船舶涂料的分類、現(xiàn)狀和前景

時間：2015-02-06作者：武漢現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)研究院瀏覽：187

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，而性能較為優(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，**上已基本禁止使用環(huán)氧作為防腐涂料使用，**上和焦油環(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)氧面漆和面漆。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**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，較多作為生活用水，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**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，**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、*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**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，如鋅、鈣、鉬酸鈣以及其他含磷化合物等；新型的三聚鋁、四氧化錳和鐵氧體作為防腐蝕活性顏料也有較佳的防腐效果。
2.3 **耐候性面漆
涂料的耐候性和耐久性較好，一般可使用10～20年或者較長的時間。目前開發(fā)的改性涂料主要有：**硅涂料、**硅橡膠改性涂料、酸涂料等。
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；而無溶劑涂料的性能較為出色，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**溶劑揮發(fā)，不僅涂料厚度計防腐效果得到**，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**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**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，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。


4 結(jié)語
隨著**造船市場的發(fā)展和SOLAS對海上腐蝕和安全的關(guān)注，未來船舶涂料江城縣百花齊放的發(fā)展局面。作為船舶建造企業(yè)，應(yīng)時刻關(guān)注涂料市場的較新發(fā)展，提高船舶涂裝質(zhì)量，降低涂料使用成本。

武漢現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)研究院專注于金屬防護材料,混凝土防護材料,特種樹脂,功能顏料,防腐涂料等

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