试论水性叔碳酸乙烯酯重防腐涂料在船舶涂装行业的应用
试论水性叔碳酸乙烯酯重防腐涂料在船舶涂装行业的应用
随着各国保护生态环境法规的不断出台、完善，船舶涂料的开发已不再像传统型涂料只注重防护性。21世纪，人类将对海洋进行空前规模的开发，也对船舶涂料技术提出了新的要求：开发高性能、节省资源及生态环境适应性涂料。
船舶涂料技术的迅速发展会对海洋资源的开发起到巨大的促进作用，对人类社会的可持续发展作出贡献。
一、传统船舶油漆及涂装的安全隐患
（一）传统油漆施工中的安全隐患
油漆作业火灾危险性很大，近年来，修造船行业在使用油漆过程中发生了多起爆燃、爆炸、火灾事故。
2002年9月25日，兴化市某船厂一驳船在维修过程中发生爆燃。爆燃产生的气浪将一油漆工从4 m高的船上掀落在地并摔伤，同时使一名电焊工灼伤。经调查了解，事故原因为油漆作业产生的大量油漆蒸气遇到电焊作业产生的火花，导致爆燃。
2006年11月4号晚8时10分许，武昌造船厂涂装二区发生一起意外事故，易燃气体爆燃造成2人死亡，6人伤者面部和手臂、背部不同程度烧伤。 该事故现场因整体交叉作业，船舱内的空气中充溢了大量从油漆中挥发出来的易燃气体和乙炔，遇火被引燃爆炸。
因油漆中毒，造成修船工人死伤事件也屡见不鲜。
2011年8月25日上午9时左右，南京市栖霞区八卦洲一造船厂旁长江边一艘船上，2名工人在船舱内油漆作业时，突然中毒昏倒。事故原因是：舱内空间狭窄，油漆味不易扩散，2名工人相继出现头昏、恶心等中毒症状，但无力爬出，只好用微弱的声音呼救。工友闻声后，先后有两人连忙下船舱进行施救，不料也中毒。
油漆易燃易爆，不但增加了施工难度，同时存在着巨大的安全隐患。
（二）传统油漆施工中健康隐患
目前，我国潜艇及各类舰船舱内的防腐涂料还大多采用传统溶剂型涂料，含有铬或铅等重金属化合物，毒性较大，对海洋环境及人类健康都会造成较大的危
害。
在很多船厂都有这样的操作规定：
在狭小舱室除锈或涂漆时，必须安装通风设备，换气量每小时20一30回，操作人员穿着防护服和使用防毒面具或送风罩，新鲜空气能直接送到操作人员面部。
入口要安装照明灯，舱外要有专人守护，不可一人单独操作，并定期轮换人员。工作完毕必须将其盖好。
操作人员施工时，如感觉头痛、心悸或恶心时，应立即离开工作地点，到通风处换气；如仍不舒畅，应予以急救或治疗。
这充分说明了涂料所挥发出的有毒有害的有机溶剂在全封闭的舰艇内，直接影响官兵的身体健康。
二、水性漆及水性叔碳酸乙烯酯重防腐涂料的诞生
水性漆最早出现在二战期间，德国由于缺少油脂首先研制成功了该产品。随后在世界各国，特别是在工业发达的国家，涂料生产开始向减少污染、节省能源、水性化、无溶剂化方向发展。《京都议定书》及《斯德哥尔摩公约》签订，引起世界各国高度重视，我国同样承担相应的义务。美、英、法、日、德等发达国家早在上个世纪50～60年代就开始研制水性漆，并以较快速度发展。这些国家水性漆的产量平均占整个涂料产量的70％以上，水性漆已形成产业方向，正迅猛地向前发展。
上世纪90年代初水性漆生产在中国尚属空白。我们认为，无论是从环保的角度还是节省能源的角度考虑，在不久的将来，水性漆以及无溶剂涂料将全面代替油漆。
为了填补国内船用高性能水性漆空白，解决船用水性漆全部依赖进口的问题，经过无数次的试验，厦门思成达信息科技有限公司与潍坊久江精细化工有限公司终于研制出了“SCD”船用水性叔碳酸乙烯酯金属漆，开创了国内船用水性漆市场的先河。该产品不含苯类、甲醛、游离TDI等制癌物质及VOC，不含对人体有害的铅、汞、铬等重金属，对人体无伤害，在成膜后无慢性挥发的物质，对密闭空间的空气质量的保障提供了保障，并且不燃不爆确保施工安全。
叔碳酸乙烯酯
叔碳酸又称新酸和三烷基乙酸,是一类带支链的一元饱和羧酸，是工业脂肪酸中的一个重要分支。叔碳酸酯类具有优异的耐水解性。此外，它还具有较高的耐热、耐候、耐变色等性能。由于叔碳酸系列产品具有优异的物化性能，已广泛应用于涂料中，成为重要的精细化工原料。
叔碳酸的衍生物—叔碳酸乙烯酯，可以大大改善涂料的光泽、化学稳定性、热稳定性、涂膜硬度和柔韧性及隔热性等。
厦门思成达信息科技有限公司与潍坊久江精细化工有限公司共同研制的以叔碳酸乙烯酯共聚物为基料的“SCD”系列船用水性除锈防锈漆料，在耐候性、耐酸、碱性及节能、低污染环保方面具有无以伦比的优越性，符合船用涂料未来的发展方向。
三、船用水性漆取代传统油漆可消除对船舶涂装整体发展的不利影响
油漆的危害有目共睹，据专家介绍，油漆中的有机溶剂“天那水”或“香蕉水”，有剧毒、易污染，可以燃烧，还含有大量甲醛、苯、铅等有毒致癌物质，是污染环境和损害人体健康的“头号杀手”。而且，油漆中的游离TDI在长达5年的时间内都会不断散发有害物质。
船舶修造过程中使用大量的油漆，在施工过程和干燥过程中，有机溶液挥发出事不仅造成大量资源浪费和环境污染，而且会产生火灾隐患，并危害施工人员的健康。同时，无论是人工除锈还是喷砂除锈，均会造成基材的损伤、粉尘污染及对施工人员的身体损害。
水性漆从生产到使用基本实现了有害物质零排放，是绿色化工的重要组成部分，它不会产生任何污染，是100％的绿色产品。水性漆，顾名思义，是以水为溶剂的漆，因其不用固化剂、稀释剂，既节省能源，又安全环保，解决了油漆的污染能耗问题，所以世界各国均大力提倡使用水性漆。水性漆取代溶剂漆，是环保的需要，是健康的需要，是历史的必然，符合“资源节约、环境友好”这一战略要求。
四、“SCD”船用水性叔碳酸乙烯酯金属漆环保节能、安全健康、施工简便、节省成本
（一）环保节能
1、环保配方节省能源：水性叔碳酸乙烯酯金属漆以自来水作为稀释剂，无
公害高性能防锈颜填料。而钝化型或缓蚀型海洋重防腐涂料（传统油漆）一般要使用含铬、铅、锌等重金属的防锈颜料。
2、传统油漆调好后在几个小时内必须用完，否则就会固化造成浪费。而水性叔碳酸乙烯酯金属漆一次未使用完下次还可接着使用，即使放久了也不会变质，用起来既方便又节约。
（二）安全健康
传统涂料易燃易爆，船舶涂装时，焊接的工作很多，必须注意采取防火、防爆、防触电、防毒等措施，涂装施工时必须避开明火作业，或等涂装完，测爆合格后再进行其他作业，使用水性叔碳酸乙烯酯金属漆，由于其不含挥发性溶剂，不燃不爆，并且耐高温，不影响焊接，给船厂生产安排带来安全与便利；省去了在涂装过程中污染的处理，个人防护和设备的保养维修等系列工作，还可避免因有机溶剂对施工人员造成的伤害等。
（三）施工简便
水性叔碳酸乙烯酯金属漆如黏度较大，直接用自来水稀释，施工前清除钢材表面油污、砂土杂物、疏松浮锈即可，刷、滚、喷、浸渍多种工法皆可；干燥时间短，在常温下，表面干燥十分钟。
（四）减少施工成本
1、由于能源危机，石油价格不断上升，传统船舶涂料的原材料价格过高，甚至高过一些水性涂料的价格。一个有力的证据就是“二甲苯”的价格，由2003年最低每千克3块多钱涨到现在的每千克6块多钱。再加上国内的法规，使用二甲苯生产要征税，这也增加了成本，而，水性叔碳酸乙烯酯金属漆采用无机原料配方，以水作为稀释剂，施工工具用自来水清洗即可。
2、水性叔碳酸乙烯酯金属漆涂刷面积大，每千克可涂刷8～10m2，防腐时间是普通防腐涂料的2—3倍。
五、水性叔碳酸乙烯酯船舶涂料改善传统工艺，提升涂装质量
尽管目前修船的技术不断提高，但无论是哪种工艺都必须先除锈，除锈的方法也很多，如人工除锈、风动工具除锈、高压水除锈、干喷砂除锈等。各种方法都各有其弊端。
人工除锈，风动工具除简单，但效率低，质量差；
高压水除锈效率高，成本高，淡水消耗大，但不能“出白”，且有反黄现象，不得油漆涂装；
干喷砂除锈质量高，但污染严重。
即使采用较先进的干喷砂，以高压水除锈的工艺也是增加了修船的成本。 作为船舶涂装的主要设施钢材预处理流水线]和喷丸涂装房，许多中、小造船企业中无法建立，只能依靠大船厂，委托大船厂对需使用的钢材进行预处理，预处理的质量好坏，取决于加工企业，作为造船企业本身却无法保证，从而增加了船舶二次除锈的工作量。
有的船舶及海洋设施有许多狭小或不能搬动的部件，维修时往往难以进行彻底的表面处理，通常处理后仍带有不同程度的锈蚀物，并经常处于高度潮湿状态，这就迫切需要一种可以在低处理表面上直接进行涂装的高性能涂料，能适应低处理表面的通用底漆，这种涂料不但减轻了表面处理的压力，避免了预处理对环境造成的污染，并且节约了很多维修费用。
“SCD”系列船用水性叔碳酸乙烯酯重防腐涂料可以带锈涂刷，施工于有锈、无锈，坚硬的氧化皮及旧漆膜的钢材表面，对于形状复杂除锈困难的大型构件更显其独特的优越性，既降低了施工难度，又减少修船成本。“SCD”系列船用水性叔碳酸乙烯酯重防腐涂料具有带锈涂装功能，部分构件可简化磷化工艺及中间涂层，省时省力，简便快捷，可提高工效3倍以上，以水为稀释剂，产品利用率100％，每千克涂刷面积8～10m2左右，单位涂装成本为较低，防锈性能是一般防锈底漆的2～3倍，可显著减少防腐蚀、劳动保护、消防安全及环境保护方面的投资，达到增效节能降低成本之目的。
六、“SCD”系列船用水性叔碳酸乙烯酯重防腐涂料适用范围
（一）水线、外弦、甲板部。由于干湿交替作用引起的腐蚀、波浪冲击引起的损坏及紫外线照射引起的老化，该产品的涂膜具有良好的耐海水腐蚀性，优异的物理机械性能、耐磨、耐冲击及优异的耐候性。
（二）上层建筑。涂层具有较佳的装饰性及耐候性。
（三）承台。干燥货架，放置杂物或粮食，涂料具有耐高湿高温、冷热交替。耐磨、耐化学药品等特性。
（四）原油箱、压载舱兼用箱、废油箱等。该产品涂膜具有耐油性、耐海水
性，并与电化学防腐并用。
（五）饮水舱、清水舱。饮水性试验合格，并耐水。
（六）货舱。针对装货种类(石油产品、化学品等)不同，该产品具备耐油、耐化学品、耐酸耐碱性等。
（七）烟囱、管道类。耐高温260℃，完全符合要求。
七、针对福建省船舶修造业的应用设想
对“SCD”系列船用水性叔碳酸乙烯酯重防腐涂料在船舶修造业的推广应用，我们须综合考虑如下几个方面的因素：
1、耐候性、耐酸碱性。
2、环保、节能、安全。
3、运输、保管、使用安全、方便。
4、综合成本。
5、表面装饰性。
6、传统认识局限性。
7、政策、法规的限制（如CCS认证等）
所以，我们以“SCD”系列船用水性叔碳酸乙烯酯重防腐涂料与传统油漆配套使用的方式，建议在我省船舶修造行业推行船用水性漆。
（一）水线、外弦、甲板部：“SCD”系列船用水性叔碳酸乙烯酯除锈防锈底漆＋溶剂型面漆。
（二）水线下及船底：“SCD”系列船用水性叔碳酸乙烯酯除锈防锈底漆＋防污漆。
（三）上层建筑：“SCD”系列船用水性叔碳酸乙烯酯除锈防锈底漆＋溶剂型面漆。
（四）驾驶舱、生活舱：“SCD”系列船用水性叔碳酸乙烯酯金属漆（底漆＋面漆）。
（五）原油箱、压载舱兼用箱、废油箱、饮水舱、清水舱、货舱等：“SCD”系列船用水性叔碳酸乙烯酯金属漆（底漆＋面漆）。
结语：涂料的无溶剂化、水性化是未来的发展方向，为节省能源，减少溶剂涂料涂装对环境的污染，降低涂装的火灾隐患，提高修造船的工作效率，福建省
作为我国造船大省，在全国率先引进、推广水性船用涂料，减少福建省船舶业对海洋环境的污染，符合国家的环保及产业政策，定会大大提升我省修造船业的整体作业水平。