降低生物杀灭剂暴露风险| 2019-07-09 | PCI杂志

自2003年全球禁止在防污涂料中使用三丁基锡(TBT)以来，海洋涂料制造商被迫重建其涂料配方，以适应不同的杀菌剂，铜被指定为首选候选，辅之以增强型杀菌剂。油漆制造商可用的杀菌剂面板还面临着欧盟关于生物杀菌剂产品指令(98/8/EC)的新监管挑战。该指令的影响是将防污涂料中可使用的经认证的生物杀菌剂数量减少到仅12种活性物质。航运是一个全球化的产业，依赖于准时交货。因此，调度处罚和增加燃料成本都是可以接受的。必须找到另一种解决船体上藤壶污染的方法。

从研发到商业化

2000年2月，哥德堡大学的生物学家发表了一篇关于瑞典水域生物污染的研究论文。研究人员一直在研究如何使用一系列在海水中溶解时防止硬污垢沉降的物质。本研究主要针对即兴两栖藤壶(Amphibalanus improvisus)及其幼虫阶段在人造表面的定殖(图1)。本研究的目标是发现肾上腺素受体活性化合物，该化合物可以操纵藤壶幼虫的行为，抑制无脊椎动物幼虫的定居。Dahlström, et al.(2000)发现幼虫期受体对一种物质特别敏感——美托咪定(表1)。这种生物活性物质阻止藤壶幼虫试图在坚硬的基质上定居。美托咪定的另一个特点是其可逆作用。接触到这种物质的幼虫后来仍然可以蜕变成幼年藤壶，没有明显的不良影响。

瑞典研究人员与两所芬兰大学合作，发现美托咪定可以与一组特定的受体结合，即章鱼胺受体。克隆了受体，建立了受体与美托咪定的因果关系。进一步的研究使研究人员将章鱼胺受体的结合与幼虫在表面行为的变化联系起来。这解释了这种物质在防污涂料中可以高效地预防和阻止藤壶幼虫，而对藤壶没有毒性。

在最初的面板测试中，有了进一步的发现。值得注意的是，含有美托咪定的聚合物薄膜，其浓度相当于0.02%的重量体积，两周后对侵略性的藤壶的排斥率为97%，四周后为96%。没有其他大型污染生物的存在。进一步的区别指向美托咪定大规模合成的潜力:它倾向于在整个表面的固/液界面上积累。

这些重要的研究成果促进了该行业第一个生物技术方法的发展，以防止生物污染。自那以后，I-Tech AB已将美托咪定在船舶涂料中的应用商业化，并以Selektope品牌拥有该防污剂的所有知识产权和监管权^®．今天，I-Tech控制着最大和最有效的美托咪定生产来源。

美托咪定的使用目前适用于自抛光或控制损耗聚合物类型的涂料。它是一种低浓度(纳米摩尔)具有非常有利的防污性能的生物杀菌剂。为了获得对藤壶污染的充分保护，在湿式涂料配方中应使用0.1-0.3% w/w的美托咪定。每升油漆只使用2克美托咪定，相当于每升油漆使用500-700克氧化铜来防止藤壶附着。

Selektope(美托咪定)以粉末形式供应给涂料制造商。然而，I-Tech建议其客户，为了确保持续释放和长期性能，应将生物杀菌剂作为溶液添加在合适的溶剂中。如果将产品作为溶液使用，而不是以固体粉末形式添加，则更容易在涂料中获得均匀的混合物。I-Tech还建议，杀菌剂应该在生产过程的早期添加，而不是在配方后添加。

增强的安全

在油漆生产过程中，使用防护服以确保生产人员不暴露，这是处理防污物质的正常程序。在油漆生产和应用过程中的安全程序设计良好，以避免暴露。为了达到最佳的安全性，必须准确地处理Selektope，并使用适当的个人保护程序。I-Tech通过定期对制造商进行审计，并在涂料生产过程中提供安全处理信息来确保这一点。

然而，为了进一步提高防污涂料制造过程中的安全性，I-Tech开发了一种独特的创新解决方案，用于将美托咪定无尘管理到液体涂料批次中。

2018年，I-Tech推出了一种改变游戏规则的包装解决方案，挑战了在油漆制造过程中如何添加生物杀灭剂的现状。滴入式，无尘可溶膨胀聚苯乙烯(EPS)容器包装系统允许涂料制造商在密封容器中添加Selektope，而无需打开。这使得100% Selektope粉末材料无尘充电到液体油漆，完全消除灰尘的形成。EPS容器几乎瞬间完全溶解，在涂层体系中不留任何痕迹。它还使涂料制造商能够最佳地利用活性剂，并提高涂料加工厂的安全性。

每个EPS容器内提供一个CurTec HDPE螺丝盖罐与锁定机构，使其耐用，提高抗冲击运输。完整的EPS容器系统可以容纳300-800克Selektope(美托咪定)作为干粉在一个非常轻的重量(18克)EPS容器(图2)。

由I-Tech AB公司正式推出的EPS容器经过了广泛的测试，在制造过程中使用，不会影响涂料性能。由于聚苯乙烯将成为油漆系统的一个组成部分，因此在几家全球油漆公司的油漆配方中使用了一种特殊等级的EPS质量。此外，EPS的完全溶解有助于减少浪费和提高Selektope的有效利用。

近年来，I-Tech已经成功地扩大了其独特技术的生产规模，从以公斤为单位，到一个强大的生产平台，生产数吨规模。I-Tech最新的杀菌剂包装创新支持客户安全使用Selektope，并在涂料制造过程中添加杀菌剂，改变了游戏规则。它还支持市场越来越多地采用这一突破性技术。

证明性能

自该技术进入海运市场以来，已有300多艘船舶涂上了含有Selektope的防污涂料。就在最近，百慕大油轮的船东和运营商Team Tankers International宣布，在对一艘MR油轮进行了为期40个月的防污涂层试验后，他们已经承诺另外四艘船使用抗黑壶活性剂Selektope的保护，该防污涂层具有优异的硬防结垢性能。

2015年，46067载重吨化学和产品运输船Team Calypso在新加坡胜科造船厂进行为期五年的干坞期间，其垂直侧面涂有Chugoku Marine Paints公司的SEAFLO NEO CF-Premium防污涂层，该涂层含有Selektope。

在过去的40个月里，MR油轮在全球范围内广泛的贸易航线上积极运行，经常航行在全球生物污染热点地区，水温为25°C(高达32°C)，生物污染风险非常高。该船还在这些区域空转了好几段时间。

然而，在试验中，藤壶未能将自己固定在油轮的船体上，这要归功于Selektope的保护，Selektope激活了藤壶幼虫的章鱼胺受体，使它们保持游泳模式，并防止它们附着在船体上，而不会造成致命影响。第35个月进行的船体检查表明，Calypso团队的船体几乎没有藤壶，没有软污垢覆盖。

独立的第三方数据分析也验证了selektope动力船体涂层的防结垢性能。在第40个月时，由于污垢对Calypso团队船体和螺旋桨的总增加阻力非常低，为16%，相比之下，年龄、尺寸和贸易模式相似的参考船预计将高达30%。在这16%的总阻力中，船体上的附加阻力占10%，而螺旋桨上的附加阻力占剩下的6%。与预期的0.5%至1.5%的增长率相比，附加抗性的发展是按相当于每月0.4%的速度计算的。