海洋船舶處于海洋環境中,長期浸泡在海水中,經常受到海風和海洋大氣的腐蝕,受高含鹽量、高溫、高濕的影響,以及海洋生物的附著而產生污損,給船舶帶來極大地危害。它一方面會增加船體自重和摩擦阻力,從而降低船舶性能,增加燃料消耗;另一方面會加速船體腐蝕,縮短船舶使用壽命。據統計,海洋生物污損為5%時的阻力相當于潔凈表面的2倍,燃料消耗增加10%。由此所引起的腐蝕,需花費大量的人力物力,進行頻繁的周期性維護,造成巨大的經濟損失。所以,開發新型、高效、經濟的對海洋無污染的防污技術,對提高船舶使用壽命,節省開支等方面具有很大的現實意義。
我國船舶涂料是伴隨著我國造船工業興起的,隨著世界造船產業向東亞遷移,我國造船業逐漸成為工業制造較為重要的組成部分,而且形成了渤海區、珠三角和長三角的產業布局。20世紀80 年代以來,世界著名的船舶涂料生產廠商紛紛進駐我國,幾乎都在我國建立了生產基地,設立銷售網絡。在大型、多功能船舶方面外資船舶涂料生產企業,特別是歐洲船舶涂料公司、日本企業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規模和技術實力,但整體技術水平仍落后于發達國家,再加上品牌意識不強,其主要市場為國內小漁船、內河船及國內艦艇等。在今后 5-10年,在宏觀經濟快速發展的推動下,我國船舶涂料和涂裝仍將呈現快速發展的趨勢。隨著現代工業的高速發展,船舶的現代化、 高速化、高效率運輸及環境保護方面愈來愈受到人們的廣泛關注,船舶涂料也在不斷更新換代。
根據船舶不同的部位,船舶涂料大體可分為船底涂料,水線,外舷,甲板涂料,油艙涂料,飲水艙涂料,貨艙涂料,壓載艙涂料等。
船底涂料的質量要求是鋼材在海水中的自然腐蝕量降到0.1mm/a。附著在船底外部的海生物也會引起航行速度降低, 造成燃料費、清除費的增加,所以要求船底涂料具有優異的耐海水性和防污性。
防污漆是船舶漆的重要產品之一,是由漆膜中防污劑在一定時間內緩慢地溶在海水里,從而防止海生物的附著。長久以來, 以有機錫為防污劑的防污漆作為一種實用、有效的防護涂料廣泛應用于船舶船體水線以下部位等。但隨著有機錫材料在防污涂料中的大量使用,有機錫對海洋環境的污染也逐漸引起人們的重視。 近年來,我國船底防銹漆生產企業加大研發力量,環境友好型防污涂料得到快速發展,以氧化亞銅為主要防污劑的新型無錫防污涂料就是其中之一。
水線、外舷、甲板涂料的功能是防護水線、外舷、甲板由于干濕交替作用引起腐蝕,波浪沖擊引起損壞及紫外線照射引起老化。該部位的涂膜應具有良好的耐海水腐蝕性,優異的物理機械性、耐磨性、耐沖擊性和耐候性。由于四氯化碳溶劑對大氣層的危害,已被列入限制或禁用之列,以此類溶劑生產的氯化橡膠涂料也逐漸被限制或禁用。開發取代氯化橡膠的高氯化聚乙烯、熱塑性丙烯酸樹脂用于水線漆:開發改性環氧漆、丙烯酸漆、高性能丙烯酸聚氨酯漆,用于船殼;開發耐磨性、耐候性、耐化學品性優良的甲板防腐漆是船舶漆發展的趨勢。
作為船舶主要防護手段之一的涂料, 遍及艦船各個角落。 隨著世界造船業向大型化發展和環境保護法對海洋涂料工業的影響, 船舶涂料不僅注重防護性,還必須考慮經濟性、節能和與生態環境的適應性,而且更強調其功能性。
船舶涂料的發展趨勢是:高性能、易施工、經濟、節能、環保。目前具體體現在以下幾個方面。
1、防污涂料向無毒、低毒方向發展。
有機錫防污涂料在使用年限上達到了四五年的長效保護效果,但隨著全球范圍內禁止使用有機錫防污涂料,防污涂料已經開始走向低公害和無公害。目前得到成功應用的是無錫自拋光涂料,年限可達3年。未來,低表面張力的防污涂料有可能達到無毒長效的要求。
2、防銹涂料向重防腐、環保、低表面處理要求方向發展。
由于重防腐涂料等長效防銹底漆通常要求嚴格的表面處理,在修船行業, 面對結構復雜、空間狹小、施工條件受限制及不同原始表面狀況等因素, 難以實施和達到所要求的表面處理標準。所以國際上開始出現只需除去鐵銹、油脂及污物的高性能低表面處理要求底漆。
3、液艙涂料向淺色、高固體分、無溶劑方向發展。
液艙包括水艙、油艙、污水艙、壓載水艙、電瓶艙等。 由于這些艙室狹小,空氣難以流通,因而對涂料的有機溶劑揮發含量和毒性限制有更高的要求,高固體分涂料將取代目前使用的溶劑型涂料,并逐漸向無溶劑涂料方向靠近。同時,為便于檢查和維護,涂料顏色將以淺色為主。
4、船殼涂料向性價比更合理和多功能方向發展。
在船殼漆的選擇上,可根據性價比和維修涂漆次數的需要進行。一般船舶可選用長壽命的高性能丙烯酸聚氨酯船殼漆; 醇酸船殼漆,可用于經常進行維修的交通艇等小型艦艇;熱反射船殼漆,可明顯降低船艙的溫度 5-7℃;能夠使銹蝕轉化為無色的自清潔船殼漆,也將成為另一種功能性船殼涂料新品種。
5、生活艙涂料向水性化方向發展。
水性生活艙漆,作為面漆使用可具有環保、易于重涂的特性,并與生活艙半光、亞光的要求吻合。隨著雙組分水性聚氨酯和環氧樹脂及高氯乙烯和改性醇酸乳液等高性能水性樹脂的出現,研究和使用水性生活艙涂料已成為必然。
6、甲板涂料向長效、多功能方向發展。
現代甲板涂料要求在長效的同時具備高彈性、耐磨防滑、輕質、抗沖擊。
總而言之,防腐涂料在涂料行業中的占比將越來越大。船舶涂料的無溶劑環保化、多功能化將是未來的發展方向。
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