水性船舶涂料的现状与发展
时间：2020-12-18 12:08:46 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】 随着我国社会与经济的发展，沿海地区贸易往来的愈加频繁，使得船舶成为了主要的交通工具之一。目前我国自主研制的船舶已经可以在世界海域通行，并受到了市场的普遍欢迎，在此条件下，我国船舶制造业向着现代化的方向迅猛发展。而在船舶的制造过程中，需要使用许多高科技原材料，保证船舶的耐久性与质量。基于此，本文首先对水性船舶涂料进行了简单的分类，并简述了船舶不同部位对水性涂料性能的要求，后分析了水性船舶涂料的研究现状，通过对应用现状的论述与分类研究，展望了水性船舶涂料的发展前景与未来，以期为我国船舶制造业的发展提供参考依据。
【关键词】 水性船舶涂料 现状 发展
我国涂料产业始终处于良好的发展状态，所生产的产品也被各行各业所广泛应用，随着涂料生产技术的不断创新升级，水分散性树脂被成功研制并投入到了市场当中，该项技术的研发赋予了我国涂料产业全新的生机与发展前景，大大改善了涂料的生产方式与生产原理，使涂料的生产从根本上摆脱了天然树脂、有机溶剂的传统生产方式，通过水性涂料与无溶剂涂料的使用，改善了涂料的结构，使涂料产品的应用渠道更加广泛。目前，占有市场比例较大的涂料主要以水性涂料为主，且发展劲头较为强势。
一、水性船舶涂料的分类
水性船舶涂料种类较多，其中水稀释性涂料、水分散性涂料、水溶性涂料最具代表性水性船舶涂料形态。因船舶的特殊性，其对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产也比其他涂料的生产更为严格[1]。目前，在船舶制造业所广泛使用的防腐涂料多为同溶剂型体系配套和水性涂料配套这两种。
二、对水性船舶涂料的性能要求
船舶的不同部位对于水性船舶涂料的性能均有着不同的要求，具体为：水线、外弦、甲板部位会受到海水浸泡、阳光照射等影响，所以这些区域的干湿交替界限较为明显，同时，这些部位因受到长期的海浪冲击、海水浸泡，较容易出现高度腐蚀现象，再加上紫外线的长期直射，会导致这些区域的腐蚀更加严重。如果在这些区域使用涂料，就必须注意涂料的物理机械性、耐冲击性、耐海水腐蚀性、耐候性、以及耐磨性等性能；船舶上层部位涂料的使用则需要注意涂料的装饰性与耐候性，保证船舶上的图案清晰、美观；船舶中的承台、干燥货架等部分，是用来放置食物或杂物的区域，需要保证所使用涂料的耐高温、高湿、化学腐蚀、磨损性能；压载舱兼用舱、废油舱以及原油舱等涉及油质材料的部位，则应保证涂料具有较高的耐海水、耐电化学腐蚀、耐油等性能；清水舱、饮水舱的主要作用是装载水资源，需要具有较高的耐水性[2]；货舱部分的作用则是储存货物，通常情况下，货物的种类较多，但是应该注意化学品、石油等货物的特性，保证涂料具备较高的耐酸碱性与耐油性。对于船舶的管道、烟筒等部位，则应注意其长期暴露在船舶外、且温度较高的特征保证涂料具有较高的耐高温性，一般为500℃左右的耐温性才适用于船舶烟筒等高温部位。
三、水性船舶涂料的研究现状
作为水性涂料制造的主要原材料，水性无机富锌涂料是起到防腐蚀作用的主要材料之一。该材料的生产原理是通过无机物的反应，利用高含量的锌粉制作成防锈蚀涂料，再使用水对其进行分散分解，进而使全部的介质材料变成高固体分厚膜材料，这一类船舶涂料多使用于远洋航行的船舶之中，同时在高防腐领域也有这较高的应用成果。水性无机富锌涂料属于挥发性有机化合物，是目前防锈涂料的首选，也是最为环保的防锈蚀涂料。正因其这些优势，使得其在不同的领域均有着广泛的应用，发展前景较为广阔[3]。另外，随着科学技术的飞速发展，近年来，国外还出现了一种水性无机磷酸盐富锌涂料，这种涂料改善了以往水性无机富锌涂料使用流程繁琐的缺点，使用时不需要清理底材，只要符合涂层要求便可使用，同时也具备与水性富锌材料相同的性能，甚至更高。而我国也相继研发出了水性高模数硅酸钾涂料与水性硅酸锂富锌涂料，并将这两种材料应用到了一些重点工程，取得了良好的成效，同时，在不断的实践中也在总结经验，优化这两种水性涂料。除此之外，近年来环氧、聚氨酯、丙烯酸改性醇酸或环氧、厚浆醇酸等新型水性涂料也在被相继的研发，这使得我国涂料市场的产品变得越来越丰富，其中部分水性涂料已经进入到了市场当中，接受实践的检验，但是对于处于恶劣工作环境的船舶来说，这些涂料的防腐蚀性能仍未达标[4]。
四、水性船舶涂料的应用现状
按照当前的水性材料生产能力，可将我国市面上的水性涂料大致划分为三部分，第一部分是无极硅酸富锌体系；第二部分是环氧体系；第三部分是丙烯酸体系。其它不常见也不常使用的水性涂料还有丁苯橡胶体系、醇酸体系、氟碳树脂体系以及沥青体系等。在本文研究中，只分析三种船舱部位所使用的防腐蚀水性涂料。
（一）水性无机硅酸富锌防腐涂料
水性无机硅酸富锌防腐涂料主要由硅酸盐、硅酸乙酯这两类物质构成。硅酸盐一类包括硅酸钠、硅酸锂、硅酸钾等材料，将这些材料用于钢铁的防锈蚀涂料制作中，可以起到良好的防锈蚀作用。另外，锌还可以和无机聚合物产生化学反应，在钢铁的表面形成锌铁层，起到更好的耐候、耐热、导热、防腐蚀作用，同时锌铁层还不会影响静电的传导，不仅不会给接口的焊接工作产生阻碍，而且还可以与涂料层一同进行焊接，该涂料的最高耐受温度为400℃，可以在恶劣的环境中抵御pH5.5～10.5的化学侵蚀[5]。
（二）水性环氧防腐涂料
目前所使用的大多数水性环氧防腐涂料均为经过改良的涂料，性能较为优良。而过去所使用的是环氧沥青防腐涂料，一般用于长输油管、天然气管外壁、压载水舱等部位，但因这种材料的沥青含量过高，在使用时会产生有害气体，且涂装流程较为繁琐。而使用含酚类石油树脂替代沥青与改性环氧树脂不但可以很好的解决这一问题，而且还可以保证钢铁不发生锈蚀，同时对于涂料的涂装、维护也更加便利。在使用时，只需冲洗被涂面的壁材部分，便可以进行涂装。
（三）水性丙烯酸防腐涂料
此种防腐涂料以丙烯酸树脂为主要原料，按一定比例加入颜填料、溶剂、助剂、改性树脂等材料配置而成，具有较高的耐候性，在使用过程中可以保持船舱内部的颜色。目前，此类水性涂料中使用较为普遍的为水性铁红丙烯酸防锈漆，该涂料属于自干型水性涂料，具有良好的耐腐蚀性、抗污染性以及高附着性，在使用时可以加入其它材料，改变涂料的性能，例如加入醇酸、氨基、硝基等材料，调制成可供配套使用的面漆。
五、水性船舶涂料发展前景的展望
随着社会的发展，人们对于能源资源的需求日益增加，在全球性的能源资源短缺背景下，石油以及其下游产品的价格正处于持续上涨的趋势，而有机溶剂作为石油下游产品，其价格也在上涨，而以水作稀釋剂的水性船舶涂料在价格方面的优势就得以凸显。而且，相对于其他涂料，以水为稀释剂的水性传播涂料更为安全，从生产至运输整个过程发生火灾的几率更低。对于企业来说，在安全防火方面所投入的资金成本也就更小。总而言之，水性船舶涂料相对于其他涂料，成本更加低廉，利于企业获得更高的经济利润，而且防腐蚀性能较为良好，势必成为未来船舶涂料的主流。
结束语
综上所述，随着新型船舶涂料的不断研发，我国的船舶制造企业不断壮大，海工装备制造业快速增长，新型的水性船舶涂料、高防腐性涂料以及特种涂料等具有较高技术含量的涂料必将相继问世，但水性船舶涂料作为防腐性能良好、绿色环保的涂料，必将成为未来船舶涂料研究的主要方向。
【参考文献】
[1] 陆刚，余红伟，晏欣， 等.船舶防污涂料的研究现状及展望[J].弹性体，2016（4）：74-77.
[2] 郭翠红，李昌诚，于良民.船舶防污涂料现状及发展趋势[J].上海涂料，2016（2）：28-31.
[3] 桂泰江.为船舶提供更坚实的防护——中国船舶涂料产业发展历程、现状及发展趋势分析[J].船舶物资与市场，2015（4）：7-13.
[4] 张清.关于船舶涂装设计和现场管理的现状分析和改进研究[J].环球市场，2016（18）：274.
[5] 张文毓.水性船舶涂料的研究现状与应用[J].上海涂料，2015（3）：26-29.
