甲板机械常用面漆的选择与施工

2018-06-05南通理工学院教务处江苏南通226001

上海涂料 2018年3期

杨锋（南通理工学院教务处，江苏南通 226001）

0 引言

作为船舶与海洋工程的重要设备，甲板机械复杂的结构及其所处的恶劣腐蚀环境决定了其涂装的特殊性。近年来船舶涂料的发展趋势是节能减排，绿色涂料使用率增大；同时，金融危机使得一些欧洲国家对VOC（挥发性有机化合物）排放做出让步。目前甲板舾装件面漆的选用原则是以实用为主、兼顾环保；实用的定义是要满足船舶涂装的基本要求，并且价格适中。

1 聚氨酯涂料的选用与施工

聚氨酯涂料在整个钢结构行业得到普遍应用，环氧富锌底漆、环氧中间漆、聚氨酯面漆组成的涂装配套是目前甲板机械涂装中最常见的。聚氨酯涂料兼具装饰和保护功能，耐候性好，附着力强，漆膜的硬度可以通过配方进行调节，为甲板舾装件选用面漆时，在没有特殊要求的情况下，业主更倾向于选用聚氨酯涂料。聚氨酯涂料按组成可以分为双组分聚氨酯涂料和单组分聚氨酯涂料，甲板舾装件所用的面漆基本都是双组分聚氨酯涂料，一般以异氰酸酯为固化剂。

聚氨酯涂料按照分子组成的不同可分为脂肪族聚氨酯涂料和芳香族聚氨酯涂料；芳香族聚氨酯涂料含苯环，耐候性差，漆膜易发黄粉化；脂肪族聚氨酯涂料的耐候性较强，保光保色性好。甲板机械长期暴露在外的部位，如船用克令吊外部需选用脂肪族聚氨酯涂料；内部区域，如船用克令吊基座内部可选用芳香族聚氨酯涂料。除了耐候性以外，脂肪族聚氨酯涂料在漆膜机械性能、耐化学性等方面也较芳香族聚氨酯涂料好，其价格略高于芳香族聚氨酯涂料。

普通聚氨酯涂料是有一定的涂覆间隔期的，一般不超过15 d（20 ℃），超过间隔期后想对原涂层进行覆涂，需要先对其表面进行处理，一般用砂纸拉毛。聚氨酯涂料按照覆涂性可分为两种：可覆涂聚氨酯涂料和不可覆涂聚氨酯涂料；可覆涂聚氨酯涂料没有最大覆涂间隔期，涂层在进行简单的打磨、拉毛等处理后，可随时进行修补涂装。而不可覆涂聚氨酯涂料在超过间隔期的情况下覆涂性能会变差，不利于覆涂。业内通常的做法是，在面漆涂层修补工作量较大的情况下，尽量选用可覆涂聚氨酯涂料。甲板机械在制造工厂完成面漆作业后需要发运到船厂进行舾装，舾装时面漆通常已超过覆涂间隔；甲板机械在运输和舾装过程中面漆涂层因磕碰而产生破坏在所难免；另外，一些甲板机械在作业过程中也很容易发生涂层破坏。因此，为了日后的涂层修补方便，甲板机械应当首选可覆涂的聚氨酯涂料。施工方便是聚氨酯涂料的一大优势，这也是其应用广泛的原因之一，按常规方法控制温度、湿度、表面清洁度等即可。

聚氨酯涂料综合性能好，性价比高，是目前甲板机械上应用最多的面漆品种之一；但它的防护能力并不特别高，对于防护要求高的场合，业主往往会选择聚硅氧烷涂料。

2 聚硅氧烷涂料的选用及施工

聚硅氧烷是一类以重复的Si—O键为主链，硅原子上连接有机基团的聚合物。聚硅氧烷涂料具有优良的热稳定性、耐化学腐蚀性和耐候性，漆膜寿命长达20 a以上，有望成为聚氨酯涂料的更新换代产品，但目前聚硅氧烷涂料价格昂贵，约为聚氨酯涂料的两倍，并且施工困难。

鉴于其性能极佳、价格昂贵和施工难度大的特点，聚硅氧烷涂料适用于对面漆涂层要求较高的甲板机械，尤其适用于海洋平台用甲板机械，因为海洋平台远离海岸，涂层老化破损后修补困难，并且甲板机械相对船体来说，涂装面积小得多，涂料价格和施工困难造成的成本增加，小于涂层日后维护增加的成本，因此一些海洋平台甲板机械的业主更倾向于选择聚硅氧烷涂料作面漆。如果选用聚硅氧烷涂料作为面漆，那底漆也要选用长效防腐的高端涂料，否则，虽然聚硅氧烷涂层的寿命长达20 a以上，但它会因为底漆的破坏而失效，甚至同底漆一起脱落。

聚硅氧烷涂料的施工难度主要体现在3个方面：涂料施工环境、涂料开罐保存以及涂层修补。

涂料施工对环境湿度都有一定的要求，环氧、聚氨酯等常用涂料一般都规定环境湿度在85%以上时禁止施工，这些涂料在高湿度环境下施工会出现针孔、漆膜附着力下降等弊病，有时还会出现涂层剥落的严重质量事故；而聚硅氧烷涂料在高湿度下施工时漆膜出现严重质量事故的概率较环氧、聚氨酯等涂料要大得多，其固化剂在与基料发生固化前会先与空气中的水蒸气发生反应并导致固化不充分。其固化剂吸水的特性也给涂料的开罐保存带来了困难，甲板机械涂装面积小，涂料（尤其是用于修补涂装时）开罐后不一定能完全喷涂完，而聚硅氧烷固化剂露天放置数小时就会因与水蒸气反应而逐步凝胶化，这时涂装工人一般不会将明显变质的固化剂用于涂装，最多浪费半桶固化剂；而当固化剂露天放置时间较短时，即固化剂已发生变质但其形态还未发生改变的情况下，常会被工人正常使用并导致质量问题。为防止固化剂与空气中的水分子发生反应而变质，正确的做法是固化剂开桶取用后及时盖上盖子密封，为保证密封效果，应在盖子与桶体接触的部位包裹一层塑料膜以防止空气进入。

聚硅氧烷涂料覆涂性能很差，面漆修补时易出现质量问题。修补困难一方面在于它的覆涂性能差，另一方面在于它的修补量比较大，聚硅氧烷涂料的标准膜厚较聚氨酯涂料要厚得多，聚氨酯涂料的标准干膜厚度通常为50 μm，面漆只要能盖住中间漆，膜厚基本达标；聚硅氧烷涂料的标准干膜厚度通常为125 μm，面漆即使盖住中间漆，膜厚也不一定够，从而增加面漆涂层的修补量。聚硅氧烷涂料的高膜厚也有其优点，因为聚硅氧烷优异的性能，可以在环氧富锌底漆上直接涂装聚硅氧烷涂料，并适当增加环氧富锌底漆的膜厚，这样可以省去一道中间漆，提高涂装效率。

3 其他涂料的选用与施工

除了聚氨酯涂料和聚硅氧烷涂料外，还有几种涂料在甲板机械面漆中也得到应用。

氯化橡胶涂料性价比高，曾在船舶涂装上大量应用，但因环保问题近年来用量不断下降，加上氯化橡胶涂料外观较差，故目前在甲板机械上用量不大。近年来国内外正在利用改性技术，将氯化橡胶与其他树脂相结合，组成不同的复合体系以提高氯化橡胶涂料的性能。为解决氯化橡胶的环保问题，新的氯化橡胶生产工艺正在加紧研发，如浙江奉化裕隆化工公司的水相法生产工艺已研发成功，并已批量生产。随着一系列问题的成功解决，氯化橡胶涂料有望被大量用作包括甲板机械在内的船舶面漆。

丙烯酸涂料具有优异的保色、保光性能，漆膜装饰性能、耐候性能相当好，但防腐蚀性不如聚氨酯涂料和聚硅氧烷涂料，纯丙烯酸涂料在甲板机械上很少使用，但通过丙烯酸改性的丙烯酸聚氨酯涂料和丙烯酸聚硅氧烷涂料在甲板机械上应用广泛。丙烯酸聚氨酯涂料兼具聚氨酯涂料优异的防腐性能以及丙烯酸涂料的装饰性和耐候性。丙烯酸聚硅氧烷涂料具有有机-无机杂化结构，表现出优异的防腐耐候性，固体分高、黏度低、VOC含量极低。

氟碳涂料性能极为优异，拥有超强的耐候性及自洁性，自洁性是氟碳涂料所特有的，但因其价格较昂贵，主要用于防护和外观要求均很高的重点工程，如国家鸟巢体育馆、近海海上风电设备等。氟碳涂料目前在船用甲板机械上的应用很少，豪华游轮的甲板机械可以考虑使用。

环氧涂料经济实惠、机械强度和防腐效果好，但环氧树脂在紫外线照射下易粉化，故不太适合用于户外环境，在甲板机械中主要用于内部区域，如船用克令吊基座内部，或用于甲板机械容易磨损的区域，如甲板机械的平台及走道区域。曾有甲板机械整机使用环氧底漆+环氧面漆的涂层配套，底漆面漆各100 μm，没有中间漆，成本极低且施工方便，但耐候性较差。

4 甲板机械面漆颜色的选择

甲板机械面漆颜色统计见表1。

表1 甲板机械面漆颜色统计Table 1 Colour statistics of deck machinery topcoat

根据统计，甲板机械面漆的主要颜色为白色、灰色、黄色、红色和蓝色，其他颜色很少。除舱口盖外，白色居多，尤其是吊艇架，几乎全部为白色，白色选用最多主要基于以下3点原因：（1）白色面漆比较便宜，根据供应商的平均报价，面漆颜色越鲜艳，价格越高；（2）白色面漆中多含有大量钛白粉，折射率高、遮盖力强、耐候性好；（3）相对于其他不太鲜艳的颜色，白色的甲板机械更显干净、美观。

克令吊面漆除了白色外，用得最多的是黄色，主要原因在于克令吊是属于作业过程中有一定危险性的甲板机械，而黄色较醒目，更加安全；黄色克令吊在海洋工程船上所占的比重比在货船等其他船舶上所占的比重要高。