海洋船舶处于海洋环境中,长期浸泡在海水中,经常受到海风和海洋大气的腐蚀,受高含盐量、高温、高湿的影响,以及海洋生物的附着而产生污损,给船舶带来极大地危害。它一方面会增加船体自重和摩擦阻力,从而降低船舶性能,增加燃料消耗;另一方面会加速船体腐蚀,缩短船舶使用寿命。据统计,海洋生物污损为5%时的阻力相当于洁净表面的2倍,燃料消耗增加10%。由此所引起的腐蚀,需花费大量的人力物力,进行频繁的周期性维护,造成巨大的经济损失。所以,开发新型、高效、经济的对海洋无污染的防污技术,对提高船舶使用寿命,节省开支等方面具有很大的现实意义。
我国船舶涂料是伴随着我国造船工业兴起的,随着世界造船产业向东亚迁移,我国造船业逐渐成为工业制造较为重要的组成部分,而且形成了渤海区、珠三角和长三角的产业布局。20世纪80 年代以来,世界著名的船舶涂料生产厂商纷纷进驻我国,几乎都在我国建立了生产基地,设立销售网络。在大型、多功能船舶方面外资船舶涂料生产企业,特别是欧洲船舶涂料公司、日本企业等厂商垄断船舶涂料市场,占有95%以上的市场份额。我国船舶涂料制造商目前也已具备相当规模和技术实力,但整体技术水平仍落后于发达国家,再加上品牌意识不强,其主要市场为国内小渔船、内河船及国内舰艇等。在今后 5-10年,在宏观经济快速发展的推动下,我国船舶涂料和涂装仍将呈现快速发展的趋势。随着现代工业的高速发展,船舶的现代化、 高速化、高效率运输及环境保护方面愈来愈受到人们的广泛关注,船舶涂料也在不断更新换代。
根据船舶不同的部位,船舶涂料大体可分为船底涂料,水线,外舷,甲板涂料,油舱涂料,饮水舱涂料,货舱涂料,压载舱涂料等。
船底涂料的质量要求是钢材在海水中的自然腐蚀量降到0.1mm/a。附着在船底外部的海生物也会引起航行速度降低, 造成燃料费、清除费的增加,所以要求船底涂料具有优异的耐海水性和防污性。
防污漆是船舶漆的重要产品之一,是由漆膜中防污剂在一定时间内缓慢地溶在海水里,从而防止海生物的附着。长久以来, 以有机锡为防污剂的防污漆作为一种实用、有效的防护涂料广泛应用于船舶船体水线以下部位等。但随着有机锡材料在防污涂料中的大量使用,有机锡对海洋环境的污染也逐渐引起人们的重视。 近年来,我国船底防锈漆生产企业加大研发力量,环境友好型防污涂料得到快速发展,以氧化亚铜为主要防污剂的新型无锡防污涂料就是其中之一。
水线、外舷、甲板涂料的功能是防护水线、外舷、甲板由于干湿交替作用引起腐蚀,波浪冲击引起损坏及紫外线照射引起老化。该部位的涂膜应具有良好的耐海水腐蚀性,优异的物理机械性、耐磨性、耐冲击性和耐候性。由于四氯化碳溶剂对大气层的危害,已被列入限制或禁用之列,以此类溶剂生产的氯化橡胶涂料也逐渐被限制或禁用。开发取代氯化橡胶的高氯化聚乙烯、热塑性丙烯酸树脂用于水线漆:开发改性环氧漆、丙烯酸漆、高性能丙烯酸聚氨酯漆,用于船壳;开发耐磨性、耐候性、耐化学品性优良的甲板防腐漆是船舶漆发展的趋势。
作为船舶主要防护手段之一的涂料, 遍及舰船各个角落。 随着世界造船业向大型化发展和环境保护法对海洋涂料工业的影响, 船舶涂料不仅注重防护性,还必须考虑经济性、节能和与生态环境的适应性,而且更强调其功能性。
船舶涂料的发展趋势是:高性能、易施工、经济、节能、环保。目前具体体现在以下几个方面。
1、防污涂料向无毒、低毒方向发展。
有机锡防污涂料在使用年限上达到了四五年的长效保护效果,但随着全球范围内禁止使用有机锡防污涂料,防污涂料已经开始走向低公害和无公害。目前得到成功应用的是无锡自抛光涂料,年限可达3年。未来,低表面张力的防污涂料有可能达到无毒长效的要求。
2、防锈涂料向重防腐、环保、低表面处理要求方向发展。
由于重防腐涂料等长效防锈底漆通常要求严格的表面处理,在修船行业, 面对结构复杂、空间狭小、施工条件受限制及不同原始表面状况等因素, 难以实施和达到所要求的表面处理标准。所以国际上开始出现只需除去铁锈、油脂及污物的高性能低表面处理要求底漆。
3、液舱涂料向浅色、高固体分、无溶剂方向发展。
液舱包括水舱、油舱、污水舱、压载水舱、电瓶舱等。 由于这些舱室狭小,空气难以流通,因而对涂料的有机溶剂挥发含量和毒性限制有更高的要求,高固体分涂料将取代目前使用的溶剂型涂料,并逐渐向无溶剂涂料方向靠近。同时,为便于检查和维护,涂料颜色将以浅色为主。
4、船壳涂料向性价比更合理和多功能方向发展。
在船壳漆的选择上,可根据性价比和维修涂漆次数的需要进行。一般船舶可选用长寿命的高性能丙烯酸聚氨酯船壳漆; 醇酸船壳漆,可用于经常进行维修的交通艇等小型舰艇;热反射船壳漆,可明显降低船舱的温度 5-7℃;能够使锈蚀转化为无色的自清洁船壳漆,也将成为另一种功能性船壳涂料新品种。
5、生活舱涂料向水性化方向发展。
水性生活舱漆,作为面漆使用可具有环保、易于重涂的特性,并与生活舱半光、亚光的要求吻合。随着双组分水性聚氨酯和环氧树脂及高氯乙烯和改性醇酸乳液等高性能水性树脂的出现,研究和使用水性生活舱涂料已成为必然。
6、甲板涂料向长效、多功能方向发展。
现代甲板涂料要求在长效的同时具备高弹性、耐磨防滑、轻质、抗冲击。
总而言之,防腐涂料在涂料行业中的占比将越来越大。船舶涂料的无溶剂环保化、多功能化将是未来的发展方向。
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