单组分氟碳船壳漆的研制及配套
吴霁虹，张祖文(大连振邦氟涂料股份有限公司，116036）
张秀伟 (大连造船重工有限责任公司，116005）

1 前 言
随着现代高性能防腐蚀、防污涂料体系应用于船底，使得船舶的坞修期可以延长到5年，而船舶的上层建筑和甲板处于盐雾和紫外线照射之下，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，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的应用，提高氟涂料的施工性能和维修性能，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等特点，同时，具有施工方便、涂装不受季节限制，可低温固化，无长施工间隔要求，重涂性好等良好的施工性能。

2 实验部分
2.1 基料的选择
含氟高聚物含有稳定的F —C键，F—C键能很高，达447.7kJ/mol，而一般C—H键能为365.3kJ/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卓越的稳定性，能抗许多强酸、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，选用热塑性氟树脂作为单组分氟碳船壳漆的主要成膜物质。
2.2 改性树脂的选择
丙烯酸树脂具有极佳的耐候性、保光型、耐化学品性及耐水性，机械性能良好，通过和氟树脂的拼用，在保证配方体系耐候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，同时也应对于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，选用玻璃化温度高的树脂作为基料。他们筛选了国内外十几家的热塑性丙烯酸树脂，分子量在60 000～100 000，选择玻璃化温度高，可用于船舶和集装箱用树
脂，与振邦公司的热塑性氟树脂的混容性试验，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。
2.3 颜填料的选择
除选用耐候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能。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SiO2 和Al2O3。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、耐化学性及阻止紫外线和水分的穿透。通过对树脂及颜填料的多次试验及筛选，成功地研制出单组分氟碳船壳漆，牌号为ZB-04-103。
2.4 单组分氟碳船壳漆的技术性能指标(见表1)

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(检测标准按GB5210-85)

由表2 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 单组分底漆和双组分底漆配套
配套1 见表3，配套2 见表4，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。

3.3 配套结果
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，具有优异的耐候性能，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大的效用。经过检测，单组分氟碳船壳漆与公司的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。其配套涂层的防护性能可以发挥好，耐盐雾检测能达到2 000h 以上，漆膜无起泡，无脱落。

4 船壳漆的类型与特点
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。其性能特点见表6。

5 结 论
(1)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的配套性能良好;
(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，达到长效防腐的效果;
(3)单组分氟碳船壳漆，解决了热固型氟碳船壳漆价位和施工问题，具有施工方便、性能优异、价格适中的特点，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。