获奖项目名称：

海洋防腐防污涂层创新设计及其应用

第一完成单位：

集美大学

项目联系人：

陈柏屹

联系人电话：

18859231575

联系人邮箱：

baiyichen@jmu.edu.cn

项目简介：

2.1项目研究的目的意义
  我国正在实施一系列海洋强国战略，习近平总书记在二十大报告中指出“发展海洋经济，保护海洋生态环境，加快建设海洋强国”，海洋强国是中国式现代化的重要组成部分，我国依海而强的特征明显增强并将持续快速发展。
  海洋装备是海洋强国战略实施的关键重要支撑，苛刻的海洋环境导致装备发生腐蚀和污损（海生物附着）。腐蚀导致巨大的经济损失、灾难性事故、技战术性能的下降和环境污染；污损导致船舶航行阻力增加、功能失效、技战术性能下降和生物入侵。有机涂层是海洋装备最有效、最经济、最方便、最普遍的防腐防污技术，涂层是除了骨架材料之外海洋装备使用量最大的材料，但是我国海洋装备涂层90%以上依赖于国外品牌。因此，海洋涂层的创新与应用迫在眉睫，对我国的未来经济和海洋事业发展也显得非常重要，具有重要的战略意义。
2.2主要技术创新点
  以产学研的联合方式，在国家科技支撑计划、国家安全重大基础研究计划、国家重点研发计划和企业自主投入开发计划等项目资助下，调控关键树脂分子结构，制备功能树脂体系，设计制备智能微纳米填料、智能防污微单元和表面防污结构，突破了涂料超高固体分制备、自修复/自愈合、高强韧/高附着和海生物附着响应技术，全面创新环保、智能、长效海洋防腐防污涂层体系，实现了产品生产和技术转化应用，引领了我国海洋涂料的发展，为高性能海洋涂料的全面国产化奠定了坚实的技术基础。主要创新点如下：
  1、海洋防腐涂料的环保化与长效化：围绕高固低粘树脂体系和二维纳米填料设计，采用组分工艺优化技术，获得了7种超高固体分涂料：超高固体分通用环氧涂料、潮差浪溅区环氧重防腐涂料、储罐及管线耐温防腐涂料、饮水舱涂料、生物基超高固体分涂料、超高固体分杀菌涂料和超高固体分耐候面漆，其VOCs 32-86g/L，体积固含量≥90%，附着力≥9MPa，杀菌率>99.9%。技术性能国际先进，环保性能高于国外先进产品，相关的涂层体系通过CCS、DNV GL等船级社的认证。
  2、连接涂层的互穿网络梯度化技术：掌握了混合树脂/混合溶剂溶解和相分离的热力学判据，调控匹配涂料固化过程动力学参数，制备了梯度化半互穿网络结构高强连接涂层，其与防腐层的附着力高达6.27MPa，与防污层界面未发生破坏（防污层3 MPa内聚破坏）。
  3、有机硅防污涂层的智能化与多功能化设计技术：设计调控有机硅树脂分子极性，获得pH响应双亲表面防污涂层，设计制备海生物附着智能控释防污单元，研发智能防污涂层，静态污损附着率＜15%，动态污损释放率>90%，大幅度提高防污期效，有效解决了静态防污问题；设计制备高附着高强韧和功能化有机硅树脂，通过物理掺杂与功能演化，研发了高附着、高强度、多功能有机硅防污涂层，解决了高流速运动装备的防污难题，其附着力6.88 MPa，剪切杨氏模量高达519 MPa，表面能27.23 MJ/m2，污损释放率>90%。
  4、自抛光防污涂层减阻设计技术：精确调控聚丙烯酸硅烷酯树脂主侧链结构，优化了树脂的亲疏水平衡与水解速率，通过优化粒径小而均匀防污剂复配工艺，获得表面光滑而防污剂控释的自抛光防污减阻涂层，阻力减少8%，实际应用期效5年以上。
2.3成果产生的价值
  成果具有环保、长效和智能化特点，在厦门双瑞船舶涂料有限公司等三家公司实现产品转化23只，授权专利32项，形成企业标准13项、生产工艺书13项，参与制定国家和行业标准19项，在江南造船（集团）有限责任公司、沪东中华造船（集团）有限公司、中船黄埔文冲船舶有限公司等35家国家大中型骨干企业得到了推广应用，三年（2022-2024年）累计销售48491吨，实现销售收入144800万元，净利润8623万元，保障了海洋结构物等国家重大重点工程的安全经济服役，引领带动了我国海洋涂料的发展，获得了显著经济效益和社会效益。