[科普中國(guó)]-水性船舶涂料

因?yàn)榇暗奶厥庑?，?dāng)前，水性船舶涂料普是遍使用到船舶防腐的涂料。水性涂料有較多各類，其中水溶性涂料、水稀釋性涂料和水分散性涂料是最主要的三種形態(tài)。

性能要求水性船舶涂料根據(jù)使用部位不同，有一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，具體表現(xiàn)如下：水線、外弦和甲板部位，主要受到陽(yáng)光照射、海水浸泡等影響，這些區(qū)域干濕交替較為明顯，同時(shí)，受到長(zhǎng)期海水的浸泡、波浪沖擊等，還容易出現(xiàn)高度腐蝕的現(xiàn)象，在強(qiáng)光和紫外線照射影響下，這類區(qū)域老化的情況較為嚴(yán)重，如果使用涂層，就需要保證涂料具備可靠的耐海水腐蝕性、物理機(jī)械性、耐磨性、耐沖擊性以及耐候性等特點(diǎn)，對(duì)涂料的要求非常高。上層構(gòu)造物的部位需要使用那些具有良好裝飾性及耐候性的涂料，保證圖案清晰明快，體現(xiàn)美觀、大方。承臺(tái)、干燥貨架的部分，主要是用來(lái)放置雜物或糧食的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域使用功能較多，需要涂層能夠達(dá)到耐高濕、高溫、耐磨、耐化學(xué)品腐蝕等特點(diǎn)，保證涂料使用功能。原油箱、壓載艙兼用箱以及廢油箱等部分，對(duì)涂料和涂層的要求主要是應(yīng)該具備一定的耐油、耐海水以及電化學(xué)防腐功能。飲水艙、清水艙主要功能是裝載水的部位，需要具備耐水性能。貨艙部分主要作用是裝貨，一般情況下，貨物種類較雜，主要是石油、化學(xué)品等，但也要考慮到這一點(diǎn)，涂層應(yīng)具有耐油性和耐酸堿性等特點(diǎn)。煙囪、管道等部位，長(zhǎng)期在外，同時(shí)還有高溫產(chǎn)生，涂料需要保證能耐500℃的溫度，才能滿足使用要求。1

水性船舶涂料研究現(xiàn)狀水性無(wú)機(jī)富鋅涂料是水性涂料重要的原材料，也是起到主要作用的防腐涂料之一。 其制作原理主要是通過(guò)無(wú)機(jī)物反應(yīng)，利用高含量的鋅粉制作成防銹顏料，利用水進(jìn)行分解分散，使全部介質(zhì)形成高固體分厚膜涂料，這類涂料主要用在遠(yuǎn)航海洋環(huán)境中，用做高防腐領(lǐng)域較為普遍，也是當(dāng)前推廣應(yīng)用最好的防銹涂料。水性無(wú)機(jī)富鋅涂料是揮發(fā)性有機(jī)化合物，是當(dāng)前最好的環(huán)保型防腐涂料，在不同的領(lǐng)域均有較好的應(yīng)用，其發(fā)展速度較快，推廣較好，前景非常廣闊。隨著科學(xué)技術(shù)的研發(fā)，近些年來(lái)， 國(guó)外還出現(xiàn)了水性無(wú)機(jī)磷酸鹽富鋅涂料，這種涂料不需要清理底材，只要符合涂層要求就可以使用，底材處理難度低，同時(shí)表現(xiàn)出了較好的性能。我國(guó)也有部分水性高模數(shù)硅酸鉀、硅酸鋰富鋅涂料研制出來(lái)，得到了快速應(yīng)用，特別是在一些重點(diǎn)工程項(xiàng)目中，已經(jīng)得到推廣，其性能也較穩(wěn)定，同時(shí)，在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，也在不斷完善中。厚漿醇酸、環(huán)氧、丙烯酸改性醇酸或環(huán)氧、聚氨酯等水性涂料也不斷出現(xiàn)，使涂料產(chǎn)品變得越來(lái)越豐富，部分已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，進(jìn)入了市場(chǎng)實(shí)測(cè)階段，這些涂料主要還是在工程中使用較多，對(duì)于惡劣工作環(huán)境的船舶來(lái)說(shuō)，水性涂料防腐效果還不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。1

水性船舶涂料的應(yīng)用當(dāng)前技術(shù)能力，見于市場(chǎng)的水性防腐涂料主要由三部分組成，一是丙烯酸體系；二是環(huán)氧體系；三是無(wú)機(jī)硅酸富鋅體系，不常見的還包括醇酸體系、丁苯橡膠體系、瀝青體系以及氟碳樹脂體系等等。在此我們只研究用于船艙防腐的水性涂料，大體可以分成三種類型。

水性丙烯酸防腐涂料這種防腐涂料的成分主要是以丙烯酸樹脂為基礎(chǔ)，按一定比例加入改性樹脂、顏填料、助劑和溶劑等配制而成，這種涂料能夠耐候、保光和保色。當(dāng)前普遍使用的水性鐵紅丙烯酸防銹漆是一種自干型的涂料，這類涂料附著力強(qiáng)、耐腐蝕性好、抗污性高，同時(shí)在使用的時(shí)候，還可以加入醇酸、硝基、氨基進(jìn)行調(diào)制，形成能夠配套使用的面漆。

水性環(huán)氧防腐涂料現(xiàn)在使用的已經(jīng)是改良過(guò)的涂料了，其性能較為優(yōu)良，以往使用的是環(huán)氧瀝青防腐涂料，多使用在壓載水艙、長(zhǎng)輸油管、長(zhǎng)輸天然氣管外壁部位，但是這種涂料瀝青含量過(guò)高，使用時(shí)利用含酚類石油樹脂代替瀝青和改性的環(huán)氧樹脂，這種做法能夠保證鋼鐵不出現(xiàn)腐蝕的情況，同時(shí)涂裝、檢修也非常便利，更對(duì)人體無(wú)害。特效水性環(huán)氧防腐涂料使用方便，使用時(shí)，在被涂的底材部分只要用水沖洗，就能夠進(jìn)行涂裝施工了，防腐作用較好，效果特別明顯。

水性無(wú)機(jī)硅酸富鋅防腐涂料水性無(wú)機(jī)硅酸富鋅防腐涂料主要由硅酸乙酯和硅酸鹽兩類構(gòu)成。硅酸鹽系列由硅酸鋰、硅酸鈉和硅酸鉀等品種組成，主要用在鋼鐵防腐涂料制作中。鋅還可以和無(wú)機(jī)聚合物產(chǎn)生化學(xué)類反應(yīng)，鋼鐵表面就會(huì)出現(xiàn)鋅鐵配合物層，以此達(dá)到防腐蝕、耐候、導(dǎo)熱和耐水的作用，還不影響靜電傳導(dǎo)。在安裝時(shí)，焊接方便，還可以與漆一同進(jìn)行焊接，最高耐溫水平為400℃的高溫，能夠在惡劣的自然環(huán)境中，抵抗pH5.5~10.5范圍內(nèi)的化學(xué)腐蝕。

水性氟碳涂料這類涂料耐高溫性、耐候性、耐藥品性、耐腐蝕性、耐污性和耐寒性較優(yōu)良，如果食品不慎接觸到這種涂層，也不會(huì)導(dǎo)致中毒現(xiàn)象發(fā)生，是一種非常安全可靠的產(chǎn)品，涂層防護(hù)效果達(dá)20a。這類涂料由烘烤型和自干型兩種，施工涂裝時(shí)非常便利，整個(gè)施工過(guò)程快速及時(shí)，不影響船體的使用。

水性聚氨酯涂料水性聚氨酯涂料對(duì)金屬、木材、混凝土及塑料等表面具有良好的附著力，具備較強(qiáng)的耐候性、耐沖擊性和耐磨性，和同類產(chǎn)品相比，表現(xiàn)出了低溫成膜效果好，不需要成膜助劑，更不需要外加乳化劑和分散劑進(jìn)行增塑、 增型。同時(shí)，在使用時(shí)，為了提高其性能，還能與固化劑和交聯(lián)劑進(jìn)行改性配合，實(shí)現(xiàn)高光澤涂膜效果，能夠適用于各類顏料。

船舶水性反射隔熱涂料船舶水性反射隔熱涂料主要用于船舶的住艙、機(jī)艙、原油艙、內(nèi)艙等艙室部位，這類涂層具備良好的耐高溫性， 對(duì)陽(yáng)光直射導(dǎo)致的艙室升溫起到保護(hù)作用，在一定程度上大大保證了船舶運(yùn)行的穩(wěn)定安全，這是一類較為經(jīng)濟(jì)的涂層，能夠大大的節(jié)省能源，使溫室氣體快速排放，凈化船舶內(nèi)室。未來(lái)船舶將對(duì)水性反射隔熱涂料有更高的要求，只有不斷完善技術(shù)能力，才能不斷開發(fā)出新產(chǎn)品，滿足多功能、通用化、實(shí)用化和工程化的使用要求。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

曹慧慧 - 副教授 - 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)