船舶涂装与涂料的发展方向

梁彬

（上海华润大东船务工程有限公司，上海 202155）

船舶是我国现代交通运输业的重要组成部分，其在承载能力和运输效率方面都有着明显的优势，但船舶需要长时间与水体接触，水分中包含的盐分以及其他物质都会对船体产生一定的腐蚀，这也是船舶涂装和涂料行业发展的重要原因，能够利用特殊的涂料以及涂装工艺，避免外界环境的水分、化学品货物等和船舶金属直接接触，同时也能够提供一定的化学防护和强度防护，避免出现腐蚀以及其他质量问题。船舶涂装和其他工业涂装的差异十分明显，外形十分庞大，内部构造跟更加复杂，且涂装施工只能够在露天环境下进行，故此对船舶涂装的要求更加严格[1]。同样的，在我国船舶建造行业发展过程中，船舶涂装也是主要的污染来源，所用的各项涂料将会对生态环境以及水环境带来严重的污染，这与目前世界各国提倡绿色发展的理念背道而驰。目前我国船舶制造业快速发展的背景下，与之相对应的配套产业链也得到了广阔的市场发展空间，需要全面遵循我国已经提出了可持续发展理念的要求，促进船舶涂装以及涂料技术的绿色、可持续发展。故此，本文通过研究分析我国船舶涂装以及涂料现状以及未来发展方向，为国内船舶涂装以及涂料行业的健康稳步发展提供参考。

1 船舶涂装及涂料的政策状况分析

现如今，我国政府部门积极提倡各行业使用可持续发展的理念，转变产业结构以及产品类型，并且政府也出台了与生态环境保护相关的诸多政策法规，随着我国船舶制造行业的快速发展，与之对应的船舶维修和建造行业发展中的污染问题也得到了国家相关部门的高度关注，并且我国的环保部提出了《环境标志的产品技术要求—船舶防污漆》的文件，为船舶涂料的可持续以及绿色化发展提供了方向指引，对于船舶防污涂料中禁止使用的物质以及有害物质含量限定值都给出了十分明确的要求，使得我国的传统涂料行业逐渐向着绿色、无公害的方向发展。此外，我国出台的《大气污染防治法》正在不断地修订以及更改，通过法律强制手段使得部分环境污染较为严重的船舶涂料已经强制退市，避免因为船舶涂装和劣质涂料使用带来的水体污染问题。国际海事组织早在2013 年也出台了标准，这也为世界各国船舶涂料行业的发展提供了国际标准方面的支持，完全符合目前可持续发展理念的需求。

2 已有涂装方案危害和新涂装工艺分析

2.1 已有涂装方案危害

即便船舶的建造方案如何完美，但在船舶产品建造的过程中，都会因为受到各种外界客观环境以及人为主观因素的影响产生建造精度方面的偏差，从而带来预舾装率不足的问题，意味着在船体分段合拢的搭载阶段，尤其是码头舾装阶段，有关涂层保护以及配套施工完整程度方面都会存在明显的问题。在船舶涂装设计中，设计人员要根据涂装部位以及使用特点，选择性能最佳的涂料，保证船舶涂装质量符合标准要求[2]。在船舶进行涂装的过程中，为了避免出现涂料产品的不必要浪费现象，针对船舶的主甲板和上层建筑，分别使用了环氧类重防腐涂料以及聚氨酯面漆。具体的膜厚以及总体膜厚需要施工人员根据船舶质量要求不断进行调整。

以现有的船舶涂装施工看来，主甲板和上层建筑的涂层体系，仅是在分工阶段进行一度环氧重防腐涂料的涂装施工，后续的涂层配套都是在施工后阶段实施。考虑到在船舶建造的过程中，主甲板和上层建筑会存在一定的交叉施工现象，从而带来明显的涂层破损以及环境污染问题。分段阶段施工涂刷的一度环氧类重防护涂料仅能够针对主甲板和上建进行临时的保护，后续的涂料涂层施工依旧需要经历打磨、拉毛、修补、复涂等工作，且这些动作都需要多次循环实施，需要相关人员进行手动操作，拉伸力度控制难度较大，导致在船舶分段涂装的过程中，施工涂层的完整性受到明显影响，部分区域的拉毛处理都已经接近了钢板的表面，导致原来分段冲砂之后的钢材表面粗糙度受到明显的影响，使得船舶在涂装中的配套体系存在一定的安全和质量隐患，涂装涂料也出现了较为明显的浪费现象。结合我国相关部门的不完全统计数据显示，一条30 万吨左右的大型油轮，其主甲板的涂装施工需要400 个人完成打磨工作，上层建筑外表需要70 人工。在具体的船舶涂装施工的过程中，甲板和上层建筑通常都会存在较为严重的粉尘现象，意味着附近的生产施工环节都必须要停止作业。船舶组装作业也会受到外界天气环境的影响，一旦遭遇了雨季现象，这意味着船舶建造的整个工程进度都会受到明显的影响。故此，涂料生产企业和涂装施工企业需要综合考虑船舶特点，建立配套的涂料涂装体系，提供船舶的防腐保障[3]。

2.2 新涂装工艺分析

用于船舶建造的钢板，通常都会在切割焊接处理之前接受流水线的预处理，这也意味着钢板表面的氧化皮基本已经去除，需要使用抛丸处理方式，且材料的粗糙度数值能够符合我国已有标准的要求，代表在船舶涂装的过程中，涂料能够和钢板直接形成良好的附着力。涂装设计一般需要使用超耐涂料，根据经过高压水处理后能够直接施工的特性，设计船舶涂装施工方案。随着新技术的持续发展，船舶绿色环保涂料逐渐取代低固含量涂料，且环保水性防腐涂料在我国的东南沿海地区逐渐推广使用[4]。涂装部分所需的人力成本投入明显减少，生态环境污染现象也得到了有效控制。全新的船舶涂装流程，只需要经过分段处理、高压水冲洗、超耐涂料涂敷以及后续配套施工便可完成涂装工作。

施工人员在进行露天区域的表面处理工作时，含管系等舾装件施工面积占据了整个船体涂装施工面积的60%左右，通过全新涂装工艺的调整和实施，结构表面的清洁、打磨等各项工作环节数量明显减少，使得船舶施工建造以及涂装中的粉尘数量得到了有效控制，涂装工序的减少意味着报检和检验的工序有所压缩，船舶建造周期明显缩短。

3 船舶涂装涂料技术类型分析

3.1 水性防腐涂料

船舶在航行的过程中，不仅船舶底部长时间与水分接触，而且外界自然环境也会对船舶带来一定的腐蚀现象，而船舶的涂装涂料则能够有效隔绝外界水分，降低对船身带来的腐蚀现象。水性防腐涂料作为目前用于船舶涂装常用的一种涂料，又可以分为水乳胶型涂料以及能够在水中稀释的涂料等多种类型。水乳胶型涂料是以树脂材料作为主要的制造原料，基于乳液聚合的原理，通过多个复杂工序方能够制作形成。随着我国相关科学技术的持续发展和提升，乳液聚合技术正处于一种稳步的发展状态，并且有着良好的市场发展前景。乳液聚合技术集成了均相乳液聚合和异相乳液聚合两种形态，本质上也属于核壳结构。乳液聚合能够用于树脂制备技术的改良成果，通过乳液的聚合改性，使得水乳胶型涂料性能得到明显提升，目前用于水乳胶型涂料制作的改性树脂是以环氧树脂、醇酸树脂等材料为主。能够在水中稀释的涂料，需要在树脂溶剂中进行溶解，方能够与其他材料全方位混合，并且需要利用染色处理方法，综合使用水溶性溶剂，方能够保障盐基团在水中逐渐溶解，随后在船舶上进行涂装。在这种涂料中的树脂材料应用种类存在明显的限制，以目前的聚氨酸树脂和环氧树脂等为主，主要是因为这些树脂材料的链状分子存在数量较多的亲水分子集团，在经过处理之后的聚合物能够与水分全面融合，正因为这种涂料能够在水中全面溶解，通常会在电泳底漆，中普及应用，仅在部分极特殊的情况下，会用于气干性的涂料设备涂装功能做。这种能够在水中稀释的水性防腐涂料，是以核壳结构为基础，方能够制备形成，并且涂料的酸碱度数值较低。相关人员在生产制备这类涂料的过程中，需要以符合材料要求的树脂应用酸值自由基作为基础。保障介质和目标分子链全方位对接，保障最终形成的涂料聚合物可以在水中具有良好的分散能力。

3.2 船舶低表面能防污涂料

以目前交通运输事业的发展开展，海洋运输事业使用的船舶吨位正在不断提高。在船舶运行的过程中，海洋生物在船底的附着现象十分常见，且每年为船舶运输业带来巨额经济损失。低表面能防污涂料则能够有效解决海洋生物附着带来的船舶腐蚀的现象。随着现代社会高度关注经济发展与生态环境保护的协同前进，低表面能防污涂料的毒性也在不断下降，能够有效保护脆弱的海洋环境。船舶低表面能防污涂料以有机为有机氟和有机硅系列的防护涂料为主。经过多年的发展，在相关专家学者的共同努力下，已经取得了一定的研究成果，最大限度地避免海洋生物在船舶附着带来的腐蚀现象，降低因此带来的经济损失。有机氟系列的低表面能防污涂料，在研发难度方面明显超过有机硅防护涂料，这也意味着目前有机氟的低表面能防污涂料尚未真正完成工业化转化。

3.3 涂料专用钛白粉

随着世界范围内船舶制造行业的快速发展，船舶涂装和涂料行业也有着较为广阔的市场发展空间，代表用于船舶涂料的钛白粉同样具备广阔的市场发展前景，材料需求量保持一种逐年递增的趋势[5]。但为了保障船舶的涂装涂料，能够在发挥其防腐作用的同时，避免对于生态环境带来损伤，对于金红石钛白粉专用领域要求也变得越发严格。西方发达国家对于钛白粉的研究十分关注，并技术层面针对发展中国家进行垄断，包括中国在内的诸多发展中国家，对于船舶涂料发展过程中的专用金红石钛白粉依旧处于研究起步阶段，我国正针对该领域投入了较多的人力物力资源，取得了相应的发展成果。

4 国内船舶涂装及涂料发展方向分析

4.1 船舶涂装发展方向

在国内船舶制造行业快速发展的过程中，船舶涂装本就是其中不可或缺的重要工序，对于船舶产品的使用寿命和运行都会产生直接的影响。在国内政治经济快速发展的影响下，国内的船舶制造业拥有着广阔的市场发展空间，并且船舶涂装也会逐渐向着标准化、快速化、绿色化方向发展。

随着与环保涂装相关的国际标准、国家标准和企业标准的出台、实施，国际社会的船舶涂装行业的标准化发展趋势变得越发明显，尤其是在各种国际组织提出的船舶涂装标准得到诸多国家的广泛认可和实施之后，船舶制造业需求出现了明显的改变，导致船舶涂料行业也产生了一定的变化。船舶涂装行业必须要满足现行标准的要求，在促进船舶涂装市场规范化发展的同时，提高涂装工作的质量。

现如今，国际经济发展对船舶的需求数量也在不断上涨，造船工作周期被逐渐压缩，快速涂装是保障船舶生产制造效率明显提升的有效方法，可以通过二次除锈率的降低以及快干型涂料的应用，有效地压缩船舶涂装工作所需的时间，能够促进我国船舶制造行业生产率的快速提升。

绿色发展始终是国际船舶制造以及其他配套产业发展必须遵循的重要理念，与工作人员的生命安全以及海洋生态环境有着密切的联系。船舶制造业的绿色化发展必须要促进涂装行业的绿色化发展。船舶制造行业要根据已有的船舶质量标准要求选择绿色性涂料，可以选择低表面能防污涂料或者水溶性涂料，避免船舶制造以及航行对于海洋生态环境带来的影响。

4.2 涂料发展方向

一是船舶涂料的产业和技术化升级。船舶涂料行业在船舶制造规模逐渐扩张的背景下，拥有着广阔的市场发展空间，但却面临着产能过剩的现象，行业内部的价格竞争变得越发激烈部分。船舶制造行业因为技术优势不足出现了利润水平明显下降，甚至无任何利润的问题，对于船舶涂料行业发展必然会产生明显的影响。此外在技术方面拥有明显优势的船舶涂料企业占据了绝大部分的市场份额，再加之我国境内的船舶涂料行业起步时间明显晚于西方发达国家，在国际市场竞争中，明显不具备跨国企业的竞争优势，要求国内的船舶涂料企业进行产品的技术化和产业化升级转型，利用共高附加值和高技术含量的船舶涂料产品研发、生产，提高个人的市场竞争力。

二是特种涂料逐渐推广和应用。现如今，船舶航行面临的环境条件变得越来越复杂，传统的单一船舶涂料无法满足船舶制造以及航行的具体使用需求，也会影响到船舶的使用寿命和性能，但由于受到多种因素的影响，部分特殊材料无法在。故此，能够发挥特殊作用的船舶涂料将会在船舶制造以及涂装行业中广泛应用，以荧光涂料、变色涂料和隐身涂料等为主。如今，超耐涂料的防腐蚀性能已经可以满足 PSPC 规范要求，得以在船舶涂装中逐渐普及[6]。

5 总结

船舶涂料和涂装施工是船舶生产过程中的重要材料和环节，其涂料性能和施工质量将影响到船舶产品的生产质量以及航行安全。在世界各国普遍认可可持续发展理念的背景下，水性防护涂料、低表面能防污涂料以及涂料专用钛白粉等相关技术都在逐渐向着规范化、绿色化的方向发展。今后我国境内的船舶涂料行业，需要积极应对国内外市场竞争，并实现涂料的产业化和技术升级转型发展，并将各种特殊涂料引入其中，提高涂装的质量。在现代科学技术以及理念的影响下，未来的船舶涂装行业也会逐渐向着标准化、快速化、绿色化方向发展。