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GCNR研报| 海洋绿色涂料：清洁能源领域的新蓝海

海洋绿色涂料是指应用于海洋环境的环保型、防护型涂料。这些涂料在生产、使用和废弃过程中对环境和人类健康的影响较小。同时，它们具有优异的防腐性能，可以有效应对海洋环境中的腐蚀和磨损。海洋绿色涂料是专门针对海洋环境而设计的环保型防护涂料。具有VOC排放量低、无毒、防护性能高、可持续等特点。主要应用于海上风电设施、海上平台、船舶及港口机械等领域。海洋绿色涂料市场正处于快速增长期，预计未来几年将保持强劲增长。

1.海洋绿色涂料的特点、技术创新及发展趋势

(一)海洋绿色涂料的特点

低VOC排放：VOC（挥发性有机化合物）含量低，减少空气污染和对人体健康的危害。提高施工环境安全性，减少对大气环境的负面影响。无毒：不含有害重金属（如铅、铬、镉等）及其他有毒化学物质。安全性高，对海洋生物和生态系统无害，符合环保标准。高防护性能：优异的防腐、防污、耐磨、耐候性。可长期保护海洋环境中的金属等材料，防止腐蚀和生物粘附，延长设备设施的使用寿命。可持续性：使用可再生资源和环保原材料，减少对不可再生资源的依赖。减少环境足迹，促进绿色可持续发展。耐候性：耐紫外线、温度变化、湿度和盐雾的影响。即使暴露在恶劣的环境条件下也能保持稳定的涂层性能。高附着力和耐磨性：涂层与基体之间的附着力强，具有良好的耐磨性。能够承受机械应力和摩擦，适用于经常承受应力和磨损的部件。生物基、可降解：采用生物基材料，涂料废弃后易于降解。减少对海洋环境的长期污染，减少生态破坏。（二）海洋绿色涂料技术创新

1、低VOC、无溶剂涂料

低VOC涂料采用低挥发性有机化合物（VOC）配方，减少有害气体的排放，减少对空气质量的影响。低VOC乳胶漆和水性涂料广泛应用于船舶内外装饰，减少环境污染。无溶剂涂料完全不含挥发性有机溶剂，通过化学交联或高固含量配方实现成膜和防护性能。无溶剂环氧涂料和无溶剂聚氨酯涂料广泛用于防腐和防护涂料。

2、水性涂料

水性环氧涂料以水为分散介质，减少了溶剂的使用量，具有优良的防腐性能和机械性能。用于桥梁、船舶、储罐等防腐性能要求较高的结构。水性聚氨酯涂料结合了聚氨酯的高性能和水性涂料的环保特性。它们具有良好的耐磨性和耐候性，广泛应用于地坪涂料、汽车涂料和建筑涂料。

3.生物基涂料

生物基环氧树脂由植物油和其他可再生资源制成，减少了对石化资源的依赖，用于工业防腐和建筑涂料。生物基聚氨酯由天然油和多元醇制成，具有高度可再生性和环保性。用于家具涂料和弹性涂料。

4.纳米技术涂料

纳米技术涂料在涂层中添加纳米材料，增强涂层的机械强度和防腐性能，同时也提高了防污效果。纳米防污涂料和纳米防腐涂料用于船舶和海洋结构物。其中纳米抗菌涂料在涂料中添加纳米银、纳米氧化锌等抗菌材料，赋予涂料抗菌功能，应用于医疗机构、食品加工等卫生要求较高的环境植物。纳米防污涂料通过纳米结构降低表面能，防止污垢粘附，并具有自清洁功能。它们用于建筑外墙、汽车和电子设备外壳。

5.智能涂料

自修复涂层含有微胶囊或纳米容器，当涂层受损时可以自动释放修复剂，修复裂缝和划痕。自修复涂层为海上平台和风力发电设施提供长期保护，也可用于航空航天。汽车和船舶涂料。其中，热变/光变涂料技术的特点是：涂料的颜色随温度或光线的变化而变化，具有装饰性和功能性，用于建筑外墙、家居装饰和安全标志等。

6、高性能防腐涂料

石墨烯涂料通过添加石墨烯增强涂层的机械强度和防腐性能，同时提高导电性和耐热性，用于海洋工程、石油化工设备和电气设备的防护。无机-有机复合涂层结合了无机材料的耐久性和有机材料的柔韧性，提供优异的防腐和耐磨性能，应用于基础设施、重防腐领域和高温环境设备。

（三）未来技术发展趋势

新材料研发：开发生物基高分子材料、无机纳米材料等新型环保材料。目标是提高涂料的性能和环保性，增强涂料的防护效果。功能集成：研发集防腐、防污、耐磨、抗紫外线等功能于一体的综合涂料。目的是简化施工流程，提高整体防护效果，降低施工难度和成本。智能化发展：开发具有自愈、自清洁、监控功能的智能涂料。目标是实时监控和修复涂层损坏、延长涂层寿命并降低维护成本。海洋绿色涂料通过技术创新和环保防护材料的应用，显着提高防护效果，减少环境污染，促进海洋工程绿色可持续发展。随着环保法规的日益严格和技术的不断进步，海洋绿色涂料将在海洋领域得到更广泛的应用。

2、海上风电设备及海洋绿色涂料

海上风电作为清洁能源的重要组成部分，在能源结构调整和减排中发挥着关键作用。海上风电设备长期暴露在恶劣的海洋环境中，面临着腐蚀、磨损和极端天气的挑战。为了保证这些设施的长期可靠运行，海洋绿色涂料的应用显得尤为重要。

(1)海上风电设备的环境挑战

高盐度：海水中的盐会加速金属和其他材料的腐蚀。高湿度：持续的高湿度环境会增加腐蚀的风险。强紫外线：暴露在阳光下的设备需要受到保护，免受紫外线的长期影响。机械应力：风机在运行过程中所承受的风力和波浪冲击，很容易导致结构磨损和疲劳。（二）海洋绿色涂料在海上风电设备中的应用领域

风电塔筒涂料类型：水性环氧涂料、高固含量聚氨酯涂料特点：优良的防腐性能和耐候性，能够抵抗海水和潮湿环境的腐蚀，并具有较高的机械强度。应用实例：采用水性环氧底漆和高固聚氨酯面漆形成多层防护涂层，有效阻挡海水、盐雾的侵蚀。 2. 风扇叶片

涂层类型：水性聚氨酯涂层、无溶剂环氧涂层特点：良好的抗紫外线性能和耐磨性能，确保叶片在高强度工作环境下保持稳定的防护效果。应用示例：在刀片表面涂上水性聚氨酯涂层，以提供耐磨性和防紫外线功能。 3. 基础设施

涂料类型：高固含量无溶剂涂料特点：耐盐雾腐蚀性强，适合长期浸泡在海水中的基础设施，延长设备使用寿命。应用示例：使用无溶剂环氧涂料涂覆基础设施，尤其是水下部件，可提供强大的腐蚀保护。（三）海洋绿色涂料对海上风电设备的防护作用

塔保护：采用水性环氧漆作为底漆，结合高固体份聚氨酯漆作为面漆，提供全面的防腐和保护。作用：形成多层保护涂层，有效阻挡海水、盐雾侵蚀，延长塔器使用寿命。刀片保护：刀片表面涂有水性聚氨酯涂层，提供耐磨和抗紫外线保护。作用：涂层具有较高的强度和韧性，能承受长期的紫外线照射和机械应力，保持叶片性能稳定。基础设施保护：使用无溶剂环氧涂料涂覆基础设施，特别是水下部件，可提供强大的腐蚀保护。作用：涂层具有优异的耐盐雾性能，能够在极端环境下长期保护基础设施，减少维护和更换频率。 3、海上制氢平台及海洋绿色涂料

海上制氢平台是利用海洋可再生能源（如风能、波浪能等）生产氢气的设施。此类平台需要在恶劣的海洋环境下长期稳定运行。因此，使用高效的海洋绿色涂料进行防护就显得尤为重要。

(1)海上制氢平台的环境挑战

极端天气：台风、风暴和极端温度变化对平台材料和结构提出了更高的要求，而暴露在阳光下的设备需要保护免受紫外线的长期影响。机械应力：波浪、风和潮汐变化会对平台结构产生持续的机械应力，可能造成结构损坏。高盐度、高湿度的腐蚀环境：海水中的含盐量和持续高湿度的环境会加速平台设备的腐蚀。化学腐蚀和氢气泄漏风险：制氢过程中使用的化学物质可能会对设备造成腐蚀。氢气的高渗透性和高易燃性需要特殊的防护措施。（二）海洋绿色涂料的应用领域

平台结构涂料类型：水性环氧涂料、高固含量聚氨酯涂料特点：优良的防腐性能和耐候性，能够抵抗海水和潮湿环境的腐蚀，并具有较高的机械强度。应用实例：用于平台的钢结构和支撑柱上，提供全面的防腐保护。 2、储氢罐及输送管道

涂层类型：特种抗氢渗透涂层、无溶剂环氧涂层。特点：防止氢渗透和氢脆，同时提供良好的防腐保护。海上氢气管道面临的主要挑战包括：一是腐蚀问题。海水中的盐分、湿度和氧气很容易引起金属管道的腐蚀。二是氢脆现象。氢气渗透到金属中会导致金属脆化并增加管道破裂的风险。三是极端环境。海洋环境的高压、低温、潮汐变化等因素也对管道材料提出了更高的要求。应用实例：储氢罐、输送管道的内外表面涂装，确保安全和长期使用。绿色涂料在应对这些挑战方面具有以下优势：一是防腐性能。水性环氧涂料、无溶剂环氧涂料等绿色涂料可以在管道表面形成致密的保护膜，有效防止海水腐蚀。第二个是抗氢渗透性。一些特种绿色涂料具有优异的抗氢渗透能力，可以减少氢进入金属基体，降低氢脆风险。三是环保和安全。绿色涂料采用低VOC或无溶剂配方，减少有害物质的排放，保证施工和运营过程中的环境安全和人员健康。四是耐候性、耐磨性。水性聚氨酯涂料等绿色涂料具有优异的耐候性和耐磨性，适合在恶劣的海洋环境下长期使用。 3、制氢设备

涂层类型：耐化学腐蚀涂层、水性聚氨酯涂层特点：可抵抗制氢过程中使用的化学品的腐蚀，并具有优异的耐磨性。应用实例：电解槽和其他制氢设备的表面保护。（三）绿色环保涂料对海上制氢平台的防护作用

平台结构保护：采用水性环氧漆作为底漆，结合高固体份聚氨酯漆作为面漆，提供全面的防腐和保护。作用：形成多层保护涂层，有效阻挡海水和盐雾侵蚀，延长平台结构的使用寿命。储氢罐和管道防护：储罐和管道的内外表面涂有专用的防氢渗透涂料和无溶剂环氧涂料，以防止氢渗透和氢脆。作用：确保氢气的安全储存和运输，同时提供长期的腐蚀保护。制氢设备防护：采用耐化学涂层对电解槽等制氢设备表面进行涂覆，提供防腐、耐磨保护。作用：防止化学物质对设备的腐蚀，延长设备的使用寿命。 4、船舶及海洋绿色涂料

船舶在海洋环境中作业，长期暴露在高盐度、高湿度、强紫外线和机械应力等恶劣条件下，容易受到腐蚀和生物污垢的影响。因此，采用高效的海洋绿色涂料进行防护，不仅可以延长船舶的使用寿命，还可以减少环境污染，提高船舶运营效率。

（一）海洋绿色涂料在船舶上的应用领域

船体外防腐涂料：采用水性环氧涂料和无溶剂聚氨酯涂料，为船体和甲板提供长期防腐保护。防污涂料：采用无毒防污涂料，防止海洋生物的粘附，降低船舶阻力，节省燃油。 2. 船体内部

储罐和货舱：采用耐化学涂层，防止货物腐蚀船体，确保安全和清洁。机房、设备房：采用耐油、耐高温涂料，为机械设备、管道提供保护。 3、船舶附属设施

螺旋桨及轴系统：采用高性能防污防腐涂层，减少生物粘附和腐蚀，保证运行效率。通道和栏杆：通过耐磨涂层提高安全性和耐用性。（二）海洋绿色涂料对船舶的防护作用

船体防护：采用水性环氧漆作为底漆，结合高固体份聚氨酯漆作为面漆，提供全面的防腐和保护。作用：形成多层保护涂层，有效阻挡海水、盐雾侵蚀，延长船体使用寿命。防污涂料：在船体外部涂敷无毒的防污涂料，防止海洋生物的粘附，降低船舶阻力。效果：降低油耗，提高船舶运营效率，降低运营成本。机舱及设备保护：采用耐油、耐高温涂料对机舱及机械进行涂装，提供防腐、耐磨保护。作用：保证设备长期稳定运行，减少维护和更换频率。 5、港口机械及海洋绿色涂料

港口机械在港口、码头的运营中发挥着重要作用。这些机械设备长期暴露在海洋环境中，面临盐雾、潮湿、机械磨损、紫外线等各种环境挑战。使用船用绿色涂料进行防护，不仅可以延长设备的使用寿命，还可以减少对环境的影响，提高作业效率。

（一）船舶绿色涂料在港口机械的应用领域

起重设备涂料类型：水性环氧涂料、高固含量聚氨酯涂料特点：优良的防腐性能和耐候性，能够抵抗海水和潮湿环境的腐蚀，并具有较高的机械强度。应用实例：用于起重机的钢结构和支撑柱上，提供全面的防腐保护。 2、输送设备

涂层类型：无溶剂环氧涂层、耐磨涂层特点：耐磨性强，能够承受长期机械磨损和重负荷运行。应用实例：输送带、滑轨上涂敷，减少摩擦损失，延长设备使用寿命。 3、装卸设备

涂料类型：水性聚氨酯涂料、耐腐蚀涂料特点：防腐性能优良，能抵抗海水和化学品的腐蚀，具有良好的耐候性。应用实例：用于货物装卸设备的保护，如集装箱吊具、叉车等。 4、港口设施

涂层类型：高固含量涂层、纳米涂层特点：优异的防腐、防污、耐磨性能，能够在恶劣环境下长期保护港口设施。应用实例：港口码头的桩基础、防波堤和码头设备。（二）船舶绿色涂料在港口机械中的防护作用

起重设备防护：采用水性环氧漆作为底漆，结合高固体份聚氨酯漆作为面漆，提供全面的防腐和保护。作用：形成多层保护涂层，有效阻挡海水、盐雾侵蚀，延长起重设备的使用寿命。输送设备的保护：输送带、滑轨涂有耐磨涂层，减少摩擦损失，提高设备运行效率。作用：保证输送设备长期稳定运行，减少维护和更换频率。装卸设备保护：使用耐腐蚀涂料涂装货物装卸设备，提供防腐和耐候保护。作用：防止化学品和海水对设备的腐蚀，延长设备的使用寿命。港口设施保护：采用高固含量涂料、纳米涂料对港口设施进行涂装，提供防腐、防污、耐磨保护。作用：保护港口码头及设施免受海水和潮湿环境的腐蚀，延长其使用寿命。海洋绿色涂料作为清洁能源领域的新蓝海，蕴藏着巨大的市场潜力和投资价值。为此，由亚洲涂料与油墨联合会协办的第十届国际清洁能源论坛“海洋绿色涂料及涂料技术分论坛”将邀请专家学者、科研人员、企业代表、政策制定者等相关人士参加。涂料行业领域的专业人士参加。本次分论坛将围绕环保船舶涂料、港口机械涂料以及防腐涂料在海洋工程、海上风电、海上制氢平台中的应用等重点话题进行探讨。将共同探讨绿色涂料在海洋环境中的应用，推动清洁能源领域的发展。技术进步和可持续发展。

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