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舰船用水性内舱涂料,本文介绍了舰船用水性内舱涂料的技术水平和发展现状,分析了水性内舱涂料的技术特性和应用前景,中国化工网,okmart.com
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舰船用水性内舱涂料,本文介绍了舰船用水性内舱涂料的技术水平和发展现状,分析了水性内舱涂料的技术特性和应用前景
2019年09月07日    阅读量:476    新闻来源:中国化工网 okmart.com  |  投稿

0 前言

随着人们环保意识的不断提高以及环保法律法规的不断健全,涂料行业正逐步向环保、节能的方向发展。传统的工业防护和装饰用涂料多以溶剂型树脂为基料,有机溶剂所占比例很大,一般达到涂料成品量的40%~50%,并且在施工中还要加入5%~10%的有机溶剂稀释。


这些有机溶剂在涂料施工、干燥过程中挥发出来,造成资源浪费和环境污染,危害施工和室内人员健康,并产生火灾、爆炸隐患中国化工网okmart.com


努力解决这些因使用有机溶剂带来的问题,是近年来涂料行业面临的最重要课题。船舶制造中大量使用内舱涂料,用于内舱钢板和绝缘层软包覆表面的装饰和防护。由于内舱空间狭小、操作不便、通风不畅,传统溶剂型内舱涂料施工中存在易于产生火灾、爆炸、中毒等事故的隐患,同时在油漆施工时无法开展动火工事,不利于交叉作业。选择内舱漆时优先考虑VOC含量低、不易燃爆、燃烧产生的气体毒性较小的品种。


氯化橡胶、高氯化聚乙烯、聚氨酯等传统防腐涂料由于有机溶剂含量较高,燃烧后会释放出有毒气体,不宜用作内舱涂料。目前造船业中应用最多的内舱涂料是溶剂型醇酸树脂漆,存在施工时产生火灾危险和污染内舱环境的问题。


特别是绝缘层软包覆施工中,包覆布和绝缘隔热材料均为多孔材料,对油漆吸收量较大、且易于将有机溶剂封闭在多孔基材内部,造成舱室内长期存在油漆气味,严重损害在舱内工作和生活人员的身体健康。因此,军、民用舰船舶修造,对环保型水性内舱涂料都有很迫切的需要。


1 水性工业涂料研究开发现状

近年来世界范围内加紧对环保型涂料的研究,以聚合物乳液为基料的水性环保工业涂料从根本上消除或极大地减少了环境污染,使用安全方便,因而得以迅速发展。下面简要介绍国外具有代表性的水性工业涂料及其主要特点:

(1)水溶性醇酸树脂涂料和水溶性丙烯酸树脂涂料。这类涂料是采用第一代水性树脂,即水溶性树脂为基料,树脂酸值很高,必须烘干成膜,主要用作电泳底漆或浸涂烘漆。美国Willams公司、

P.P.G.公司,德国BASF公司,荷兰AKZO公司,日本关西公司均有此类产品。

(2)水分散型醇酸树脂涂料或丙烯酸改性醇酸树脂涂料,是以第二代水性树脂即水分散型树脂为基料,自干性较水溶性漆有显著提高,主要用于工业防护领域的自干型防腐涂料。例如德国oechst公司的水分散型醇酸树脂涂料、美国Williams公司水分散型丙烯酸改性醇酸树脂涂料。但由于树脂酸值偏高或含有较多聚醚链段等亲水基团,存在耐水性较溶剂型涂料差的缺点。

(3)以丙烯酸乳液为基料的水性工业涂料。常用的丙烯酸乳液类型有:常规丙烯酸乳液、核壳结构丙烯酸乳液、无皂丙烯酸乳液、杂化丙烯酸乳液等。传统丙烯酸乳液由于具有能耗低、合成工艺成熟、便于大规模工业化生产、综合性能良好的优点,在建筑行业大量应用。但由于在乳液聚合生产过程中采用大量乳化剂,影响漆膜耐水性。而且由丙烯酸类单体经传统乳液聚合方法得到的聚合物多是热塑性的,其干燥速度、漆膜硬度、耐高温回粘性、耐污染性较差,在工业防护领域使用受到很大限制。日本Showa Highpoymer公司开发出水性丙烯酸防锈漆(JP03192166),是以苯乙烯、(甲基)丙烯酸(烷基酯)、丙烯酸缩水甘油酯等单体经乳液聚合得丙烯酸乳液,以该乳液为基料,与惰性防锈颜料、活性防锈颜料(铬酸锶)、助剂配合制得水性丙烯酸防锈漆,主要用作预涂底漆和设备维修防护底漆。其优点是施工安全方便,干燥快,环境友好。

(4)近年来,以水性环氧和水性聚氨酯涂料为代表的中高端水性工业涂料技术在欧洲和日本等发达国家发展迅速,以水性环氧为底漆、水性聚氨酯为面漆的配套体系的防护性能已接近或达到对应的溶剂型涂料,在高速列车、飞机制造行业得到广泛应用。

(5)以醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂对丙烯酸乳液进行改性,常常可以得到取长补短的效果。改性的方法包括乳液共混、溶剂法接枝共聚后自乳化、杂化乳液聚合等方法。其中杂化乳液聚合是20世纪90年代才开始出现的最新一代乳液聚合工艺,是首先将改性树脂溶解于丙烯酸单体中,再将该溶液预乳化,然后按照传统乳液聚合的工艺进行乳液聚合。采用该工艺制备的乳液其乳胶粒内部丙烯酸树脂和改性聚合物之间通过接枝和网络互穿等方式在分子级的水平上互相融合,可以充分发挥丙烯酸树脂和改性聚合物之间取长补短的作用,所得漆膜兼具两种聚合物的优点。例如:奥地利维诺华公司开发出水性聚氨酯改性醇酸树脂防锈底漆(AT8302121),用于钢铁构件的防腐涂装;日本帝科油墨化学公司开发出改性环氧酯水性底漆(JP05306377),它是分别以环氧树脂与不饱和脂肪酸反应制成环氧酯树脂,以(甲基)丙烯酸(酯)等不饱和单体共聚制得丙烯酸树脂,再将两者缩合得到丙烯酸改性环氧酯树脂,经真空蒸馏脱除溶剂,加胺中和羧基,加水乳化得环氧酯乳液。以该乳液与颜料、填料、助剂配合制备防锈底漆,用于钢铁、铝、镀锌钢等金属表面短期防锈涂装。海洋化工研究院研制的水性环氧/丙烯酸杂化乳液由环氧树脂和丙烯酸酯单体经杂化聚合而成,制成的环氧丙烯酸内舱漆在附着力、耐水性、耐溶剂擦洗、抗玷污性等方面明显优于水性丙烯酸面漆和水性丙烯酸改性醇酸面漆。


2 国内外水性内舱涂料开发情况

国内水性船舶内舱涂料生产厂家很少,其中海洋化工研究院青岛海建化学有限公司的配套产品较为齐全,研制生产的品种主要有水性丙烯酸内舱涂料、水性醇酸内舱涂料、水性环氧丙烯酸内舱涂料和水性环氧内舱涂料等,以上品种均已通过国内权威机构最高级别的毒性检测耐延燃检测,可以满足所有类型的军民用舰船的内舱涂装要求,已大量实船应用,主要性能指标如表1所示。

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3 水性内舱涂料的施工与应用

3.1 水性内舱涂料的施工

3.1.1 水性内舱涂料施工表面处理

底漆:新钢材表面应喷砂处理到Sa2.5级或St3级,涂有车间底漆的表面应将漆膜损伤和锈蚀处二次除锈至Sa2.5级或St3级。

面漆:涂有底漆或中间层的底材表面必须清洁干燥,清除表面灰尘、污物;如有油污,应用溶剂和清洗剂清洗干净;在旧的环氧或聚酯漆膜上施工,应用钢丝刷或电动砂轮对旧漆面进行打磨、拉

毛处理。

3.1.2 水性内舱涂料施工环境条件

水性涂料的干燥受环境温度及湿度的影响较大,涂装现场温度在5~35℃、相对湿度在85%以下为宜。底材表面温度应高于露点3℃以上,温度和湿度在底材附近测量。雨、雪、风沙较大等恶劣天气,不能进行户外施工。

3.1.3 配料

单组分水性内舱涂料开桶后搅拌均匀即可涂装,必要时可加入适量水调节粘度;双组分水性内舱涂料应先将两个组分分别搅匀,然后再将两个组分按规定配比进行混合并搅拌均匀,必要时亦可加入适量水调节粘度。夏季涂装水性环氧内舱涂料应特别注意,因该类产品25℃时施工寿命一般仅有2~3小时,35℃时施工寿命会缩短为0.5~1小时,配料适应根据涂装面积适量配制、现用现配,避免造成浪费。

3.1.4 涂装

水性内舱涂料可采用刷涂、滚涂、有气喷涂和无气喷涂进行施工,基本施工参数如表2所示。涂装间隔和干燥时间按涂装工艺文件规定执行。水性内舱涂料配料和涂装过程中,不得混入油漆和溶剂等有机物;喷涂设备及管路内必须保证无油漆及溶剂残留。施工过程中,最好有专用喷涂设备;如有困难,必须先用溶剂清洗喷涂设备(包括喷枪和管线),再用水清洗两遍。施工完毕,必须用水将设备和管路中涂料冲洗干净;尽管水性内舱涂料为环保产品,但产品施工过程中仍然要注意通风和防护,溅到眼睛和皮肤上,必须马上用清水反复清洗。

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3.2 水性内舱涂料的实船应用

由于海洋环境腐蚀苛刻,目前,修造船行业使用的舰船涂料绝大部分为溶剂型涂料,水性防护涂料的应用总体较少,其中得到行业认同、应用量最大的是水性内舱涂料。近年来,海洋化工研究院青岛海建化学有限公司研制生产的水性内舱涂料在大连船舶重工造船集团、广船国际、武昌造船厂等修造船厂家的近百条舰船内舱防护中得到应用,效果良好。水性内舱涂料已达到修造船行业正大量使用的溶剂型内舱涂料的性能水平,加之对环境友好、安全无毒,得到船厂和船东的认可,应用前景广阔。


4 结语

水性内舱涂料以水为分散介质,可大量节省石油资源, 减少VOC排放,减轻环境污染;涂料生产和涂装过程中不燃、不爆,可消除内舱涂料施工中火灾和中毒隐患、显著改善内舱室环境,并使一些交叉作业成为可能,有利于提高工效。新型水性内舱涂料,无论在防护性能上还是施工、配套性上都取得了明显的改进和提高;新型水性内舱涂料的应用,可提高舰船内舱涂料涂装的技术水平,社会效益和经济效益显著,应该大力推广。


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