防腐涂料和涂装技术_5(船舶近海工程各领域中的防腐蚀涂料)

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(1) 至少有 3 个月以上的户外防锈能力 ; (2) 涂膜干燥迅速 ,能适应自动化流水线的速 度 ,干膜厚度 15~25μm ; (3) 对焊缝强度和切割无不良影响 ; (4) 毒性小 ,漆膜受热分解的锌蒸汽浓度低于
第 16 卷第 5 期 金晓鸿 :防腐涂料和涂装技术 ( Ⅴ)
(1) 无锡自抛光防污漆 。自抛光型铜基丙烯 酸涂料已推向市场 。由于聚合物本身水解使渗到 海水中的铜离子还达不到足够的防污能力 ,所以 在防污漆中单一使用氧化亚铜时 ,对硅藻和绿藻 并不有效 ,还必须在防污漆中添加辅助杀生物剂 以在停滞或低速情况时来防除这些污损生物 。两 种重要的辅助杀生物剂是 4 ,5 - 二氯 - 2 - 正辛 基 - 4 - 异噻唑啉 - 3 - 1 (DCO I) 和 2 - 砒啶硫醇 - 1 - 氧化锌复合物 。它们是有效的有机毒料 ,在 海水中降解很快 ,不会造成生物积累 ,已在美国环 保局注册 ,获得在防污漆中使用的许可 。
摘 要 第五部分主要介绍船舶近海工程各领域中应用的防腐蚀涂料 ,包括车间底漆 、防锈漆 、船底防污漆 、 压载水舱漆 、油舱漆 、海上采油平台涂料 、滨海桥梁保护涂料 、海洋化工及相关工业设备保护涂料 。 关键词 防腐涂料 船舶涂料 近海工程 中图分类号 : TQ637 , TQ639 文献标识码 :A
种 。它的作用是防除海洋污损生物对船体浸水部 位的附着 。在设计防污漆的思路上 ,可以分为化 学方法 、物理方法和生物方法 。化学方法包括设 计含有各种杀生物剂的防污漆配方来防除海生 物 ,这是目前应用最为广泛和最为方便的方法。 一般来讲 ,杀生物剂是一类毒料 ,最早的杀生物剂 是氧化亚铜 ,并以氧化汞 、DD T 等作为辅助毒料 。 典型的树脂基料有乙烯 、沥青 、松香等有一定程度 水溶性的树脂 。这种防污漆的使用寿命一般只有 0. 5~2a 。有机锡类毒料的用量比氧化亚铜小得 多 ,以有机锡 、有机铅等为主的防污漆的使用寿命 就可达到 48 个月或更长 。其中以三丁基氟化锡 和三苯基氟化锡效果最好 。含有机锡的共聚物水 溶性较低 ,但仍足以使锡化合物从涂层表面渗出 达到防污效果 。涂层的水解率可通过共聚物的分 子设计来控制 ,也可添加一些具有稍微水溶性的 颜料来调节 。由于杀生物剂的渗出率是受表面的 水解率所控制 ,这样渗出率与时间基本上是呈线 性关系 。这类防污漆能保持缓慢的聚合物溶解 性 ,使涂层表面趋于光滑 ,达到保持船速和节省燃 油的优点 ,被称为自抛光防污漆 。它们的有效寿 命可达 5a 。但是这些防污漆在防除污损生物的 同时 ,也引起了环境污染问题 ,引起海洋生物学家 和环保专家的关注 ,国际海事组织已通过在防污 漆中停止使用和完全禁止使用有毒的有机锡化合 物的提案 。从 80 年代中起 ,先后已有 43 个国家 颁布了限制使用有机锡防污涂料的法规 ,鼓励人 们开发新的低毒或无毒的自抛光防污漆 ,主要的 方向有 :
第 16 卷第 5 期 金晓鸿 :防腐涂料和涂装技术 ( Ⅴ)
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(2) 无毒防污漆 。它们是采用物理方法设计 的防污漆 ,包括低表面能防污漆和导电防污漆。 低表面能的无毒防污漆 ,污损生物仅能有限地附 着在涂层表面 ,并且船舶航行时水流的冲刷 ,用刷 子或水管对水下表面进行清洗时都可清除掉污损 生物 ,而不需要在干坞期间完成 。这类无毒防污 漆包括有氟聚合物和硅聚合物涂料 。对这类防污 漆的实验室研究和实海试验已有 25a 以上 。有机 硅类的无毒防污漆商品已投放市场 ,而氟聚合物 无毒防污漆仍在实验室阶段 。有机硅弹性体无毒 防污漆产品已在高速渡船上应用 ,它涂装在环氧 底漆上 ,实际使用寿命已超过 3a 。美海军的一艏 巡逻水翼艇也用了有机硅型无毒防污漆 ,已有 2a 的使用结果 。
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国家卫生规定的范围 ;
常使用的车间底漆品种有 :醇溶性无机富锌
(5) 耐热性好 ,在焊接 、切割 、火工校正等热加 底漆 、环氧富锌底漆 、环氧铁Fra Baidu bibliotek底漆 、长曝型磷化
工时 ,烧损影响范围在 10~20mm 内 ;
底漆 ,几种车间底漆的性能比较见表 1 。
(6) 能与下一道漆配套 ,附着力好 。
表 1 几种车间底漆性能比较
醇溶性无机 富锌底漆
水性无机硅 酸锌底漆
环氧富锌 底漆
环氧无锌 底漆
长曝型磷化 底漆
主要成分
锌粉 , 正硅酸乙酯
锌粉 , 硅酸盐类
锌粉 , 环氧聚酰胺
氧化铁红 , 环氧聚酰胺
四盐基锌黄 , 聚乙烯醇缩丁 醛 ,酚醛树脂
户外防锈期 可焊性 可割性 耐热性
阴极保护性
6~9 月 优 良 优 优
船底防锈漆的应用部位是指钢质船体水线以 下外表面 。要求具有如下主要性能 :
(1) 优良的耐海水腐蚀性 ; (2) 很好的干态和湿态附着力 ; (3) 与船底防污漆的良好配套性 ; (4) 优良的耐电位性 ,能与船体阴极保护系统 相适应 。 目前船底防锈涂料的品种大体可分成 3 大 类: (1) 传统的沥青系和油性系 。沥青系船底防 锈漆应用历史最为悠久 ,其特点是防水性好 ,价格 低廉 ,但耐热性较差 。我国常用的品种有 :L4421 铝粉沥青船底漆和 L4422 沥青船底漆 2 种 。 (2) 以环氧 、乙烯 、环氧沥青 、乙烯沥青和氯化 橡胶树脂为主体的高性能船底防锈涂料 。它们的 主要品种有 :615 # 、616 # 、664 # 氯化橡胶防锈涂 料 ;2 # 、H44 - 16 # 环氧沥青防锈涂料 ;V45 乙烯 沥青防锈涂料等 。在新船建造时 ,乙烯沥青船底 防锈涂料常与环氧沥青船底防锈涂料配套使用 , 环氧沥青防锈涂料为底漆 ,乙烯沥青防锈涂料为 中间层漆 ,面漆为防污涂料 。近年来 ,又开发出一 些新型的长效型和厚浆型防锈涂料 ,如 846 # 厚 浆型环氧沥青漆 ,它的主要组成为低分子量环氧 树脂和聚酰胺固化剂 ,使用气相二氧化硅作为流 变助 剂 , 采 用 高 压 无 气 喷 涂 每 道 干 膜 可 达 125μm 。但与国外相比较 ,我国还未有较为成熟 的环氧聚酰胺系列的船底防锈涂料配套体系的品 种。 (3) 新型高性能船底防锈涂料 ,主要包括有改 性环氧 、玻璃鳞片涂料 、氟树脂涂料等 。这些涂料 的特点是厚膜化 ,单道干膜厚为 100μm 以上 ,以 及可适合不同施工环境 ,有的可常温施工 ,有的可 低温施工 。 1. 3 船底防污漆 船底防污漆是防腐蚀涂料中的一个特殊的品
第 16 卷第 5 期 材 料 开 发 与 应 用 2001 年 10 月
讲 座
文章编号 :100321545 (2001) 0520040206
防腐涂料和涂装技术 ( Ⅴ)
金晓鸿 (洛阳船舶材料研究所厦门分部 厦门 361002)
1. 60 2~5
14
28
深圳海虹 溧阳冶建 江苏兰陵
1589
硅酸锌车间底漆 红 ,灰 1. 30 4~5
TH22
硅酸锌防锈底漆 锌 ,灰 1. 74 5
2
E0622 无机硅酸锌车间底漆 灰
1. 58
~11 13. 7
25 27. 6
常州特涂
E704 无机富锌车间底漆 灰 ,白 1. 85 2
4
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导电防污漆的基本原理是在船体外表面先涂 覆具有防锈和绝缘功能的漆膜 ,上面再涂一种导 电漆膜 ,把导电漆膜作为阳极 ,当通入微量电流 时 ,导电漆膜表面的油水就产生电解反应 。这样 , 导电漆膜的外层表面就被次氯酸离子覆盖 ,可防 止微生物 、海藻类和海洋硬壳类生物的附着 。日 本三菱重工公司在 80 年代末和 90 年代初进行了 实船试验 ,取得了防污效果 。用导电高分子材料 聚苯胺作为导电防污漆基料的研究正在进行中 。
表 2 部分厂家无机硅酸锌车间底漆的主要特性
生产厂家
牌号
名称
干燥时间
密度 颜色 / (g·cm - 3) 指干 硬干
/ min / h
理论涂布率 / (m2·L - 1) ,
20μm 厚
固体分 含量/ %
上海开林厂
704
无机硅酸锌

1. 67 5
1
16. 7
33. 3
上海国际 NQA021/ 025 硅酸锌车间底漆 灰
Anti2corrosive Coatings and Application( V)
J i n X i aohon g ( Xiamen Branch of Luoyang Ship Material Research Institute ,Xiamen 361002 ,China)
Abstract The unit 5 deals wit h t he anti2corrosive coating systems for marine and offshore engineering ,including workshop primers ,antirusting and antifouling paints for hull ,paints for ballast tank ,oil tank ,offshore platform ,shore bridge and marine chemical engineering. Keywords Anticorrosive coating Marine coating Offshore engineering
保护海洋工程的防腐蚀涂料一般称为海洋工 程涂料 。按应用对象可分为 :船舶涂料 (习惯称船 舶漆) 、海上平台保护涂料 、海港工程及设施 (如滨 海电厂 、跨海大桥 、码头 、栈桥等) 保护涂料 、海底 管道保护涂料 、海洋化学工业等保护涂料 ,其中以 船舶涂料的用量最多 、历史最久 。海洋环境可分 为 :海洋大气区 、浪溅区 、潮差区 、全浸区和海泥 区 。海洋腐蚀环境的特点是 : (1) 海水中含 NaCl 约 3 %左右 ,是对金属腐蚀速率最高的浓度 ; (2) 浪溅区是金属腐蚀最为严重的区域 ; (3) 海洋大气 环境含盐分高 ,是各类大气环境腐蚀中最严重区 域之一 (除严重化工大气污染区) ; (4) 海泥中含有 较多硫酸盐还原菌 ,再加上含盐浓度大 ,对金属的 腐蚀也很严重 。下面分别介绍各种海洋工程用防 腐涂料 。
材 料 开 发 与 应 用 2001 年 10 月
在选择车间底漆的生产厂家和品种时 ,一个 相当重要的因素是配套通用性 。要求一种车间底 漆不仅仅与同一涂料生产厂家的其它涂料能配套 使用 ,也能与不同厂家生产的类似涂料配套使用 , 目前各涂料生产厂家正在开始向这方面努力 。 1. 2 船底防锈漆
6~9 月 优 良 优 优
6~9 月 一般 一般 良 优
4月 良 优 一般 一般
3~4 月 优 优 差 差
环氧





一般
下 环氧沥青




一般
道 防
氯化橡胶





锈 聚氨酯


一般


漆 配
乙烯类





套 沥青类
一般
一般




油性类





其中应用最为普遍的是醇溶性无机富锌底 车间底漆快速固化的要求 。表 2 列出国内部分厂 漆 ,该底漆户外防锈性优 、干燥迅速 、可焊性好且 家生产的醇溶性无机硅酸锌车间底漆的品种和主 耐热性优 。近年来 ,从环保考虑 ,水性无机硅酸锌 要技术特性 。 底漆也已开发成功 ,但干燥时间还不能符合作为
1 船舶漆
收稿日期 :2001202212
一艘大型船舶需要用到许多种涂料来保护和 装饰 ,但与防腐蚀密切相关的船舶漆主要是下面 几种 :车间底漆 、船底防锈漆 、船底防污漆 、压载水 舱漆 、油舱漆等 。 1. 1 车间底漆
车间底漆 ,又称保养底漆 、预处理底漆 。造船 工业为了提高除锈的效率和质量 ,对进厂的钢材 , 在进行焊接切割和火工处理之前 ,用自动化流水 线抛丸除锈后 ,立即喷涂一层薄薄的防锈底漆作 生产上的临时保护 。这种防锈底漆就叫车间底 漆 。目前 ,不仅造船工业已普遍采用车间底漆 ,其 它大型钢结构工程的涂装也在推广应用车间底漆 和配套的防腐蚀涂料体系 ,如大型钢结构桥梁 、大 型煤气储罐 、钢结构高层建筑等 。对车间底漆的 性能要求主要是 :
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