隨著能源開發(fā)挺進深海，大型鉆井平臺等項目的增多將對海洋防腐涂料需求量大大增加。圖為屹立在海中的鉆進平臺。 （企業(yè) 提供）
近期，隨著我國萬億藍色海洋經(jīng)濟藍圖的顯現(xiàn)，涂料行業(yè)中與之息息相關(guān)的海洋涂料再次引起業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。
在11月中旬浙江溫州召開的第五屆國際海洋與重防腐涂料及涂裝技術(shù)研討會暨2012年中國涂料工業(yè)協(xié)會防腐涂料分會年會上，眾多專家學者、企業(yè)代表圍繞促進海洋涂料行業(yè)的技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)升級及結(jié)構(gòu)調(diào)整、加強政策與法規(guī)意識、提高行業(yè)競爭力等熱點問題，展開了熱烈討論。
在業(yè)內(nèi)人士看來，以船舶涂料為主的全球海洋涂料市場需求將持續(xù)上升，特別是隨著海洋資源的開發(fā)，無論是相對成熟的船舶涂料市場，還是不斷發(fā)展的海工裝備涂料市場，都將保持良好的增長態(tài)勢。這個伴隨藍色經(jīng)濟蓬勃向上的行業(yè)正邁入發(fā)展黃金期。
與生俱來的苛刻環(huán)境
中國工程院院士侯保榮介紹，海洋工程結(jié)構(gòu)在海上、海水中要經(jīng)得起大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū)、全浸區(qū)和海泥區(qū)不同腐蝕環(huán)境下對工程材料所提出的要求。特別是飛濺區(qū)因海水飛濺造成的干濕環(huán)境差異及陽光照射導致溫度升高所形成的腐蝕環(huán)境最為苛刻。
數(shù)據(jù)顯示，海水、海洋大氣環(huán)境都極具腐蝕性，同一種金屬材料，在海洋環(huán)境的腐蝕速度要高出沙漠地區(qū)400～500倍。因此，對于跨海大橋、港口碼頭、海洋石油平臺、大型油輪等重大項目而言，如何有效控制海洋腐蝕、延長其使用壽命就顯得至關(guān)重要。
“這樣苛刻惡劣的海洋腐蝕環(huán)境，對配套保護材料要求很高，傳統(tǒng)的防腐涂料以及熱噴技術(shù)很難滿足使用要求。”青島佳聯(lián)化工新材料有限公司副總經(jīng)理劉培禮指出，必須給海洋設備穿上了一層“防護衣”，同時不對海洋造成污染。
中國老教授學會海洋防腐防污專家委員會馬士德教授對此觀點表示贊同。他指出海洋防腐方法的研究始終伴隨著對海洋資源的開發(fā)利用，海洋涂料也不例外。
據(jù)了解，涂料涂層防護是保護海上項目既經(jīng)濟又重要的方式之一，因此各國都大力發(fā)展海洋涂料。以船舶涂料為例，當前全球船舶涂料的需求量大約為4.46億升，約26億美元。
中國涂料工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計的數(shù)據(jù)則顯示，“十一五”末，我國涂料產(chǎn)量為966.6萬噸，與海洋相關(guān)的涂料，大約占到1/10，也就是100萬噸。海洋涂料的均價在每噸3.5萬～4萬元，總的市場規(guī)模已超過350億元。英國國際船舶涂料公司等世界主要船舶涂料公司紛紛在中國設廠。
與時俱進的檢測標準
近年來，隨著公眾對保護海洋環(huán)境和節(jié)能減排的關(guān)注與日俱增，國際海事組織和國際標準化組織等國際組織，相繼頒布和實施了一些新的船舶涂料標準，包括IMO的《控制船舶有害防污底系統(tǒng)國際公約》、《專用海水壓載艙涂層性能標準》、《油船貨油艙保護涂料和防腐標準》等。另外，ISO也正在制定《船舶與海上技術(shù)——保護涂層》的系列標準。
為了順應國際造船市場對涂裝作業(yè)不斷提高的要求，我國在近年來也逐步更新和制定了一批涂裝標準。業(yè)內(nèi)人士認為，相關(guān)標準的出臺，能在很大程度上提高船廠造船涂裝的標準化水平，提高涂裝作業(yè)的質(zhì)量。
據(jù)了解，在這批船舶涂料國家標準中，目前最主要的船體防污防銹涂料體系標準正在做新的修訂工作。中船重工第七二五研究所廈門分部副總工程師金曉鴻告訴記者，GB/T6822-2007《船體防污防銹漆體系》從2008年正式實施以來，得到了船舶涂料生產(chǎn)廠家和船級社的廣泛關(guān)注，已有不少涂料生產(chǎn)廠家和涂料檢測站開始按照該標準進行認可工作，但在各單位按照標準進行生產(chǎn)和認可過程中，也發(fā)現(xiàn)了一些問題，比如，耐陰極試驗的判定表述不合理；防污劑的表述太籠統(tǒng)；防銹涂料和防污涂料之間的連接涂料也應歸入到防污防銹涂料體系中；中長期效防污涂料的型式檢驗的淺海浸泡性檢驗每四年進行一次時間太短；缺少對污底易脫型防污涂料的防污性能的評定方法和自拋光型防污涂料的拋光性的評定方法等。
金曉鴻強調(diào)，GB/T6822-2007《船體防污防銹漆體系》是船舶涂料國家標準中最為重要的標準之一，它的修訂體現(xiàn)了船舶涂料技術(shù)的進步和發(fā)展。同時，船東、船舶設計、造船企業(yè)以及船舶涂料的研究和生產(chǎn)單位應該積極應對這些新標準實施所帶來的沖擊和影響。
上海市涂料研究所副所長許莉莉指出，隨著節(jié)能、環(huán)保理念的不斷深入，一批涉及環(huán)保方面的規(guī)范已經(jīng)實施或正要實施，這就要求海洋防腐涂料生產(chǎn)企業(yè)高度關(guān)注。這些法律法規(guī)傳達了這樣一個信號：作為海洋防腐涂料的生產(chǎn)企業(yè)必須走可持續(xù)發(fā)展的道路，保護我們的環(huán)境。
海洋化工研究院有限公司研究院宋相麗也認為，現(xiàn)在船用涂料的檢測標準基本滿足了現(xiàn)有船用涂料的檢測需求。但隨著環(huán)保要求的日益提高，船用涂料也在不斷的發(fā)展，如有些廠家在大力研究水性船用涂料，其檢測標準也不能單一的使用現(xiàn)有船用標準來評定涂料質(zhì)量的優(yōu)劣，所以標準也會根據(jù)實際需求來不斷的發(fā)展和更新。
船舶涂料是海洋涂料的主體部分，隨著我國造船量躍居世界第一，船舶涂料市場前景廣闊。圖為正在建設中的大型船舶。 （中船 提供）
與眾不同的核心技術(shù)
由于海洋涂料性能的特殊性，各個企業(yè)在其研發(fā)上也是不斷創(chuàng)新。
以防污涂料為例。近年來，國際上從海洋環(huán)境和生態(tài)的角度出發(fā)，對防污劑提出了禁用有機錫聚合物防污劑的要求。因此，國內(nèi)外加大了無錫類新型防污劑的研發(fā)力度，各出奇招，創(chuàng)新求進。
中國科學院海洋研究所李偉華博士向記者介紹，在生物提取物和仿生學防污涂料方面，世界各國研發(fā)的產(chǎn)品就有很多，包括中科院海洋所研發(fā)的多肽涂料，陶氏利用異噻咪啉酮類生產(chǎn)的防污涂料，日本研發(fā)的從海洋中提取抑制藤壺類生長物質(zhì)作為防污劑所研發(fā)的涂料以及美國利用辣椒色素、成膜物質(zhì)、固化劑所組成的防污面漆等。
此外，日本關(guān)西涂料公司利用離子交換技術(shù)生產(chǎn)的防污涂料也取得了成功。其原理是利用海水與丙烯酸鋅共聚物之間的反應，達到與有機錫類共聚物在海水中水解、中和反應……然后起到防污性能。
還有以導電涂料為表層的電解海水防污技術(shù)。它是以導電涂層作為陽極，船殼的鋼極為陰極，當微小的電流通過涂層時，可以把海水電解生成次氯酸鈉，從而達到船殼表面海生物不易附著的目的。據(jù)悉，日本三菱重工已在40噸、200噸的小船上進行實船試驗，取得了較好的效果，目前已將此技術(shù)擴大到中型或大型船舶上進行試驗。
另外，李偉華表示，近年來我國帶銹涂料領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展得很快。因為船舶及海洋設施有許多狹小緊密或不能搬動的部件，維修時往往難以進行徹底的表面處理，正常處理后仍帶有不同程度的銹蝕物，并常處于高度潮濕及帶油的狀態(tài)，需要一種在惡劣表面可直接進行涂裝的高性能低表面處理涂料，這種涂料不但可以減輕表面處理的壓力，避免預處理對環(huán)境造成的污染，并可節(jié)約大量維修費用。
武漢市敖林環(huán)保科技有限公司就針對此下了很多功夫：在復合磷酸鹽的基礎上加入了幾種納米級的粉體材料，如納米二氧化鈦等組成了無毒、無污染、不含鉛、六價鉻等重金屬的新型高性能的防銹原料。
美國APP公司研制的除銹、防銹三合一防腐涂料具有轉(zhuǎn)化鐵銹、直接施工、使用方便等優(yōu)點。其包括兩個品種，D型為溶劑型防腐涂料，涂膜耐熱溫度可達430℃；K型為水溶性銹跡轉(zhuǎn)化型底漆，VOC極低、阻燃、耐酸堿，可在水下施工，涂膜可經(jīng)受110℃的溫度。據(jù)了解，D型和K型已在世界上不同海域的1萬多艘海洋船只上獲得應用，其質(zhì)量已得到美國海軍部及美國船級社的認可。
與需偕行的發(fā)展趨勢
隨著世界海洋工業(yè)的迅速發(fā)展和環(huán)境保護法對船舶工業(yè)的影響，與會專家一致認為：海洋涂料今后可持續(xù)發(fā)展的方向是重點開發(fā)高性能及環(huán)保型涂料。
比如，新型防污涂料既要達到優(yōu)異的防污期效，又要滿足防污涂料的環(huán)保法規(guī)及相關(guān)產(chǎn)品標準。海軍裝備技術(shù)研究所所長付大海提出，目前97%以上的防污涂料含銅類防污劑，每年有4萬噸左右的銅釋放到海洋中，對海洋生態(tài)環(huán)境造成很大的影響，已經(jīng)引起國際組織的關(guān)注。因此，無銅或低銅類自拋光防污涂料是開發(fā)重點。該類防污涂料以可控水解樹脂為基體，復合環(huán)保型有機防污劑替代銅防污劑，要求復合防污劑具有更好的廣譜殺菌性能。
此外，不含殺菌劑的防污涂料將以仿生海洋涂料和低表面能防污涂料為主。從生物附著機理入手，一方面尋找防污高分子材料，對一些生物的表皮狀態(tài)進行模仿，賦予涂層以特殊的表面性能，如低表面能、微相分離等，使海生物不易附著或附著不牢。另一方面尋找合適的天然防污劑，在不破壞環(huán)境的前提下防止生物附著。如模擬荷葉結(jié)構(gòu)的低表面能防污涂料，模擬鯊魚、海豚、珊瑚表皮結(jié)構(gòu)的防污涂料等。其中，仿海豚皮結(jié)構(gòu)開發(fā)無毒防污涂料的技術(shù)路線，即強調(diào)涂層具有一定光滑性，更強調(diào)涂層微觀結(jié)構(gòu)的重要性，提出要阻止海生物早期附著，應使涂層表面特征具備與海生物為增強附著力而分泌的蛋白質(zhì)的尺寸相似，達到納米級，并和海豚皮一樣有微小波紋，這樣才能有效阻止海生物的幼蟲附著，目前仿海豚皮防污涂料研究開始進入配方階段。
威海興海船廠相關(guān)負責人祖道琪指出，無溶劑環(huán)氧涂料具有一次成膜、便于噴涂、可常溫固化、邊緣覆蓋性好、防腐蝕性能優(yōu)異等特點；而無溶劑聚氨酯涂料具有易施工、無針孔、耐候、機械性能優(yōu)良的優(yōu)點，這些都是船舶企業(yè)需要的涂料。
圖為在第五屆國際海洋與重防腐涂料及涂裝技術(shù)研討會暨2012年中國涂料工業(yè)協(xié)會防腐涂料分會年會上，中國涂料工業(yè)協(xié)會會長孫蓮英作報告。 （本報記者 鄭璐 攝）
