华南理工大学环保型海洋防污涂层实现大规模商业化应用
要点速览
- •该新型涂层采用可控降解聚合物,在海水中生成自更新表面,无需有毒杀菌剂或重金属添加剂即可防止生物污损。
- •该配方可分解为无害的小分子,消除了传统不可降解树脂涂层带来的微塑料污染风险。
- •目前年产能为5,000至6,000公吨,已被中远海运、中国船舶集团和中国海洋石油总公司等主要终端用户采用。
- •这一国产创新直接解决了中国此前对外国供应商的依赖——后者曾控制国内海洋防污涂层市场95%的份额。
- •海洋生物污损每年在全球造成约500亿美元的经济损失,其中中国承担约150亿美元。

华南理工大学研究团队开发的一种新型海洋防污涂层已在多个领域实现大规模商业化应用,包括造船与维修、波浪能发电平台、海底数据中心以及海洋牧场。
华南理工大学材料科学与工程学院教授、海洋科学与工程研究团队负责人张广照表示,该涂层在推动海洋经济高质量发展方面正发挥着越来越重要的作用。
与依赖有毒杀菌物质驱除海洋生物的传统防污产品不同,该新型涂层通过涂层表面的动态再生来防止生物污损的附着和定殖。该涂层主要由可控降解聚合物材料配制而成,包括聚酯-聚氨酯和聚酯-聚丙烯酸酯。
在海洋环境中,海水逐渐水解材料中的酯基,引发稳定、可控的逐层降解。这形成了一个持续自更新的表面,防止藻类和藤壶等污损生物形成稳定附着,从而提供持久高效的防污性能。
张广照解释道:"该涂层采用完全可控的降解聚合物结构,在海水中分解为无害的小分子,完全避免了微塑料的积累。"
为进一步提升防污效果,张广照的团队将基于天然产物的防污成分融入聚合物体系中,秉持"源于海洋,用于海洋"的生态创新发展理念。
"与常规涂层相比,这种新配方消除了重金属杀菌剂的使用,具有环境兼容性体系,对海洋生态系统不产生不良影响,"张广照补充道。
观察显示,每当污损生物试图锚定时,不断更新的基底会实时发生微妙变化,使稳定的生物附着变得不可能。通过精确调节降解聚合物的表面再生速率,该团队实现了适合大规模海洋工程应用的长期、生态友好的防污效果。
用于海洋设备防污涂层的常规树脂不可降解,存在微塑料污染的潜在风险。此类涂层还会释放大量重金属防污杀菌剂,严重破坏海洋生态系统。传统杀菌涂层的环境危害已引起全球日益严格的监管审查。国际海事组织的《防污底系统公约》于2008年生效,禁止在船舶涂料中使用有机锡化合物(如三丁基锡),多个司法管辖区的监管机构继续评估对铜基杀菌剂的限制措施——铜基杀菌剂是目前主流防污漆中最为常见的残留活性成分。
据张广照介绍,海洋生物污损仍是制约海洋经济发展和生态治理的全球性瓶颈。藤壶、藻类和牡蛎极易附着在船体、螺旋桨和海洋牧场网箱等水下结构上。随着生物污损的积累和增厚,在极端情况下额外重量可达每平方米数十公斤。生物污损常被称为"海洋牛皮癣",它显著增加船舶阻力和燃料消耗,推高整个海洋行业的运营成本,同时加速设备腐蚀并缩短使用寿命。即使是轻微的污损造成的船体粗糙度增加,也会直接导致船舶温室气体排放量上升,将防污技术与海事行业在国际海事组织年度温室气体减排目标下面临的更广泛脱碳压力联系起来。
几十年来,中国缺乏高端聚合物树脂的自主知识产权和核心制造技术。因此,国内海洋防污涂层市场长期被外国供应商主导,95%的市场依赖进口——这一技术差距长期制约着中国海洋装备产业的升级和发展。这一国产涂层的商业化与中国在先进材料领域实现自给自足、减少对战略产业领域进口核心技术依赖的更广泛政策推动相一致。
官方数据显示,海洋生物污损每年在全球范围内造成近500亿美元的经济损失,其中中国约占总损失中的150亿美元,张广照表示。
张广照的研究团队已与多家国内企业合作,扩大该新型涂层的生产规模以满足不断增长的市场需求。目前年产能为5,000至6,000公吨,该涂层已广泛应用于远洋航运、海洋能源设施、海上通信基础设施和海洋牧场。
主要国内终端用户包括中远海运、中国船舶集团、中国海洋石油总公司以及全球管道与建材制造商联塑。
来源:中国日报 经由 Hellenic Shipping News