一文讀懂船舶防腐涂料研究進(jìn)展
海洋環(huán)境是一種非常嚴(yán)酷的材料服役環(huán)境,由于海水天然的電解質(zhì)溶液屬性,金屬材料極易發(fā)生電化學(xué)腐蝕,造成金屬構(gòu)件的可靠性大幅降低,同時(shí)也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)統(tǒng)計(jì),因金屬腐蝕而導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)到了4 000億元。在海洋環(huán)境中服役的船舶,受到復(fù)雜海洋介質(zhì)、嚴(yán)苛氣候環(huán)境的作用和影響,面臨著嚴(yán)重的腐蝕問題。多重腐蝕作用的結(jié)果,導(dǎo)致了船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的下降、螺旋槳推進(jìn)效率的降低、機(jī)動(dòng)性能變差、噪聲增大、聲納受到干擾、儀表靈敏度下降甚至失靈等嚴(yán)重問題。這些問題不僅縮短了船舶的服役壽命,降低了在航率,還增大了航行阻力而大幅增加了燃油消耗;而且針對(duì)腐蝕而進(jìn)行的進(jìn)塢重涂,將花費(fèi)巨額維護(hù)維修費(fèi)用。為了防止金屬材料腐蝕,延長其使用壽命,應(yīng)用高性能防腐蝕涂料是一種簡便有效的方法。船舶用高性能防腐涂料一直是國內(nèi)外海洋材料研究的熱點(diǎn),也是海洋強(qiáng)國重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域。本文對(duì)防腐涂料的防腐機(jī)理進(jìn)行了闡述,介紹了幾種典型的船舶高性能防腐涂料,展望了高性能防腐涂料的發(fā)展趨勢。
一、防腐涂料的防腐機(jī)理
有機(jī)涂料的防腐蝕作用主要有以下4個(gè)方面:(1)屏蔽作用有機(jī)涂層涂覆于金屬表面,使電解質(zhì)(水、氧、氯離子等)與金屬界面無法直接觸,從而阻止或減緩了金屬的電化學(xué)腐蝕。屏蔽效果與有機(jī)涂層的抗電解質(zhì)滲透性和厚度密切相關(guān)。(2)濕附著力由于溶劑揮發(fā)或制備工藝影響,有機(jī)涂層總存在孔隙等缺陷,其成為電解質(zhì)滲入的主要通道,研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)涂層透水和氧的速率往高于鋼鐵表面腐蝕消耗水和氧的速率。因此有機(jī)涂層的防護(hù)作用不只有屏蔽作用。涂料與鋼鐵表面間的濕附著力對(duì)防腐蝕起著重要作用。濕附著力是指在水存在下的附著力,其保證水和氧不能在金屬表面快速擴(kuò)散,進(jìn)而減緩金屬腐蝕。(3)顏填料緩蝕作用在水存在的情況下,涂料中含有的防銹顏料會(huì)解離釋放出緩蝕離子,抑制金屬腐蝕的進(jìn)程。(4)犧牲陽極的陰極保護(hù)作用涂料中含有的活潑金屬粉體(如鋅粉),還能作為犧牲陽極,起著保護(hù)陰極金屬基體的作用。
二、分類
1.石墨烯重防腐涂料
石墨烯的小尺寸效應(yīng)、二維片層結(jié)構(gòu)、疏水性和導(dǎo)電性,使其可作為填料用于防腐涂料中改善涂層防腐性能。小尺寸的石墨烯可以填充到涂料的孔洞中,同時(shí)石墨烯的二維片層結(jié)構(gòu)在涂料中層層疊加,形成了致密的物理隔絕層。而石墨烯的表面效應(yīng)使其對(duì)水的浸潤性差,當(dāng)涂料中加入石墨烯后,其疏水性阻止和減輕了水分子穿透涂層到達(dá)金屬表面進(jìn)而發(fā)生腐蝕的行為,從而降低了腐蝕發(fā)生的幾率和程度。同時(shí),石墨烯所具有的優(yōu)異導(dǎo)電性能迅速地將陽極反應(yīng)中Fe失去的電子傳遞到涂層表面,從而防止Fe3+沉淀,減緩電化學(xué)腐蝕速率。石墨烯重防腐涂料受到人們的高度關(guān)注,成為防腐涂料研究的熱點(diǎn)。
2.無溶劑低表面處理重防腐蝕涂料
船舶艙室種類眾多,空間狹窄,維修時(shí)表面處理達(dá)不到GB8923—88標(biāo)準(zhǔn)要求的Sa2.5級(jí),通常處理后仍帶有不同程度的銹蝕物,并經(jīng)常處于高度潮濕及帶油(油艙維修時(shí))的狀態(tài)。普通防腐涂料的防腐期效難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求,急需一種可以在這種低處理表面上直接進(jìn)行涂裝的高性能涂料。這種涂料不但減輕了表面處理的壓力,避免了預(yù)處理對(duì)環(huán)境造成的污染,而且節(jié)約了很多維修費(fèi)用。此外普通溶劑型涂料施工要求通風(fēng)良好,否則容易產(chǎn)生安全事故。近年來,出于對(duì)船舶人員健康和安全的重視,各國已限制船舶內(nèi)艙用涂料的揮發(fā)性有害物質(zhì)的含量,普通的溶劑型涂料也難以滿足要求,高固體份或無溶劑型防腐涂料成為發(fā)展方向。中船重工七二五所研發(fā)了一種無溶劑低表面處理重防腐蝕涂料725-HF-018,該涂料可應(yīng)用于船舶內(nèi)艙積水嚴(yán)重部位,結(jié)合陰極保護(hù)技術(shù),對(duì)艙室積水部位腐蝕進(jìn)行綜合治理,對(duì)提高船舶服役性能具有重要的作用。
3.高濕態(tài)附著耐壓長效重防腐涂料
船舶水下部位所處環(huán)境特殊,具有海水壓力交變作用、高溫、高濕、高鹽分、高氧等,而且受海水壓力的作用,腐蝕粒子在涂層內(nèi)的滲透加速,加劇了腐蝕。此外,水下部位腐蝕情況難以檢查和涂層修復(fù)難度大。因此,急需開發(fā)一種耐壓長效重防腐涂料。中船重工七二五所通過樹脂強(qiáng)韌性化高濕態(tài)附著力改性技術(shù)和涂層致密化及界面腐蝕擴(kuò)展抑制技術(shù),研發(fā)了一種高濕態(tài)附著耐壓長效重防腐涂料725-H44-66,經(jīng)實(shí)船涂裝驗(yàn)證,能夠適應(yīng)船廠苛刻的涂裝工藝條件和實(shí)海應(yīng)用需求。
4.無溶劑快速固化長效防腐蝕涂料
船舶上艙室數(shù)量多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,據(jù)統(tǒng)計(jì),大型遠(yuǎn)洋船舶艙室超過1000個(gè),艙室大小和結(jié)構(gòu)差異很大。這些艙室一旦維修,涂裝面積是外殼面積的數(shù)十倍,防腐蝕費(fèi)用是十分龐大的。據(jù)統(tǒng)計(jì),單個(gè)艙的平均檢查費(fèi)用為8000~15000美元。每個(gè)艙在每次定期進(jìn)塢時(shí)進(jìn)行檢查,或通常根據(jù)服役和船舶等級(jí)至少每5~7a檢查一次。一旦決定翻修,其維修艙的費(fèi)用每年高達(dá)2.5億美元以上。
目前艙室所用涂料仍以傳統(tǒng)溶劑型涂料為主,其固化速度較慢,在涂裝時(shí),往往因等待涂料固化和涂裝多道涂層就需要幾天時(shí)間,施工期長;另外,傳統(tǒng)溶劑型涂料的涂裝費(fèi)用有90%~95%用在諸如環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、通風(fēng)設(shè)備等施工環(huán)境條件的控制上,特別是溶劑的揮發(fā)需要有很好的防火和人員安全保護(hù)措施。由于傳統(tǒng)溶劑型涂料固化速度慢,需多道涂裝,施工周期較長,在整個(gè)維修過程,因其他維修工序造成層間涂層附著力下降,涂層易被破損,施工質(zhì)量難以保證,據(jù)統(tǒng)計(jì),傳統(tǒng)溶劑型涂料在實(shí)際使用中,涂層提前失效的原因大約有50%以上是施工質(zhì)量不高引起的,而不是涂料本身質(zhì)量造成的。中船重工七二五所研發(fā)了一種無溶劑快速固化長效防腐蝕涂料725-KG-14,實(shí)干時(shí)間<6 h,具有15 a防護(hù)壽命,可應(yīng)用于中型和大型船舶內(nèi)艙,能縮短防腐涂料涂裝時(shí)間,避免內(nèi)艙腐蝕,保障船舶安全性,延長塢修間隔,節(jié)約維修時(shí)間和成本。
三、結(jié)語
隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展和綠色造船理念的不斷推進(jìn),船舶高性能防腐涂料將朝著無溶劑、防銹顏填料無毒化、低成本、多功能化、智能化的方向發(fā)展,船舶高性能防腐涂料的發(fā)展前景必將越來越廣闊。
四、夢能服務(wù)與支持
1、免費(fèi)樣品
如果您對(duì)我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請樣品試用,請與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506
油漆樣品適用范圍:
用于新建項(xiàng)目:驗(yàn)證油漆配套的可行性、檢驗(yàn)附著力、效果圖與實(shí)際顏色的色差。
用于維修項(xiàng)目:驗(yàn)證與舊涂層的兼容性。
用于日常修補(bǔ):提供少量樣品用于修補(bǔ)破損處。
申請用量:在1KG以內(nèi)免費(fèi)送貨上門。
2、免費(fèi)打樣
如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實(shí)際應(yīng)用、外觀、性能測試,請與我們客服人員聯(lián)系,將樣板寄往夢能科技營銷部,由專業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。
3、服務(wù)團(tuán)隊(duì)
夢能對(duì)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理,從專業(yè)培訓(xùn)到日常報(bào)告的管理都有一整套完善的體系。夢能公司每年都會(huì)對(duì)技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計(jì),以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì),每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗(yàn)儀器,儀器設(shè)備均按規(guī)定的時(shí)間期限進(jìn)行定期校驗(yàn),以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。
4、購買通道
零售:購買50kg以內(nèi),線上購買,抖店直接下單購買。
工廠業(yè)務(wù):長期合作、量大從優(yōu)、生產(chǎn)調(diào)試、質(zhì)量檢測、開具13%專用發(fā)票
貿(mào)易、代理:提供代工業(yè)務(wù)支持,項(xiàng)目保護(hù)。
業(yè)主、總包、設(shè)計(jì)院:提供防腐方案設(shè)計(jì)、性能檢測、施工方案、現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)。
涂裝施工:提供解決方案、現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)。