謝 波，匡 倩

（舟山中遠海運重工有限公司，浙江 舟山 316131）

0 引言

船舶涂裝和其他工業(yè)涂裝之間存在著很大的差異，船舶的外形更加龐大，內(nèi)部的構(gòu)造也更為復(fù)雜，在對船舶進行涂裝施工的過程中只能進行露天作業(yè)，基于這些因素限制，讓船舶涂裝的要求更加嚴(yán)格；涂裝所用的涂料，也需要選用使用周期更長并且耐腐蝕性更強的涂料，對涂料配套方案進行科學(xué)合理的設(shè)計是對船舶進行涂層處理的基本要求[1]。隨著國家以及社會對自然環(huán)境的重視，涂料行業(yè)也逐漸向環(huán)保方向發(fā)展，尤其是具有現(xiàn)代科技的無溶劑涂料以及水溶性涂料等已經(jīng)成為了涂料行業(yè)發(fā)展的主要內(nèi)容，在不同種類的涂料中，水性涂料以自身的環(huán)保、安全優(yōu)勢，受到了涂料應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用及推廣。在船舶涂裝中水性環(huán)氧體系的船舶漆應(yīng)用更加廣泛，在水性涂料當(dāng)中也是具有代表性的水性防腐涂料，但是因為國內(nèi)的水性環(huán)氧船舶漆還處于生產(chǎn)及應(yīng)用的初期階段，對國內(nèi)船舶涂裝的需求無法進行滿足，從國外進口水性環(huán)氧船舶漆的價格較高，所以國內(nèi)的水性環(huán)氧船舶漆處于一個極度匱乏的狀態(tài)，并且使用率也較低。對此，水性環(huán)氧船舶漆的研發(fā)以及持續(xù)發(fā)展，對于提升國內(nèi)水性涂料的應(yīng)用占比具有重大意義。

1 水性防腐涂料的類別與發(fā)展

水性防腐涂料因結(jié)構(gòu)的不同，有不同類型，主要分為水乳膠型涂料、可稀釋與水中的涂料以及乳液型涂料等多種不同類型，且具有不同的優(yōu)點與特征。

1.1 水乳膠型涂料

水乳膠型涂料的制作相對較為復(fù)雜，主要原材料是樹脂材料，應(yīng)用乳液聚合原理并且以復(fù)雜的工序制作而成。隨著制造技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，乳液聚合技術(shù)已經(jīng)以全新的概念持續(xù)發(fā)展，其發(fā)展前景與空間也非?？捎^。乳液聚合技術(shù)主要是將均相乳液聚合與異相乳液聚合2種形態(tài)進行結(jié)合構(gòu)成的，均相乳液聚合是將一次性乳液聚合完成；異相乳液聚合屬于新的聚合方式，主要是通過分步乳液聚合的方式進行完成，此方式雖然屬于新興的方式，但已經(jīng)得到大量的推廣，此類聚合方式從理論上來說，也是核殼結(jié)構(gòu)乳液聚合。雜化乳液聚合起源于20世紀(jì)90年代末，屬于樹脂制備技術(shù)與改性技術(shù)的延展性改良技術(shù)，通過乳液聚合與改性能夠達到一步完成的效果。應(yīng)用于此類制作工藝中的主要材料是改性樹脂，改性樹脂中主要包括環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂以及聚氨酯樹脂等材料[2]。

1.2 可稀釋于水中的涂料

可稀釋于水中的涂料需要在樹脂溶劑中進行溶解后才能與其他的材料或者助劑充分混合均勻，并且需要經(jīng)過染色處理；再應(yīng)用水溶性溶劑將上述溶液經(jīng)過鹽基團溶于水中，才能夠進行涂裝使用。此類涂料中樹脂材料的種類具有一定的局限性，主要樹脂材料有聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂以及聚酯樹脂等，由這些樹脂材料中的鏈狀分子結(jié)構(gòu)引入親水分子基團，讓得到處理后的聚合為能夠更好的和水相互溶解，得到充分溶于水中的涂料。針對此種能夠充分溶于水中的涂料的特殊性，通常情況下都是將此種材料應(yīng)用在電泳底漆方面，在極少數(shù)的情況下才會將此種涂料應(yīng)用于氣干性涂料設(shè)備當(dāng)中[3]。可稀釋于水中的涂料通常都是以核殼結(jié)構(gòu)進行制備，并且此類涂料的酸值相對較低。在對此類涂料進行制備時，需要以符合材料要求的樹脂應(yīng)用酸值自由基進行作用，才能夠讓接枝和目標(biāo)分子鏈進行對接，通過胺的作用，將其中的酸單體進行中和，讓最終形成的聚合物能夠在水中具有較好的分散能力。尤其是核殼結(jié)構(gòu)，能夠最大程度保證材料的穩(wěn)定性，并且能夠?qū)Σ牧现械挠H水基團含量起到降低作用，內(nèi)核與外層殼體之間還能夠相互進行作用，提升材料的綜合性能。

1.3 乳液型涂料

乳液型涂料主要是利用機械作用將油溶性聚合物以及乳化劑強制性的進行分散，讓此類材料能夠更快的在水中進行溶解作用[4]。傳統(tǒng)的制作方式相對較為保守，乳化劑不會對成膜的過程進行干預(yù)，以游離狀態(tài)存在于漆膜當(dāng)中，無法將漆膜的耐水作用與防腐作用進行發(fā)揮。隨著制造技術(shù)的不斷發(fā)展與改善，乳化劑的發(fā)展也在逐漸提升，利用反應(yīng)型乳化劑的作用，將乳液型涂料的耐水性與防腐性大幅度提升。

1.4 水性涂料與溶劑型涂料的比較

早期的水性涂料性能與溶劑型涂料的性能之間有著較大的差別，詳細見表1。

表1 水性涂料和溶劑型涂料之間的性能對比

2 水性防腐涂料在船舶涂裝中的應(yīng)用

2.1 船舶涂裝所用涂料的發(fā)展趨勢

現(xiàn)如今，國家對于環(huán)境保護越來越重視，對各個行業(yè)的環(huán)保要求也有所提高；船舶所用的涂料也在向環(huán)保方向進行靠攏并逐步實現(xiàn)，涂料屬于傳統(tǒng)化工用品中的一種，不可避免的會對自然生態(tài)環(huán)境造成一定程度的污染；隨著涂料制造技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，綠色環(huán)保的船舶涂料逐漸取代傳統(tǒng)的涂料，并且環(huán)保水性涂料也被大量應(yīng)用于船舶涂裝當(dāng)中。環(huán)保型水性防腐涂料已經(jīng)在高端的防腐涂料市場當(dāng)中占據(jù)了主流地位，并且涂料體系逐漸向水性涂料方向發(fā)展[5]。為了將環(huán)保要求貫徹實施，涂料中所需的色彩顏料也逐漸應(yīng)用環(huán)保型材替代。

2.2 船舶涂裝用的水性涂料現(xiàn)狀與品種

傳統(tǒng)涂料在船舶涂裝施工中具有一定的局限，在船舶艙內(nèi)進行施工會因為內(nèi)艙中的空間較小、不利于操作以及通風(fēng)效果較差等因素而受到影響，增加了涂裝施工的難度；并且在使用傳統(tǒng)船舶涂料時，由于涂料中包含一些易燃物質(zhì)，給艙內(nèi)施工增加了一定程度的危險性，容易造成起火以及中毒等情況，船舶的內(nèi)艙一般會采用軟包覆，進行軟包覆的材料與絕緣隔熱材料較為粗糙，一般的涂料無法一次性將其全部覆蓋，并且容易對涂料進行大量的吸收，涂料當(dāng)中的溶劑在涂裝施工不當(dāng)時，還有可能導(dǎo)致出現(xiàn)封閉內(nèi)部基材的情況，完成涂裝施工后，艙內(nèi)會存在大量的涂料氣味，短時間內(nèi)不會消散，容易對人體造成一定程度的傷害，嚴(yán)重影響船舶工作人員的日常工作及生活質(zhì)量[6]?，F(xiàn)如今，船舶涂裝較為常用的涂料是水性涂料，使用此類涂料能夠提升涂裝施工的工作效率，并且能夠讓涂裝工作與其他的施工工作進行交叉作業(yè)，大幅度地提升了施工效率，水性防腐材料在船舶涂裝的發(fā)展情景較佳。船舶涂裝中的水性防腐涂料的體系較多，其中主要應(yīng)用于船舶涂裝中的涂料體系詳見表2。

表2 用于船舶涂裝中的主要水性涂料種類

溶劑型涂料和水性涂料相比較傳統(tǒng)涂料，在環(huán)保功效的上具有很大程度上的改善；但在涂料市場中銷售的不同種類的水性涂料，其質(zhì)量有著非常大的差別，不同種類的涂料具有不同的特征，只有通過不斷的進行研發(fā)，才能更加符合船舶涂裝的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)[7]。

2.3 船舶涂裝用的水性防腐涂料發(fā)展中存在的問題

水性防腐涂料相比其他的涂料更具優(yōu)勢，但在實際應(yīng)用當(dāng)中，還存在一些不足，主要有：

圖1 溶劑型涂料與水性涂料的組成對比

1）船舶涂裝用的水性防腐涂料種類較少。國內(nèi)市場中水性防腐涂料的種類較少，可選性較低，與水性防腐涂料相配套的產(chǎn)品不夠完善。國內(nèi)的船舶涂裝用水性涂料技術(shù)還處于相對較低的水平，沒能將其作用進行最大程度的發(fā)揮，要想發(fā)揮出最大作用，需要對水性涂料的技術(shù)進行創(chuàng)新，生產(chǎn)出高質(zhì)量、高性能的水性涂料產(chǎn)品。目前國內(nèi)的船舶用水性涂料種類主要以防銹底漆以及面漆為主。

2）水性防腐涂料在涂裝施工過程中的性能問題。水性防腐涂料對于施工過程中的要求較高，通常只有處于常溫狀態(tài)下才能讓水性防腐涂料的性能正常發(fā)揮作用，若是在低溫狀態(tài)下進行涂裝施工，水性防腐涂料受溫度的影響，很難讓涂料迅速發(fā)揮作用，對涂料的正常性能造成了一定程度的影響，導(dǎo)致水性防腐涂料無法迅速進行發(fā)揮，在船舶的表面流動，當(dāng)涂料完全凝固之后會影響船舶表面的美觀性[8-9]。

圖2 涂料的流掛缺陷示意圖

3）水性防腐涂料的功能性還不夠完善。目前國內(nèi)涂料市場中的水性防腐涂料因為具有環(huán)保特征而受到大量推廣，但是水性涂料的其他性能還處于相對較弱的狀態(tài)，例如涂料的抗粘污性能較弱，對船舶表面的美觀性造成了影響。

圖3 液滴在結(jié)構(gòu)表面的濕潤情況示意圖

3 結(jié)語

水性涂料中應(yīng)用的溶劑是水，能降低有機揮發(fā)物的排放量，涂料制作中應(yīng)用水溶劑更加環(huán)保，符合國家環(huán)保要求，不會對自然生態(tài)環(huán)境造成破壞，對自然環(huán)境的保護以及可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。水性防腐涂料中所用材料具有一定的特殊性，在船舶涂裝施工時安全性更高，并且傳統(tǒng)涂料具有易燃易爆的危險性，而水性涂料因其材料的特殊，不易出現(xiàn)易燃易爆的情況，讓船舶涂裝工作與其他的施工能夠同時進行，整體提升了施工工作的效率以及質(zhì)量。水性防腐涂料的持續(xù)發(fā)展以及完善，會在船舶涂料行業(yè)中占據(jù)最佳的競爭地位。