水性可剥离涂料对造船减排增效的研究
倪海东1，冒金华1，俞新忠1，陈 震1，吴 俊2，孙 武2，李 强2(1.南通中远海运川崎船舶工程有限公司，江苏南通 226005；2.中远佐敦船舶涂料(青岛)有限公司，上海 200010)
0 前 言
随着2018年1月1日《中华人民共和国环境保护税法》的正式实施，对船舶设计与建造过程中污染物排放也提出了更高要求。在现代造船壳舾涂一体化作业的模式下，涂装贯穿了从开始建造到船舶交付使用的全部过程，因此需要更多的技术支持来保证涂层在船舶建造期间得到更好的保护，同时进一步减少挥发性有机化合物(以下简称VOC)的排放和单船涂料用量。在这样的大背景下，南通中远海运川崎船舶工程有限公司(以下简称NACKS)与佐敦涂料(以下简称佐敦)合作尝试研究使用可剥离涂料施工的可行性，及带来的减排增效的效果，探索缩短造船周期、降本增效的绿色造船新路。
1 造船工艺现状
根据当前造船过程现状及建造工艺，在进入下一道工序前，已涂装的分段往往要搁置上较长的时间，在此期间有以下几个因素可能会影响涂层性能：
(1)涂层破损。建造过程中的交叉作业，使涂层受到机械碰撞和磨损从而破坏了其已有的完整性；焊接时产生的高温会碳化周边相连区域的涂层，使其降低或丧失其固有的性能；焊接飞溅也会对涂层表面造成烫伤，破坏其性能。
(2)紫外线照射。涂层长时间的暴露在紫外线的照射下，会不可避免地发生失光失色，甚至产生变色和粉化现象。
(3)环境因素。在建造过程中涂层会不可避免地被各种外来污染物污染和侵蚀，包括钢铁碎片、油脂、漆雾、焊烟、灰尘、浮锈、微生物和潮气等。
为了保证涂层性能，延长涂层及其保护的设备基材的使用寿命，往往需要对涂层进行修补与翻新。
2 工艺改善需要解决问题
(1)修补和翻新时的涂料施工会增加额定涂料用量，增加制造成本。
(2)涂料用量的增加随即引发额外的VOC排放，对环境造成不利，同时可能会导致环境保护税及其他费用的增加。
(3)对于变色和粉化部位采用修补与翻新，需要对施工区域的污染物进行清洁，以保证后续施工涂层的结合力，对超过长覆涂间隔的涂层甚至需要手工砂纸或钢丝盘的拉毛处理。这些都会增加人力成本，同时产生粉尘污染，并增加了船舶的建造周期。
(4)修补与翻新前所需的表面处理以及喷涂涂料前往往需要对周边舾装件及设备进行保护，避免灰尘及漆雾的污染，这个过程会导致材料及人力成本的增加。
因为修补与翻新会导致以上几个方面的负面影响，所以使涂层尽可能多地保持初完工的状态，减少修补与翻新是工艺改善需要解决的问题。而可剥离涂料给解决该问题提供了一种可行性。
3 可剥离涂料
3.1 可剥离涂料综述
可剥离涂料是将聚乙烯醇缩丁醛经改性后制成的液体涂料，施工到被保护的基材或涂层表面，经加温或自然干燥后，形成一层高分子材料临时保护涂膜，避免下面被保护的表面因经受风霜雨雪和阳光照射等自然环境条件的影响，而产生老化、变色甚至粉化等涂膜缺陷。可剥离涂料形成的保护涂层即使经过一段时间的曝晒并经受风霜雨雪，仍具有出色的可剥离性能，并且涂层有一定的防火性能和强度，工人可以手工将其整块揭除，露出下面完整如初的被保护表面。目前，可剥离涂料主要集中应用在精密出口机械产品、家用电器保护或汽车原厂漆的保护等领域，但在商船建造领域尚未得到推广和应用。
3.2 船用可剥离涂料选用标准
对船用可剥离涂料的选择，需从以下几方面考量：
(1)可剥离性：涂层具有一定的拉伸强度，一般在8 MPa以上，能形成一整张膜连续的剥离，不会出现局部与底材粘连的情况。且涂层需要适用于不同种类的被保护涂层，剥离后被保护涂层不应出现明显的失光失色情况。
(2)施工性：要易于船厂施工，例如方便喷涂、刷涂等，施工温度广泛，常温干燥，并且具有一定的抗流挂性能，涂膜厚度至少应高于800 μm。
(3)热稳定性：在长时间热胀冷缩时不应从被保护面脱落，涂层本身不易燃且具有抗火焰蔓延性能。
(4)保护性能：在具有良好的耐候性和抗焊接飞溅性能。
(5)绿色环境友好性：可剥离涂料施工过程需要符合绿色环保要求，不能排放大量VOC。
3.3 水性可剥离涂料
需要特别指出的是，在以上选用标准的基础上，为了顺应绿色造船，减少VOC排放的国家环保要求新趋势，佐敦开发了一款水性可剥离涂料，并与NACKS合作开展现场施工测试，综合研究分析其所带来的经济效益和社会效益，继而论证其未来的应用方向及大面积推广的可行性。目前实验测试用的水性可剥离涂料，是一种单组分厚浆型水性物理干燥的涂料，施工温度范围广，可喷涂或刷涂在涂层或金属表面，自然干燥后形成一种有韧性、有弹性的临时保护涂层，可临时保护涂层发生的机械损伤和污染。因该产品稀释剂为水且VOC极低接近0，相比常规溶剂型涂料，施工时对环境影响非常小，几乎忽略不计，剥离后也易于回收，可以给船厂带来可观的经济及社会效益。
4 NACKS现场测试
