彭金墩，范 星，李 欣

( 廣州合成材料研究院有限公司，廣東廣州510665）

在上世紀(jì)八九十年代開始，世界造船、船舶維修行業(yè)逐漸朝東南亞轉(zhuǎn)移，到21 世紀(jì)初期東亞占據(jù)造船市場(chǎng)80% 以上份額，日本和韓國(guó)分別占據(jù)了35% 和30%，當(dāng)時(shí)中國(guó)只占據(jù)不到10%。但是隨著中國(guó)建造業(yè)的發(fā)展，在最近的十年來(lái)，我國(guó)乘著改革開放的東風(fēng)，以承接建造各類型船舶出口為目的，不斷從國(guó)外引進(jìn)造船企業(yè)，吸收國(guó)外先進(jìn)的造船技術(shù)和改革落后的造船管理模式，實(shí)現(xiàn)中國(guó)的造船工業(yè)的騰飛，到2019 年中國(guó)造船業(yè)已經(jīng)占據(jù)了造船市場(chǎng)的30% 以上，同韓國(guó)、日本形成三國(guó)鼎立的局勢(shì)。這給我國(guó)船舶漆和船舶涂裝的發(fā)展注入了源源不斷的活力。

船舶在航行過(guò)程中，首先要面臨的是一種復(fù)雜的洋流腐蝕環(huán)境，最直觀的體現(xiàn)在海水對(duì)金屬表面的腐蝕，同時(shí)在大氣壓的作用下，產(chǎn)生的洋流波浪又會(huì)對(duì)船舶的表面產(chǎn)生應(yīng)力和沖擊，各種生活在洋流中生物和吸附在船舶表面的微生物都會(huì)加快金屬的腐蝕速率，因此船舶漆對(duì)船體的保護(hù)就顯得格外重要。

船舶漆是船體最重要的保護(hù)層，其應(yīng)具有：防曬、防銹、防油、防腐蝕、防污、耐磨、耐寒、抗高溫等性能，因而是船舶建造和日常維護(hù)保養(yǎng)中不可或缺的重要物料。所以在我國(guó)造船行業(yè)迅猛發(fā)展的今天，對(duì)船舶漆的需求量也相應(yīng)增加，在船舶漆的防腐性能方面要求也顯著提高，其中對(duì)船舶漆耐鹽水和熱鹽水的性能檢測(cè)要求更是逐年提升。目前，國(guó)內(nèi)制定的關(guān)于船舶漆鹽水和熱鹽水性能檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)主要有GB/T 10834-2008、GB/T 6822-2007 等。其中對(duì)船舶漆耐鹽水和熱鹽水性能的檢測(cè)，本質(zhì)上就是模擬在相應(yīng)溫度經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間周期，檢驗(yàn)海水對(duì)船舶漆的表面的沖擊和腐蝕，檢測(cè)船舶涂料在模擬海洋環(huán)境下經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試驗(yàn)后對(duì)試驗(yàn)樣板的外觀變化和腐蝕程度。

本實(shí)驗(yàn)對(duì)不同廠家的涂層樣板進(jìn)行了耐熱鹽水的試驗(yàn)，并采用我司自行設(shè)計(jì)的試驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)，得出了相應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)結(jié)果，以供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)板材和設(shè)備

試驗(yàn)板材采用熱軋普通碳素鋼（符合GB 712），尺寸為300mm×100mm×（2 ～3）mm，標(biāo)格達(dá)精密儀器有限公司；CR10 色差計(jì)（日本KONICA MOINLTA 公司），BYK 4520 多角度光澤度計(jì)（德國(guó)BYK-Gardner），海水浸泡試驗(yàn)箱（自行組裝），各種試劑（分析純）。

1.2 試樣制備和養(yǎng)護(hù)

鋼材表面采用噴砂處理，處理后鋼板表面清潔度達(dá)到的Sa21/2級(jí)，表面粗糙度（Ra）為35 ～70 μm（符合GB/T 8923-1988 規(guī)定）[1]。

試樣漆膜的制備，采用配套噴涂的方式進(jìn)行涂裝。試樣涂料采用國(guó)內(nèi)普通廠家1、國(guó)內(nèi)知名廠家2 和國(guó)外知名廠家3 三家涂料進(jìn)行試驗(yàn)，涂層體系采用底面進(jìn)行制備，底面采用同一種防銹底漆。漆膜按照GB/T 9278規(guī)定的條件狀態(tài)下調(diào)節(jié)7d，再投入到海水浸泡試驗(yàn)箱中進(jìn)行試驗(yàn)。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)鹽水為符合GB/T 3097-1997 中的人造海水。人造海水的配方見表1。

表1 人造海水配方Table 1 Artificial sea water formula

試驗(yàn)鹽水溫度為（27±6）℃。將試樣的四分之三浸泡于試驗(yàn)鹽水中，浸入槽中的試樣與槽內(nèi)壁至少距離30mm，試樣之間至少間隔30mm。試驗(yàn)樣板進(jìn)行20 個(gè)周期（每個(gè)周期7d）浸泡試驗(yàn)，記錄每周期涂層狀況，如果涂層完好，則用軟布和自來(lái)水擦拭表面，干燥，然后用金剛砂布（100#）手工輕磨每塊樣板表面，用面漆再噴涂一道，并封邊13mm。養(yǎng)護(hù)7d，然后進(jìn)行5 個(gè)周期全浸試驗(yàn)，并進(jìn)行附著力測(cè)試[2]。

2 結(jié)果與討論

我國(guó)是海洋大國(guó)，海岸線綿長(zhǎng)，船舶作業(yè)在我國(guó)十分發(fā)達(dá)，然而每年船舶在海洋作業(yè)和航行中受到腐蝕尤為嚴(yán)重，因而船舶防腐涂料在我國(guó)船舶航行的使用上具有較大意義，能保護(hù)船舶在海洋作業(yè)中不受海水腐蝕，提高船舶使用年限，節(jié)約成本。這就需要船舶防腐漆具有良好的耐海水浸泡性，一般要求經(jīng)過(guò)一定周期的試驗(yàn)，涂層體系不應(yīng)出現(xiàn)銹點(diǎn)、氣泡、附著力下降及漆膜破壞等現(xiàn)象。三種涂料試板在浸泡試驗(yàn)中的性能見表2 ～表4。

表2 氣泡等級(jí)Table 2 Bubble level

表3 銹蝕等級(jí)Table 3 Rust grade

表4 外觀顏色變化Table 4 Appearance color changes

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，1#樣品在10 個(gè)周期內(nèi)無(wú)異常，在10 ～20 個(gè)試驗(yàn)周期內(nèi)逐漸出現(xiàn)氣泡，并且隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間的進(jìn)行，氣泡不斷擴(kuò)大（S2）。2# 樣品在10 個(gè)周期內(nèi)無(wú)異常，在10 ～20 個(gè)周期內(nèi)逐漸出現(xiàn)氣泡（S1），在20 個(gè)周期內(nèi)出現(xiàn)很輕微變色現(xiàn)象。3# 樣品在20 個(gè)試驗(yàn)周期內(nèi)均能體現(xiàn)較好的性能，保持良好的實(shí)驗(yàn)狀態(tài)。

涂料或是在鋼材表面通過(guò)氫鍵、羥基、羧基等基團(tuán)的反應(yīng)形成半化合性質(zhì)的鍵合，或是通過(guò)毛化鋼材表面使涂料與粗糙鋼材表面形成物理性質(zhì)的附著，由此可見，考察船舶涂料的最重要的性能指標(biāo)之一是附著力。涂料附著力的測(cè)定方法眾多，有各自的優(yōu)點(diǎn)和片面性[3]。其中船體防銹涂層體系常常采用GB/T 5210-2006[4]規(guī)定的涂層附著力測(cè)試方法進(jìn)行檢測(cè)。表5 是試樣經(jīng)過(guò)20 個(gè)周期后和面漆重涂后進(jìn)行附著力測(cè)試的結(jié)果。

表5 樣品附著力（MPa）Table 5 Adhesion of samples

由表5 可知，試驗(yàn)后三種涂料的附著力大于3MPa，重涂試驗(yàn)后附著力均在指標(biāo)范圍內(nèi)但都出現(xiàn)一定程度的減弱，附著力性能2#＞3#＞1#。從上述實(shí)驗(yàn)可以看出，我國(guó)船舶防銹涂料在耐浸泡性方面性能已不遜色于國(guó)外產(chǎn)品。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)船舶漆進(jìn)行浸泡試驗(yàn)，對(duì)漆膜耐人造海水或鹽水的性能進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)20 個(gè)周期后，試驗(yàn)涂層基本滿足標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求，并且在附著力方面有不遜于國(guó)外涂料的優(yōu)異性能。我公司自主研發(fā)的海水浸泡試驗(yàn)箱在進(jìn)行耐浸泡性試驗(yàn)時(shí)，具有試驗(yàn)穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便和提高試驗(yàn)精度等優(yōu)異性能，能滿足國(guó)內(nèi)日益增長(zhǎng)的檢測(cè)需求。