船舶漆耐鹽水性試驗的探討*

彭金墩，范 星，李 欣

( 廣州合成材料研究院有限公司，廣東廣州510665）

在上世紀八九十年代開始，世界造船、船舶維修行業逐漸朝東南亞轉移，到21 世紀初期東亞占據造船市場80% 以上份額，日本和韓國分別占據了35% 和30%，當時中國只占據不到10%。但是隨著中國建造業的發展，在最近的十年來，我國乘著改革開放的東風，以承接建造各類型船舶出口為目的，不斷從國外引進造船企業，吸收國外先進的造船技術和改革落后的造船管理模式，實現中國的造船工業的騰飛，到2019 年中國造船業已經占據了造船市場的30% 以上，同韓國、日本形成三國鼎立的局勢。這給我國船舶漆和船舶涂裝的發展注入了源源不斷的活力。

船舶在航行過程中，首先要面臨的是一種復雜的洋流腐蝕環境，最直觀的體現在海水對金屬表面的腐蝕，同時在大氣壓的作用下，產生的洋流波浪又會對船舶的表面產生應力和沖擊，各種生活在洋流中生物和吸附在船舶表面的微生物都會加快金屬的腐蝕速率，因此船舶漆對船體的保護就顯得格外重要。

船舶漆是船體最重要的保護層，其應具有：防曬、防銹、防油、防腐蝕、防污、耐磨、耐寒、抗高溫等性能，因而是船舶建造和日常維護保養中不可或缺的重要物料。所以在我國造船行業迅猛發展的今天，對船舶漆的需求量也相應增加，在船舶漆的防腐性能方面要求也顯著提高，其中對船舶漆耐鹽水和熱鹽水的性能檢測要求更是逐年提升。目前，國內制定的關于船舶漆鹽水和熱鹽水性能檢測的標準主要有GB/T 10834-2008、GB/T 6822-2007 等。其中對船舶漆耐鹽水和熱鹽水性能的檢測，本質上就是模擬在相應溫度經過一定的時間周期，檢驗海水對船舶漆的表面的沖擊和腐蝕，檢測船舶涂料在模擬海洋環境下經過一段時間的試驗后對試驗樣板的外觀變化和腐蝕程度。

本實驗對不同廠家的涂層樣板進行了耐熱鹽水的試驗，并采用我司自行設計的試驗裝置進行試驗，得出了相應的試驗數據和評價結果，以供參考。

1 實驗部分

1.1 試驗板材和設備

試驗板材采用熱軋普通碳素鋼（符合GB 712），尺寸為300mm×100mm×（2 ～3）mm，標格達精密儀器有限公司；CR10 色差計（日本KONICA MOINLTA 公司），BYK 4520 多角度光澤度計（德國BYK-Gardner），海水浸泡試驗箱（自行組裝），各種試劑（分析純）。

1.2 試樣制備和養護

鋼材表面采用噴砂處理，處理后鋼板表面清潔度達到的Sa21/2級，表面粗糙度（Ra）為35 ～70 μm（符合GB/T 8923-1988 規定）[1]。

試樣漆膜的制備，采用配套噴涂的方式進行涂裝。試樣涂料采用國內普通廠家1、國內知名廠家2 和國外知名廠家3 三家涂料進行試驗，涂層體系采用底面進行制備，底面采用同一種防銹底漆。漆膜按照GB/T 9278規定的條件狀態下調節7d，再投入到海水浸泡試驗箱中進行試驗。

1.3 試驗方法

試驗鹽水為符合GB/T 3097-1997 中的人造海水。人造海水的配方見表1。

表1 人造海水配方Table 1 Artificial sea water formula

試驗鹽水溫度為（27±6）℃。將試樣的四分之三浸泡于試驗鹽水中，浸入槽中的試樣與槽內壁至少距離30mm，試樣之間至少間隔30mm。試驗樣板進行20 個周期（每個周期7d）浸泡試驗，記錄每周期涂層狀況，如果涂層完好，則用軟布和自來水擦拭表面，干燥，然后用金剛砂布（100#）手工輕磨每塊樣板表面，用面漆再噴涂一道，并封邊13mm。養護7d，然后進行5 個周期全浸試驗，并進行附著力測試[2]。

2 結果與討論

我國是海洋大國，海岸線綿長，船舶作業在我國十分發達，然而每年船舶在海洋作業和航行中受到腐蝕尤為嚴重，因而船舶防腐涂料在我國船舶航行的使用上具有較大意義，能保護船舶在海洋作業中不受海水腐蝕，提高船舶使用年限，節約成本。這就需要船舶防腐漆具有良好的耐海水浸泡性，一般要求經過一定周期的試驗，涂層體系不應出現銹點、氣泡、附著力下降及漆膜破壞等現象。三種涂料試板在浸泡試驗中的性能見表2 ～表4。

表2 氣泡等級Table 2 Bubble level

表3 銹蝕等級Table 3 Rust grade

表4 外觀顏色變化Table 4 Appearance color changes

通過上述實驗發現，1#樣品在10 個周期內無異常，在10 ～20 個試驗周期內逐漸出現氣泡，并且隨著實驗時間的進行，氣泡不斷擴大（S2）。2# 樣品在10 個周期內無異常，在10 ～20 個周期內逐漸出現氣泡（S1），在20 個周期內出現很輕微變色現象。3# 樣品在20 個試驗周期內均能體現較好的性能，保持良好的實驗狀態。

涂料或是在鋼材表面通過氫鍵、羥基、羧基等基團的反應形成半化合性質的鍵合，或是通過毛化鋼材表面使涂料與粗糙鋼材表面形成物理性質的附著，由此可見，考察船舶涂料的最重要的性能指標之一是附著力。涂料附著力的測定方法眾多，有各自的優點和片面性[3]。其中船體防銹涂層體系常常采用GB/T 5210-2006[4]規定的涂層附著力測試方法進行檢測。表5 是試樣經過20 個周期后和面漆重涂后進行附著力測試的結果。

表5 樣品附著力（MPa）Table 5 Adhesion of samples

由表5 可知，試驗后三種涂料的附著力大于3MPa，重涂試驗后附著力均在指標范圍內但都出現一定程度的減弱，附著力性能2#＞3#＞1#。從上述實驗可以看出，我國船舶防銹涂料在耐浸泡性方面性能已不遜色于國外產品。

3 結語

通過對船舶漆進行浸泡試驗，對漆膜耐人造海水或鹽水的性能進行研究，發現經過20 個周期后，試驗涂層基本滿足標準指標要求，并且在附著力方面有不遜于國外涂料的優異性能。我公司自主研發的海水浸泡試驗箱在進行耐浸泡性試驗時，具有試驗穩定、操作簡便和提高試驗精度等優異性能，能滿足國內日益增長的檢測需求。