摘

要：概述了低表面能防污涂料的发展现状，有机硅低表面能防污涂料的影响因素及其防污机理、低表面能防污涂料的分类

、有机硅改性低表面能防污涂料的研究状况。重点介绍了有机硅低表面能微结构构筑技术，提出了表面微结构构筑正在成为未来防污领域发展的重点，总结了低表面能防污涂料的不足，并展望了其发展趋势。

关键词：低表面能；

有机硅；

防污涂料；

微结构

海洋生物污损主要来自藤壶、水螅、贻贝、海鞘、石灰虫等海洋生物的附着生长，这些生物常依附于船体或水下设施上，如：石油钻井平台、跨海大桥、海底输油管道等，对舰船来说附着污损不仅造成船舶的航速下降、能耗增加，且附着生长的海生物对船体会造成一定程度的侵蚀，甚至使其不能正常航海作业，因此海洋污损附着生长造成的经济损失不容忽视。为了消除或降低污损生物附着生长，采用防污涂料是既高效又便捷的方法。

防污涂料大致经历了由二战后的

Hg

、

As

类剧毒类毒料，到

20

世纪

70

年代初的三丁基锡（

TBT

）类与

Cu2O

的复配防污涂料体系，这

些防污涂料在很大程度上对生物附着生长起到抑制作用，但随着使用量的增加也导致海洋环境污染日益加剧。法国科学家的研究发现，

TBT

会干扰牡蛎、螺类等的机体正常代谢活动，使贝壳畸形变厚、含肉下降；会导致雌性螺类产生性畸变，从而影响其种群发展；其他海洋生物也会受到

TBT

的不良影响。

目前

TBT

类防污涂料已禁用，其他有毒性的防污涂料也将逐步被淘汰。基于环境保护的理念开发无毒或低毒的防污涂料成为发展的趋势，低表面能有机硅及其改性树脂涂料是不可或缺的一类。

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低表面能防污涂料的发展现状

防污涂料技术主要源自欧美和日本，已

商业化的防污涂料主要分为两大类：一是含杀虫剂的防污涂料；二是不含杀虫剂的防污涂料（或称低表面能防污涂料、污损释放型防污涂料），其中后者更符合当今的环保理念，因此也更值得进行深入研究。目前，低表面能防污涂料已从单一低表面能材料（如：有机硅树脂、硅油、氟碳树脂等）发展到低表面能树脂的改性复合材料（如：有机硅

-

聚氨酯类、有机硅

-

环氧树脂类、有机硅

-

丙烯酸类、有机硅聚醚类，有机硅

-

聚酰胺类等），低表面能复合材料的开发，拓展了有机硅材料的适用范围，对低表面能防污材料表面微结构构筑成为近年研究的新方向。

按涂料基体树

脂分类，可将低表面能海洋防污涂料分为有机硅系列、有机氟系列、氟硅系列以及不含氟硅元素系列。本研究主要介绍有机硅、有机硅改性低表面能防污树脂及表面微结构构筑防污技术。

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低表面能有机硅防污涂料影响因素及其防污机理

低表面能防污涂料的防污机理是通过具有特殊表面性质的涂膜使海洋生物难以附着生长，即使附着在涂膜表面，也会由于生物与涂膜之间的粘结作用很弱，在海水流动情况下很容易使其脱落。影响低表面能防污涂料的主要因素有涂膜的表面能、弹性模量、涂膜厚度、极性、表面光滑性等，低表面能涂料应具备以下特点：

①

有足够的

表面活性基团，且能够自由移动到表面；

②

涂层表面达到分子水平光滑，阻止粘附的水生物渗透到涂层内部；

③

主链和表面活性链段分子迁移率高；

④

涂层厚度适当，可使界面的断裂机制发生改变；

⑤

在长期海水环境下分子的物理和化学性能稳定。

根据

Dupre

推导公式可知，固体表面的自由能越低，附着力就越小，从而使得固体与液体接触角越大，研究表明当涂料的表面能低于

25 mJ

／

m2

时能有效防止海洋生物附着。有机硅类化合物中含有憎水基团，能使其表面能降低，有很好的化学稳定性，即使在水中长期使用....