单组分氟碳船壳漆的研制及配套

作者：吴霁虹来源：www.infocoat.com 发布：2006-5-8

文章摘要:0 前言随着现代高性能防腐蚀、防污涂料体系应用于船底，使得船舶的维修期可以延长到 5 a ，而船舶的上层建筑和甲板处于盐雾和紫外线的照射之下，而且还经常受到机械损伤，这就要求船壳漆既要具有优良的防腐蚀和耐
关键字:氟碳船壳漆涂料底漆

0 前言

随着现代高性能防腐蚀、防污涂料体系应用于船底，使得船舶的维修期可以延长到 5 a ，而船舶的上层建筑和甲板处于盐雾和紫外线的照射之下，而且还经常受到机械损伤，这就要求船壳漆既要具有优良的防腐蚀和耐候性，又要有装饰性，因而，船壳漆涂料正向防护性能好、施工方便、可进行日常维修等功能性方向发展。

大连振邦氟涂料股份有限公司开发的氟碳船壳漆，已经成功应用于某海军舰艇，涂层经过实船应用考察，漆膜显示出优异的耐盐雾性能、耐大气老化性能、耐机械划伤、耐沾污性能。为扩大氟涂料在船舶上应用，提高氟涂料的施工性能和维修性能，我们相继又开发出单组分氟碳船壳漆。单组分氟碳船壳漆具有较好的性价比，作为船壳漆具有优异的耐老化性，良好的耐盐雾、耐酸碱性能，漆膜机械性能好；同时，具有施工方便，涂装不受季节限制，可低温固化，无最长施工间隔要求，重涂性好等良好的施工性能。

1 研制部分

1.1 基料的选择

含氟高聚物含有稳定的 F — C 键， F — C 的键能很高，达到 447.7 kJ/mol ，而一般的 C — H 的键能为 365.3 kJ/mol ，因此含氟的高聚物远比一般碳氢高聚物稳定。氟原子不但与碳原子结合牢固，而且在 C — C 的骨架外层排列十分紧密，能有效地防止碳原子和碳键的暴露；氟原子的极性大，其高聚物具有很强的化学惰性，表现为对各种化学品的卓越的稳定性。能耐许多强酸、强碱以及很多化学品的侵蚀，具有很好的耐候性、耐腐蚀性、抗氧性、耐高低温的性能，因而，氟材料在涂料行业的应用领域日益扩大。大连振邦氟涂料股份有限公司生产的热塑性氟树脂化学成分为含氟聚合物，不仅具有含氟聚合物的优点，而且热塑性氟树脂类涂料易于施工，产品成本也比羟基氟树脂类涂料有很大的降低。因此，我们选用大连振邦氟涂料股份有限公司生产的热塑性氟树脂作为单组分氟碳船壳漆的主要成膜物质。

1.2 改性树脂的选择

丙烯酸树脂具有极佳的耐候性、保光性、耐化学品性和耐水性，机械性能良好，通过和氟树脂拼用，在保证配方体系耐侯性和耐盐雾性能不受影响的前提下，可以改进涂料的机械性能，降低成本。作为船壳漆，首先应考虑涂膜的耐候性，同时应该对耐大气腐蚀性和装饰效果给予重视。考虑到夏季温度较高特别是阳光直接照射在漆膜表面时，容易出现高温回粘现象，降低漆膜的装饰性能和防腐蚀性能。因此，需要选用玻璃化温度高的树脂作为基料。我们筛选了国内外十几家的热塑性丙烯酸树脂，相对分子质量在 60 000~100 000 ，选择玻璃化温度高，可用于船舶和集装箱用的树脂，与振邦公司热塑性氟树脂进行混容性试验，综合考虑树脂的成本和性能，初步确定采用上海高点树脂和美国公利洋行的树脂。

1.3 颜填料的选择

除选用耐侯性好的金红石型钛白粉外，还选择了空心微珠、云母粉、沉淀硫酸钡等填料。填料的加入不但可以降低成本，还可以改善漆膜的机械性能和化学性。空心微珠是一种高强度、高硬度、惰性的中空球形颗类，主要成分是 SiO 2 和 Al 2 O 3 ，加入空心微珠，可以提高漆膜硬度，使漆膜具有良好的隔热性、化学稳定性。云母粉由于具有片状或叶片状的结构，在涂料中使用可提高涂料的耐湿性和耐候性，云母粉颜料弹性很大，可使涂膜增强韧性、耐水、耐化学性，阻止紫外线和水分的穿透。

通过多次试验及测试，我们成功地研制出单组分氟碳船壳漆，牌号为 ZB-04-103 。

2 单组分氟碳船壳漆的技术性能指标

表 1 ZB-04-103 单组分氟碳船壳漆技术性能指标

项目		技术指标	检测结果	试验方法
漆膜颜色及外观		海灰色，漆膜平整	海灰色，漆膜平整	目测
细度 /μm		≤40	35	GB 1724 — 79 （ 89 ）
黏度（涂 -4 杯） /s		70~100	100	GB 1723 — 93
干燥时间	表干 /h 实干 /h	≤ 0.5 ≤ 12	0.5 8	GB1728 — 79 （ 89 ）
附着力（划圈法） / 级		≤1	1	GB/T 1720 — 79 （ 89 ）
耐冲击性 /cm		≥ 40	50	GB1732 — 93
柔韧性 /mm		1	1	GB/T 1731 — 93
固体含量 / ％		≥ 50	56	GB1725 — 79 （ 89 ）
耐盐水 (3%NaCl) ， 90 d		无起泡，无脱落	合格	GB/T 1763 — 79 （ 89 ）
耐 10 ％ H 2 SO 4 30 d		无起泡，无脱落	合格	GB/T 1763 — 79 （ 89 ）
耐 0 # 柴油 , 30 d		无起泡，无脱落	合格	GB/T 1763 — 79 （ 89 ）
耐（ 10%NaOH ） 30 d		漆膜无起泡，无脱落	合格	GB/ 1763 — 79 （ 89 ）
耐盐雾性， 1 000 h		无起泡，无脱落，无生锈	合格	GB/T 1771 — 91
人工加速老化（ 2 000 h ）		无粉化，无龟裂	3 000 h 变色 0 级，无粉化，无脱落，无龟裂	GB/T 1865 — 1997
红外反射率 /%		≥ 70	79

3 配套方案

船壳漆和上层建筑通常是底面漆的配套使用，选择配套的依据是价格、期望的使用年限以及底面漆的层间配套性。试验中选用了两种配套方案。

3.1 配套层间附着力检测见表 2( 检测标准 GB5210 — 85)

表 2 层间附着力检测

层间附着力 /Mpa

厚浆型氯化橡胶防锈漆

环氧富锌底漆 /

环氧云铁中涂漆

环氧铁红防锈底漆 /

环氧云铁中涂漆

检测结果

3.5

由以上数据看出，单组分氟碳船壳漆与厚浆型氯化橡胶底漆、环氧富锌底漆、环氧铁红防锈底漆、环氧云铁中涂漆之间的层间附着力良好。

3.2 分别采用单组分底漆配套和双组分底漆配套

配套方案 1 见表 3 。

表 3 双组分环氧底漆配套方案

品种	产品编号	涂料名称	涂装道数	干膜厚度 /μm
防锈漆	ZB-06-5	环氧铁红防锈漆	1	40
防锈漆	ZB-06-3	环氧云铁中涂漆	2	80
船壳漆	ZB-04-103	单组分氟碳船壳漆	2	60~70

配套方案 2 见表 4 。

表 4 单组分厚浆型氯化橡胶防锈漆配套方案

品种	产品编号	涂料名称	涂装道数	干膜厚度 /μm
防锈漆	ZB-06-T26	厚浆型氯化橡胶防锈漆	2	100~120
船壳漆	ZB-04-103	单组分船壳漆	2	60~70

单组分氟碳船壳漆与环氧类底漆、厚浆型氯化橡胶防锈漆配套耐盐雾实验结果对比见表 5 。

表 5 耐盐雾试验结果对比

试验时间 /h	配套底漆
试验时间 /h	厚浆型氯化橡胶防锈漆	环氧底漆
1 000	叉上锈蚀单向小于 2 mm 无泡	叉上锈蚀无泡
1 500	叉上锈蚀单向小于 2 mm 无泡	叉上锈蚀无泡
2 000	叉上淌锈，叉单向 2 mm 外起泡 5S3	叉上锈蚀无泡
4 000		板面无异常，划叉处单向扩蚀小于 2 mm

3.3 配套方案结果讨论

可以看出，单组分氟碳船壳漆与厚浆型氯化橡胶防锈漆、环氧富锌底漆、环氧铁红防锈底漆、环氧云铁中涂漆之间的配套性能良好。单组分氟碳船壳漆属于高性能防腐面漆，具有优异的耐侯性能，如果与防锈性能优良的环氧富锌底漆和环氧底漆配套，可以充分发挥底漆和面漆的优点，使整个涂层体系获得最大的效用。经过检测，单组分氟碳船壳漆与 ZB-06-2 环氧富锌底漆、 ZB-06-5 铁红环氧防锈底漆、 ZB-06-3 环氧云铁中涂漆配套性良好。配套涂层的防护性能可以发挥最好，耐盐雾检测能达到 2 000 h 以上，漆膜无起泡，无脱落。

4 单组分氟碳船壳漆与常规船壳漆性能分析

目前，高档船壳漆的品种主要有丙烯酸聚氨酯类船壳漆、改性环氧类船壳漆、丙烯酸类船壳漆、双组分氟碳船壳漆。性能特点见表 6 。表 6 船壳漆的类型与特点

产品类型	性能
产品类型	耐候性	防腐性能	施工性能	重涂性	价位
丙烯酸聚氨酯船壳漆	最佳	很好	双组分对潮气敏感	有最大重涂间隔时间的限制	高
环氧改性船壳漆	差	好	双组分低温固化困难	有最大重涂间隔时间的限制	较高
丙烯酸类船壳漆	佳	较好	单组分、易施工可低温固化	重涂性好	中
单组分氟碳船壳漆	最佳	好	单组分易施工可低温固化	重涂性好	中
双组分氟碳船壳漆	最佳	好	双组分对潮气敏感	有最大重涂间隔时间的限制	高

5 结语

（ 1 ）研制的单组分氟碳船壳漆，与环氧富锌底漆、环氧云铁中涂漆、氯化橡胶底漆等品种配套性能良好。

（ 2 ）通过与防腐性能优良的环氧底漆配套，可以充分发挥单组分氟碳船壳漆的优点，达到长效防腐的作用。

（ 3 ）单组分氟碳船壳漆的研制，解决了热固型氟碳船壳漆价位和施工问题。使氟碳船壳漆具有了施工方便、性能优异、价格适中的特点。

（ 4 ）该涂料可以应用于船舶、海洋设施钢结构的表面防腐以及石油、化工、机械等行业的钢结构、管道、储罐的防腐。

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