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1、船舶涂料涂装工艺研究第一章 绪论涂装防蚀技术直接关系到船舶的使用寿命和装饰效果，已成为造船、修船的重点工艺技术之一。船舶涂装工作量和成本在船舶建造的总工时、总成本中均占有较大的比重，船舶涂装的技术进步是缩短造船周期，提高经济效益的一项重要措施。从本世纪 80 年代初开始，我国的造船工业出现了历史性的转折。以承接建造各种类型的出口船舶为契机，国外先进的造船技术和造船生产管理模式不断得到引进、消化、吸收，中国的造船工业开始了腾飞。这对我国的船舶涂料和船舶涂装带来了巨大的推动作用。在船舶涂料方面，国外各种新型的高性能涂料不断得到应用，国内相应的涂料品种相继诞生，国产 船舶涂料在档次、质量、产量以及销
2、售服务 等方面都有巨大的长进。在船舶涂装方面，各种新技术、新装备、新工 艺、新的生产管理模式不断地改造和取代陈旧、落后的旧事物、旧习惯，使国产船舶在涂装技术和涂装质量方面达到或接近国外先进水平。通常，人们将涂料的涂覆称为涂装。为使涂料良好地附着于被涂的表面， 则 需对被涂表面进行认真的表面处理。目前，造船界将船舶的涂料涂覆和涂覆前的表面处理统称为船舶涂料涂装工艺。2第二章 船舶涂料概述涂装于船舶内外各部位、以延长船舶使用寿命和满足船舶的特种要求的各种涂料统称为船舶涂料或通常称之为船舶漆。由于船舶涂装有其自身的特点，因此船舶涂料也应具备一定的特性。 船舶的庞大决定了船舶涂料必须能在常温下干燥。需
3、要加热烘干的涂料就不适合作为船舶涂料。 船舶涂料的施工面 积 大，因此涂料 应适合于高压无气喷涂作业。 船舶的某些区域施工比较困难，因此希望一次涂装能达到较高的膜厚，故往往需要厚膜型涂料。 船舶的水下部位往往需要进行阴极保护，因此，用于船体水下部位的涂料需要有较好的耐电位性、耐碱性。以油 为 原料或以油改性的涂料易产生皂化作用，不适合制造水线以下用的涂料。 船舶从防火安全角度出发，要求机舱内部、上层建筑内部的涂料不易燃烧，且一旦燃烧时也不会放出过量的烟。因此，硝基漆、氯化橡胶漆均不适宜作为船舶内装饰涂料。2.1 船舶漆的分类船舶漆可根据其基料类型、使用部位、作用特点、施工方式等不同方法进行分类
4、。目前比较通用的分类是按使用部位分类，详见表 2-1 所示。表 2-1 船舶漆分类情况3名 称 涂 料 类 型 备 注车间底漆1磷化底漆（聚乙烯醇缩丁醛树脂）2环氧富锌底漆3环氧铁红底漆4无机硅酸锌底漆船底防锈漆1沥青船底防锈漆2氯化橡胶类船底防锈漆3乙烯树脂类船底防锈漆（氯醋三元共聚树脂）4环氧沥青船底防锈漆2.、3. 两项常以沥青改性水线以下涂料船底防污漆1溶解型（沥青、松香、氧化 亚铜）2接触型（氯化橡胶、乙烯树脂、丙烯酸树脂与氧化亚铜）3扩散型（氯化橡胶、乙烯树脂、丙烯酸树脂与松香、有机锡）4自抛光型（有机锡高聚物或无锡高聚物）4船用防锈漆1红丹防锈漆（油基、醇酸树脂、酚醛树脂、环氧酯
5、）2铁红防锈漆（醇酸树脂、酚醛树脂、环氧酯）3云铁防锈漆（油基、酚醛树脂、环氧树脂、环氧酯）4铬酸盐防锈漆（油基、醇酸树脂、环氧酯、酚醛树脂）2项常加入铝粉水线漆1酚醛水线漆2氯化橡胶水线漆3丙烯酸树脂水线漆4环氧水线漆5乙烯树脂水线漆6水线防污漆（接触型、扩散型、自抛光型）3项常以氯化橡胶改性水线以上涂料船壳漆1醇酸船壳漆2氯化橡胶船壳漆3丙烯酸树脂船壳漆4聚酯树脂船壳漆5乙烯树脂船壳漆6环氧树脂船壳漆船壳漆主要用于船舶干舷，上层建筑外部和室外船装件6项常生产环氧酯船壳漆名 称 涂 料 类 型 备 注5甲板漆1醇酸、酚醛甲板漆2氯化橡胶甲板漆3环氧甲板漆4甲板防滑漆货舱漆1银舱漆（油基、醇酸
6、树脂与铝粉）2氯化橡胶货舱漆3环氧货舱漆4环氧沥青漆4项常用于货/压载水舱4项用于谷物舱时应采用漂白型环氧沥青漆水线以上涂料舱室面漆 1油基调合漆2醇酸磁漆 用于机舱，上层建筑内部压载水舱涂料1沥青漆2环氧沥青漆液舱涂料 饮水舱涂料1漆酚树脂漆2纯环氧树脂漆液舱涂料油舱漆1石油树脂漆2环氧沥青漆3环氧树脂漆4聚氨酯树脂漆5无机锌涂料1适用于燃油舱2适用于原油船货油舱3常以酚醛树脂改性3、4、5适用于成品油船货油舱其他涂料耐热漆、耐酸漆、阻尼涂料、屏蔽涂料等此外，根据其基料类型的不同，船舶涂料还划分为常规涂料和高性6能涂料两类。以沥青、油脂类、醇酸树脂、酚 醛树脂及一些天然树脂为基料的船舶涂料，
7、是早期发展和应用的涂料，称之 为常规涂料。而以各种耐水性好、耐化学性好的合成树脂为基料，多数制成厚膜型的船舶涂料，是近年来不断发展和日益广泛获得应用的涂料，称之为高性能涂料。2.2 船舶各主要部位对涂料的要求船舶的各部位处于不同的腐蚀环境之中，亦遭受外界的不同的作用，因此对涂料的性能要求也各不相同。2.2.1 船底区船底区长期浸泡于海水之中，受到海水的电化学腐蚀和海水的冲刷作用，当船舶停泊于海港时 ，还会受到海生物污损的威 胁。此外，船舶通常还采用牺牲阳极或外加电流方式进行阴极保护，整个船体水下区域将成为阴极，会因过量的 OH-离子呈现碱性。因此，船底区所用的涂料必须具有良好的耐水性、耐碱性、
8、耐磨性，其外层涂料还应具有防止海生物附着的防污性。2.2.2 水线区水线区常处于海水的浸泡、冲刷以及日光暴晒的干湿交替状态，即处于飞溅区这一特殊腐蚀环境，因此使用于水线部位的涂料必须有良好的耐水性、耐候性、耐干湿交替性，涂层应具有良好的机械强度、耐摩擦和耐冲击，当船舶采用阴极保 护时还要求涂料有良好的耐碱性。2.2.3 大气曝露区7船舶的干舷、上层建筑外部、露天甲板与甲板 舾装件等处于海洋大气暴露区，这些部位长年累月地处于含盐的潮湿的海洋大气中，又经常受到日光暴晒，有时还受到海浪冲击，此要求涂料有优良的防锈性、耐候性、抗冲击与摩擦性能。于上述部位属于船舶外 观 上的主要部位，因此其面层涂料还需
9、要良好的保色性和保光性。2.2.4 液舱船舶内部的液舱主要有压载水舱、饮水舱、燃油 舱、滑油舱和油船的货油舱等。压载水舱长期处于海水压载和空载的干湿交替状态，环境湿热、盐分高、密不通风、条件相当恶劣，而且 维修十分困难 ，要求涂料有优良的耐水、耐盐雾、耐干湿交替和卓越的抗腐 蚀性能。饮水舱（包括淡水舱）长期存放饮淡水，要求涂料有良好的耐水性。由于饮水直接关系到人体的健康，故饮水舱涂料必须绝对保证不会污染水质，为 此必须经有关卫生当局的认可。燃油舱、滑油舱长期存放燃滑油，一般不易受到腐 蚀，故可以不涂装，但在投油封舱以前必须 清洁表面，涂以相 应的油 类保护。 为减轻封舱前的表面清理工作，往往在
10、分段阶段燃滑油舱表面经二次除锈以后以石油树脂漆或车间底漆保护。循环滑油舱为确保滑油的品质，常采用环氧树脂类耐油涂料进行保护。油船的货油舱一般要经受（装载）油和海水（压载）交替装载，因此保护涂料即要有良好的耐油性，又要有优良的耐水性和耐交替装载的性能。82.2.5 机舱、泵舱机舱、泵舱为船舶主要工作场所，室内温度 较一般舱室内部为高。机、泵舱的舱顶、舱壁涂料要求不易燃烧，且一旦燃烧时也不会放出过量的烟，故选用的品种需要获得船检部门的许可。机、泵舱底部经常积聚油和水，因此要求涂料有良好的耐油性和耐水性。2.2.6 房舱房舱内装饰一般已不采用涂料，但在绝缘层下和里子板内部仍需涂装防锈涂料。有些工作舱
11、室、贮藏室、卫生处所则需要用涂料保 护和装饰。用于房舱内的涂料应有良好的防锈性能，表面涂料应具良好的装饰性。为了防火安全，涂料应不易燃烧，且一旦燃 烧时 也不会放出过量的烟，故同样选用的品种需要 获得船检部门的许可。2.3 船舶涂料的发展方向船舶的除锈涂装作业贯穿于整个造船工程的始终，而在造船的诸工种中，除锈涂装作业的工作条件最为恶劣，作 业危险 性也最大。据有关部门统计，一般船舶的涂装作 业所耗费的工时数约占船舶建造总工时的 12%15%，特种船（如成品油船）甚至超过 20%。如何从改进涂料本身的性能着手，进而降低除 锈涂装作业的工作时间和工作强度，降低涂9料对人体的危害和对环境的污染，提高
12、作业的安全性等成为当前船舶涂料研究发展的重要课题。下面为据国际上一些著名的船舶涂料厂商最近发布的信息和介绍的资料表明的当今船舶涂料的发展方向。 提高车间底漆的耐热性，旨在大幅度降低焊接、切割和火工校正时车间底漆的烧损范围， 进而降低二次除锈的工作量。目前已有许多厂商开发出最新一代的耐高温无机锌车间底漆，比以往无机锌车间底漆只能耐 400高温的耐热性大大提高一步，能够达到耐 800甚至1000的高温。 这种车间底漆已在劳动力紧张、劳动 力价格昂贵的某些造船国家中获得广泛使用。 发展低表面处理要求的防锈底漆，使防 锈底漆对钢材基底表面处理的要求从通常的 ISO Sa22.5 级和 St3 级降低
13、为 ISO St2 级甚至以下的程度，从而大大降低二次除锈的工作量。目前国外已经推出的低表面处理要求的底漆有环氧型、环氧酯型、环氧沥青型等多种品种，其 应用范围正逐步扩大。 发展配套性广的防锈底漆（俗称万能型防锈底漆），旨在使船舶涂层配套系统简略化，即不 论船舶的何种部位，不 论 其中间漆和面漆采用何种类型的涂料，都可采用同一种防锈底漆。不 仅 如此，有的涂料厂商推出的万能型底漆在旧船维修时能覆涂在绝大多数的旧涂层上面，这可大大减少修船涂装表面处理的工作量。10 发 展厚膜型、超厚膜型涂料，旨在减少涂装次数。 这对于结构复杂、工作条件恶劣的液舱具有特别重要的意义。不少涂料厂商已开发了一次涂装可
14、达 500m 以上干膜厚度的液舱涂料，甚至已开发了一次涂装可达 2000m 以上的船舶和海洋工程重防腐蚀应 用的环氧系涂料。 开 发速干性涂料，旨在缩短涂料固化、干燥时间，进而缩短造船周期。尤其是在冬季，环氧化、环氧沥青系这两类船舶上大量 应用的涂料，往往在气温低于 5时难以干燥和固化，甚至 经过 23 天后涂层表面难以达到人在其表面能够行走的程度，这对造船厂来说是一种很大威胁，造船周期不得不为此延 长。速干型的 环氧涂料和 环氧沥青涂料可使涂料干燥时间缩短到 24 小时甚至更短的时间（在冬季条件下）以内。国外已有在 5条件下能在 8 小时左右达到初步固化（能在上面行走）的速干型环氧沥青涂料。
15、 发展不含有机锡的自抛光防污涂料，旨在防止有机锡化合物对港湾和海洋的污染。目前不少厂商开发的无锡自抛光防污漆已具有 3 年的防污能力，个别厂商已经 开发了具有 5 年防污能力的无锡自抛光污漆，正在向实用化方面迈进。 发展无溶 剂或水性防 锈涂料，旨在减少有机溶剂对大气的污染，杜绝爆炸、火灾的危险性。这对于工作环境复杂的机 舱、 结构复杂且通风困难的液舱具有特别重要的意义。 发展低毒、无毒涂料，如采用古马隆树脂代替煤焦沥青的漂白11环氧沥青涂料，可免除煤焦沥青对人体的危害；采用新型低毒、无毒颜料取代铝、铬系重金属颜料，这对人体健康和环境保护均有很大意义。另外，为了进一步提高涂料的防蚀性能、美化性
16、能和施工时的方便性，世界各国涂料厂商正逐步推出一些高性能的涂料，如： 超厚膜型 环氧玻璃鳞 片重防腐蚀涂料； 高耐候性、高光泽的氟素涂料、有机硅醇酸涂料、有机硅丙烯酸树脂涂料； 湿润面涂装涂料； 水中涂装涂料； 防结冰涂料等。总之，当今船舶涂料发展的方向乃是高效、省力、合理、低毒、安全。随着造船事业发展，将不断研制出新型的船舶涂料。第三章 船舶涂装前的表面处理与二次除锈船舶建造过程中的分段、分段合拢、 舾装件等在涂装前必须再次进行表面处理。这相对于钢材原材料预处理来说是再一次除锈，在造船涂装工程中称为“ 二次除锈”。在二次除锈时，车间底漆或原来已有的涂层虽然没有损伤，但不免受到各种污染，其表面需要 进行涂装的话， 则应进行相 应的清洁处理，12这称之为“涂装前的表面
