船舶涂料的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景知幾何

　　船舶航行的海洋環(huán)境是非常嚴酷的腐蝕環(huán)境，腐蝕情況對船舶的運營壽命和航行性能產(chǎn)生了非常重要的影響。為了最大限度的防止或減緩船體材料的腐蝕，船舶從設(shè)計到制造，采取了各種防護方法，如船體涂裝防護涂料、加犧牲陽極或電防腐、使用不易腐蝕的船體材料等。其中，涂裝材料是應(yīng)用中最廣泛、最便捷的防護手段。

　　1、船舶涂料的類型和使用

　　根據(jù)船舶腐蝕的各種情況及各部位對防護要求的不同，經(jīng)過多年的研制和應(yīng)用，船舶涂料形成了自己的體系，主要分為防銹底漆、船體面漆、淡水艙涂料、防污涂料及特種涂料這幾個方面。

　　1.1船用防銹底漆

　　船舶用防銹底漆傳統(tǒng)上按照使用區(qū)域不同分為艙內(nèi)漆和外板漆。過去造船普遍采用氯化橡膠體系作為防銹底漆，而對于花鋼板下部及壓載艙等腐蝕情況較為嚴重的區(qū)域，則普遍采用瀝青底漆作為防護。

　　按照使用性能來看，氯化橡膠底漆具有涂裝性能優(yōu)良、涂膜成型較好、可復(fù)涂的優(yōu)點，而且價格較為低廉，因此得到了廣泛的應(yīng)用。但由于氯化橡膠底漆具有易老化、有毒性的缺點，只能作為一種低檔涂料。目前大部分被丙烯酸底漆和環(huán)氧底漆所取代，只在修船上還少量使用。隨著技術(shù)的發(fā)展，如今改性環(huán)氧涂料有全面替代防銹底漆的趨勢，而性能更為優(yōu)越的純環(huán)氧底漆也在新造船商使用廣泛。

　　由于瀝青對海洋環(huán)境存在污染，從20世紀90年代后期，國際上已基本禁止使用環(huán)氧瀝青涂料作為防腐涂料使用，國際上瀝青涂料和焦油環(huán)氧涂料已基本停產(chǎn)。但由于瀝青防腐性能優(yōu)良，且國內(nèi)法規(guī)要求不嚴格，國內(nèi)廠家還在生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品。

　　艙內(nèi)非重要部位的防銹底漆過去采用較多的是鐵紅醇酸底漆，現(xiàn)在仍在廣泛使用。但由于其中主要組成部分——紅丹粉具有毒性，對船員的生活和健康存在影響，現(xiàn)在各國已達成共識，今年內(nèi)取消鐵紅底漆?，F(xiàn)在含鋅的醇酸底漆已經(jīng)在造船上使用，效果良好。

　　1.2船體面漆

　　船體面漆分為水線漆、干舷漆、上建漆、甲板漆和艙內(nèi)面漆等部分。

　　過去傳統(tǒng)造船通常采用氯化橡膠面漆作為外圍漆，而由于氯化橡膠面漆易老化的先天不足，后來逐漸被病死算面漆所取代。而丙烯酸面漆由于存在容易粉化的缺陷，近年來新造船使用的較少，現(xiàn)在造船商普遍采用的是環(huán)氧面漆和聚氨酯面漆。聚氨酯面漆具有硬度高、色澤好、保光性強的諸多優(yōu)點，正成為船舶面漆的主打產(chǎn)品。而且，由于面漆的性能得到了提高，現(xiàn)在外用面漆部分區(qū)分越來越不明顯，有逐步統(tǒng)一的趨勢。

　　由于面漆的顏料中含有有毒的鉻酸鹽，已被明令禁止使用。目前，代替的顏料價格較為昂貴，且保色性還有待提高，色彩鮮艷的面漆還主要集中在幾個國際品牌中生產(chǎn)，國內(nèi)廠家的能力不足。

　　1.3淡水艙涂料

　　過去傳統(tǒng)造船淡水艙是采用涂膜水泥的方法防護的。采用水泥防護對水質(zhì)沒有影響，但水泥存在空隙多、易開裂的缺點，對鋼板銹蝕的防護差強人意?，F(xiàn)在新造船普遍采用淡水艙漆進行淡水艙的涂裝。

　　淡水艙涂料目前普遍采用的是純環(huán)氧涂料，有高固體分和無溶劑環(huán)氧涂料兩種，后者對施工的設(shè)備和技術(shù)水性要求很高，小型船艙一般很少使用。目前從使用情況來看，普遍存在施工苦難、氣味去除不徹底的情況，淡水艙的水質(zhì)得不到很大提高，最多作為生活用水，很難達到飲用水標準。

　　高檔的淡水艙涂料目前國內(nèi)生產(chǎn)較少，一般都需要進口。不僅供貨周期唱，而且高檔涂料的施工條件苛刻，對環(huán)境溫度、濕度、通風(fēng)條件、除銹水平、噴涂設(shè)備要求較高、中小型船廠就算按照船東要求施工，采用高檔淡水艙涂料，也很難達到涂料應(yīng)具備的性能要求。

　　1.4防污涂料

　　為了防止船體海生物附著對船體產(chǎn)生生物腐蝕和影響航速，船體水下部分普遍采用防污涂料抑制海生物發(fā)展。過去傳統(tǒng)采用防污涂料是使用含砷、鎘、鉛、錫的化合物對海生物造成殺傷，但這些化合物通過海生物進入人體，對人體的健康產(chǎn)生了嚴重的危害。目前國際上已經(jīng)明令禁止上述成分的防污涂料在船舶上使用。

　　目前船舶上采用的防污涂料是采用氧化亞銅作為防污劑的防污涂料，分為長效防污涂料和自拋光防污涂料兩種。前者施工結(jié)束后必須盡快下水，否則開裂，后者則沒有這些限制。從使用情況看，長效防污涂料適合于在航率不高的船舶和海上設(shè)施使用，而自拋光防污涂料適合航速比較快、在航旅高的船舶。由于氧化亞銅仍然對人體存在毒性，國際上只是讓其作為一個過渡產(chǎn)品存在的，未來將逐步禁止使用。新一代的防污涂料研制已經(jīng)提上日程，但從面市的產(chǎn)品來看，存在價格昂貴、施工困難和使用范圍狹小的缺點，難以適應(yīng)大規(guī)模造船的要求。

　　1.5特種涂料

　　特種涂料是隨著近年來船舶市場的發(fā)展而逐漸推廣是用的，包括油艙涂料、防火涂料、化學(xué)品艙涂料和耐高溫涂料。這些涂料的使用普遍要求進行特種涂裝作業(yè)，對施工條件要求較高，大多數(shù)情況下根據(jù)艙室的具體情況和裝載物的不同進行定制生產(chǎn)。

　　目前普遍采用的特種涂料主要使用環(huán)氧樹脂作為基體添加對應(yīng)特殊要求的添加劑如油艙的耐油顏料生產(chǎn)而成。而通用的乃問涂料采用鋁粉作為添加劑達到一定的耐溫效果。而對于條件苛刻的環(huán)境，則需選用特殊的涂料系列，如采用硅酮涂料作為耐高溫段涂料使用。

　　2、船舶涂料的發(fā)展方向

　　隨著世界海洋工業(yè)的迅速發(fā)展和環(huán)境保護法對船舶工業(yè)的影響，船舶涂料今后可持續(xù)發(fā)展方向重點開發(fā)高性能及環(huán)保型涂料。

　　2.1低表面處理防銹涂料

　　船舶及海洋設(shè)施有許多狹小緊密或不能搬動的部件，維修是往往難以進行徹底的表面處理，正常處理后仍帶有不同程度的銹蝕物，并常處于高度潮濕及帶油油艙維修中的狀態(tài)，需要一種在惡劣表面可直接進行涂裝的高性能低表面處理涂料，這種涂料不但可以減輕表面處理的壓力，避免預(yù)處理對環(huán)境造成的污染，并可節(jié)約大量維修費用。

　　2.2高性能無公害防銹顏料和填料

　　鈍化性或緩蝕型船舶涂料一般使用含鉛、鉻等重金屬的防腐顏料，這些顏料有一定的毒性。為此，研究開發(fā)一直鋼鐵腐蝕的新型活性顏料，如磷酸鋅、磷酸鈣、鉬酸鈣以及其他含磷化合物等;新型的三聚磷酸鋁、四氧化錳和鐵氧體作為防腐蝕活性顏料也有極佳的防腐效果。

　　2.3超耐候性面漆

　　有機硅樹脂涂料的耐候性和耐久性極好，一般可使用10～20年或者更長的時間。

　　目前開發(fā)的改性有機硅樹脂涂料主要有：有機硅醇酸樹脂涂料、有機硅橡膠改性聚氨酯涂料、丙烯酸有機硅樹脂涂料等。

　　2.4無溶劑涂料

　　無溶劑環(huán)氧涂料具有一次成膜、便于噴涂、可常溫固化、邊緣覆蓋性好、防腐蝕性能優(yōu)異等特點;而無溶劑聚氨酯涂料的性能更為出色，具有易施工、無針孔、耐候、機械性能優(yōu)良的優(yōu)點。由于施工過程中無有機溶劑揮發(fā)，不僅涂料厚度計防腐效果得到保障，而且液艙內(nèi)部施工安全性明顯改善。

　　3、船舶防污涂料的發(fā)展方向

　　目前，新型防污涂料的研究開發(fā)主要采用4條線路;改變涂層表面的物理化學(xué)特性，如低表面能防污、高吸水不穩(wěn)定表面防污、表面植絨防污等;采用生物化學(xué)和仿生防污方法;開發(fā)新型無毒防污劑，進一步發(fā)展自拋光防污涂料;點解海水防污涂料，離子交換樹脂型防污涂料等。

　　3.1低表面能涂料

　　這種涂料基于涂層的低表面能特性發(fā)揮防污作用。涂料表面具有低的表面能，海洋生物難于附著或者不牢，船舶航行時在水的剪切力作用下可以使附著生物接觸，或利用專門的清理設(shè)備很容易地將附著生物去除，從而達到防污目的。目前，此種涂料已有產(chǎn)品面市。

　　3.2生物化學(xué)防污劑及仿生涂料

　　生物化學(xué)防污劑及仿生涂料概念源自人們對海洋生物天然的防附著特性的認識，海洋生物如海豚、海蟹等長期置身海水，但沒有附著生物粘附。研究發(fā)現(xiàn)，海洋生物通過分泌一種對附著生物有避忌或抑制作用的特殊化學(xué)物質(zhì)，或者通過特殊的表面邢臺，避免其他海洋生物在體表附著。依據(jù)這些機理，人們研制開發(fā)了仿生防污方法。目前存在的主要問題尚不清楚，且天然防污劑產(chǎn)量少，難以人工合成。

　　3.3海水電解導(dǎo)電涂料

　　海水電解導(dǎo)電涂料的工作原理是以導(dǎo)電涂層為陽極，船殼鋼板為陰極，當微小電流通過時，會使海水電解，產(chǎn)生次氯酸鈉，借此達到防止海洋生物在船殼表面附著的墓地。為提高導(dǎo)電涂料的使用壽命，研究人員對導(dǎo)電防污涂料配制所用的樹脂、導(dǎo)電填料和固化劑等展開了詳盡的研究。

　　3.4無毒防污和新型自拋光涂料

海洋污損生物適宜在pH值為7.5～8.0的微堿性海水生長。由此，開發(fā)出以高酸值樹脂或添加高酸性防污劑制成的防污涂料，涂膜表面呈酸性，形成不合適海洋生物生長的微環(huán)境，從而達到驅(qū)趕和防潮的效果。

來源：慧聰表面處理網(wǎng)

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