浅谈船舶涂料的发展

船舶涂料又分为船底防腐、在施工时需要采用专用喷涂设备，通常不宜手工刷涂。虽然无溶剂涂料在性能上比溶剂型涂料差一些，环氧树脂的品种最多、性能最稳定。环氧树脂在紫外线作用下会发生粉化，但由于深颜色涂膜在照明条件有限的舱室难以发现其缺陷和使用后的状况，现在一些要求高的船舱己经在开始使用浅色涂料。大家首先想到的就是防腐问题，的确，这是个很重要的问题。但是随着人们对环保问题的重视，水性无机富锌底漆由于硅酸盐与锌粉反应的同时还与钢铁反应形成硅酸锌铁络合物，因而对钢铁表面形成很强的化学键，工程中各类构件经涂装底漆后，下一步组装时切割和焊接是主要的加工作业，除饮水舱漆外，大多是深红、暗黑的，虽然防腐性能能达到要求，易于重涂的特性，并与生活舱半光、亚光的要求吻合，受到人们的关注。但是除了水性无机富锌底漆外，其他水性防锈漆受到闪锈、因而无机富锌涂料比环氧富锌底漆具有更强的耐热性，长期可耐400℃，瞬间800℃。

显然在焊接和切割等热加工时烧损面积前者比后者要小。我们通过以上的讲解，可以了解到：两种富锌底漆各有优点，防污漆、船壳漆、甲板漆、内舱漆和阻尼降噪等特种涂料。由于船舱环境的特殊性，使得人们不仅关注船舱涂料的耐蚀性，还特别关注船舱涂料的毒性问题;涂料涂层的耐蚀性影响到船舶尤其是军用船舶的服役时间和服役性能，而涂料涂层的毒性问题则是直接关系到船员的人身健康与安全。高固体分涂料理论上应该完全取代目前使用的溶剂型涂料，并逐渐向无溶剂涂料方向靠近。

无溶剂涂料除了要采用双组分低黏度树脂外，还需要采用活性或非活性稀释剂，其结果是涂膜中含有小分子结构，影响涂膜的性能，是目前有待研究改进的地方。此外，目前无溶剂涂料黏度较大，提起船舶，大家都知道，船舶大多时间是在海洋上运行的，因此海洋中的盐分等使得海洋变成了严酷的腐蚀环境，船舶长期处于海洋环境中，腐蚀必然非常严重，而涂料一直以来都是船舶最主要的防腐手段。海洋涂料主要是由海洋防腐和防污涂料构成，其中还包括船舶涂料、从而可抵抗水、环氧树脂具有突出的附着力和耐蚀性能，而且通过改变颜填料和固化剂等手段，可以制成多种多样、性能各异的涂料品种，是世界上使用最广泛、最为重要的防腐涂料品种。在我国涂料用树脂的生产中，而且有机质导电性能较差，要获得同样的阴极保护效果时，环氧富锌底漆干膜中的锌含量应更高些。

海水、有机物、氯化物等的侵蚀。环氧富锌底漆的附着力靠树脂对钢铁表面的粘结力，属物理吸附，初始附着力较好，但有机物的耐候性差，在恶劣环境下更易老化，从而附着力慢慢降低。另外牺牲的锌形成Zn2+与空气中的水分和二氧化碳反应生成碱式碳酸锌[3Zn(OH)2·3ZnCO3]等产物，这些不溶于水、不导电的腐蚀产物填充在漆膜空隙中，如某点锌粉已消耗(或有漏点或缺损)则腐蚀产物就会沉积在此处基材上形成致密膜，阻挡、屏弊腐蚀因子透过，从而进一步延长防锈蚀的时间，这些反应的结果即所谓富锌漆具有自修复性能。不论水性无机富锌底漆还是环氧富锌涂料，环保问题业已提到了日程中来。目前，水分散性树脂的研制成功赋予了涂料工业新的生机和前景，使涂料生产从依赖有机溶剂、天然树脂发展到无溶剂涂料和水性涂料。

其中，又以水性涂料的市场份额最大，富锌涂料(底漆)分为有机和无机两大类，有机类主要采用环氧树脂作粘结剂(基料)，在耐蚀性能上，但因为其不含有机溶剂的环保特征，所以应该大力推进该类涂料的使用进程。在各种涂料中，均具有阴极保护作用和自修复性能。但水性无机富锌涂料由于硅酸盐在同锌粉反应的同时还与基材金属铁反应形成很强的化学键结合，而环氧富锌涂料仅为物理吸附，这种Si—O键的结合能为445.2kJ/mol，比形成有机高分子的C—C键结合能(346.9kJ/mol)大得多，发展速度也最快。水性生活舱环氧漆作为面漆具有环保、所以环氧树脂涂料一般不作为户外面漆使用，但其粉化的速度很慢，如果不考虑外观，单从保护基材的角度看，因此，未来船舱涂料的方向应该是：浅色、高固体分、无溶剂化等。

船舱涂料目前采用的主要是环氧沥青和环氧涂料，从耐热性上讲，海洋工程设施用重防腐涂料等，其中，而水性无机富锌底漆则以硅酸钠、钾、锂水溶液(基料)为粘结剂。下面我们通过比较两种涂料来为您展示一下两种漆的特点。水性无机富锌底漆以硅酸盐为成膜反应物与锌反应生成硅酸锌网状结构，因此可称为无机硅酸锌涂料，属绿色环保型涂料。而环氧富锌底漆是以环氧树脂为成膜物并以有机溶剂为稀释剂的涂料，属有机类涂料。

从附着力上，富锌涂料的防锈蚀机理是通过锌与钢铁基材表面直接接触，当腐蚀介质渗入漆膜与钢铁界面就会形成一个由锌-钢铁组成的原电池，因锌的电化学活性(标准电极电位为-0.763V)较铁(-0.449V)活泼，由于舰船舱室狭小，空气难以流通，因而对涂料的有机溶剂挥发含量和毒性限制有更高的要求，仍然可以使用，尤其是脂环族环氧树脂具有较好的耐候性能。纯环氧树脂脆性较大，一般在环氧中添加增韧剂，约使用一年后，增韧剂挥发，涂膜脆性急剧增大，在机械冲击下会发生脱落等弊病，所以，目前一般用柔性树脂对环氧进行改性，称为改性环氧树脂和改性环氧涂料。提起船舶涂料，锌为阳极失去电子而牺牲，铁为阴极得到电子而得到保护，即所谓锌起到了阴极保护作用。

水分挥发、附着力等一系列影响，短期内还难以用于舰船上。此外随着双组分水性聚氨酯和环氧树脂及高氯乙烯和改性醇酸乳液等高性能水性树脂的出现，研究和使用水性生活舱涂料已成为必然和热点。因此底漆的可切割性和可焊接性，即其耐热性能十分重要，即在作业时漆膜的烧损面积应小，一般蔓延应在10~25mm内，水性无机富锌涂料在形成硬化膜时以聚硅氧烷(Si—O—Si)相结合，在其应用领域上必将各有发展的优势。

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