丙烯酸聚氨酯在船舶中的施工控制

刘 胤，周广青

（南京金陵船厂有限公司，南京 210015）

0 引言

造船行业中双组分丙烯酸聚氨酯油漆的大量应用，为减少船舶腐蚀和提高船舶的使用寿命做出了重要贡献。但丙烯酸聚氨酯油漆在施工中存在一定的难度，容易引起漆膜的流挂、桔皮、针孔、露底问题。尤其在冬季和夏季，温度过低、过高对油漆影响最大。

1 丙烯酸聚氨酯性质

丙烯酸聚氨酯具有附着力强、优良的韧性、良好的耐候性，通常配合环氧底漆配套使用在船舶的露天区域。如船舶外板水线以上区域、主甲板及居住区域等。双组分丙烯酸聚氨酯油漆通过羟基丙烯酸树脂分子链中的—OH与加入的异氰酸酯固化剂中的—NCO官能团反应，形成网络结构得以固化，属于热固性树脂[1]。温度较低时，—OH与—NCO的反应活性减小，固化性能变差[2]。双组分丙烯酸聚氨酯油漆最佳的施工温度为 10℃～35℃[3]，在低于 5℃时固化较慢，在 0℃以下较难固化成膜。高于35℃，表面成膜差，易出现针孔、鱼眼、干喷等问题。

2 影响丙烯酸聚氨酯的因素

丙烯酸聚氨酯影响较大的因素为：温度、油漆状态及施工工艺。

2.1 温度的影响

2.1.1 温度对粘度的影响

影响油漆粘度的直接因素为温度。如图1所示[4]，伴随温度上升，油漆粘度显著下降。由于油漆中各种表面活性剂的存在，油漆经过两种组分搅拌混合后，油漆中会产生一定量的气泡。施工后，漆膜中的气泡留在漆膜中，会形成针孔，冒出表面，形成鱼眼。

油漆的粘度越大，泡沫溢出时间越长，即寿命越长，对漆膜的影响越大。减小油漆的粘度，有助于提升漆膜的质量。

图1 温度与粘度的关系

图2 温度与施工时间的关系

2.1.2 温度对施工时间的影响

一般高分子化合物反应速率受温度影响较大。温度越高，化学反应速率越大。丙烯酸聚氨酯油漆同样遵循上述规律。如图2所示。

据近三年来喷漆时间统计，计算数据为一套油漆（通常为20 L）需要20 min左右，包括喷漆时位置移动等时间。因此，施工时油漆温度在30℃以下为最佳（增减稀释剂不计）。

环境温度过高，尤其是夏季高温时段的向阳面，底材温度在 40℃以上，有时可能超过 50℃。在此状态下施工，溶剂挥发很快，油漆表面快速形成薄膜，形成密闭的环境，来不及挥发的溶剂被表面的薄膜阻挡，表面起皱或起泡，影响图层质量及美观。

由于干燥太快，油漆流平性差，表面粗糙甚至产生干喷现象。因此，环境温度超过30℃或温度过高的底材，不建议喷涂丙烯酸聚氨酯油漆。

环境温度过低，油漆的粘度增加，施工困难，增加稀释剂以降低油漆粘度。低温下漆膜干燥性大大降低，表面较容易出现流挂现场。即使刻意注意流挂现象由于稀释剂的因素，漆膜变薄而出现露底，进而影响漆膜质量。

2.2 油漆状态

影响油漆自身因素，主要在于油漆的粘度、温度两个方面。

影响粘度的因素为温度及稀释剂。提高油漆的温度或添加稀释剂会减小油漆的粘度，但伴随着温度的增加，是施工时间的减少。环境温度低时，提高油漆自身温度成本较大，通常添加稀释剂降低油漆粘度。但随着稀释剂的增加，会产生流挂、桔皮、露底等漆病。喷涂设备增加加热装置可解决稀释剂问题，但成本也随之上升。

2.3 施工工艺

施工工艺的影响主要在于喷涂设备的调节和施工过程中的控制两方面。

2.3.1 喷涂设备

优良的喷涂设备，可提高漆膜质量。环境温度较低时，大压力的喷漆设备能够减少稀释剂的使用，减少漆膜流挂、露底问题的发生。喷漆作业区域与喷漆设备的距离，即喷漆枪管使用的长度[5]对压力影响较大，枪管越长，喷漆压力减小。所以大压力喷漆设备，以及尽可能短的枪管，在低环境温度下，为最佳方案。

2.3.2 施工中的控制

施工中的控制尤为重要。根据丙烯酸聚氨酯的性质，油漆的固体含量低，粘度小（相对于环氧油漆），喷漆时产生较多的漆雾。对垂直区域，尤其是船舶的居住区域，控制漆雾尤为重要。一般喷漆施工由上而下，喷漆上层区域产生的漆雾容易在下层聚集。待移动到下层区域喷漆时，漆雾已干燥，复涂后的漆膜粗糙，影响漆膜质量。因此及时处理施工中的漆雾尤为重要。

3 结论

基于丙烯酸聚氨酯油漆的性质，一般选择环境温度范围为5℃～30℃之间，计划施工开始时间为早上八点至九点，施工顺序由向阳面开始，由上而下。施工前调节好喷漆设备的压力，尽可能使喷漆设备接近施工位置，减少喷漆枪管长度。施工中及时除去下层区域的漆雾，控制每套油漆的施工时间，选择合适大小的枪嘴及熟练的枪手。

合理的施工时间，合理的控制温度，合理选择喷涂设备，控制施工中的各种不利因素，控制油漆的初始状态，都有助于提高漆膜的质量。