重防腐领域的重要角色：海洋新材料之纳米防腐涂料！

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质量、 减少船舶的载质量， 同时将大大增加船体的阻力， 造成船舶航速降低和燃油消耗量增大。结合纳米材料的特殊功能， 在涂料工业需要环保的前提下， 随着新材料的飞速发展， 长效无毒含有某些纳米尺寸组分的防污涂料及纳米量级的防污涂料将会成为海洋防污涂料的主要研制方向涂料在线coatingol.com。纳米量级防污涂料及含有某些纳米尺寸组分的防污涂料的水性化将是无毒防污最终实现的目标。水性化即以水做溶剂， 可以替代涂料中的挥发性有机溶剂， 制备出的这种水性防污涂料是实现不污染海洋又不污染大气的真正无毒防污纳米涂料。由于世界各国对环境保护的要求日益重视，在全面禁止使用有机锡防污剂的期限已为确定的时机，开发新型高效的防污剂，采用纳米级防污剂已成为各国船舶漆研究人员的关注目标。

海水腐蚀的特点

1、海水中的氯离子等卤素离子能阻碍和破坏金属的钝化，海水腐蚀的阳极过程较易进行。2、海水腐蚀的阴极去极化剂是氧，阴极过程是腐蚀反应的控制性环节。一切有利于供氧的条件，如海浪、飞溅、增加流速，都会促进氧的阴极去极化反应，加速金属的腐蚀。3、海水腐蚀的电阻性阻滞很小，异种金属的接触能造成显著的腐蚀效应。

纳米防腐涂料

01：钛系纳米防腐涂料

1）钛纳米防腐涂料具有平衡菌落特性。它使用的纳米二氧化钛、纳米氧化锌等纳米材料可作为对人体无害、平衡菌落范围广、热稳定性优良的平衡菌落剂。船舶舱室内用非金属材料和涂料由于经常处于潮湿和小空间易污染的环境，尤其是处于亚热带和热带的海洋环境中，非常容易长霉菌和受到污染。可以利用纳米材料的平衡菌落作用，制备舱室内的新型高效防菌防霉材料和涂料。2）纳米钛粉做为一种无机填料，可提高环氧树脂的机械性能及防腐蚀性能。实验用到的纳米钛粉是粒径小于100nm，测试结果显示：环氧改性纳米钛粉涂层和聚酰胺改性纳米钛粉涂层的耐蚀性能都有所提升，提高1-2个数量级。优化环氧树脂改性和分散工艺。添加1%的改性纳米钛粉到环氧树脂中得到改性纳米钛粉涂层，EIS测试结果表明，在浸泡1200h时涂层低频端的阻抗模值仍然保持在10～9Ω.cm～2，相对于环氧清漆可高出3个数量级。

02：纳米氧化锌

纳米ZnO是一种具有多种优异性能的材料，已在多个领域得到广泛的应用，它对细菌具有优良的抗菌性能。可以用钛酸酯偶联剂HW201对纳米ZnO进行表面改性。将改性后的纳米物质作为填料掺入环氧树脂涂料体系，制备出三种具有杀菌效应的纳米海洋防污涂料。通过研究发现，纳米ZnO、CNT和石墨烯改性后的分散性得到了显著的提升。

03：碳系纳米材料

碳纳米管（CNT）和石墨烯作为新兴的碳系类材料，其具有优良性能，且自身无毒，对环境没有污染。CNT和石墨烯都具有杀菌性，同时CNT也可以降低涂层比表面能。用硅烷偶联剂KH602对CNT和石墨烯进行表面改性，提高它们在涂料体系中的稳定性及分散性。将改性后的纳米物质作为填料分别掺入环氧树脂涂料体系，制备出三种具有杀菌效应的纳米海洋防污涂料。通过研究发现，纳米ZnO、CNT和石墨烯改性后的分散性得到了显著的提升。

04：壳类纳米材料防腐抗菌

利用银超强的抗菌性,借助二氧化硅多孔的壳结构,设计、组装核壳结构纳米Ag@SiO2;在其杀菌动力学、杀菌机理、防腐蚀性能的基础上进行研究，其中银核的大小在20nm,纳米二氧化硅壳层的厚度约为20-30nm，抗菌效果明显，性价比较高。

05：纳米氧化亚铜防污材料

氧化亚铜CU2O是一种应用历史悠久的防污剂，纳米尺寸的氧化亚铜释放速率稳定，可改善涂料的防污性能，是很好的船舶防腐涂料，甚至有专家预言纳米氧化亚铜可以做环境中处理有机污染物。

结语

我国“走向深海大洋，发展海洋科学”战略目标的提出，为发展绿色海洋经济和对深海资源的勘探与开发提供了强大的推动力。深海工程作为海洋技术发展的最前沿，在深海科学研究和海洋强国发展战略中扮演着重要角色。材料腐蚀与防护在众多深海工程的技术难题中是亟待解决的关键问题之一。“中国制造2025”规划的推出，作为大国重器的航空、高铁、海工、船舶等高端科技装备的制造水平将进一步提升，同时也对高端装备的综合防护功能材料的发展提出更高的要求。石墨烯涂料作为高端防腐涂料，必将在重防腐领域扮演更重要的角色，同时代表了未来防腐涂料的发展方向，在船舶和海工防污、防腐领域具有广阔的市场应用前景。