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，能夠滲入涂層內使樹脂溶脹，導致涂料里的部分物質溶出到甲醇中，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）在普通大氣環境中，耐熱溫度最高可達到400℃；

（4）鋅粉含量高，防腐性能優異；

（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 堿性環境或PH值小于5.5 的酸性環境；

（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

貨油艙鋼結構表面采用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，貨油艙內注入管、液貨管、掃艙管、泄放管、儀表管等舾裝件的維修保養角度綜合考慮，本船貨油艙內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，根據現場施工實際情況，貨油艙內的不銹鋼腳手碼（吊碼和眼板）掃砂后刷涂無機硅酸鋅涂料。貨油艙內的不銹鋼與碳鋼板連接處約50mm 的范圍內可以涂裝。

2.2 涂裝前表面處理要求

（1）結構處理

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，或經過三次打磨，或至少經過等效處理。

（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、結構處理后，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→清除艙內水分、油污、雜物→保護不涂裝的舾裝件→預噴砂→結構處理→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，必須經常使用濕膜儀控制濕膜厚度，同時調整噴槍與被涂表面距離，避免干噴。噴漆泵采用80 目的濾網。

（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，復雜結構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噴完成后進行；若在統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）噴涂結束后，艙內的濕度要控制在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，具體增濕的次數根據環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，并保留或創造至少25μm的粗糙度，手工刷涂修補打磨區域，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，確保攪拌器的持續運行，只要能達到恰當的霧化狀態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量的關鍵環節。在施工過程中，經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參考圖2 和圖3）。

5.5 安全

無機硅酸鋅涂料的閃點較純環氧、酚醛環氧低，相對而言需要增加通風量。必須根據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。

6 結束語

對于習慣貨油艙使用純環氧或酚醛環氧涂料而言，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，為實現造船涂裝提效降本、高質量發展提供了有力的保障。