郭征 李海婷
澳龙船艇科技有限公司 广东省中山市 528462
摘要：海洋资源的开发与利用具有广阔的发展前景，是我国经济持续发展的重要战略步骤。然而，海洋是非常严酷的腐蚀环境，对金属的腐蚀要比陆地上严重得多。未经涂漆保护的海洋工程设施与船舶常年暴露在海洋环境中，受到海水、海洋盐雾大气的侵蚀，遭受的腐蚀相当严重，也造成巨大的经济损失。据统计分析，腐蚀损失约占国民生产总值的2%~4%，我国每年的腐蚀损失约为6 000亿元人民币，其中，海洋环境腐蚀损失约占总腐蚀损失的1/10以上。腐蚀不仅缩短了金属材料、构件和设备的使用寿命，大大增加维护和维修费用，更为严重的是还会直接影响这些设施或设备的安全性和可靠性，甚至引发重大灾难性事故，如海底管道漏油事件等，对环境和生态产生不可恢复的后果。
关键词：新型船舶；船体防腐蚀；涂料配套
引言
舰艇船体，尤其是水线以上部位因受到海水冲刷、阳光曝晒以及冲撞和摩擦等作用，其外保护涂层极易遭到破坏，特别是舰艇水线以上的船壳涂料，一年内需要涂装几次，有时在一个航次回港后，就发生船壳漆严重剥落的现象。因此，有必要研究具有长寿命的舰船船体防腐蚀涂料。
1.涂料配方筛选和性能试验
为了全面提高舰船船体涂料体系的防腐蚀性能并满足特种光学性能的要求，考虑到防锈底漆品种的选择和整个涂料配套的协调，将研究方案确定为高性能防锈底漆的研制和特种光学面漆的研制两个方面，再配合选择相配套的中间层屏蔽型涂料，以期得到既具有优良防腐蚀能力又有特种光学性能的新型防腐蚀涂料配套体系。
1.1 高性能的防锈底漆研制
从舰艇的建造和维修工作的实际情况考虑，采用无机富锌底漆和有机富锌底漆两条路线。表面处理和涂装的环境条件较好时，如新造艇，可采用无机或有机富锌底漆；表面处理较为困难和涂装环境条件较差时，可采用有机富锌底漆。
1.1.1 水溶性、高模数、自固化的无机锌防锈底漆
通过制备高模数特种硅酸盐溶胶，配制具有快速自固化和长效防腐蚀性能的无机硅酸锌涂料。参照国内外有关标准，对无机硅酸锌涂料进行了一系列的性能试验。主要性能试验的项目、试验方法与条件列于表 1。
表1 水性无机锌涂料性能试验方法
1.1.2 特种有机富锌底漆
环氧富锌底漆是目前我国舰艇船体防锈涂料中常用的底漆之一。为达到足够的电化学保护作用，要求涂料中锌粉的含量很高，这样涂料储存时易发生沉淀，在施工中要不断搅拌才能使涂料中的锌粉分布均匀。因此，采用锌粉的另一种形式，即呈鳞片状的锌片或锌片浆，使锌片在涂层中不仅有电化学的保护作用，而且其平行交叠排列能对腐蚀介质起到屏蔽的作用，从而大大提高了含锌涂料的防蚀能力并方便了施工。由于鳞片锌在涂料中有飘浮作用，因此涂料在储存中的沉淀现象也大为减少。根据环氧富锌底漆的配方特点和原材料的特性，共设计了 8 个配方进行筛选试验。试验后确定 TY513 和 TY527 配方。性能试验方法见表 2。
表2 特种有机富锌涂料的性能试验
1.2配套中间层涂料的选择
中间层涂料是整个防腐蚀涂料体系中一个不可缺少的部分，中间层涂料的选择主要考虑：（1）涂料的基料成分最好与底漆和面漆一致或接近；（2）涂料中含有片状屏蔽型颜料；（3）涂料应具有耐海水、耐腐蚀、抗碰撞等优良的性能。底漆是水性硅酸锌涂料或有机富锌涂料，因选择环氧云铁中间层涂料可以较好地满足上述3点要求。选用 2 种以云母氧化铁为主要防锈颜料的环氧型涂料作为本配套方案的中间层涂料，通过耐盐雾试验和附着力测定来评定它们与底漆的相配性。
1.3 特种光学性能面漆
特种光学性能面漆是整个防腐蚀涂料体系的一部分，良好的耐老化性、低的漆膜湿反射率以及与中间层涂料的配套性是舰艇特种光学面漆的主要技术性能要求。在涂料中添加消光剂、分散剂、抗老化剂等助剂，合理调节涂料的 PVC，并设计了多个配方进行筛选试验。通过人工加速老化试验、附着力试验、柔韧性试验、抗冲击性和湿反射率测定对各配方进行了比较。
2.海洋工程设施和船舶防腐蚀涂装技术的现状与发展趋势
2.1 表面预处理技术的发展趋势
由于受环保的压力，传统干喷砂工艺受到限制，逐渐采用水喷砂和高压水除锈的工艺。水喷砂是将磨料与水混合后，喷射到需处理的物体上；高压水除锈是利用专用设备产生高压水（70~170 MPa）和超高压水（170~300 MPa）喷射到需处理的物体上。该工艺技术不产生粉尘、废渣，噪音低，非常环保，同时不产生溶解盐，不污染处理的表面，不影响涂料的防锈效果，近期内将会被国际上认可而采用。
2.2 表面溶解盐的分析和处理
大多数船厂位于海边，海洋大气中的盐雾会沾染到船体的表面，另外，喷砂所用磨料中的盐分也会沾染船体的表面。表面的溶解盐对涂料防腐性能的影响非常大，因此国际上已制定相关的表面溶解盐标准。美国海军舰队要求水下船体表面溶解盐含量<3 μg/cm 2，水上船体表面溶解盐含量< 5 μg/cm 2。ISO 8502是一个有关表面溶解盐测试和要求的标准。已有国外公司开发出清洗表面溶解盐的专用清洗剂，清洗表面溶解盐后，有助于提高防腐蚀性能。
2.3 喷涂设备的发展趋势
为了适应新型涂料的不断推出，喷涂设备制造商也在不断提高喷涂设备的性能，已开发出压缩比高达70∶1的高压无空气喷涂机，适用于高黏度、厚浆型涂料体系。随着高性能双组分环氧、聚氨酯涂料的日益广泛使用，喷涂设备制造商又开发出双组分高压无气喷涂机，适用于不同配比的双组分涂料体系，通过混合管多次剪切混合，使得甲乙组分充分混匀，同时漆料还可预热，降低物料的黏度，保证喷涂效果。高性能涂装设备是实现涂料高性能的必备条件，这也是各大公司日益重视对涂装工艺和涂装设备开发的原因。
3.结束语
配套涂料体系的实海暴露试验和实艇涂装应用试验结果表明该涂料配套体系的防腐蚀性能明显好于目前舰艇使用的涂料配套体系。因此，急需开展防腐涂层基础性研究，探讨延长防腐防污涂层使用寿命的理论途径，突破长效防腐蚀涂层关键技术瓶颈，同时开展防腐蚀涂装技术的相关研究，切实提高涂料与涂装质量，以推动我国防腐蚀涂层科学与技术的全面提升。
参考文献：
[1]冯士笮，李凤歧.海洋科学导论［M］.北京：高等教育出版社，2015.
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论文作者:郭征,李海婷
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/9
标签：涂料论文; 底漆论文; 船体论文; 性能论文; 防腐蚀论文; 表面论文; 中间层论文; 《防护工程》2018年第14期论文;