舰船用液体舱快速固化涂料性能和施工研究

乐艺1，范名琦2，陈酒姜3，卢敏3　　　　（1.渤海船舶重工有限责任公司，辽宁葫芦岛125004；2.海军驻431厂军事代表室，辽宁葫芦岛，125004；3.海洋化工研究院，山东青岛266071）　　　　摘要：介绍了舰船用液体舱快速固化涂料的施工工艺和材料组成，评价了舰船防腐用聚氨酯和聚脲材料的性能,对施工设备做了介绍。　　　　关键词：舰船；快速固化；聚氨酯；聚脲；施工设备　　　　1引言　　　　2001年，美国海军着手于一项雄心勃勃的计划来降低舰船维护和腐蚀控制的成本。由海军研究部（ONR）发起，并在海军水面系统指挥中心（NAVAEA）技术转化部的领导下，海军研究实验室（NRL）开发了快速固化涂料以完成这个目标。这个项目成功的关键在于：确认一种新的快速固化涂料技术，对这项技术进行了验证，并且转化应用到舰艇上。在这个项目中，由海军研究部和海军水面系统指挥中心联手成功地确认了这项新的技术，并且开发了新的材料。在海军研究部的指导下，海军研究实验室负责命名候选的材料和开发新的技术产品。在技术转化中，海军水面系统指挥中心评价了候选的材料及最新开发的产品，发布进行实验室资格测试的命令。快速固化涂料技术已经存在多年，但直到最近材料和施工技术才完全开发出来。多年以来快速固化涂料只是作为实验室研究，停留在为未来市场领域作准备的阶段上。这个项目中涂料技术研究的关键在于两个方面：施工工艺和组成材料。　　　　2对快速固化涂料的需要　　　　船舶的内部区域经常受到腐蚀成分的侵扰。液体舱的内部必须进行严格的防腐处理，一般通过涂装特定的涂料来完成腐蚀防护。对于一艘轮船的检修来说，至少一半的时间用来等待维修区或者维修区附近的涂料固化。例如，在检修时期的任一天中，将有超过10～15处大范围的区域（大于3000ft2）需要进行表面处理和涂装。安排这些工作时需要考虑周围区域的施工以及允许不同工种同时作业来减少时间上的冲突。足足四分之三的涂装和维护工作直接影响着邻近区域，因此需要制定详细的时间表来减少这些冲突。在整个过程中，整体协调工作特别花费时间。并且经常因结构维修、材料库存、人员安排等进行调整，造成维护过程是花费时间的最大原因。例如天气是影响涂装的重要因素，虽然施工设备和施工过程都能有效地减少周围环境造成的影响，天气情况仍然对涂料（特别是固化干燥时间）有显著的影响。无论进行涂装、结构维修还是设备安装，不合适的天气会造成一系列的工作延期。对于船厂的涂装来说，最大的困难之一就是刚涂好的涂料形成早期破坏：在刚涂好涂料的液体舱进行设备的再安装，设备很快掉落；舱内涂装好以后，接下来的维修工作造成的灰尘、粉末、金属碎片等嵌在了未固化好的涂层中；由于不小心或者别的原因，水从内部甲板和过道中流进了刚涂装好的舱内；海水管线的阀门偶尔会因打循环而打开，直接导致了海水喷洒在舱内。大多数涂层早期破坏产生的原因是由于大多数涂料需要很长的固化时间。海军所采用的典型的无溶剂、高固含量的涂料在25℃下固化时间是8～12h。这就意味着在8～12h内，涂料体系会受到环境的影响，因此必须严格保护不被污染。为了确保质量，就需要专人看护未固化的涂层。当然，他们需要事先的培训，需要许可证，当然还有工资。付钱雇佣人手仅仅是为了站在那里看着涂料固化，这在现代工业中并不可取。　　　　3快速固化技术　　　　一个简单的解决办法就是采取一种能够迅速固化的涂料体系，这样就不再受到固化慢的涂料所造成的长时间固化过程中所产生的风险的影响。目前快速固化涂料还没有正式的定义，可以简单地归纳为能够快速或者在20min以内固化的涂料体系（25℃）。很快固化是一个更宽的条件，并已沿用了几年，一般指能在3～4h内固化的涂料体系。本文中所涉及的快速固化涂料基于2种材料：聚氨酯和聚脲。所有的快速固化涂料仍然需要像传统涂料一样做底材处理。

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