防腐涂层类型及其应用

简介

本章涵盖了目前可供使用的主要涂料类型，并包括有关涂料成分的一般信息。它旨在提供有关涂料的基本信息，而不是防腐涂料选择的全面指南。如果需要有关适合特定区域的特定产品或涂料的信息，请咨询涂料制造商。

涂料通常分为两大类：

1） 适用于新建筑的产品及：

2） 适合维护和维修的产品，包括主要翻新和机载维护 （OBM）。

用于 OBM 的防腐涂料类型通常是单包产品，因为这样可以避免测量和混合少量两包产品的困难，尽管油漆制造商有时提供少量的两包产品。由于难以将水面准备到足够高的标准，在役船只船员进行的维修从长远来看很少成功。

一般来说，油漆要么针对特定容器区域，针对性能最佳的特定功能，要么针对性能有妥协的所有区域提供通用涂料。在所有情况下，必须实现成本、性能和维护难度之间的平衡。例如，住宿区外使用的防腐涂料与海水压载罐中使用的防腐涂料具有不同的性能要求，因为后者的腐蚀应力要大得多。由于进入困难，压载罐也更难维护，因此最好使用高效（而且往往更昂贵）的涂层来保持钢的良好状态。

相比之下，散货船的货舱由于货物撞击和抓斗损坏而遭受磨损，这往往会导致腐蚀。在恶劣天气下用作压载罐的货舱特别容易在损坏地点腐蚀，有时用于此货舱的涂层也不同。这也适用于带有”清洁产品”等级符号的油运商的货箱，其中任何货箱都可用于恶劣天气压载物。

油漆成分

油漆可以描述为液体材料，能够被应用或扩散到固体表面，随后干燥或硬化，形成连续的粘附膜。油漆基本上由三个主要成分和许多添加剂组成，这些添加剂包含在少量中。主要组成部分包括：

· 粘结剂（也称为车辆、中型、树脂、薄膜或聚合物）

· 颜料和扩展器

· 溶剂

其中，只有前两种形式形成最后的干漆膜。溶剂只需要帮助油漆的应用和初始薄膜的形成，但不可避免的是，一些溶剂总是保留在实践中，这取决于通风水平。

活页夹

粘合剂是油漆的薄膜形成成分，决定涂层的主要特征，包括物理和化学。油漆通常以粘合剂成分（例如环氧涂料、氯化橡胶漆、烷基漆等）命名。粘合剂形成永久连续膜，负责粘附到表面，并有助于涂层对环境的整体阻力。用于制造油漆的粘合剂分为热集和热塑性两类。干燥时的热集涂层在化学上与罐中的涂料不同。热集涂层一旦固化，不会受到溶剂的影响。

使用热塑性涂层时，干膜和湿漆仅在溶剂含量和化学成分上有所不同，这些涂料基本上保持不变。如果最初使用的溶剂应用于热塑性涂层，它会软化，并可以重新溶解在溶剂中。

交叉链接（热集）涂料

这些涂层通常以两个单独的包装提供，在应用前立即混合在一起。在涉及溶剂的液体涂料中，干燥被认为是一个两个阶段的过程。这两个阶段实际上一起发生，但速度不同。

第一阶段：溶剂因蒸发而从胶片中丢失，薄膜变得干燥以触摸。第二阶段：通过以下四种方法之一，薄膜逐渐变得更加化学复杂：

1） 与大气氧气的反应，称为氧化。

2） 与添加的化学固化剂的反应。

3） 与水（大气中的水分）的反应。

4） 人工加热。

油漆中的这种转换称为干燥或固化。上述方法形成的薄膜在化学上与原始活页夹不同，不会重新溶解其原始溶剂。

环氧树脂

这些树脂特别重要，它们作为活页夹的开发是防腐涂层技术中最重要的进步之一。交叉连接或固化率取决于温度。在 5°C 以下，标准菌的固化率大大降低，获得最佳薄膜性能完全治愈至关重要。带有特殊固化剂的菌子将治愈或设定在温度降至 5°C。 必须严格遵循涂料制造商关于应用温度的建议，以确保涂料在服务中有效。

固化剂的选择是非常重要的，因为与基地，这决定了电影的属性。树脂和固化剂的选择广泛，允许制定适合大多数应用的产品。在水下和水面以上环境中都使用类鸦片，对许多海洋环境表现出良好的抵抗力，包括使用锌或其他厌食剂进行阴极保护，但它们有在阳光下粉笔的倾向。当粘结剂被紫外线降解以产生松散和易碎的表面时，就会发生这个过程，而颜料颗粒则留在表面上。

聚氨酯树脂

这些是羟基化合物和含有异氰酸酯的化合物之间的反应形成的聚合物。在双包系统中，具有自由羟基组的特殊聚醚或聚酯树脂的反应具有高分子量异氰酸酯固化剂。这些材料的一个可能问题是它们在储存和应用时对水的敏感性。运输和储存应严格遵守制造商的建议。由于其在低温下的固化性能较差，制造商的建议必须在应用过程中遵循。

聚氨酯树脂具有优良的化学和溶剂耐药性，在耐酸性方面优于标准环氧树脂。与聚氨酯相比，环氧叶酸对碱性更耐药。聚氨酯表面涂层非常坚硬，具有非常好的光泽、光泽保留，可配制为非发黄。然而，在某些情况下，它们在老化后可能难以涂大衣，并且需要非常干净的表面才能获得最佳粘附。由于异氰酸酯固化剂，喷洒时也有潜在的健康危害，可以通过适当的防护设备克服。

阿尔基德·雷辛斯

碱树脂是由一种特殊的有机酸（例如邻苯二甲酸）、一种特殊的酒精（例如甘油或五聚醇）与植物油或脂肪酸之间的反应形成的。藻类的最终特性取决于油的百分比（称为”油长度”），也取决于使用的酒精和有机酸。碱性对酸或碱没有抵抗力，下面给出的许多修改旨在改善这种弱点，但是，没有一个能提供完全的耐药性。碱性树脂可以进一步修改与不同的树脂为特定目的。

无机树脂

这些类型包括硅酸盐，几乎总是与锌尘一起使用。有基于锂、钾或硅酸钠的水基无机硅酸盐和通常基于乙基硅酸盐的无机硅酸盐溶剂。基于这些树脂的涂料非常坚硬、耐腐蚀和耐温。它们需要良好的表面制备标准，并且通常使用有机涂层进行修复。无机树脂中的锌可以在酸或碱条件下溶解，但涂料在中性 pH 下表现良好，通常用作罐涂层。

热塑性涂料

这些类型的油漆粘结剂是溶解在适当溶剂中的各种树脂或聚合物的简单溶液，通常作为一包产品提供，因此特别适合维护工作。干燥只是由蒸发导致溶剂损失的影响。这称为物理干燥，因为不会发生化学变化。因此，产生的薄膜总是容易溶于原始溶剂，也可以通过热软化。由于这些涂料，顾名思义，需要大量的溶剂的存在，他们正在从市场消失，其中挥发性有机成分受到监管，特别是美国和欧盟。此类别中的活页夹的通用类型包括：

氯化橡胶树脂

氯化橡胶树脂在精心准备的表面具有良好的耐酸性和耐水性。在非常炎热的气候下使用时，它们的温度敏感性会导致各种薄膜缺陷。此外，白色和浅色在暴露在明亮的阳光下时有明显的黄色倾向。氯化橡胶涂料在低温下会干燥，并在新鲜应用和老化系统中具有良好的外衣间粘附性，使其适合维护目的。

乙烯基树脂

乙烯基树脂基于薄膜形成聚合物，由聚氯乙烯、聚乙烯醋酸酯和聚乙烯醇的不同比例组成。使用的增塑剂类型为磷酸三酯或二乙基邻苯二甲酸酯。通过将乙烯基树脂与其他材料（如丙烯酸树脂）混合，可以生产出体积更高的固体材料。一般薄膜特性和风化特性也表现出良好的低温干燥和外衣间粘附特性。可以添加煤焦油来增强耐水性。

颜料和扩展器

颜料和延长剂以精细粉末的形式用于油漆。这些被分散到活页夹中，颗粒大小约为 5-10 微米，用于精加工油漆，约 50 微米用于引物。

防腐颜料（1） 锌

金属锌广泛用于引物，具有抗钢腐蚀的能力。初始保护是通过激励行动。然而，由于涂层暴露在大气中，锌腐蚀产品会逐渐积聚，产生一个防渗屏障，几乎没有或根本没有电阻保护。为了提供良好的电阻保护，需要高水平的锌，按重量分列的干膜中约85%的锌。可考虑的树脂是树脂和硅酸盐。显然，锌要正常工作，就必须与钢基板保持密切接触，因此在应用前良好的表面清洁度至关重要。

（2） 铝颜料

金属铝片通常用作防腐颜料，通过在拉梅拉薄片周围产生水和离子的回路，以及吸收氧气来产生氧化铝，从而阻断涂层中的毛孔，从而起到防腐蚀的作用。如果铝与钢接触，有限阴极保护机制也将运行，但当用于油轮和产品载体时，干膜中的铝含量不应超过 10%，以避免易燃气体积聚的可能火花危险。

（3） 磷酸锌

这也是一种广泛使用的防腐颜料，人们认为，在正常暴露条件下，保护具有屏障效应，因为需要高色素沉着水平来提供足够的防腐保护。磷酸锌几乎可以被纳入任何粘结剂中，并且由于其低不透明或透明性质，可以生产任何颜色的油漆。

障碍颜料

这些颜料最常见的类型是铝（叶铝）和氧化铁（MIO）。两者都有被称为跛脚板（板状）的颗粒形状。这些材料可以组合使用，铝照亮了MIO几乎黑色的阴影。MIO 颜料薄膜具有耐久性，但要做到这一点，MIO 的高水平是必要的，大约占颜料总量的 80%。铝已作为油漆的主要颜料使用多年。拉梅拉形状有助于使薄膜更易透水。玻璃片也用作屏障色素。

着色颜料

这些颜料提供颜色和不透明性，可分为无机或有机类型。最常见的着色颜料是二氧化钛，它是白色的。在油漆中，所有颜料通常分散到非常精细的颗粒大小，以提供最大的颜色和不透明性（隐藏功率）。传统上，使用铅和铬颜料获得明亮的颜色。然而，由于健康和安全方面的顾虑，这些都不太常见。现在有机颜料被代替使用，但这些产品的不透明性没有那么高。

扩展色素

顾名思义，他们基本上调整或”扩展”油漆的色素调味，直到达到所需的颜料体积浓度（PVC）。扩展色素是无机粉末，具有不同的颗粒形状和大小。虽然对油漆的颜色不透明贡献甚微或根本没有作用，但它们对物理特性有显著影响。这些包括流动、光泽度、抗沉降性能、喷雾能力、水和化学耐药性、机械强度、硬度和坚固性（体积固体、保持硫索罗皮）。扩展器的混合物通常用于获得所需的属性。与树脂、防腐颜料和着色颜料相比，它们相对便宜。

溶剂

溶剂主要用于油漆，以方便应用。其功能是溶解粘合剂，将涂料的粘度降低到适合各种应用方法的水平，如刷子、滚筒、常规喷雾、无气喷雾等。应用后，溶剂蒸发，不再在最后的油漆膜中发挥作用。油漆中用作溶剂的液体可以用三种方式之一来描述：

（1） 真正的溶剂 – 溶液，将溶解活页夹，并与它完全兼容。

（2） 潜伏溶剂 – 不是真正溶剂的液体。然而，当与真正的溶剂混合时，该混合物具有比真正的溶剂更强的溶解性能。

（3） 稀释溶剂 – 不是真正溶剂的液体。通常用作与真正的溶剂/潜在溶剂混合的混合物，以降低成本。

粘结剂只能耐受数量有限的稀释剂。油漆行业使用许多溶剂，这在一定程度上是由于在选择溶剂或溶剂混合物时必须考虑的不同属性的数量。除了价格和可用性等商业因素外，属性还包括毒性、挥发性、易燃性、气味、兼容性和适用性。在一些国家，某些类型的溶剂是不允许的。在美国尤其如此，《有害空气污染物质法》（HAPS）规定了从涂层中去除许多溶剂和扩展剂的时间表。随着本法的实施，应用属性、干燥时间和大衣窗很可能会受到影响。

防腐涂料

除了少数例外（如防污涂料、化妆品效果、阻燃剂等），适用于容器的大部分涂料都用于防腐。有许多类型的防腐涂层，但环氧涂料通常覆盖船舶上最大的区域，尤其是当它们用于海水压载水箱时。近年来，关于环氧涂层使用的术语一直存在争议，以下术语是常用的：

（1） 纯环氧树脂

纯环氧涂层通常被视为仅含有环氧聚合物、交叉连接剂、颜料、扩展剂和溶剂的涂料。涂层含有高水平的环氧树脂粘合剂，因此在防腐保护、长寿命和低维护方面，预期可提供涂层的最大性能。此外，一些产品还声称具有耐磨性能。其他颜料，如铝，可以添加到纯环氧涂层，以提供额外的防腐性能。环氧酚涂层可用于需要大量额外货物阻力的货舱，如石油产品和化学品运输机。表面准备需要特别小心：可能需要通过加热储罐来固化涂层。涂料制造商将就每个油箱的具体要求提供建议。

（2） 改性环氧树脂

又称环氧木乃伊、无焦油环氧树脂和漂白焦油环氧树脂，该组涵盖产品种类繁多，抗腐性能强。在服务中，改性菌素可以有效。但是，由于有许多可能的改性环氧树脂配方，因此无法对其防腐性能进行概括。改良的环氧树脂可以含有能够与最终薄膜交叉连接的非环氧材料。它们也可能含有非反应性材料，无论是固体或液体，它们不参与薄膜的形成，但在最后涂层中仍像颜料或延长剂。如果这些材料是水（或货物）可溶性的，它们可以在较长时间内渗出，留下多孔或脆膜，降低防腐性能。

（3） 煤焦油环氧树脂

煤焦油是一种天然产物。煤焦油有多种类型可供选择，从液体到固体。将煤焦油加入涂层中会导致涂层呈非常深棕色或黑色，通过添加铝片颜料来轻色涂料，可以稍微减轻这种颜色。然而，煤焦油电极不可能在颜色上足够轻，以便按照海事组织PSPC 4.4 表 1 项 1.2 要求使用。浅色非焦油基环氧顶涂层可用于焦油基第一层涂层。然而，焦油”流血通过”可能会迪斯科上衣。涂层的某些成分可以长时间渗出，留下更脆、保护性更差的涂层。煤焦油电毒剂在服务方面有着悠久的历史，通常表现良好。自20世纪90年代以来，由于涂层施用器的健康和安全问题，以及建议用浅色涂层协助对压载罐进行检查，它们已逐步淘汰压载罐。

（4） 无溶剂环氧树脂

无溶剂（有时称为 100% 固体）涂料（顾名思义）是无需额外溶剂即可制配和涂装的，从而克服了涂层中保留溶剂的问题。喷漆所需的粘度来自于低分子量原料的选择，或通过加热和使用复数组件系统。典型的应用包括压载器和货舱。它们有时用于挥发性有机成分 （VOC） 去除由于通风不良而难以使用的地方，但需要注意的是，无溶剂系统的 VOC 不一定为零。无溶剂涂层的典型应用包括管道工作内部、一些储罐和无法提供适当通风的其他地区，或实施严格 VOC 控制的区域。

防冲击和耐磨涂料

这种类型的涂层通常适用于最易损坏的船舶区域，如行李箱顶部和甲板，有时用于持有散货船。吸管端和钟嘴周围的区域偶尔会涂上耐磨涂层，因为这些区域可能会受到货物或压载水高流量的损害，并可能由于压载水中存在沙子或小颗粒碎片而遭受侵蚀。被描述为耐磨或耐损坏的涂料对货物损坏的阻力增加，但无法承受抓斗的严重影响，无法容纳导致钢本身变形的清洁设备。