水性防腐涂料在船舶涂装中的应用

刘学栋 张策 徐康生

摘 要：涂料是船舶制造过程中必须使用的涂料，对船舶质量具有很大意义。但是由于传统工业涂料在施工含有大量的有机溶剂，进行施工和干燥处理时，大量有机溶剂不断挥发，产生了大量的资源浪费和环境污染问题，严重时还会对人们的身体健康造成影响。本文主要从水性防腐涂料在船舶涂装中的应用进行分析，希望可以给相关研究人员提供参考。

关键词：水性；防腐涂料；船舶涂装

船舶行业是组成我国国民经济中最重要的组成部分，是经济发展主要产业。近年来在资源短缺的影响下，人们的环保意识不断增强，涂料行业也开始向环保和节约资源方向发展。西方许多家使用的水性涂料量较大，但我国使用此种涂料的起步时间较晚，还在进步和发展。

一、水性防腐涂料的种类、发展以及其他溶剂型涂料的对比

1.水性涂料的分类和发展

（1）水可稀释型涂料。此种涂料用树脂在水中是不溶解的，但其含有的分子质量较低、可用胺中和羧酸基团相对分支质量低，树脂成为水溶解的高固体溶液，颜色和其他助剂也可以溶解，可以借助水溶性和盐基团亲水而溶于水。很多树脂、聚酯树脂以及环氧树脂等都可在树脂分子链上，以特定亲水基团获得水稀释涂料使用树脂。该体系中，酸值较高或亲水性基团较多的树脂都可以应用到浸涂和烘漆中。

利用核-壳结构可以得到酸性值较低的水可稀释树脂，首先，选取符合要求的树脂，然后利用自由基聚合方法将预定酸值的丙烯酸酯类单体接到目标分子中，经过一系列反应后，树脂自动溶解到水中。此种利用核壳形成的树脂，经常被人们用作亲水壳层和疏水核层，可以作为自干涂料和制备烘漆使用。

（2）乳液型涂料。乳液型树脂是油溶解性聚合物利用机械力分散到水中形成。之前使用的乳化剂不参与成膜，只游离在漆膜中，会对漆膜防腐和耐水等性能产生影响。近期乳化剂技术得到了很大进步，可以借助聚合型乳化剂提升产品的防腐性和耐水性。此类涂料主要有醇化酸涂料和水乳型环氧涂料。

（3）水乳胶型涂料。该种涂料是一种借助乳液聚合制备形成的，现在乳液聚合技术已经取得了较快发展，开始应用到建筑和工业防护等领域，可以将其划分为均相乳液聚合和异相乳液聚合。前者是步法形成的乳液聚合；后者是近几年发展形成的方法。丙烯酸酯乳胶涂料苯乙烯-丙烯酸酯涂料及其改性产品是此类涂料的主要组成部分。

杂化乳聚合是一种对树脂制备和改性技术，主要让改性树脂溶解到丙烯酸单体中，经过预乳化得到微乳液，然后再利用聚合技术得到膜性能稳定的聚合物胶乳。此种胶乳聚合了丙烯酸树脂和改性树脂的优点，提升了其综合性能。

2.水性涂料分类和同类比较

早期水性涂料在性能和溶剂型涂料具有很大差别，具体性能比较如下表1所示。

二、水性防腐涂料在我国船舶涂装中的应用

1.船舶涂料的发展趋势

在资源短缺的影响下，国家环保法规中指出，必须推动船舶涂料向环保和节省资源的方向发展。雖然从现阶段船舶涂料的发展趋势来看，我国船舶制造依然以防腐涂料为主，而且在很长一段时间内会占据市场，但是在环保船舶涂料的发展下，传统涂料将逐渐被新型涂料所取代。除了涂料体系向高固体分涂料和无溶剂涂料发展外，颜填料还要顺应环保发展要求，防锈颜料中添加的红丹和络酸盐等物质逐渐被新型产品替代。

2.我国水性船舶涂料发展现状和品种

在20世界90年代，世界公司JOTUN、KCC等开始进入中国。欧美等国家对环境保护非常重视，促进了船舶涂料的发展，水性船舶涂料产品具有很好的应用前景。沪东造船厂在80年代给香港环球制造的船舶就使用外资公司生产的水性醇酸面漆。除了很多外国公司在我国合资厂外，国内很多生产家也开始使用水性船舶防腐涂料，但对耐腐蚀要求严格的生活舱、机舱等部位还没有实行水性涂料。

由于船舱内空间较小，通风不通畅、很多船舱设备都有发生火灾的可能，尤其是采用绝缘层软包覆施工中，很多绝缘材料都是内部空隙较多，吸收涂料量大，容易造成有机溶封闭在多孔中，导致船舱内部异味较大，影响了船舱工作人员的身体健康。水性材料涂料的使用，可以实现涂料施工和其他作业交替进展，提高了造船效率，改善了船舱环境，而且对其他要求较低。

与传统涂料相比，水性防腐涂料取得了很大进步，但是市场上水性涂料种类较多，所以相关研究人员开始对涂料生产厂家进行了研究。由于水性涂料测试标准较苛刻，所以只有极少数生产厂家通过生产毒性要求。测试按照舰船用非《金属材料毒性评价规程》进展，测试时将样板按照一定比例放在在恒温恒湿密闭箱中，定期度样板释放浓度进行检测，最后还要对漆膜燃烧后延期进行小白素毒性试验。毒性试验超过30小时的可以做内船舱涂装；通过60小时可以做常规内舱涂装；通过90小时可以作核潜舱在内各种船舱涂装。

3.水性船舱防腐涂料发展中的问题

（1）产品种类少，产品性能还要不断完善。我国水性船舶防腐涂料起步较晚，产品只有防锈底漆和面漆几种类型。

（2）施工性能。低温施工性有待提升。与传统溶剂相比，水蒸发较快，水涂料会挥发，只有在低温潮湿状况下生产，才能减少材料浪费，避免涂料流淌。

（3）提高水性船舶涂料功能和性价比。水性船舶涂料的主要优势是安全可靠，如果使用功能不全，将会影响推广，所以必须提升性能，从涂料抗结露、船壳热反射和隔热等方面进行研究。

三、结语

水性涂料具有使用安全和环境友好等特点，已经成为船舶行业发展的主要材料，减少了环境污染，实现了生态环境和资源利用的协同发展。由于水性涂料具有不宜燃烧、爆炸等特点，减少不安全隐患，同时还可以与其他涂料同时应用，提升了船舶制造效率，在未来发展中将得到更广的应用。

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