàn)象時，水下清洗作業(yè)是最為有效的應(yīng)急方案。”海洋化工研究院有限公司高級工程師張凱解釋說，水下防護(hù)涂層延壽技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括船體表面污染等級、水下清洗作業(yè)類別、開展整船或特殊部位水下清洗作業(yè)依據(jù)等復(fù)雜類目，國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系都正在建設(shè)和完善當(dāng)中。
據(jù)龔晅威介紹，我國正在修訂船舶污垢水下清洗指南，將要求海洋防護(hù)涂料制造廠家制備的涂層具有被動清理的協(xié)同能力和或耐清理能力;并向水下清洗系統(tǒng)提供清洗相關(guān)的信息，包括殺生物劑、聚合物含量和涂層類型的信息，以及清理涂層的推薦方法和技術(shù)、不應(yīng)用于清洗的方法和技術(shù)，以及清洗的任何禁忌癥。
同時，涂料、顏料行業(yè)作為石油化工行業(yè)的細(xì)分領(lǐng)域之一，其碳排放標(biāo)準(zhǔn)也在制定和完善當(dāng)中。全國涂料和顏料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料體系分會秘書長陳豐指出，涂料、顏料行業(yè)的碳排放特點(diǎn)是總量較小但強(qiáng)度較為突出，行業(yè)目前已經(jīng)公開了國家標(biāo)準(zhǔn)《溫室氣體排放核算與報告要求 第32部分：涂料生產(chǎn)企業(yè)》，對涂料企業(yè)溫室氣體排放“算什么，怎么算”提出了統(tǒng)一要求，包括核算原則、確定邊界和排放源、核算方法和排放因子、監(jiān)測、數(shù)據(jù)質(zhì)量、報告內(nèi)容等。后續(xù)還將繼續(xù)開展標(biāo)準(zhǔn)的宣貫、推廣和應(yīng)用，進(jìn)行涂料產(chǎn)品碳足跡標(biāo)準(zhǔn)的制定，推動涂料行業(yè)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
“未來，中國涂料協(xié)會也將充分發(fā)揮國家級平臺特有的屬性和優(yōu)勢，帶領(lǐng)涂料企業(yè)在政策法規(guī)定制、標(biāo)準(zhǔn)制定、人才培養(yǎng)、平臺建設(shè)、信息交流、產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)等各個方面做好各項(xiàng)工作，多方面、全方位支持企業(yè)的建設(shè)和發(fā)展。”中國涂料工業(yè)協(xié)會會長劉普軍說。
