高性能长效压载舱防腐涂料的制备及性能测试

0　前　言

由于腐蚀对船舶安全带来极大的威胁，国际海事组织(IMO)对压载舱涂层的性能和质量越来越重视。国际海事组织是联合国负责海上航行安全和防止船舶造成海洋污染的政府间组织。传统上讲，航运和造船界认为涂层技术状况主要影响船舶的经济性，因此，国际海事组织制定的技术标准中也很少涉及涂层要求。但进入21世纪以来，国际海事界越来越认识到船体结构腐蚀是影响船舶结构安全的重要因素之一。一些重大船舶事故，究其原因是由于船舶(特别是压载舱部分)严重腐蚀导致结构强度大幅度下降而造成的。这也使国际海事组织在近几年制定了一系列涂层技术标准。2002年12月，对进一步提高散货船安全措施进行3年多的研究后，国际海事组织第76届海安会根据散货船综合安全评估研究的结果，决定制定强制性的压载舱保护涂层性能标准，并于2006年通过了《所有类型船舶专用海水压载舱和散货舱双舷侧处所保护涂层性能标准》(简称IMO PSPC/DSDT)。这一标准的主要特点和对保护涂层的技术要求如下：

(1)保护涂层系统的使用寿命为15 a；

(2)环氧树脂涂料名义干膜厚度不小于320 μm；

(3)涂料系统必须通过第三方的认可；

(4)环氧类涂料2道，干膜厚度不小于320 μm，2道涂层之间有颜色区别，面漆要求为浅色，如：浅灰、黄色、米黄、泳池蓝/绿色等；

(5)认可的涂料系统性能必须达到如下要求之一：通过PSPC标准附录1(模拟摇摆舱实验和冷凝舱实验)，或相当实验，涂层的生锈和起泡要符合如表1所示最小要求。

由于IMO PSPC/DSBT提出的技术标准比国内大多数涂料厂现有的技术水平要高，本文针对IMOPSPC/DSBT对压载舱涂料的要求，特开发了一种高性能长效环氧类型的压载舱涂料，以期适用未来船舶工业的需要。

1　实验部分

1.1　实验原料

环氧树脂，固化剂，钛白粉，铝粉，增塑剂，氧化铁红颜料，分散剂，抗流挂助剂，防锈资料，防沉剂，功能填料。

1.2　实验仪器

高速分散机，天平，锥板黏度计，细度板，密度杯，无气喷涂机，盐雾箱，冷凝箱，摇摆箱，干燥时间记录仪，附着力测试仪(拉拔仪)。

1.3　实验配方

压载舱涂料都要求在高膜厚条件下使用，同时防腐要求也非常严苛。通过配方实验，本实验筛选出了柔韧性出色的环氧树脂与低温施工性能好的胺加成物，并且添加能增强的功能性填料，调整颜基比，配以适量的触变剂，使涂料有良好的施工性能，经过大量的实验，确定的基础配方如表2所示，基本参数如表3所示。
基本配方

1.4　产品生产工艺流程(见图1)

按表2配方将组分一中原料、助剂先后投入高速分散设备中，加入环氧树脂，然后分别加入填料，高速分散，检测细度和最终产品检测。

2　性能测试实验

2.1　样板制备

将钢板表面处理到Sa2.5级(ISO 8501-1)，粗糙度为30～75 μm，采用无气喷涂到规定的膜厚，在23 ℃、50%相对湿度的条件下干燥7 d，然后进行实验。

2.2　常规项目检测

常规项目检测(见表4)是为了在正常生产中的检验和校准。制定适当的项目，有助于大批量稳定生产，保证稳定的基本参数以便使用者的使用。
常规检测项目

2.3　T-弯测实验

通常来说，对于高固体分涂料的问题不是防腐，最大的问题是焊接接缝处，低表面处理和过高的涂膜膜厚。为了进行这些测试，实验使用了打砂和抛光2.3.1　T型板恒温实验实验测试在两个不同的底材——抛光和打砂的钢板上进行。使用无气喷涂，同时在室温下(最好是在10 ℃下)固化7～14 d。焊缝处干膜厚度在800～1 000μm(抛光)和1 200～1 500 μm(打砂)，其他区域按IMOPSPC的要求，涂2 μm×160 μm的干膜。实验持续时间最少是30 d，而每周需要查看T型板的龟裂情况2次。同时需要关注涂层和底材是否分离，尤其是打磨T型板上的情况，其是否分离需要仔细确认。终止实验后，需要测试附着力，可以用榔头和凿子。同时再次确认涂层厚度，包括焊缝边上的涂膜厚度的变化。T型板恒温实验结果为：焊缝及其他区域都完好无损，无锈斑。
抛光和打砂表面的对比