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1、引言
從20世紀(jì)80年代開始，我國造船業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，占世界造船市場的份額不斷擴(kuò)大，造船業(yè)的飛速發(fā)展極大的存進(jìn)了船舶涂料工業(yè)的發(fā)展，世界著名的船舶涂料生產(chǎn)廠商紛紛進(jìn)駐中國，幾乎都在中國建立了生產(chǎn)基地，設(shè)立銷售網(wǎng)絡(luò)。在大型、多功能船舶方面，外資船舶涂料生產(chǎn)企業(yè)，特別是歐洲船舶涂料公司(如國際、佐敦、海虹、式瑪)、日本企業(yè)(如中涂、關(guān)西)等廠商壟斷船舶涂料市場，占有95%以上的市場份額。我國船舶涂料制造商目前也已具備相當(dāng)規(guī)模和技術(shù)實(shí)力，但整體技術(shù)水平仍落后于發(fā)達(dá)國家，再加上品牌意識(shí)不強(qiáng)，其主要市場為國內(nèi)小漁船、內(nèi)河船及國內(nèi)艦艇等。預(yù)計(jì)船舶涂料以約7%的速度增長，2013年船舶涂料產(chǎn)量超過18萬t。
2、船舶涂料的基本現(xiàn)狀
船舶涂料是用于船舶及海洋工程結(jié)構(gòu)物各部位，滿足防止海水、海洋大氣腐蝕和海洋生物附著及其他特殊要求的涂料的統(tǒng)稱，隨著新技術(shù)、新材料的出現(xiàn)，環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)厲，對(duì)一些原材料的限制使用，以及船東為減少維修費(fèi)用、提高船舶的利用率，對(duì)防腐涂料的防腐期效要求更長。因此，需要不斷推出新型重防腐涂料來滿足實(shí)際應(yīng)用需要。下面對(duì)船體不同部位使用的涂料種類進(jìn)行分析。
2.1車間底漆
當(dāng)前以環(huán)氧富鋅車間底漆、環(huán)氧鐵紅車間底漆和無機(jī)富鋅車間底漆為主，其中無機(jī)富鋅車間底漆更以其快干、長效、與其他涂料配套好的特點(diǎn)，在大型造船廠得到普遍應(yīng)用;但此類富鋅涂料在進(jìn)行火工作業(yè)時(shí)，涂層燒損范圍大，高溫時(shí)易產(chǎn)生鋅霧，損害作業(yè)人員的身體健康;目前國外開始采用低鋅、高耐熱的車間底漆，以減少鋅霧，降低火工作業(yè)時(shí)車間底漆的燒損范圍，從而降低二次除銹的工作量。
2.2船底及水線防腐涂料
由于船底及水線區(qū)域涂層長期受海水的浸泡、流水的沖擊、干濕交替、陰極剝離作用，并且要求與防污涂料之間有良好的層間附著力，所以傳統(tǒng)的單組分氯化橡膠鋁粉厚涂底漆、瀝青防腐鋁粉底漆因防腐效果差，逐漸被雙組分環(huán)氧防腐涂料所取代，目前以環(huán)氧鋁粉厚漿涂料、環(huán)氧厚漿瀝青防腐涂料為主，如國內(nèi)的HZ-1、HZ-2環(huán)氧煤瀝青等船底防腐涂料產(chǎn)品，但隨著船東要求涂料的防腐期效越來越長，涂料應(yīng)有良好的通用性，以及煤焦瀝青的致癌嫌疑等原因，環(huán)氧煤瀝青涂料逐步被純環(huán)氧涂料所取代。環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格，美國海軍對(duì)防腐涂料的VOC要求低于400g/L，一些高溶劑含量涂料也將被高固體分環(huán)氧涂料取代，另外船廠和船東也要求減少施工程序、減少涂料品種、降低前處理費(fèi)用、減少施工道數(shù)，因此目前船底防腐涂料的發(fā)展方向是低表面處理適應(yīng)性、高固體、通用性、長效防腐、快干。目前國內(nèi)的船底及水線防腐漆配套體系見表1。
水線、外弦、甲板由于干濕交替，該部位要求涂膜具有良好的耐海水腐蝕性、優(yōu)異的物理機(jī)械性、耐磨性，耐候性等，由于四氯化碳溶劑對(duì)大氣層的危害，已被列入限制或禁用之列，以此類溶劑生產(chǎn)的氯化橡膠涂料也逐漸被限制或禁用。
2.3船殼重防腐涂料
該區(qū)域涂料主要受海水、霧、海風(fēng)的侵蝕，氣溫變化、日光照射的影響，從而加速漆膜的失光、粉化，甚至開裂脫落，目前主要以三涂層體系為主，底漆有環(huán)氧富鋅底漆、無機(jī)富鋅底漆、水性無機(jī)富鋅底漆、環(huán)氧磷化底漆、磷化底漆;中間層為環(huán)氧云鐵防腐涂料、無涂裝間隔的改性環(huán)氧涂料;耐候面漆有有機(jī)硅改性醇酸、氯化橡膠、單組分丙烯酸、可復(fù)涂丙烯酸聚氨酯、氟碳涂料。依據(jù)不同的防腐年限，采用不同的配套涂料體系，一些配套涂料體系經(jīng)實(shí)船試驗(yàn)有10a以上的防腐期效。目前國外的發(fā)展趨勢(shì)為長效、環(huán)保、施工道數(shù)少、采用二涂層體系代替?zhèn)鹘y(tǒng)的三涂層體系，如美國PSX系列雜化硅環(huán)氧、雜化硅丙烯酸系列，目前各大型艦船涂料制備公司都開始推出相應(yīng)的產(chǎn)品。此類涂料可減少施工道數(shù)、降低施工過程中的溶劑揮發(fā)、有更高的耐候性，涂料的綜合性價(jià)比較三涂層丙烯酸聚氨酯體系有較大的優(yōu)勢(shì)。目前的傳統(tǒng)三涂層配套體系見表2。
2.4液艙涂料
液艙包括壓載艙、飲水艙、燃油艙、液體貨艙。對(duì)于壓載艙，2004年11月由波羅的海和國際海事理事會(huì)、國際船級(jí)社協(xié)會(huì)、國際航運(yùn)工會(huì)、國際干貨船船東協(xié)會(huì)聯(lián)合向國際海事組織提出(壓載艙的保護(hù)涂層的性能標(biāo)準(zhǔn)草案)要求：1、保護(hù)涂層系統(tǒng)的目標(biāo)使用壽命為15a;2、環(huán)氧涂料的干膜厚度不小于300μm，建議使用無或低VOC的涂料，目前國際大涂料公司推出多種壓載艙涂料，具有高固體分、長壽命、高邊角保持率的特點(diǎn)，國內(nèi)仍以環(huán)氧煤瀝青為主，與國外在涂料品種和施工應(yīng)用方面差距較大。常用的壓載艙涂料配套體系見表3。
目前船舶的壓載水艙較多的使用厚漿型環(huán)氧煤瀝青涂料、環(huán)氧樹脂涂料及氯化橡膠煤瀝青涂料，環(huán)氧煤瀝青涂料雖然具有良好的耐水性和耐油性，但由于煤焦瀝青的滲出而產(chǎn)生的污染和含有致癌物質(zhì)，同時(shí)有機(jī)涂料在使用中會(huì)持續(xù)的釋放有機(jī)污染物，船舶的艙室通常都比較狹窄，通風(fēng)條件差，這些因素都會(huì)對(duì)船上人員的健康造成威脅。
國內(nèi)飲水艙涂料主要采用HTL92、841環(huán)氧聚酰胺涂料，國外涂料公司大多使用無溶劑環(huán)氧涂料，如IP的interline925。但因雙酚A的環(huán)境因素作用，環(huán)氧涂料在歐洲被禁止在與食品接觸的包裝上應(yīng)用，研制新的飲水艙涂料取代環(huán)氧體系飲水艙涂料迫在眉睫。油艙涂料要求耐船用柴油、機(jī)油、航空油，大多采用環(huán)氧或聚氨酯涂料，有些要求采用防靜電涂料，但相應(yīng)地降低了涂料的防腐性能。國外有許多采用加熱固化的油艙防腐涂料，大大提高涂料的防腐效能，能耐多種油品和化學(xué)溶劑，國內(nèi)限于工藝和造船成本等因素，目前尚未得到推廣。
飲水艙涂料要求涂料飲水性試驗(yàn)合格，并耐水。國產(chǎn)飲水艙涂料以純環(huán)氧涂料為主，具有較好的耐水性、耐油性和耐化學(xué)品性，毒性較低。國產(chǎn)飲水艙涂料執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)為GB5369—2008《船用飲水艙涂料通用技術(shù)條件》，該標(biāo)準(zhǔn)系強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)，2008年12月發(fā)布，2009年12月1日實(shí)施。原標(biāo)準(zhǔn)理化指標(biāo)基本滿足使用要求，但其衛(wèi)生要求已不滿足日趨嚴(yán)格的環(huán)保及衛(wèi)生防護(hù)的要求，諸如?？棵绹拇耙箫嬎撏苛先〉肍DA認(rèn)證，有的船東提出應(yīng)對(duì)飲水艙涂料作更詳盡的毒理學(xué)試驗(yàn)等，修訂后的標(biāo)準(zhǔn)在基本保留原標(biāo)準(zhǔn)中特性理化指標(biāo)的基礎(chǔ)上，參照衛(wèi)生部的衛(wèi)法監(jiān)發(fā)[2001]161號(hào)文件對(duì)衛(wèi)生要求作了較大的改動(dòng)和增補(bǔ)。修訂后的標(biāo)準(zhǔn)不僅規(guī)定要進(jìn)行生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生檢測(cè)，還規(guī)定應(yīng)進(jìn)行浸泡水的LD50、Ames和哺乳動(dòng)物細(xì)胞染色體畸變的毒理學(xué)試驗(yàn)。因此涂料生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)進(jìn)一步關(guān)注產(chǎn)品的安全性，開發(fā)無溶劑和水性飲水艙涂料是今后發(fā)展的方向。
