船舶涂裝與防腐摘要作為涂料領(lǐng)域僅次于建筑涂料的第二大涂料品種，防腐涂料具有的悠久的發(fā)展歷史，長(zhǎng)期以來(lái)，防腐涂料的科研和市場(chǎng)應(yīng)用一直是涂料行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。本文綜述了防腐涂料的防腐機(jī)理、分類及主要特性、應(yīng)用和發(fā)展方向，重點(diǎn)介紹了聚氨酯防腐涂料、環(huán)氧樹脂防腐涂料、水性防腐涂料及聚苯胺防腐涂料。對(duì)防腐涂料的防腐機(jī)理、特點(diǎn)進(jìn)行了介紹,重點(diǎn)對(duì)重防腐涂料的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了歸納總結(jié),并對(duì)防腐涂料的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。關(guān)鍵字防腐涂料；分類；應(yīng)用；發(fā)展引言地球表面的4／5為海洋所覆蓋，海洋經(jīng)濟(jì)和海洋產(chǎn)業(yè)對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展起著極為重要的作用。我國(guó)從南至北海岸線長(zhǎng)達(dá)18000多km，南北氣溫相差50℃，海生物眾多。海洋環(huán)境是十分嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境，船舶長(zhǎng)期處于這樣的海洋環(huán)境中，腐蝕極其嚴(yán)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(gòu)成海洋涂料的基礎(chǔ)。根據(jù)各種設(shè)施的使用環(huán)境和要求不同，又衍生出各種系列產(chǎn)品，例如，船舶涂料、海洋工程設(shè)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(nèi)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(guān)注船艙涂料的耐蝕性外，還特別關(guān)注其毒性問(wèn)題。因?yàn)橥繉拥哪臀g性影響到船舶的服役時(shí)間和服役性能，而涂層的毒性問(wèn)題則關(guān)系到船員的人身健康與安全。為此本文在對(duì)船舶涂料的防腐蝕性、水性化和高固體分化關(guān)注的同時(shí)，對(duì)船艙涂料的安全性、防腐長(zhǎng)效性等方面進(jìn)行了較為全面的綜述。1防腐涂料的防腐機(jī)理及特性1.1防腐涂料的防腐機(jī)理防腐涂料的防腐機(jī)理是通過(guò)三個(gè)作用作用來(lái)得以實(shí)現(xiàn)，即隔離屏蔽作用、鈍化緩蝕作用和電化學(xué)保護(hù)作用。(1)隔離屏蔽作用:通過(guò)水性涂料在金屬表面形成涂層，隔離介質(zhì)與金屬的接觸，達(dá)到防腐目的。(2)鈍化緩蝕作用:涂層的鈍化緩蝕作用是借助涂料中某些顏料改變金屬表面性能，使其金屬表面鈍化，從而達(dá)到延緩腐蝕的目的。(3)電化學(xué)保護(hù)作用:通過(guò)在涂料中添加一些電位比基體金屬活潑的金屬作為填料，當(dāng)電解質(zhì)滲入涂層到達(dá)金屬基體時(shí)，金屬基體與電負(fù)性金屬填料形成腐蝕電池，填料作為陽(yáng)極首先發(fā)生溶解，達(dá)到保護(hù)基體的作用。1.2涂料的特性(1)能在苛刻條件下使用，并具有長(zhǎng)效防腐壽命，重防腐涂料在化工大氣和海洋環(huán)境里，一般可使用10年或15年以上，即使在酸、堿、鹽和溶劑介質(zhì)里，并在一定溫度條件下，也能使用5年以上。(2)厚膜化是重防腐涂料的重要標(biāo)志。一般防腐涂料的涂層干膜厚度為100μm或150μm左右，而重防腐涂料干膜厚度則在200μm或300μm以上，還有500μm～1000μm，甚至高達(dá)2000μm。根據(jù)美國(guó)NACE標(biāo)準(zhǔn)[PR-01-76（1983）修正版ItenNo.53105對(duì)ZS-711涂層進(jìn)行抗腐蝕性能評(píng)定，結(jié)果，順利通過(guò)了4000h鹽霧試驗(yàn)和4000h濕熱試驗(yàn)的考驗(yàn)。涂層具有卓越的耐候性，抗老化、抗輻射、耐磨、耐沖擊、耐高溫（400℃～600℃）、低溫（-60℃），導(dǎo)電性穩(wěn)定；其電阻率可滿足防靜電要求，又能保證涂層的長(zhǎng)壽命。(3)附著力強(qiáng)：涂層與基體結(jié)合力強(qiáng)，涂料組成物中含有羥基（-OH），金屬基體提供正離子，能形成化學(xué)鍵結(jié)合，在涂料中的偶聯(lián)劑幫助下，甚至實(shí)現(xiàn)共價(jià)鏈的結(jié)合。在空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)維系下，涂料組合物中含有的金屬、金屬氧化物納米材料和稀土氧化物超微粉體，幫助涂層形成一個(gè)致密的界面過(guò)渡層，使其綜合熱力學(xué)性質(zhì)與基體相匹配。(4)高效方便：施工簡(jiǎn)便，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)涂料的常溫自固化，當(dāng)環(huán)境溫度20℃，相對(duì)濕度小于85%時(shí)，表干15min，實(shí)干2h，可保證高效率施工，可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的抗鹽霧，耐老化。涂層具有自我修補(bǔ)性，外力造成的局部劃痕仍可受到保護(hù)，涂層不受切割及焊接損傷，帶涂層焊接不影響焊接質(zhì)量。(5)使用方法靈活：無(wú)機(jī)聚合物防腐涂料即可單獨(dú)使用也可作為防腐低層涂層與有機(jī)漆配套使用，單層的無(wú)機(jī)聚合物防腐涂料作為底漆時(shí)可與環(huán)氧系、丙烯酸系、聚氨酯系、氯化橡膠系、瀝青系等面漆配套使用，附著力強(qiáng)。2防腐涂料的分類及主要特性、應(yīng)用2.1聚氨酯防腐涂料聚氨酯樹脂主要是由二元或多元的異氰酸酯與二元或多元醇經(jīng)逐步加成聚合反應(yīng)而成的氨基甲酸酯樹脂[1]。它是針對(duì)聚氨酯重防腐涂料耐堿稍差的缺陷，采用中外公認(rèn)的長(zhǎng)壽型氯磺化聚乙烯橡膠作主要改性劑，通過(guò)加入特種添加劑、優(yōu)質(zhì)顏填料、助劑等，經(jīng)先進(jìn)工藝制備而成的雙組分重防腐涂料。在聚氨酯大分子中，除了含有大量的氨基甲酸酯鍵外，還可能含有酯鍵、醚鍵及大分子鏈之間還存在氫鍵。所以這種樹脂制備的防腐涂料不僅防腐性能好，而且涂層具有良好的附著力、韌性、耐磨性、彈性和耐酸、耐堿、耐鹽、耐油、耐石油產(chǎn)品、耐苯類溶劑和耐水、沸水、海水及耐化工大氣[2]；涂層具有良好耐候性、保光保色性、高光澤性和裝飾性，還有較好的耐溫性(可耐160℃)；施工方便，干燥速度快，在0℃時(shí)也能正常固化，一次成膜厚，施工道數(shù)少，采用通用施工方法即可。更為重要的是，與其它涂料相比，聚氨酯涂層生命周期成本最低[3]。但是單一的聚氨酯涂膜仍存在機(jī)械強(qiáng)度不夠好、耐候性不佳等缺陷。2.2環(huán)氧樹脂防腐涂料環(huán)氧樹脂是平均每個(gè)分子含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基的熱固性樹脂，其涂料是目前世界上應(yīng)用數(shù)量最多、適用范圍最廣、最為重要的重防腐涂料。每年世界(1)硅酸鋅涂料。這類涂料實(shí)際上耐所有的精煉石油產(chǎn)品、多種溶劑和一些天然油。它們不適用于運(yùn)載酸性油、氯化溶劑貨艙的涂覆，這是因?yàn)槌睔庹次劭蓪?dǎo)致生成鹽酸，也不適用于運(yùn)載堿性貨物貨艙的涂覆，所有這些貨物都可能使鋅發(fā)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(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，即在施工時(shí)沒(méi)有爆炸和中毒的危險(xiǎn)。因此水基型用作油艙涂料比溶劑型更受歡迎。(2)環(huán)氧類涂料。環(huán)氧瀝青涂料通常使用在運(yùn)載原油和壓載海水的油艙內(nèi)，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(duì)原油質(zhì)量無(wú)大的影響。此外在運(yùn)載精煉油、溶劑、天然油和其他類似貨物時(shí)，油艙內(nèi)涂層中少量的瀝青會(huì)滲出并使貨物變色或沾污貨物，此時(shí)只能使用純環(huán)氧涂料而不能使用環(huán)氧瀝青涂料。(3)聚氨酯涂料。有些貨物的運(yùn)載船艙涂覆就不能使用環(huán)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(huì)污染環(huán)氧涂料，而氯化溶劑會(huì)軟化環(huán)氧涂層。這些問(wèn)題可以使用聚氨酯面漆來(lái)解決，或者在環(huán)氧系涂層上涂裝一道聚氨酯面漆，或者是在聚氨酯系統(tǒng)上再罩一道聚氨酯面漆，不過(guò)后者較少使用。這種聚氨酯涂料比環(huán)氧類涂料有更好的耐上述液體的性能。3.1.2船艙涂料的研發(fā)方向淺色、高固體分、無(wú)溶劑化是船艙涂料的發(fā)展方向。(1)水艙漆外，大多是深紅、暗黑的，雖然防腐性能能達(dá)到要求，但由于深顏色涂膜在照明條件有限的艙室難以發(fā)現(xiàn)其缺陷和使用后的狀況，現(xiàn)在己經(jīng)開始使用淺色涂料，原環(huán)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(huán)氧涂料。(2)高固體分和無(wú)溶劑涂料。由于艦船艙室狹小，空氣難以流通，因而對(duì)涂料的有機(jī)溶劑揮發(fā)含量和毒性限制有更高的要求，高固體分涂料應(yīng)該完全取代目前使用的溶劑型涂料，并逐漸向無(wú)溶劑涂料方向靠近。無(wú)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(jié)果是涂膜中含有小分子結(jié)構(gòu)，影響了涂膜的性能，是目前有待研究改進(jìn)的地方。此外，目前無(wú)溶劑涂料黏度較大，在施工時(shí)需要采用專用噴涂設(shè)備，通常不宜手工刷涂，這也是此涂料的缺點(diǎn)之一。雖然無(wú)溶劑涂料在性能上比溶劑型涂料差一些，但因?yàn)槠洳缓袡C(jī)溶劑的環(huán)保特征，所以應(yīng)大力推進(jìn)該類涂料的使用進(jìn)程。(3)改性環(huán)氧涂料。在各種涂料中，環(huán)氧樹脂具有突出的附著力和耐蝕性能，而且通過(guò)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(guó)涂料用樹脂的生產(chǎn)中，環(huán)氧樹脂的品種最多、性能最穩(wěn)定，約40％的環(huán)氧樹脂被用于制造涂料。環(huán)氧樹脂在紫外線作用下會(huì)發(fā)生粉化，所以環(huán)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(hù)基材的角度看，仍然可以使用，尤其是脂環(huán)族環(huán)氧樹脂具有較好的耐候性能。此外，純環(huán)氧樹脂脆性較大，一般在環(huán)氧中添加增韌劑，約使用一年后，增韌劑揮發(fā)，涂膜脆性急劇增大，在機(jī)械沖擊下會(huì)發(fā)生脫落等弊病，所以，目前一般用柔性樹脂對(duì)環(huán)氧進(jìn)行改性，稱為改性環(huán)氧樹脂和改性環(huán)氧涂料。目前船舶通用防銹漆采用改性環(huán)氧涂料取代是研究的重點(diǎn)。(4)水性涂料。水性生活艙環(huán)氧漆作為面漆具有環(huán)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(guān)注。但是除了水性無(wú)機(jī)富鋅底漆外，其他水性防銹漆受到閃銹、水分揮發(fā)、附著力等一系列影響，短期內(nèi)還難以用于艦船上。此外，隨著雙組分水性聚氨酯和環(huán)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(xiàn)，研究和使用水性生活艙涂料已成為必然和熱點(diǎn)。4.涂料的水性化對(duì)于水性防腐涂料來(lái)說(shuō)，最常見(jiàn)的有三大體系：丙烯酸體系、環(huán)氧體系、無(wú)機(jī)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：4.1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(zhǎng)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(yōu)良的附著力、耐腐蝕和抗沾污性等特點(diǎn)，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(yōu)于紅丹酚醛防銹漆和紅丹醇酸防銹漆。4.2水性環(huán)氧防腐涂料水性環(huán)氧防腐涂料早期用得較多的是環(huán)氧瀝青防腐涂料，主要用于壓載水艙、長(zhǎng)輸油管、長(zhǎng)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(wèn)題，必須改進(jìn)環(huán)氧瀝青防腐涂料?，F(xiàn)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(huán)氧樹脂，形成對(duì)鋼鐵腐蝕小、易于涂裝、易于檢修、對(duì)人體無(wú)害的彩色水性環(huán)氧防腐涂料。開發(fā)的水性環(huán)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(xiàn)在水性環(huán)氧防腐涂料已應(yīng)用到溶劑型環(huán)氧防腐涂料所涉及的各個(gè)領(lǐng)域。4.3水性無(wú)機(jī)硅酸富鋅防腐涂料水性無(wú)機(jī)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(qiáng)活性進(jìn)行電化學(xué)陰極保護(hù)，從而阻止鋼鐵腐蝕；同時(shí)鋅又能與無(wú)機(jī)聚合物反應(yīng)，在鋼鐵表面形成鋅鐵配合物層。該膜層具有優(yōu)異的防腐性、耐候性、導(dǎo)熱性、耐水性、耐多種有機(jī)溶劑性；同時(shí)具有良好的導(dǎo)靜電性和長(zhǎng)期的陰極保護(hù)作用，且焊接性能優(yōu)良，能帶漆焊接，長(zhǎng)期耐400℃高溫，長(zhǎng)期抵抗pH在5.5～10.5范圍內(nèi)的化學(xué)腐蝕，更加重要的是對(duì)環(huán)境無(wú)污染，對(duì)人體健康無(wú)影響。4.4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(yōu)點(diǎn)，尤其是與食品接觸，可以保證食品衛(wèi)生安全，涂層的防護(hù)效果可達(dá)20年之久。這些優(yōu)異的性能使得水性氟樹脂涂料具有廣闊的市場(chǎng)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(jiǎn)單。但是該類涂料在艦船上的應(yīng)用還在起步階段。4.5其他水性涂料水性聚氨酯等其他水性涂料已經(jīng)在輕工、建筑、家裝等行業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用，但是這類涂料極少作為重防腐涂料用在船舶工業(yè)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(yīng)用價(jià)值。5結(jié)語(yǔ)防腐涂料作為涂料工業(yè)的一部分，它不僅是現(xiàn)代化建設(shè)的保證，它更是在人類社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中的重要組成部分。防腐涂料的發(fā)展趨勢(shì)是高性能、低污染、節(jié)省資源、容易施工，這不僅是由于防腐涂料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)的發(fā)展中擔(dān)負(fù)著極其重要的角色，而且WTO規(guī)則下的經(jīng)濟(jì)運(yùn)作形式也要求涂料專家的工作出發(fā)點(diǎn)與世界大趨勢(shì)保持一致。在防腐涂料中，環(huán)氧樹脂涂料、聚氨酯涂料水性防腐涂料及聚苯胺防腐涂料有著廣泛的應(yīng)用，但自身存在某些缺陷，在使用過(guò)程中，要根據(jù)使用環(huán)境的腐蝕情況進(jìn)行充分考慮，以免帶來(lái)意想不到的損失。參考文獻(xiàn)[1]李翠景,李茹.環(huán)氧聚氨酯耐熱重防腐涂料的研制[J].涂料工業(yè)2006,36（11）：42-44.[2］王永偉.常溫固化耐磨防腐涂料的研制［J］.現(xiàn)代涂料與涂裝,2008(02):9－11．[3]周立新,楊卓如