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“大海是所有生命的摇篮”。这句话告诉我们,生命是源自于海洋或者创世之初的那一片有机 “混沌”之中的,正是在那样的环境中,原子们最终组合形成了各种生命形式——如果我们信 赖最新的科研理论的话。 当然,今天的大海中充满了生命,虽然这有利于渔业,但部分生物却可能对海运业造成不利 影响。各种动植物生命形式可能附着在船只水下部分的外壳上,造成磨擦,并导致船只的速 度减慢或者使船只被迫消耗更多的燃料以维持速度。 动植物都拥有类似的生命周期,在这个生命周期中,形成自由移动的幼体和孢子。这些幼体 和孢子将进入水体,并在水中寻找有利的栖息场所。我们所接触的大部分与船舶底部有关的 海洋生物在它们的成年生活中都是处于静止状态的。 数百年来海运业一直在努力与一些制造麻烦的海洋生物进行斗争。多年来这样做的目标一直 有所改变。在木船时代,最大的难题之一是威胁船只结构安全的蛀虫,其破坏性等同于那些 真正蚕食船只的虫类。今天的船只主要都是钢铁制成的,并不存在此类问题,尽管如此,我 们所谓的海洋污物数百年来实际上并没有改变,但我们解决此类难题的能力却在不断提高。 我们所说的海洋污物是指附着在船只水下壳体上的动植物。这类动物包括多数种类的藤壶、 管虫、贝壳类等,而植物则包括各种海藻和海草等。 藤壶是节肢动物门甲壳纲蔓足类无脊椎亚纲的通用名。此类动物约有1000种,均为海洋生物, 藤壶 只包括附生型的甲壳类动物(永久性地附着在物体表面)。它们大多数附生在岩石、贝壳、 船只底部以及其它水下物体上;还有一部分附着在鲸鱼、海龟和鱼类的身体表面;而这两类 都寄生于其它海洋无脊椎动物。 藤壶幼体有六对胸足、退化的腹部以及口器。甲壳类动物在身体周围有两片贝壳。

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PH VALUE 在成年阶段,通过变形,幼体会定居下来,用第一对触角根部的腺体所分泌的粘液头朝下地 附着在底材表面。包裹身体的外壳逐步被钙质板所取代。作为身体的组成部分,一根肉足支 撑着外壳和身体。在保护壳内,藤壶的身体是由头部和胸部组成的,其中胸部包含六对长长 的柔软附足(称为鞭角),可以有节奏地伸缩捕食。 从内部结构来看,藤壶的内脏是U形的,由一个简单的胃和一个血泵来促进内循环。藤壶没 有腮,它是通过外套膜和鞭角表面来进行气体交换的。虽然藤壶是异体受精,但它们大部分 还是雌雄同体的。 鹅藤壶(或称为鹅颈藤壶)是一种深海动物,附着在浮木和船底生活。其外部结构(健全的 鹅藤壶 情况下)包括一根肉足、一片包裹其身体的薄壳以及六对用来捕食的鞭角。 藤壶会在船底形成硬壳,从而降低30%的船速,并造成燃料成本的显著增加。 海藻指的是生长在海洋环境中的所有多细胞藻类。具有代表性的褐藻(如海带或者巨藻、墨 藻类。具有 海藻 藻类 角藻或者岩藻,还有马尾藻)和红藻(如角叉菜、掌状红皮藻还有紫菜)组成了最常见的海 藻。有一些绿藻也是海藻,如石莼或者海白菜,还有松藻。海藻一般会附生在海底或者其它 固体表面,如船底。沿海地区高潮位时所发现的那些海藻是最常见的。这在多岩石的海滩地 区属于常见现象,在这些地方许多海藻会附着在岩石上生长。不过,海藻多生长在深达30米 (100英尺)的地方,某些红藻的生长深度甚至达到了180m(600英尺)。 海藻对于所有的海洋来说都很重要。海藻生长层为众多生物提供了栖息场所(食物和保护)。 同时它们还是海洋食物链中至关重要的初级生产者。许多海藻,如掌状红皮藻和海白菜在世 界上的许多地区还被作为食物,而有些海藻是用作肥料或者作为肥料的成分的。 正如我们所看到的,动物和植物的存在都有利于海洋中的其它生命形式,而我们唯一所反对 的只是它们把家永久性地安在船上,从而妨碍了船只在海中的通行。 人们并不是要把这些海洋污物赶尽杀绝,但是无论如何,燃料用量的大幅度增长显然是难以 令人接受的。我们今天在防污漆领域的工作重点在于寻找一种不利于动物幼体和孢子安定生 长的基质。 这一点通常是通过在靠近水下船体部分的地方创造一个有毒的微薄水层来实现的。

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PH VALUE 该项工作中会采用几种重要的毒素: 氧化亚铜是防污漆中最常用的毒素。对动植物同样有效,并作为颜料在配方中使用。 氧化亚铜 氧化亚铜已经使用了数十年了,它对海洋生物的作用为世人所熟知,并有文献记载。 三丁基锡(TBT)是一种有机化合物,由于它可以抑制藤壶和藻类的生长,其作为添加剂被 三丁基锡 广泛应用于船壳油漆中。TBT在20世纪70年代初凭借这一用途被引入商业领域,它效果持久, 还能减少船只维护的需要。同时,它还能通过降低由于船舶重量增加而造成的阻力来降低燃 料成本。但自从20世纪70年代末以来,由于人们开始发现沿海水体中的本地生物和商业养殖 的牡蛎受到了毒性和致突变作用的影响,TBT受到了越来越多的攻击。虽然人们已经开发出 了更不容易滤出TBT的油漆,但美国的环保组织还是像法国(1982年)和英国(1986年)那 样,严格限制TBT的使用。TBT不是作为一种颜料,而是与异丁烯酸酯聚合成为一种名为甲 甲 基丙烯酸三丁酯的粘合剂使用的。这种聚合物不稳定,遇水将发生水解,从而打破TBT和异 基丙烯酸三丁酯 丁烯酸酯之间的化学键,释放出毒素。 早年还使用过像砷、汞和DDT这样的毒素,但由于它们对较高等生物的剧烈毒性而被禁用。 砷 汞 目前所使用的防污漆有5类: 传统型 防污漆: 防污漆:

此类防污漆是建立在松香 松香粘合剂的基础上的, 主要用氧化亚铜作为颜料。 松香 松香粘合剂遇水会溶解并释放出有毒颜料。此类防污漆的问题在于松香 粘合剂的分解是难以控制而且较为严重的。它对海洋污物的防护作用只 能维持12-18个月。 基于松香的防污漆会与氧气发生反应,因此油漆干后就必须下水——一 般于6-8小时内,但不得超过24小时。 此类防污漆也被称为可溶矩阵 可溶矩阵防污漆。 可溶矩阵

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释放型 防污漆: 防污漆:

这类漆是以氯化橡胶或者乙烯作为粘合剂的,用大量的氧化亚铜作为颜 料。遇水时,释放有毒颜料,只留下粘合剂的空壳。在经过足够长的时 间后,空壳的厚度会变得很厚,以至于释放进入微薄水层的毒素的毒性 不足,低于避免生长污物所必需的临界值。 大量的有毒颜料会留在粘合剂空壳下的防污漆体系内部,人们对采用水 下刷抹来去除粘合剂空壳的方式进行测试。由于人力和管理设备及检验 等问题,这种方法并不见效。 在重新施工防污漆之前,进干船坞的船上的粘合剂空壳必须进行密封处 理,而在进干船坞的次数达到足够数量时,船体上就会形成一个厚厚的 由防污漆和密封涂层交替组成的“三明治”体系。在干膜总厚度为 1000-1200?m的情况下, 此类三明治体系中将产生很大的内部应力, 并发 生剥落,从而导致水下壳体非常粗糙。 释放型防污漆针对海洋污物的防护能力可以长达18-24个月。 此类防污漆也被称为不可溶矩阵防污漆。 不 溶矩阵

烧蚀型 防污漆: 防污漆:

此类防污漆是基于由松香和调和粘合剂 调和粘合剂(如,乙烯)混合而成的粘合剂 调和粘合剂 的。使用的颜料同样是氧化亚铜,再加上其他少量的生物杀虫剂。从本 质上来说,烧蚀型防污漆的机理类似于基于松香的纯传统型防污漆,但 调和(或湿化)粘合剂的加入延长了其分解过程。粘合剂的溶解在一定 程度上避免了三明治体系的堆积,但烧蚀型防污漆表面的确有一层很薄 的皂化层,其表面的粘合剂空壳结构组成和释放型防污漆的情况是类似 的。 烧蚀型防污漆抵御海洋污物的时间可以长达26-30个月。

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自抛光 防污漆: 防污漆:

市场上的自抛光防污漆有两类:含锡型和无锡型(不含锡)。 含锡型是以甲基丙烯酸三丁锡 甲基丙烯酸三丁锡作为粘合剂的。除锡外,有毒氧化亚铜也 甲基丙烯酸三丁锡 是油漆的主要颜料,往往还使用其他生物杀虫剂来增强效果。人们对其 粘合剂的水解早有描述,但必须指出的是自抛光防污漆并不会堆积形成 三明治体系。 自抛光含锡防污漆在航行期间能够抵御海洋污物长达5年以上的时间。 无锡型自抛光防污漆采用的是设计用来模拟异丁烯酸锡粘合剂作用机理 的粘合剂。 目前市场上所出现的无锡自抛光防污漆包括下列类型: · · · · 丙烯酸锌粘合剂 羧酸锌粘合剂 丙烯酸铜粘合剂 硅烷化丙烯酸粘合剂

所有上述技术的主要机理都是水解和离子交换。 聚合物本身是疏水性的, 因为聚合物本身是通过一个酯键而被束缚在功能基团上的。这意味着当 聚合物浸入海水中时,酯键将会断裂,留下羧酸盐从而提高聚合物的亲 水性。 有人指出新一代的无锡防污漆抵御海洋污物的防护时间可以和含锡型防 污漆一样长。但这一点还有待观察。 自释放型 防污漆: 防污漆:

此类防污漆完全无毒,凭借低表面能的原理进行工作,即海洋污物组织 难以附着在涂料表面。

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此类防污漆有时也被称为污物释放防污漆,大部分都是基于硅树脂粘合 污 释放 剂的。自释放型防污漆特有的表面属性实现了污物组织黏着的最小化。 所有可能发生附着的污物都能轻松(相对而言)地在运行期间或者进干 船坞的时候被冲洗掉。 到目前为止,上述类型的防污漆主要都是供应高速航行的船只使用的, 如渡船、集装箱船、游艇航班、滚装船等,而大部分的油漆供应商都规 定上述防污漆不得用于船速低于18-20节的船只。尽管如此,目前有迹象 表明最小船速水平是可以进一步降低的(低至14-15节的?)。 生产商在规定基于硅树脂的防污漆的有效服务寿命时都非常谨慎,尽管 如此,也有声明指出“我们并没有理由对此类材料的服务寿命有一个`限 定”。 国际海事组织(IMO)原则上同意应逐步淘汰含有TBT(O)的防污漆。这是由于TBT(O) 对于海洋生物(以及其他生物)基因物质具有强烈的毒害作用。IMO的海洋环境保护委员会 (MEPC)还有一些次要细节需要起草,但显然下列原则将得到实施: 2003-01-01:从即日起禁止使用 使用含锡防污漆。 使用 存在含锡防污漆。 2008-01-01:从即日起在船只的水下壳体上禁止存在 存在 在此项规定(第3.10款)中国际海事组织将船只定义为: 在海洋环境中航行的各类船只,包括水翼艇、气垫船、潜水艇、漂浮艇、固定 平台和浮台、浮动储油单元(FSU)以及浮式生产储卸油装置(FPSO)。 所有油漆生产商都在防污漆领域开展了大规模的调查研究,未来的发展趋势是引入无毒的有 机物质来取代传统毒素,而通过在靠近船体表面的次薄水层中创造不利条件来防止动物幼体 和孢子的附着。 版权所有 ? pH VALUE 10/01

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