無機硅酸鋅涂料在貨油艙的應用

黃漢金 商炳 袁金玲

(廣船國際涂裝部)

0 前言

FPMC48800 噸化學品/成品油輪貨油艙裝載貨品清單明確要求能裝載甲醇。因甲醇是有機溶劑，能夠滲入涂層內(nèi)使樹脂溶脹，導致涂料里的部分物質(zhì)溶出到甲醇中，造成貨品污染。一般情況下，無機硅酸鋅涂料對換裝貨品的恢復期較短，且該船船東傾向于貨油艙使用無機硅酸鋅涂料，故本船貨油艙最終選用以硅酸乙酯、鋅料為基料的醇溶液無機鋅涂料，是分基料與固化劑的雙組份涂料。

1 無機硅酸鋅涂料的性能

1.1 性能特點

（1）抗耐溶劑和化學品性能優(yōu)異；

（2）可作為特涂艙和各種非皂化性涂層配套體系的底漆；

（3）在普通大氣環(huán)境中，耐熱溫度最高可達到400℃；

（4）鋅粉含量高，防腐性能優(yōu)異；

（5）良好的抗沖擊及耐磨損性能；

（6）涂層干燥快；

（7）不可浸沒在PH 值大于9 堿性環(huán)境或PH值小于5.5 的酸性環(huán)境；

（8）施工要求較高，施工不當容易導致裂紋、針孔等缺陷。

2 貨油艙涂裝技術設計

2.1 涂層配套

貨油艙鋼結(jié)構(gòu)表面采用1 度100μm 醇溶性無機硅酸鋅涂料。因無機硅酸鋅涂料的施工性能限制，貨油艙內(nèi)注入管、液貨管、掃艙管、泄放管、儀表管等舾裝件的維修保養(yǎng)角度綜合考慮，本船貨油艙內(nèi)的所有舾裝件含管附件均采用SUS316L 不銹鋼材料，不做無機硅酸鋅涂料。另外，根據(jù)現(xiàn)場施工實際情況，貨油艙內(nèi)的不銹鋼腳手碼（吊碼和眼板）掃砂后刷涂無機硅酸鋅涂料。貨油艙內(nèi)的不銹鋼與碳鋼板連接處約50mm 的范圍內(nèi)可以涂裝。

2.2 涂裝前表面處理要求

（1）結(jié)構(gòu)處理

鋼板表面須通過去除毛邊，打磨焊縫，去除焊接飛濺物和任何其它的表面污染物加以處理，并達到 ISO8501-3：2006 中 P3 級。

涂裝前的邊緣處理成半徑至少2mm 的圓角，或經(jīng)過三次打磨，或至少經(jīng)過等效處理。

（2）表面處理

全部待涂表面噴砂清潔達到ISO8501-1：2007中的Sa2.5。

（3）表面粗糙度要求

粗糙度過高會造成波峰處的干膜厚度低于要求，涂層無法達到防腐蝕的要求；而在波谷處，干膜厚度過高，易形成涂層開裂現(xiàn)象。因此，處理后的表面粗糙度30～75μm 為佳，達到ISO8503-1/2：1988 中等粗糙度（高于樣板2#，但不要超過3#）。

（4）表面清潔度

無機硅酸漆對于底材表面存在的油、脂、粉塵等污染物非常敏感，這些污染物也會影響涂層與底材的附著力。因此貨油艙預噴涂、結(jié)構(gòu)處理后，必須進行高壓淡水沖洗，主噴涂后涂裝前鋼材表面清潔度應達到ISO 8502—3:1988 規(guī)定的灰塵顆粒大小為“3”、“4”或“5”，灰塵分布量為1 級。

2.3 施工階段

貨油艙內(nèi)底板在分段階段做1 度臨時保護底漆，以減緩建造階段鋼材的腐蝕，其它部位在分段階段不涂裝。在碼頭階段貨油艙及其周圍艙室通過完整性驗收后，貨油艙整艙噴砂、整艙涂裝。

3 施工工藝

本船共有14 個貨油艙、1 個污油水艙采用醇溶性無機硅酸鋅涂料，其中6 個貨油艙艙容約為3800m3～5000m3，其余8 個貨油艙及污油水艙在98%裝載時艙容不大于3000m3。根據(jù)本船的貨油艙艙室劃分特點，編制了相對應的無機硅酸鋅涂料特涂施工工藝。

3.1 施工程序

貨油艙腳手架搭設→清除艙內(nèi)水分、油污、雜物→保護不涂裝的舾裝件→預噴砂→結(jié)構(gòu)處理→淡水沖洗→主噴砂→清砂吸塵清潔（包括腳手架）→邊預涂邊噴涂(預涂在噴涂前進行)→修補→噴灑生活淡水固化→拆除腳手架→地板清潔→地板腳手架支撐點噴砂、清潔和修補油漆→封艙。

3.2 表面處理

貨油艙鋼材表面處理按2.2 要求執(zhí)行。

3.3 涂料混合和攪拌

涂料中A 組份為正硅酸乙酯液體，B 組份為鋅粉。使用時，先持續(xù)機械攪拌A 組份，同時先拍散鋅粉，然后把鋅粉緩緩加入A 組份，并同時進行攪拌。嚴禁反過來操作，將A 組份加入鋅粉，這樣很容易導致涂料結(jié)塊且不能攪拌均勻。

通常不需要進行稀釋，在特殊情況下，可加入不超過廠家推薦的稀釋劑。稀釋劑必須在A、B 組份完全混合均勻后添加，見圖1。

圖1 涂料攪拌

3.4 涂料施工

無機硅酸鋅涂層對于干膜厚度非常敏感，要確保涂層在整個施工過程的均勻性。由于涂料中鋅粉含量高、密度大，容易沉淀，因此在整個施工過程中應不斷地慢速攪拌，才能保證涂層中的鋅粉均勻。施工時，必須經(jīng)常使用濕膜儀控制濕膜厚度，同時調(diào)整噴槍與被涂表面距離，避免干噴。噴漆泵采用80 目的濾網(wǎng)。

（1）噴涂

采用有氣噴涂或無氣噴涂。噴嘴壓力8.2～11Mpa，噴槍槍嘴噴Graco517-721 或0.46-0.58mm，復雜結(jié)構(gòu)要選用小口徑的槍嘴，噴槍與被涂表面距離保持在300～400mm 之間。由于鋅粉涂料對噴嘴的磨損嚴重，應經(jīng)常檢查噴嘴的磨損狀況及時更換。

噴涂時，先噴地板，然后采用從上至下的噴涂施工順序。

（2）手工刷涂

預涂和少量的修補可用刷涂，輥涂不適用。預涂和修補應該在統(tǒng)噴完成后進行；若在統(tǒng)噴之前進行預涂和修補，要在油漆還沒有固化前立即進行統(tǒng)噴（濕碰濕）。

對于漏涂和漆膜厚度不足的部位，應在涂層硬干后（一般為30-120 分鐘），使用刷涂的方式進行修補。

3.5 環(huán)境條件

（1）主噴砂階段為保持噴砂后的鋼材表面清潔度，相對濕度保持在40～60%為佳。

（2）噴涂時鋼板溫度不可低于5℃，且底材表面溫度至少高于露點溫度3℃以上。

（3）噴涂結(jié)束后，艙內(nèi)的濕度要控制在50%至95%之間，以加速油漆的固化。

無機硅酸鋅涂料必須保證正硅酸乙酯吸收到空氣中的水價，才可生成鋅-硅酸-鐵鹽牢固附著在鋼材上。溫度越高、相對溫度越高，固化程度越好。如果施工時相對溫度低于50%時，需要采取噴漆泵霧噴清水輔助固化的措施，禁止直接在未固化漆膜表面撒水。人工增濕應在涂層施工完畢后1～2 小時之后進行，具體增濕的次數(shù)根據(jù)環(huán)境相對溫度和溫度決定，一般1～2 次。

3.6 涂層修補

（1）零散分布的少量破損

采用動力工具打磨，并保留或創(chuàng)造至少25μm的粗糙度，手工刷涂修補打磨區(qū)域，盡可能減少與原有固化涂層之間的搭接。

（2）較大面積的破損

局部噴砂至Sa2.5，用砂輪盤拉磨涂層邊緣，刷涂或噴涂修補區(qū)域。

4 涂層固化檢驗

（1）簡易的方法可用硬幣或小刀刮擦表面，如果僅有很少量的鋅粉刮下，漆面閃亮，表明固化已完成。

（2）標準的涂層固化檢驗方法是采用ASTM D4752《通過溶劑擦拭測量硅酸乙酯富鋅底漆耐丁酮性能的測試方法》MEK（甲基乙基酮/丁酮）擦拭-固化測試。用干凈的白色棉布蘸上MEK 試劑在涂層表面進行50 個來回擦拭，如果測試值達到“4”或“5”，則表明固化程度已達到要求。

5 施工風險與預防措施

5.1 漆膜厚度控制

涂層設計名義干膜厚度100μm，實際施工時最大干膜厚不能超過160μm，避免涂層開裂。噴涂時的膜厚控制應略微偏向膜厚范圍的下限，注意調(diào)整噴涂方式，以獲得良好的漆膜。在噴涂時應隨時檢查鋼材表面是否存在干噴，如有應立即掃除。在施工過程中，確保攪拌器的持續(xù)運行，只要能達到恰當?shù)撵F化狀態(tài)的噴涂壓力即可接受。噴涂搭接在高度方向應以50%為宜；長度方向的搭接應控制在75～100mm，避免過高的漆膜厚度。

圖2 貨油艙艙頂

圖3 貨油艙槽形壁

5.2 涂層裂紋

涂層漆膜厚度過高是導致無機硅酸鋅涂層裂紋的最常見原因。另外表面粗糙度過低、相對濕度過高、通風太差、涂層固化過快，也會導致漆膜開裂。

在無機硅酸鋅涂料施工時，控制漆膜干膜厚度是保證貨油艙涂裝施工質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)。在施工過程中，經(jīng)常使用濕膜儀校正施工的濕膜厚度非常必要。

5.3 針孔/氣泡

起泡或針孔是由于剛涂漆時的濕膜中空氣和溶劑氣體以氣泡的形態(tài)從多孔表面冒出而形成的。溫度越高，涂層起泡或針孔的風險越大。

應避免在陽光直射或高溫下進行施工，推薦采取先噴很薄的涂層，約30 微米進行封閉，通常過15 分鐘左右，再按規(guī)定的膜厚進行覆涂。

5.4 鋅鹽

鋅鹽俗稱“白銹”，無機硅酸漆與大氣直接反應生成不溶于水的鋅鹽（氫氧化鋅、碳酸鋅、氧化鋅），與酸雨或含有氯化物的雨水/海水發(fā)生反應生成溶于水的鋅鹽（硫酸鋅、氯化鋅）。水溶性的鋅鹽會影響后道涂層的附著力。如果留在底漆表面，在潮濕環(huán)境下水與鋅鹽接觸溶脹，引起附著力問題。

高壓淡水沖洗是較為理想的處理方法，也可用尼龍刷子以淡水刷去鋅鹽。難于除去的鹽跡則要用機械方法進行處理。

在實際施工中，特別是在貨油艙海水強度試驗后，完全除去鋅鹽痕跡是困難的，處理后如果有些許鋅鹽殘留的痕跡是可以接受的（試航后的貨油艙狀態(tài)參考圖2 和圖3）。

5.5 安全

無機硅酸鋅涂料的閃點較純環(huán)氧、酚醛環(huán)氧低，相對而言需要增加通風量。必須根據(jù)各個貨油艙的艙容大小，制定無機硅酸鋅涂料施工的通風方案。在噴涂過程中，每隔半小時進行測爆檢測，若測爆不合格，必須進行減槍或停止噴涂作業(yè)。

6 結(jié)束語

對于習慣貨油艙使用純環(huán)氧或酚醛環(huán)氧涂料而言，使用無機硅酸鋅涂料相對復雜，施工時注意事項也較多。但其在貨油艙的應用大大縮短了貨油艙的特涂周期，減少了特涂的工作量和涂料用量，為實現(xiàn)造船涂裝提效降本、高質(zhì)量發(fā)展提供了有力的保障。