长期在海上航行的船舶,水线以下的船底很容易附着藤壶、贝类和海藻;海上平台、海水管道等浸水设施同样面临这个问题。这些附着生物不仅让船体看起来粗糙难看,更会实实在在地拖累船舶运营。船舶与海洋工程领域把这类问题称为“海洋生物污损(biofouling)”,而解决它最主要的手段,就是涂装防污漆。这一篇,我们就来讲讲海洋生物是如何“占领”船底的、防污漆靠什么起作用,以及现代环保防污体系中我们能提供的产品。
一、海洋生物,是怎么一步步“占领”船底的
海洋生物对浸水表面的附着,并不是一蹴而就,而是一个有先后顺序的“演替”过程。
物体刚浸入海水时,表面会先很快吸附一层由蛋白质、多糖等有机分子构成的“条件膜”;随后细菌、硅藻等微生物在这层膜上附着、繁殖,形成初级的微生物膜;这层膜会改变表面性质、并起到“打底”作用,接着藻类孢子、原生动物等开始陆续定居;当条件成熟,藤壶、贝类、管虫、大型海藻等大型生物便大量附着,最终形成难以清除的厚重污损层。
这一过程提示我们两点:一是污损是层层递进、由微生物“打头阵”的;二是附着一旦发展到大型生物阶段,清理就非常困难。因此,防污的核心思路不是等长满了再去刮,而是要在整个浸水环境下持续抑制生物、尤其是早期的附着与定居。

图:从条件膜、微生物膜、孢子幼虫到大型污损生物的四阶段附着过程
二、船底附着生物,到底有什么危害?
海洋污损带来的危害,首先直接体现在船舶运营的经济性上。附着的生物让船体表面变得粗糙,显著增加航行阻力,导致航速下降、燃油消耗上升,温室气体排放也随之增加;为了清除污损,船舶不得不频繁进坞、清理和重新涂装,增加了维护成本和停航时间。
此外,某些附着或钻蚀生物还会破坏涂层、加速船体腐蚀;在全球范围内,附着在船底的生物还可能随船舶被带到其他海域,造成外来物种入侵、威胁当地生态。正因为危害涉及能耗、成本、腐蚀和生态多个方面,防污漆一直是船舶涂料中技术含量很高的一类。
三、防污漆是怎么阻止生物附着的?
防污漆通常是一套多层涂装体系:从钢质船体向外,依次有防腐底漆、含有防污剂的漆面(以及现代体系中的自抛光/可控聚合物层),最外侧则与海水接触。
它能防污,关键在于其中所含的防污剂能够持续、稳定地以微量释放到紧邻漆面的薄水层中,在这个微环境内形成有效的防污浓度,使细菌、藻类孢子以及藤壶、贝类的幼虫难以在表面附着和定居。随着表面聚合物在航行中被缓慢“抛光”或可控消耗,新的防污剂不断暴露、释放,从而在较长的坞修周期内维持稳定的防污效果——既要在服役期内“放得出、稳得住”,又要避免一开始释放过快、后期却提前失效。释放速率的控制,正是防污漆配方和性能的核心。

图:防污漆多层剖面及防污剂持续微量释放到漆面薄水层、阻止附着的原理
四、从 TBT 禁用,到现代环保防污体系
船舶防污剂的发展,经历过一次影响深远的转折。早期高效的有机锡防污剂(TBT)虽然防污效果出色,却被发现对海洋生态有严重的非目标危害,会造成贝类畸变、影响多种海洋生物。为此,国际海事组织通过 AFS 公约(控制船舶有害防污底系统)在全球范围内禁止了有机锡防污漆的使用。
TBT 退出之后,氧化亚铜(铜基)成为防污漆的主流,同时通常会配合有机防污剂来增效、并抑制对铜不敏感的藻类等“软污损”。近年来,随着环保要求进一步提高,低铜、无锡的路线也在持续发展,更看重防污剂的高效、在海水中快速降解、低生物累积等特性。现代防污漆中常见的活性成分包括氧化亚铜,以及 DCOIT、吡啶硫酮锌 ZPT、吡啶硫酮铜 CPT 和某些三唑类等。

图:TBT 有机锡被禁用后,铜基为主、再向环保复合体系发展的演变及常用活性成分
五、我们能提供的防污剂产品
在现代环保防污体系中,有几类成分与我们的产品线直接对应,也是防污漆中重要的活性成分:
• DCOIT(4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮):这就是经典环保防污剂 SeaNine 211 的活性成分。它对多种污损生物有效,并且在海洋环境中降解较快、生物累积性低,是无锡/环保防污路线中有代表性的成分。
• 吡啶硫酮锌 ZPT、吡啶硫酮铜 CPT:也是防污漆中常用的有机/铜系防污成分,可与铜基或其他体系配合,用于抑制藻类、无脊椎动物等的附着。
这些防污剂可以根据防污漆的类型(自抛光型、可控消耗型等)、目标航区、坞修周期和环保要求,单独或复配使用,并由涂料体系来调控其释放速率。具体的选型、配比和含量,需要结合涂料配方与应用目标来共同确定。
六、防污效果如何验证?
防污漆的性能不能只靠配方推断,需要通过分层的试验来验证,常见的方式包括:
• 浅海浸泡挂板(实海况):把涂装样板在真实海水中浸泡,定期观察并记录附着生物的种类、覆盖面积;
• 防污剂释放率测定:测量防污剂向海水释放的速率,据此评估防污有效期和释放是否平稳;
• 动水/加速试验:在实验室模拟航行水流等条件,缩短周期、筛选和优化配方;
• 实船或平台应用跟踪:实船涂装后,在进坞检查时评估实际服役表现。
需要强调的是,船舶防污漆属于受 IMO/AFS 公约和各目标市场法规管理的产品,所用防污剂必须在相应批准和登记清单之内,防污性能与释放数据都要以真实检测为准。

图:浅海挂板、防污剂释放率、动水加速试验及实船跟踪四类验证方式
结语
船舶防污的本质,是在长期浸泡的环境里,持续阻止海洋生物从微生物到大型生物的层层附着。从有机锡被禁用,到以铜基配合环保防污剂、再到低铜无锡路线的发展,高效与海洋生态友好已经成为这个行业不可分割的两条主线。
我们长期专注工业防霉抗菌与防污助剂,可提供 DCOIT、吡啶硫酮锌 ZPT、吡啶硫酮铜 CPT 等防污剂产品及复配、选型支持,协助防污漆企业在满足公约与登记要求的前提下,实现稳定、长效、环保的防污性能。如有相关需求,欢迎与我们联系、共同评估。