舰船新型涂料的研究进展
张文毓
(洛阳船舶材料研究所，河南洛阳471003)
摘要:介绍了新型船舶涂料的种类。综述了船舶用防污涂料、船体防锈涂料和舰用特种功能涂料包括吸波涂料、纳米隐身涂料和其它新型涂料(防滑涂层、潜艇特征信号控制涂层、新型光触谋涂料、新型室温可逆变色涂料、新型热防护涂料、热障涂层和溶胶一凝胶涂层等)的性能和研究状况。指出了其发展趋势。
关键词:纳米涂料;船舶涂料;防污;防锈;防滑
中图分类号:TG178;TQ630.79文献标识码:B
文章编号:1004一227X(2006)12-0006一04
1前言
海洋中微生物、植物和动物附着在舰船上并对之产生不利影响的现象称为污损。污损不仅增加船舶的自重，减少船舶的载重，同时将大大增大船体的阻力，造成船舶航速降低和燃油消耗量增大。防止海洋生物污损的最有效的方法就是采用防污涂料。本文综述了船舶涂料、船用吸波涂料以及纳米隐身涂料等新型涂料的现状和应用情况。研究表明，在不久的将来一系列环保型涂料和先进的电化学方法将在舰船和海洋结构上得到应用和推广。吸波涂料因具有施工简便、对目标的外形适应性强和武器系统的机动火力性能影响小等特点，倍受各国重视。纳米隐身涂料是纳米技术与隐身涂料的结合，是一种优良的电磁波吸收材料，它不仅能吸收雷达波，而且能很好地吸收可见光和红外线。因此，具有广阔的应用价值和前景。舰船涂料作为舰船主要防护手段之一，遍及舰船各个角落。舰船虽小，但其涂料品种齐全，几乎涉及大部分工业涂料品种，是涂料工业水平的缩影和具体表现。
2新型船舶涂料的种类
涂料是将各种材料(包括有机树脂为基础的涂料、无机成膜物涂料、金属、陶瓷等)采用适当的表面处理技术和涂装方法在底材表面形成具有保护、装饰和特殊功能的材料。其中，最突出的特点是它的功能性，而针对国防军工等高新技术产业的需求而发展起来的涂料种类有船舶用防污涂料、船体防锈涂料、舰用特种功能涂料、吸波涂料、纳米隐身涂料、防滑涂料、阻尼涂料、重防腐蚀涂料、防火涂料、新型光触媒涂料等。
2.1舰船用防污涂料
在使用各类船舶去探索未知世界和开发利用海洋资源的历史进程中，就一直面临着严重腐蚀环境和防除海洋附着生物的问题。在众多防污方法中，采用船舶防污涂料和防锈涂料是船舶防污防锈方法中最方便和最实际的手段。目前防污涂料发展的主要方向有:(1)不含有机锡的自抛光防污涂料;(2)无锡的磨蚀型防污涂料;(3)无毒防污涂料(低表面能涂料、生物防污涂料等);(4)导电防污涂料。其中以不含有机锡的低毒或无毒防污涂料为主要研究和开发目标，以无锡自抛光或磨蚀性防污涂料产品的开发最快。无锡自抛光防污涂料具有长效防污和降阻节能的特点，同时符合环境保护要求，无论在经济上还是在军事上均具有重要的现实意义。
低表面能防污涂料俗称“不粘”涂料。它利用涂料表面具有低表面能的物理性能使海生物难于附着，或者即使海生物附着了但其粘接力也很小，在船舶低速航行时，受到海水剪切力的作用而很容易被清除。现有的低表面能防污涂料主要以有机硅、有机氟树脂为基体树脂(有机硅、有机氟的表面能低)。此类防污涂料已开始实际应用，防污期效最长可达5年。生物防污涂料中的天然防污剂是利用生物技术从多种海洋动植物和陆地植物中提取的，主要品种包括大叶藻类防污剂、苦动栋树防污剂、酞化丹叶大黄素贻贝防污剂、辣根防污剂、海绵脂肪酸防污剂、含有分解蛋白酶的防污涂料等。根据仿生学原理研制的仿生防污涂料主要有2个方向:(1)提取海洋的天然活性物质作为防污剂;(2)模拟大型海洋动物的表皮结构来实现防污。生物技术是一个高产出产业，利用生物技术生产制作上述各类防污剂，对人体对环境对海生物无害，开发这一领域将会产生巨大的社会效益
和经济效益。
导电防污涂料是在船体外壳表面涂上数层导电的涂料，当微小直流电通人涂敷有导电涂料表面上时，会使海水电解产生次氯酸钠，使船壳表面达到防止海生物附着的目的。
低有机挥发物(VOC)防污涂料的实现途径通常有3种:(1)水性防污涂料;(2)粉末防污涂料;(3)高固含量防污涂料。目前，国内外对低VOC防污涂料的研究和开发付之报道的是水性防污涂料，其它的新型防污还包括电化学防污方法〔7]和外
加电位防污法。
2.2船体防锈涂料
目前船底防锈涂料的品种大体可分成三大类:
