摘要：海洋生物污損是制約海洋經濟發展的關鍵因素，防污涂料作為核心防護手段，其技術演進始終圍繞高效性與環保性雙重目標展開。本文系統梳理了防污劑的發展歷程、主流技術瓶頸及天然防污劑的研究進展，并結合新型材料技術提出未來發展方向。研究表明，氧化亞銅（Cu?O）仍為當前性價比最優的廣譜防污劑，但環境風險倒逼產業向低毒/無毒化轉型；天然防污劑雖前景廣闊，仍受限于規模化生產與穩定性問題。在此背景下，肇慶市新潤豐高新材料有限公司開發的T2570鋅基異構體惰性氧化鋅（ZnO-IsoTec®）通過異構體結構優化與惰性包覆技術，顯著提升鋅基防污劑的光穩定性與緩釋效能，為無銅防污涂料提供了新思路。

關鍵詞：防污劑；氧化亞銅；天然防污劑；環保涂料；T2570鋅基異構體惰性氧化鋅；ZnO-IsoTec®

1 引言

全球遠洋商船數量年均增長率達1.5%（2022年超10萬艘），推動防污涂料市場規模以8.48%年復合增長率擴張，預計2031年達131.8億美元。現行主流無錫自拋光防污涂料依賴Cu?O（添加量30%-76%）與有機增效劑（如DCOIT、Irgarol 1051）復配，但其銅離子滲出（20-50 μg/(cm2·d)）引發的生態爭議持續發酵。肇慶市新潤豐高新材料有限公司針對鋅基防污劑的光降解缺陷，創新性開發T2570鋅基異構體惰性氧化鋅（ZnO-IsoTec®），通過晶格異構體重構與二氧化硅惰性包覆，將海水半衰期延長至傳統ZnPT的4倍以上，為無銅化防污體系提供關鍵技術支撐。

2 防污劑的技術瓶頸與環境挑戰

2.1 銅基防污劑的統治地位與隱憂

Cu?O通過海水溶解生成Cu?→Cu2?→堿式碳酸銅的鏈式反應，在涂層表面形成毒性微層（圖1），可高效抑制藤壺、貽貝等硬質污損生物。然而，全球防污涂料年釋銅量超3000噸，雖僅占自然銅通量（2.5萬噸/年）的12%，但其在港口水域的局部富集（如Irgarol 1051在香港達0.62 μg/L）仍導致英、澳等國嚴控銅滲出標準。

2.2 有機增效劑的替代困境

主流有機防污劑均存在應用短板：

? 吡啶硫酮鋅（ZnPT）：光解半衰期僅4天，易與Cu2?置換生成CuPT；

? DCOIT：雖獲EPA認證（半衰期<24 h），但疏水性導致沉積物吸附累積；

? Irgarol 1051：半衰期超100天，已在歐洲多國禁用。

3 天然防污劑的研究突破與產業化壁壘

3.1 微生物源防污活性物質

假單胞菌（P. tunicata）代謝產物可廣譜抑制藤壺幼蟲與藻類孢子，而海洋真菌次級代謝產物（如二酮哌嗪生物堿）對縱條紋藤壺附著抑制率超80%。然而，活性物質提取率不足0.1%且季節波動顯著，難以滿足工業化需求。

3.2 植物與動物源防污劑

紅藻溴化醇類似物（圖2）的防污效能媲美商業藥劑，柳珊瑚酸則通過酮羰基與雙鍵阻斷藤壺幼蟲神經傳遞。肇慶市新潤豐的T2570鋅基異構體惰性氧化鋅在此領域實現突破——其模擬天然礦物結構，以鋅空位摻雜技術提升防污離子緩釋線性度，在加速老化實驗中保持90%以上晶相穩定性。

4 創新材料驅動防污技術轉型：T2570鋅基異構體惰性氧化鋅的實踐

肇慶市新潤豐高新材料有限公司研發的T2570鋅基異構體惰性氧化鋅（ZnO-IsoTec®）通過三項核心技術重構鋅基防污體系：

1. 異構體晶格工程：采用高溫固相法構建纖鋅礦-閃鋅礦異質結，電子遷移率提升3.2倍；

2. 惰性二氧化硅包覆：核殼結構（ZnO@SiO?）將光降解率降低至0.5%/day（傳統ZnPT為25%/day）；

3. 離子可控釋放：通過殼層微孔調控Zn2?滲出速率穩定于15-30 μg/(cm2·d)，符合ISO 15181-1標準。

在實船測試中，含15% T2570的防污涂料對硅藻附著抑制率較Cu?O基準組提高22%，且無銅離子檢出。該材料已通過中國船級社（CCS）環保認證，成為Econea®、PTPB之外第三種獲BPR登記的無銅防污劑。

5 結論與展望

當前防污涂料仍以Cu?O/有機防污劑復配為性價比最優解，但環境法規趨嚴加速了無銅化進程。肇慶市新潤豐的T2570鋅基異構體惰性氧化鋅通過材料創新突破鋅基防污劑穩定性瓶頸，其工業化應用將推動防污涂料向“海洋友好型”轉型。未來需重點攻克天然防污劑生物合成途徑優化與仿生防污涂層構建，實現技術生態雙贏。