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船舶防污涂层研发

目录

CONTENTS

第一部分污染机理分析2

第二部分涂层材料选择6

第三部分功能性成分设计10

第四部分表面改性技术15

第五部分工艺优化研究21

第六部分性能测试方法27

第七部分环境友好性评估32

第八部分应用效果验证37

42mJ/m2,使污损剥离能从5.2N/m增至8.7N/mo

2.污损代谢产物（如腐殖酸）会降解涂层化学键，质子化反

应（pKa=4.5-5.2）可加环氧基体开环聚合，涂层寿命缩短

至传统涂层的0.4-0.6倍。

3.表面改性技术（如仿生超疏水层）可建立动态平衡，疏水

涂层表面污损覆盖率控制在5%-8%,而传统涂层在6个月

内达100%,年腐蚀率增加1.3mm。

气候变化下的污损演变规

律1.全球变暖导致表层海水温度升高2-4°C,加浮游生物繁

殖周期从30天缩短至18天，污损生物量年增长率提升至

1.5-2.3%。

2.海洋酸化（pH7.8-7.1）抑制碳酸钙类污损（如珊瑚藻），

但促进铁锈菌（Fe2+还原菌）增殖，使钢铁基材腐蚀率增

加3.6倍。

3.极端天气事件（台风浪高5-8m）加剧污损层破坏性剥落，

污损层韧性与涂层硬度乘积（K=0.08-0.12MPa）低于临界

值时，剥落率可达85%

纳米尺度污损调控机制

1.氧化石墨烯（G）纳米片（厚度＜10nm）的兀-兀堆积可

形成导电网络，使涂层电荷转移电阻降低至1.2kQ，抑制污

损菌电化学信号传导。

2.金属有机框架（MF）如［Zn（2C5H3）2（BDC）］纳米笼

（孔径2.5-3.5nm）可吸附污损介质中的溶解氧，使厌氧区

面积扩展至涂层表面积的40%-55%0

3.自修复纳米胶囊（含过氧化氢水溶液）在污损微裂纹处

可控释放活性物质，修复效率达92%,而传统涂层修复率仅

为45%，修复时间延长至7-10天。

船舶在海洋环境中航行时，其船体表面不可避免地会受到各种海

洋生物的附着，这些生物包括藤壶、海藻、贝类等，它们形成的生物

污损会严重影响船舶的性能和经济性。为了有效减少生物污损带来的

负面影响，船舶防污涂层的研发与应用显得尤为重要。本文将重点探

讨船舶防污涂层的污染机理分析，为新型防污涂层的开发提供理论依

据。

海洋生物污损的污染机理主要涉及生物体的附着、生长和繁殖过程。

在海水环境中，船体表面会形成一层薄薄的微生物膜，这层微生物膜

主要由细菌、硅藻、蓝藻等微生物构成，它们通