水性船舶涂料的現狀與發展

江雪琴

【摘 要】 隨著我國社會與經濟的發展，沿海地區貿易往來的愈加頻繁，使得船舶成為了主要的交通工具之一。目前我國自主研制的船舶已經可以在世界海域通行，并受到了市場的普遍歡迎，在此條件下，我國船舶制造業向著現代化的方向迅猛發展。而在船舶的制造過程中，需要使用許多高科技原材料，保證船舶的耐久性與質量。基于此，本文首先對水性船舶涂料進行了簡單的分類，并簡述了船舶不同部位對水性涂料性能的要求，后分析了水性船舶涂料的研究現狀，通過對應用現狀的論述與分類研究，展望了水性船舶涂料的發展前景與未來，以期為我國船舶制造業的發展提供參考依據。

【關鍵詞】 水性船舶涂料 現狀 發展

我國涂料產業始終處于良好的發展狀態，所生產的產品也被各行各業所廣泛應用，隨著涂料生產技術的不斷創新升級，水分散性樹脂被成功研制并投入到了市場當中，該項技術的研發賦予了我國涂料產業全新的生機與發展前景，大大改善了涂料的生產方式與生產原理，使涂料的生產從根本上擺脫了天然樹脂、有機溶劑的傳統生產方式，通過水性涂料與無溶劑涂料的使用，改善了涂料的結構，使涂料產品的應用渠道更加廣泛。目前，占有市場比例較大的涂料主要以水性涂料為主，且發展勁頭較為強勢。

一、水性船舶涂料的分類

水性船舶涂料種類較多，其中水稀釋性涂料、水分散性涂料、水溶性涂料最具代表性水性船舶涂料形態。因船舶的特殊性，其對于自身所使用的涂料性能要求也更高，所以水性船舶涂料的生產也比其他涂料的生產更為嚴格[1]。目前，在船舶制造業所廣泛使用的防腐涂料多為同溶劑型體系配套和水性涂料配套這兩種。

二、對水性船舶涂料的性能要求

船舶的不同部位對于水性船舶涂料的性能均有著不同的要求，具體為：水線、外弦、甲板部位會受到海水浸泡、陽光照射等影響，所以這些區域的干濕交替界限較為明顯，同時，這些部位因受到長期的海浪沖擊、海水浸泡，較容易出現高度腐蝕現象，再加上紫外線的長期直射，會導致這些區域的腐蝕更加嚴重。如果在這些區域使用涂料，就必須注意涂料的物理機械性、耐沖擊性、耐海水腐蝕性、耐候性、以及耐磨性等性能；船舶上層部位涂料的使用則需要注意涂料的裝飾性與耐候性，保證船舶上的圖案清晰、美觀；船舶中的承臺、干燥貨架等部分，是用來放置食物或雜物的區域，需要保證所使用涂料的耐高溫、高濕、化學腐蝕、磨損性能；壓載艙兼用艙、廢油艙以及原油艙等涉及油質材料的部位，則應保證涂料具有較高的耐海水、耐電化學腐蝕、耐油等性能；清水艙、飲水艙的主要作用是裝載水資源，需要具有較高的耐水性[2]；貨艙部分的作用則是儲存貨物，通常情況下，貨物的種類較多，但是應該注意化學品、石油等貨物的特性，保證涂料具備較高的耐酸堿性與耐油性。對于船舶的管道、煙筒等部位，則應注意其長期暴露在船舶外、且溫度較高的特征保證涂料具有較高的耐高溫性，一般為500℃左右的耐溫性才適用于船舶煙筒等高溫部位。

三、水性船舶涂料的研究現狀

作為水性涂料制造的主要原材料，水性無機富鋅涂料是起到防腐蝕作用的主要材料之一。該材料的生產原理是通過無機物的反應，利用高含量的鋅粉制作成防銹蝕涂料，再使用水對其進行分散分解，進而使全部的介質材料變成高固體分厚膜材料，這一類船舶涂料多使用于遠洋航行的船舶之中，同時在高防腐領域也有這較高的應用成果。水性無機富鋅涂料屬于揮發性有機化合物，是目前防銹涂料的首選，也是最為環保的防銹蝕涂料。正因其這些優勢，使得其在不同的領域均有著廣泛的應用，發展前景較為廣闊[3]。另外，隨著科學技術的飛速發展，近年來，國外還出現了一種水性無機磷酸鹽富鋅涂料，這種涂料改善了以往水性無機富鋅涂料使用流程繁瑣的缺點，使用時不需要清理底材，只要符合涂層要求便可使用，同時也具備與水性富鋅材料相同的性能，甚至更高。而我國也相繼研發出了水性高模數硅酸鉀涂料與水性硅酸鋰富鋅涂料，并將這兩種材料應用到了一些重點工程，取得了良好的成效，同時，在不斷的實踐中也在總結經驗，優化這兩種水性涂料。除此之外，近年來環氧、聚氨酯、丙烯酸改性醇酸或環氧、厚漿醇酸等新型水性涂料也在被相繼的研發，這使得我國涂料市場的產品變得越來越豐富，其中部分水性涂料已經進入到了市場當中，接受實踐的檢驗，但是對于處于惡劣工作環境的船舶來說，這些涂料的防腐蝕性能仍未達標[4]。

四、水性船舶涂料的應用現狀

按照當前的水性材料生產能力，可將我國市面上的水性涂料大致劃分為三部分，第一部分是無極硅酸富鋅體系；第二部分是環氧體系；第三部分是丙烯酸體系。其它不常見也不常使用的水性涂料還有丁苯橡膠體系、醇酸體系、氟碳樹脂體系以及瀝青體系等。在本文研究中，只分析三種船艙部位所使用的防腐蝕水性涂料。

（一）水性無機硅酸富鋅防腐涂料

水性無機硅酸富鋅防腐涂料主要由硅酸鹽、硅酸乙酯這兩類物質構成。硅酸鹽一類包括硅酸鈉、硅酸鋰、硅酸鉀等材料，將這些材料用于鋼鐵的防銹蝕涂料制作中，可以起到良好的防銹蝕作用。另外，鋅還可以和無機聚合物產生化學反應，在鋼鐵的表面形成鋅鐵層，起到更好的耐候、耐熱、導熱、防腐蝕作用，同時鋅鐵層還不會影響靜電的傳導，不僅不會給接口的焊接工作產生阻礙，而且還可以與涂料層一同進行焊接，該涂料的最高耐受溫度為400℃，可以在惡劣的環境中抵御pH5.5～10.5的化學侵蝕[5]。

（二）水性環氧防腐涂料

目前所使用的大多數水性環氧防腐涂料均為經過改良的涂料，性能較為優良。而過去所使用的是環氧瀝青防腐涂料，一般用于長輸油管、天然氣管外壁、壓載水艙等部位，但因這種材料的瀝青含量過高，在使用時會產生有害氣體，且涂裝流程較為繁瑣。而使用含酚類石油樹脂替代瀝青與改性環氧樹脂不但可以很好的解決這一問題，而且還可以保證鋼鐵不發生銹蝕，同時對于涂料的涂裝、維護也更加便利。在使用時，只需沖洗被涂面的壁材部分，便可以進行涂裝。

（三）水性丙烯酸防腐涂料

此種防腐涂料以丙烯酸樹脂為主要原料，按一定比例加入顏填料、溶劑、助劑、改性樹脂等材料配置而成，具有較高的耐候性，在使用過程中可以保持船艙內部的顏色。目前，此類水性涂料中使用較為普遍的為水性鐵紅丙烯酸防銹漆，該涂料屬于自干型水性涂料，具有良好的耐腐蝕性、抗污染性以及高附著性，在使用時可以加入其它材料，改變涂料的性能，例如加入醇酸、氨基、硝基等材料，調制成可供配套使用的面漆。

五、水性船舶涂料發展前景的展望

隨著社會的發展，人們對于能源資源的需求日益增加，在全球性的能源資源短缺背景下，石油以及其下游產品的價格正處于持續上漲的趨勢，而有機溶劑作為石油下游產品，其價格也在上漲，而以水作稀釋劑的水性船舶涂料在價格方面的優勢就得以凸顯。而且，相對于其他涂料，以水為稀釋劑的水性傳播涂料更為安全，從生產至運輸整個過程發生火災的幾率更低。對于企業來說，在安全防火方面所投入的資金成本也就更小。總而言之，水性船舶涂料相對于其他涂料，成本更加低廉，利于企業獲得更高的經濟利潤，而且防腐蝕性能較為良好，勢必成為未來船舶涂料的主流。

結束語

綜上所述，隨著新型船舶涂料的不斷研發，我國的船舶制造企業不斷壯大，海工裝備制造業快速增長，新型的水性船舶涂料、高防腐性涂料以及特種涂料等具有較高技術含量的涂料必將相繼問世，但水性船舶涂料作為防腐性能良好、綠色環保的涂料，必將成為未來船舶涂料研究的主要方向。

【參考文獻】

[1] 陸剛，余紅偉，晏欣， 等.船舶防污涂料的研究現狀及展望[J].彈性體，2016（4）：74-77.

[2] 郭翠紅，李昌誠，于良民.船舶防污涂料現狀及發展趨勢[J].上海涂料，2016（2）：28-31.

[3] 桂泰江.為船舶提供更堅實的防護——中國船舶涂料產業發展歷程、現狀及發展趨勢分析[J].船舶物資與市場，2015（4）：7-13.

[4] 張清.關于船舶涂裝設計和現場管理的現狀分析和改進研究[J].環球市場，2016（18）：274.

[5] 張文毓.水性船舶涂料的研究現狀與應用[J].上海涂料，2015（3）：26-29.