1 概述

    海洋環境是十分嚴酷的腐蝕環境，船舶長期處于這樣的海洋環境

    中，腐蝕極其嚴重，而涂料一直是其最主要的防腐手段。海洋防腐和防污涂料是構成海洋涂料的基礎。根據各種設施的使用環境和要求不同，又衍生出各種系列產品，例如，船舶涂料、海洋工程設施用重防腐涂料等。其中，船舶涂料叉分為船底防腐和防污漆、船殼漆、甲板漆、內艙漆以及阻尼降噪等特種涂料。由于船艙的特殊性，人們除了關注船艙涂料的耐蝕性外，還特別關注其毒性問題。因為涂層的耐蝕性影響到船舶的服役時間和服役性能，而涂層的毒性問題則關系到船員的人身健康與安全。為此這里在對船舶涂料的防腐蝕性、水性化和高固體分化關注的同時，對船艙涂料的安全性、防腐長效性等方面進行了較為全面的綜述。

    2 船艙涂料

    船舶內艙主要有飲水艙、油艙、壓載水艙、貨艙、隔離艙、機艙等。艦船艙室內空間狹窄、陰暗潮濕，在冬季或氣溫較低時，由于室內外存在著溫差，致使壁面結露。長此以往，壁面發霉、木材腐爛、金屬銹蝕，縮短艙室壽命。因此對船艙涂料有了更高的要求，開發適合船艙特殊環境的涂料成為船舶涂料研究的當務之急。

    2.1 船艙涂料品種。船艙涂料的品種除傳統的醇酸類、氯化橡膠及其改性產品外，近年來開發的新產品主要為環氧類和改性環氧類產品等，例如飲水艙涂料主要采用無溶劑環氧，油艙涂料主要采用高固體分環氧涂料。到目前為止使用與研發的船艙涂料有以下幾種：

    1）硅酸鋅涂料。這類涂料實際上耐所有的精煉石油產品、多種溶劑

    和一些天然油。它們不適用于運載酸性油、氯化溶劑貨艙的涂覆，這是因為潮氣沾污可導致生成鹽酸，也不適用于運載堿性貨物貨艙的涂覆，所有這些貨物都可能使鋅發生腐蝕。溶劑型或者水基型硅酸鋅涂料都能使用，而水基型有許多實用的優點，即在施工時沒有爆炸和中毒的危險。因此水基型用作油艙涂料比溶劑型更受歡迎。2）環氧類涂料。環氧瀝青涂料通常使用在運載原油和壓載海水的油艙內，起到耐油和耐海水的作用，雖然少量的瀝青組分可能從漆膜中滲出，但對原油質量無大的影響。此外在運載精煉油、溶劑、天然油和其他類似貨物時，油艙內涂層中少量的瀝青會滲出并使貨物變色或沾污貨物，此時只能使用純環氧涂料而不能使用環氧瀝青涂料。3）聚氨酯涂料。有些貨物的運載船艙涂覆就不能使用環氧類涂料和硅酸鋅涂料，例如，葡萄酒很容易受到污染，紅葡萄酒又會污染環氧涂料，而氯化溶劑會軟化環氧涂層。這些問題可以使用聚氨酯面漆來解決，或者在環氧系涂層上涂裝一道聚氨酯面漆，或者是在聚氨酯系統上再罩一道聚氨酯面漆，不過后者較少使用。這種聚氨酯涂料比環氧類涂料有更好的耐上述液體的性能。

    2.2 船艙涂料的研發方向。從文獻資料來看，淺色、高固體分、無溶劑化是船艙涂料的發展方向。

    1）水艙漆外，大多是深紅、暗黑的，雖然防腐性能能達到要求，但由于深顏色涂膜在照明條件有限的艙室難以發現其缺陷和使用后的狀況，現在己經開始使用淺色涂料，原環氧瀝青涂料中含有致癌物的瀝青被石油衍生烴取代或直接使用淺色的環氧涂料。
 2）高固體分和無溶劑涂料。由于艦船艙室狹小，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，高固體分涂料應該完全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。無溶劑涂料除了要采用雙組分低黏度樹脂外，還需要采用活性或非活性稀釋劑，其結果是涂膜中含有小分子結構，影響了涂膜的性能，是目前有待研究改進的地方。此外，目前無溶劑涂料黏度較大，在施工時需要采用專用噴涂設備，通常不宜手工刷涂，這也是此涂料的缺點之一。雖然無溶劑涂料在性能上比溶劑型涂料差一些，但因為其不含有機溶劑的環保特征，所以應大力推進該類涂料 的使用進程。

    3）改性環氧涂料。在各種涂料中，環氧樹脂具有突出的附著力和耐蝕性能，而且通過改變顏填料和固化劑等手段，可以制成多種多樣、性能各異的涂料品種，是世界上使用最廣泛、最為重要的防腐涂料品種。在我國涂料用樹脂的生產中，環氧樹脂的品種最多、性能最穩定，約40％的環氧樹脂被用于制造涂料。環氧樹脂在紫外線作用下會發生粉化，所以環氧樹脂涂料一般不作為戶外面漆使用，但其粉化的速度很慢，如果不考慮外觀，單從保護基材的角度看，仍然可以使用，尤其是脂環族環氧樹脂具有較好的耐候性能。此外，純環氧樹脂脆性較大，一般在環氧中添加增韌劑，約使用一年后，增韌劑揮發，涂膜脆性急劇增大，在機械沖擊下會發生脫落等弊病，所以，目前一般用柔性樹脂對環氧進行改性，稱為改性環氧樹脂和改性環氧涂料。目前船舶通用防銹漆采用改性環氧涂料取代是研究的重點。

    4）水性涂料。水性生活艙環氧漆作為面漆具有環保、易于重涂的特性，并與生活艙半光、亞光的要求吻合，受到人們的關注。但是除了水性無機富鋅底漆外，其他水性防銹漆受到閃銹、水分揮發、附著力等一系列影響，短期內還難以用于艦船上。此外，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和熱點。

    3 涂料的水性化

    對于水性防腐涂料來說，最常見的有三大體系：丙烯酸體系、環氧體系、無機硅酸富鋅體系，此外，還有醇酸體系、丁苯橡膠體系和瀝青體系以及水性氟碳樹脂體系等，但是目前用于船艙防腐的水性涂料主要有如下幾種：

    3.1 水性丙烯酸防腐涂料。水性丙烯酸防腐涂料以固體丙烯酸樹脂為基料，加改性樹脂、顏填料、助劑、溶劑等配制成具備耐候、保光、保色等性能的丙烯酸長效水性防腐涂料。近期研究較多的是水性鐵紅丙烯酸防銹漆，該涂料屬于自干涂料，具有優良的附著力、耐腐蝕和抗沾污性等特點，并能與醇酸樹脂、硝基樹脂、氨基樹脂等多種面漆配套使用，在某些方面的性能優于紅丹酚醛防銹漆和紅丹醇酸防銹漆。

    3.2 水性環氧防腐涂料。水性環氧防腐涂料早期用得較多的是環氧瀝青防腐涂料，主要用于壓載水艙、長輸油管、長輸天然氣管等易受腐蝕的管道外壁，但是由于涂料中瀝青致癌的問題，必須改進環氧瀝青防腐涂料。現在流行的做法是采用禽酚類石油樹脂代替瀝青和改性的環氧樹脂，形成對鋼鐵腐蝕小、易于涂裝、易于檢修、對人體無害的彩色水性環氧防腐涂料。開發的水性環氧特效防腐涂料，可用水洗，能在航行的船舶中涂裝，被涂底材僅用超高壓水沖洗后即可涂裝，而且防腐效果顯著，現在水性環氧防腐涂料已應用到溶劑型環氧防腐涂料所涉及的各個領域。

    3.3 水性無機硅酸富鋅防腐涂料。水性無機硅酸富鋅防腐涂料主要分為硅酸乙酯和硅酸鹽系列。硅酸鹽系列包括硅酸鋰、硅酸鈉、硅酸鉀等品種，是鋼鐵防腐涂料的重要組成部分。該涂料利用鋅粉的強活性進行電化學陰極保護，從而阻止鋼鐵腐蝕；同時鋅又能與無機聚合物反應，在鋼鐵表面形成鋅鐵配合物層。該膜層具有優異的防腐性、耐候性、導熱性、耐水性、耐多種有機溶劑性；同時具有良好的導靜電性和長期的陰極保護作用，且焊接性能優良，能帶漆焊接，長期耐400℃高溫，長期抵抗pH在5.5～10.5范圍內的化學腐蝕，更加重要的是對環境無污染，對人體健康無影響。

 3.4 水性氟碳涂料。水性氟樹脂涂料具有耐高溫、耐候、耐藥品、耐腐蝕、耐沾污、耐寒等優點，尤其是與食品接觸，可以保證食品衛生安全，涂層的防護效果可達20年之久。這些優異的性能使得水性氟樹脂涂料具有廣闊的市場前景。該涂料分為烘烤型和白干型，又以三氟乙烯型和四氟乙烯型性能最佳、用途最廣、施工最簡單。但是該類涂料在艦船上的應用還在起步階段。

    3.5 其他水性涂料。文獻資料表明，水性聚氨酯等其他水性涂料已經在輕工、建筑、家裝等行業上得到了廣泛的應用，但是這類涂料極少作為重防腐涂料用在船舶工業上。因此研究船舶用重防腐水性聚氨酯涂料，具有顯著的理論和應用價值。

    4 結論

    船舶與船艙涂料的發展勢必帶來涂料工業和船舶工業的進步，促進海洋經濟的增長，雖然在上述方面的研究取得了長足的進展和某些研究正成為人們研究的熱點，但是在進行實驗室研究的同時，還應該注重現場實地試驗以及工業化問題，只有解決了后者，船舶涂料才能真正達到為人類服務的目的。