黃東偉， 張 衛(wèi)， 劉小川， 王洪濱

(招商局郵輪制造有限公司， 江蘇 南通 226116)

0 引 言

眾所周知，在船舶建造過程中，鋼板經(jīng)過焊接、運輸、吊裝、合龍等工序后，會產(chǎn)生較明顯的變形，特別是厚度較薄的鋼板，變形非常明顯[1]。雖然目前可以通過改進焊接工藝、火工等手段對鋼板變形進行控制和矯正，但是其效果仍有限。在面漆涂裝完畢后，面漆所具有的有光或高光特點，在光線明亮的情況下，會使鋼板的變形顯得更加突出，影響船舶的整體外觀，特別是在外觀涂裝要求較高的游艇、郵船領(lǐng)域，直接決定著船舶的整體檔次，甚至?xí)ζ渖虡I(yè)營銷產(chǎn)生不利影響。

在歐美等發(fā)達國家，私人游艇普遍成為富裕家庭閑暇時用來消遣的工具，與此同時，也催生出較多的私人游艇制造和修理產(chǎn)業(yè)。在游艇產(chǎn)業(yè)長期的發(fā)展過程中，逐步形成使游艇外表涂裝美觀的制作材料和工藝[2]，其中很重要的一種材料為環(huán)氧膩子。環(huán)氧膩子具有成型厚的特點，可以用來遮蔽鋼板的變形和表面的缺陷，與底層油漆有非常好的結(jié)合力，強度和韌性佳，易施工涂布，易打磨成型，且與后續(xù)涂層結(jié)合力好，可起到承上啟下的關(guān)鍵作用。

1 環(huán)氧膩子產(chǎn)品及技術(shù)參數(shù)

目前，國內(nèi)可用于船舶大面積刮涂的環(huán)氧膩子產(chǎn)品不多，基本都需從國外進口，主要產(chǎn)品及技術(shù)參數(shù)如表1所示。也有一些小型游艇制造廠利用已掌握的施工經(jīng)驗，通過購買樹脂、滑石粉、胺固化劑等原材料自行調(diào)配環(huán)氧膩子，但其可靠性存疑。

表1 環(huán)氧膩子產(chǎn)品及技術(shù)參數(shù)

船舶用油漆的最高厚度一般為1 000 μm。根據(jù)《中國造船質(zhì)量標(biāo)準》[3]，船舶外板區(qū)域每一肋距的局部平面度標(biāo)準為≤4 mm，由此可見，油漆的厚度無法達到遮蔽外板處局部變形的目的。由表1可知：船舶用環(huán)氧膩子的最大厚度普遍可達10 000 μm，甚至可達32 000 μm，具有可施工厚度高的特點，所以可以用來解決此問題。

在研究環(huán)氧膩子產(chǎn)品的過程中發(fā)現(xiàn)，各廠家的產(chǎn)品有標(biāo)準干、快干、粗顆粒、細顆粒、噴涂型等分支產(chǎn)品，各自具有不同的特性，以滿足客戶及施工環(huán)境的不同需求。

在性能方面，膩子的抗壓、抗拉、抗彎等力學(xué)性能普遍優(yōu)于船用油漆，即使在厚度高、溫差大的情況下，也少有剝落、開裂等缺陷的發(fā)生。表2為Awlfair LW產(chǎn)品的力學(xué)性能數(shù)據(jù)。

表2 Awlfair LW產(chǎn)品力學(xué)性能參數(shù)

2 環(huán)氧膩子施工

2.1 開罐及混合

在開罐前應(yīng)確認產(chǎn)品在保質(zhì)期內(nèi)，提取適量產(chǎn)品再混合，以免膩子提前固化而導(dǎo)致無法使用。環(huán)氧膩子產(chǎn)品多為雙組分包裝，將A、B組分按照說明書的比例要求進行混合即可。膩子的使用溫度一般需高于10℃，在冬季氣溫較低時，混合前宜對膩子進行水浴或太陽燈照射加熱，以利于施工。

混合方法分為手工混合及機器混合兩種：手工混合適用于少量膩子，工具為泥鏟、刮板；機器混合適用于大量膩子，應(yīng)采用市售的專用攪拌器進行混合，其特點為速度快、攪拌均勻、混入空氣少。通常A、B組分的顏色不同，當(dāng)混合物呈現(xiàn)出單一顏色時，表明A、B組分已充分混合。

2.2 膩子一次刮涂

工具：泥鏟、長條直邊工具。

在膩子刮涂前，應(yīng)先將鋼板表面進行除銹，然后噴涂膩子的配套底漆，待底漆干燥后，用砂紙將底漆表面全部砂磨，去除表面污染物，并增加膩子與底漆的接觸面積，以提高膩子與底漆之間的結(jié)合力。

底漆砂磨后，用直邊工具緊靠所需刮涂的區(qū)域，找出凹陷最深的區(qū)域，并用鉛筆將這些區(qū)域圈出。將混合后的膩子用泥鏟刮涂到底漆表面，先從凹陷最深區(qū)域進行刮涂，刮涂時應(yīng)注意控制厚度，一般為3～5 mm，以免膩子中混入氣穴。氣穴的存在會導(dǎo)致膩子出現(xiàn)縮口，或者氣穴在受熱后出現(xiàn)爆孔。

刮涂時應(yīng)注意避免大量膩子長時間堆垛在一處使得膩子中熱量聚集導(dǎo)致膩子過早固化而無法使用。

待膩子刮涂至鋼板表面后，用長條直邊工具(一般為柔韌性較好的鋁條、木條、鐵皮等)沿船體線型緊貼膩子表面進行拖動，以刮除凸起處膩子，填補凹陷處膩子，最終形成符合船體線型的平整表面。

2.3 膩子干燥

膩子干燥時間參考產(chǎn)品說明書，需注意的是，膩子在刮涂后不能受潮淋雨，所以游艇一般在室內(nèi)建造。若冬季溫度很低時，可對刮涂過膩子的表面進行加熱，如使用太陽燈、紅外線燈、室內(nèi)整體加熱等方式，以促進膩子干硬。

2.4 膩子二次刮涂

待一次刮涂的膩子干硬后，用36～60目的砂紙將膩子表面進行整體砂磨，尋找并標(biāo)記膩子表面的缺陷處。

在徹底砂磨后，將膩子表面的粉塵清理干凈，首先用少量膩子對缺陷處進行填補，然后在膩子表面繼續(xù)刮涂一層新膩子。

待二次刮涂的膩子干硬后，使用60～100目的砂紙將膩子表面再次進行砂磨。若刮涂面積較大，可使用氣動砂磨機進行此操作，以提高效率。在砂磨過程中應(yīng)及時更換砂紙，以避免砂紙上黏附的塵垢損傷膩子表面。

在游艇涂裝領(lǐng)域，由于對外觀要求很高，最終涂裝效果甚至需達到鏡面標(biāo)準，因此對環(huán)氧膩子的打磨會更加細致，通常需要打磨、修補、精磨等步驟[4]。

2.5 后續(xù)油漆

后續(xù)油漆可以為膩子廠家的配套面漆用底漆+連接漆+面漆，也可以為其他品牌的環(huán)氧油漆+面漆，在使用不同廠家油漆時，宜事先進行結(jié)合力試驗以驗證可行性。

3 環(huán)氧膩子結(jié)合力試驗

3.1 結(jié)合力試驗的必要性

在建項目中使用的膩子和油漆為不同廠家的產(chǎn)品，若此前沒有相關(guān)的施工經(jīng)驗，則在成規(guī)模使用前驗證其結(jié)合力顯得尤為重要。

所設(shè)計的膩子和油漆的配套體系如表3所示。

表3 膩子和油漆的配套體系

此配套體系主要運用于水線以上部位，由于第3、第4、第5道涂層為同一油漆廠家的固有配套體系，因此只需驗證第1、第2道涂層及第2、第3道涂層之間的結(jié)合力即可。

3.2 結(jié)合力試驗過程

試驗使用的工具和材料：Elcometer 108拉拔測試套裝、單組分萬能膠、300 mm×300 mm×8 mm鋼板、環(huán)氧膩子、環(huán)氧底漆(鋁紅色、灰色)。

試驗引用標(biāo)準：ISO 4624[5]。

試板施工記錄如表4所示，結(jié)合力試驗在第3道涂層施工后一個月進行，以保證油漆和環(huán)氧膩子的充分干燥。

表4 試板施工記錄

如圖1所示，結(jié)合力試驗共設(shè)置4個測點，測點2 和測點4測試第1、第2道涂層之間的結(jié)合力，測點1和測點3測試第2、第3道涂層之間的結(jié)合力。

圖1 結(jié)合力測點示例

3.3 結(jié)合力試驗結(jié)果

試板結(jié)合力試驗結(jié)果如表5所示。

表5 試板結(jié)合力試驗結(jié)果

根據(jù)國際標(biāo)準ISO 20340[6]，在船舶涂裝領(lǐng)域，涂層結(jié)合力的最小要求為4 MPa，由試驗結(jié)果可知，模擬實際船舶涂裝施工狀況制作的試板，其結(jié)合力試驗結(jié)果均高于最低要求，說明此施工方法在結(jié)合力方面是可行的。

4 結(jié) 論

(1) 原本只在游艇領(lǐng)域廣泛使用的環(huán)氧膩子產(chǎn)品，可配合國內(nèi)主流油漆產(chǎn)品運用在商船、海工產(chǎn)品上，以達到遮蔽鋼板凹陷、美化船體外觀、提升整船檔次的作用。

(2) 在商船涂裝領(lǐng)域運用環(huán)氧膩子前，需對整套涂層體系進行試驗以驗證其可行性。國內(nèi)主流油漆公司內(nèi)部也可以開展多種測試，推出真正適合商船領(lǐng)域需求的膩子+油漆體系。

(3) 對于水線以下部位，其受力及腐蝕狀況較為復(fù)雜，雖然游艇領(lǐng)域的環(huán)氧膩子可施工在水下部位，但需使用游艇特殊油漆進行封閉處理，故在商船涂裝領(lǐng)域，不宜將環(huán)氧膩子用于水下部位。