劉學(xué)棟 張策 徐康生

摘 要：涂料是船舶制造過(guò)程中必須使用的涂料，對(duì)船舶質(zhì)量具有很大意義。但是由于傳統(tǒng)工業(yè)涂料在施工含有大量的有機(jī)溶劑，進(jìn)行施工和干燥處理時(shí)，大量有機(jī)溶劑不斷揮發(fā)，產(chǎn)生了大量的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)對(duì)人們的身體健康造成影響。本文主要從水性防腐涂料在船舶涂裝中的應(yīng)用進(jìn)行分析，希望可以給相關(guān)研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：水性；防腐涂料；船舶涂裝

船舶行業(yè)是組成我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中最重要的組成部分，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要產(chǎn)業(yè)。近年來(lái)在資源短缺的影響下，人們的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，涂料行業(yè)也開始向環(huán)保和節(jié)約資源方向發(fā)展。西方許多家使用的水性涂料量較大，但我國(guó)使用此種涂料的起步時(shí)間較晚，還在進(jìn)步和發(fā)展。

一、水性防腐涂料的種類、發(fā)展以及其他溶劑型涂料的對(duì)比

1.水性涂料的分類和發(fā)展

（1）水可稀釋型涂料。此種涂料用樹脂在水中是不溶解的，但其含有的分子質(zhì)量較低、可用胺中和羧酸基團(tuán)相對(duì)分支質(zhì)量低，樹脂成為水溶解的高固體溶液，顏色和其他助劑也可以溶解，可以借助水溶性和鹽基團(tuán)親水而溶于水。很多樹脂、聚酯樹脂以及環(huán)氧樹脂等都可在樹脂分子鏈上，以特定親水基團(tuán)獲得水稀釋涂料使用樹脂。該體系中，酸值較高或親水性基團(tuán)較多的樹脂都可以應(yīng)用到浸涂和烘漆中。

利用核-殼結(jié)構(gòu)可以得到酸性值較低的水可稀釋樹脂，首先，選取符合要求的樹脂，然后利用自由基聚合方法將預(yù)定酸值的丙烯酸酯類單體接到目標(biāo)分子中，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)后，樹脂自動(dòng)溶解到水中。此種利用核殼形成的樹脂，經(jīng)常被人們用作親水殼層和疏水核層，可以作為自干涂料和制備烘漆使用。

（2）乳液型涂料。乳液型樹脂是油溶解性聚合物利用機(jī)械力分散到水中形成。之前使用的乳化劑不參與成膜，只游離在漆膜中，會(huì)對(duì)漆膜防腐和耐水等性能產(chǎn)生影響。近期乳化劑技術(shù)得到了很大進(jìn)步，可以借助聚合型乳化劑提升產(chǎn)品的防腐性和耐水性。此類涂料主要有醇化酸涂料和水乳型環(huán)氧涂料。

（3）水乳膠型涂料。該種涂料是一種借助乳液聚合制備形成的，現(xiàn)在乳液聚合技術(shù)已經(jīng)取得了較快發(fā)展，開始應(yīng)用到建筑和工業(yè)防護(hù)等領(lǐng)域，可以將其劃分為均相乳液聚合和異相乳液聚合。前者是步法形成的乳液聚合；后者是近幾年發(fā)展形成的方法。丙烯酸酯乳膠涂料苯乙烯-丙烯酸酯涂料及其改性產(chǎn)品是此類涂料的主要組成部分。

雜化乳聚合是一種對(duì)樹脂制備和改性技術(shù)，主要讓改性樹脂溶解到丙烯酸單體中，經(jīng)過(guò)預(yù)乳化得到微乳液，然后再利用聚合技術(shù)得到膜性能穩(wěn)定的聚合物膠乳。此種膠乳聚合了丙烯酸樹脂和改性樹脂的優(yōu)點(diǎn)，提升了其綜合性能。

2.水性涂料分類和同類比較

早期水性涂料在性能和溶劑型涂料具有很大差別，具體性能比較如下表1所示。

二、水性防腐涂料在我國(guó)船舶涂裝中的應(yīng)用

1.船舶涂料的發(fā)展趨勢(shì)

在資源短缺的影響下，國(guó)家環(huán)保法規(guī)中指出，必須推動(dòng)船舶涂料向環(huán)保和節(jié)省資源的方向發(fā)展。雖然從現(xiàn)階段船舶涂料的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，我國(guó)船舶制造依然以防腐涂料為主，而且在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)會(huì)占據(jù)市場(chǎng)，但是在環(huán)保船舶涂料的發(fā)展下，傳統(tǒng)涂料將逐漸被新型涂料所取代。除了涂料體系向高固體分涂料和無(wú)溶劑涂料發(fā)展外，顏填料還要順應(yīng)環(huán)保發(fā)展要求，防銹顏料中添加的紅丹和絡(luò)酸鹽等物質(zhì)逐漸被新型產(chǎn)品替代。

2.我國(guó)水性船舶涂料發(fā)展現(xiàn)狀和品種

在20世界90年代，世界公司JOTUN、KCC等開始進(jìn)入中國(guó)。歐美等國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)非常重視，促進(jìn)了船舶涂料的發(fā)展，水性船舶涂料產(chǎn)品具有很好的應(yīng)用前景。滬東造船廠在80年代給香港環(huán)球制造的船舶就使用外資公司生產(chǎn)的水性醇酸面漆。除了很多外國(guó)公司在我國(guó)合資廠外，國(guó)內(nèi)很多生產(chǎn)家也開始使用水性船舶防腐涂料，但對(duì)耐腐蝕要求嚴(yán)格的生活艙、機(jī)艙等部位還沒(méi)有實(shí)行水性涂料。

由于船艙內(nèi)空間較小，通風(fēng)不通暢、很多船艙設(shè)備都有發(fā)生火災(zāi)的可能，尤其是采用絕緣層軟包覆施工中，很多絕緣材料都是內(nèi)部空隙較多，吸收涂料量大，容易造成有機(jī)溶封閉在多孔中，導(dǎo)致船艙內(nèi)部異味較大，影響了船艙工作人員的身體健康。水性材料涂料的使用，可以實(shí)現(xiàn)涂料施工和其他作業(yè)交替進(jìn)展，提高了造船效率，改善了船艙環(huán)境，而且對(duì)其他要求較低。

與傳統(tǒng)涂料相比，水性防腐涂料取得了很大進(jìn)步，但是市場(chǎng)上水性涂料種類較多，所以相關(guān)研究人員開始對(duì)涂料生產(chǎn)廠家進(jìn)行了研究。由于水性涂料測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)較苛刻，所以只有極少數(shù)生產(chǎn)廠家通過(guò)生產(chǎn)毒性要求。測(cè)試按照艦船用非《金屬材料毒性評(píng)價(jià)規(guī)程》進(jìn)展，測(cè)試時(shí)將樣板按照一定比例放在在恒溫恒濕密閉箱中，定期度樣板釋放濃度進(jìn)行檢測(cè)，最后還要對(duì)漆膜燃燒后延期進(jìn)行小白素毒性試驗(yàn)。毒性試驗(yàn)超過(guò)30小時(shí)的可以做內(nèi)船艙涂裝；通過(guò)60小時(shí)可以做常規(guī)內(nèi)艙涂裝；通過(guò)90小時(shí)可以作核潛艙在內(nèi)各種船艙涂裝。

3.水性船艙防腐涂料發(fā)展中的問(wèn)題

（1）產(chǎn)品種類少，產(chǎn)品性能還要不斷完善。我國(guó)水性船舶防腐涂料起步較晚，產(chǎn)品只有防銹底漆和面漆幾種類型。

（2）施工性能。低溫施工性有待提升。與傳統(tǒng)溶劑相比，水蒸發(fā)較快，水涂料會(huì)揮發(fā)，只有在低溫潮濕狀況下生產(chǎn)，才能減少材料浪費(fèi)，避免涂料流淌。

（3）提高水性船舶涂料功能和性價(jià)比。水性船舶涂料的主要優(yōu)勢(shì)是安全可靠，如果使用功能不全，將會(huì)影響推廣，所以必須提升性能，從涂料抗結(jié)露、船殼熱反射和隔熱等方面進(jìn)行研究。

三、結(jié)語(yǔ)

水性涂料具有使用安全和環(huán)境友好等特點(diǎn)，已經(jīng)成為船舶行業(yè)發(fā)展的主要材料，減少了環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境和資源利用的協(xié)同發(fā)展。由于水性涂料具有不宜燃燒、爆炸等特點(diǎn)，減少不安全隱患，同時(shí)還可以與其他涂料同時(shí)應(yīng)用，提升了船舶制造效率，在未來(lái)發(fā)展中將得到更廣的應(yīng)用。

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