新型船舶涂料性能评定和标准
2011-06-21 14:12:41
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在使用各类船舶去探索未知世界和开发利用海洋的历史进程中，就一直面临着海水的严重腐蚀环境和防除海洋附着生物的问题。在众多防污方法中，采用船舶防锈涂料和防污涂料是船舶防锈防污方法中最方便和最可实际应用的手段。防锈防污涂料的发展也促进相应的性能检测方法和标准。
1 船舶防锈涂料的性能检测和标准
在各类船舶保护涂料中，对钢基体来讲，防锈涂料是最基本的材料。船底防锈涂料从沥青系、乙烯系、氯化橡胶系到目前普遍应用的环氧沥青系，但由于沥青致癌的危险性，已引起世界各国的关注和限制，采用厚膜的纯环氧系作为船底防锈涂料已成为趋势。一次干膜厚度超过 100 m m 已是普遍，但是相应的性能检测方法，特别与相关的国家标准比较，就有许多不适应，如附着力对防锈涂料来讲，是一项最基本的性能评定方法，还有其他物理性能，如柔韧性、抗冲击性等，其方法和指标方面都有不适应的，表 1 说明目前国标船舶涂料的附着力和其他试验方法比较。从表 1 可以看到：
表 1 船舶涂料主要物理性能试验方法比较
1 船舶防锈涂料的性能检测和标准
在各类船舶保护涂料中，对钢基体来讲，防锈涂料是最基本的材料。船底防锈涂料从沥青系、乙烯系、氯化橡胶系到目前普遍应用的环氧沥青系，但由于沥青致癌的危险性，已引起世界各国的关注和限制，采用厚膜的纯环氧系作为船底防锈涂料已成为趋势。一次干膜厚度超过 100 m m 已是普遍，但是相应的性能检测方法，特别与相关的国家标准比较，就有许多不适应，如附着力对防锈涂料来讲，是一项最基本的性能评定方法，还有其他物理性能，如柔韧性、抗冲击性等，其方法和指标方面都有不适应的，表 1 说明目前国标船舶涂料的附着力和其他试验方法比较。从表 1 可以看到：
(1) 附着力试验方法虽然多数已采用直接拉开法，但是直接拉开法也有多种试验方法和对应的仪器，对于一种涂料采用不同的测量方法和仪器，其测量的结果会有很大的不同，如目前在施工现场对涂料体系采用附着力试验的方法： ASTM D4541 和便携式附着力测定仪，按目前标准规定的仪器有 A1 ～ A5 共 5 种，有人采用其中 4 种仪器，分别对同一种涂料体系进行测定，发现结果有很大的差异，表 2 说明试验结果情况。
表 2 无机富锌底漆 / 环氧中间层漆 / 丙烯酸聚氨酯面漆体系附着力测试结果
表 2 无机富锌底漆 / 环氧中间层漆 / 丙烯酸聚氨酯面漆体系附着力测试结果
测定仪类型 附着力/Psi
A2: 固定式对中型 1 133—-1 767
A3：液压式自对中型 333—1 500
A4：自对中型 1 454—1 888
A5：液压式自对中型 1 295—1 820
从表 2 可以看到，在应用直接拉开法进行附着力测试时，有必要说明采用的试验方法和试验仪器，只有采用同一试验方法和试验仪器的比较才有意义，而同一方法（如： ASTM D4541 ）、不同仪器就可能有不同的结果，这种由于试验方法和试验仪器不同而造成的差异在对不同涂料进行比较时应当仔细分析结果。
(2) 对于厚膜型船舶涂料的应用增加，一些试验方法和结果就不合适了，如无溶剂环氧饮水舱涂料用 GB/T 1731 来评定其柔韧性 2.5mm 的合格指标就难达到。
(3) 从表 1 和表 2 分析，有必要对目前的国标进行重新评定。
2 船底防污涂料的性能评定和标准方法的发展
2.1 防污涂料的性能评定和试验
由于防污涂料的发展，对其性能的评定和标准方法也需要作相应的增加和改进，分以下几方面叙述。
(1) 将防污涂料与配套船底防锈涂料作为一个体系进行性能试验，包括浮筏静态浸泡试验、动态试验和实船试验，而不是单独对防污涂料进行试验。
(2) 原先只单独对船底防锈涂料进行的阴极保护相容性试验（即耐阴极剥离试验）改进为将防锈涂料和防污涂料配套的体系一起进行试验，并在浮筏静态浸泡试验中也增加阴极保护，这样可与实际使用状态一致。
(3) 对无毒防污涂料，如低表面能防污涂料（或称不粘污损生物防污涂料）设计静态污损生物附着和动态运动，使附着生物摆脱防污涂料涂层表面相结合的试验程序和方法等。
2.2 新型防污剂的性能评定和试验方法
对于各国相继推出的新型防污剂，是否得到环境保护部门的许可，及其从防污涂层中渗出的形式和数量多少是合理和允许等问题，受到各国相关部门的关注。为此各国、各地区也在近年来抓紧制订相应的检测方法和标准。船舶防污涂料的防污剂性能检测标准方法主要有以下几类。
2.2.1 国际标准
(1) ISO15181 － 1 防污涂料中杀生物剂渗出率的测定——第 1 部分：杀生物剂萃取的通用方法。
(2) ISO15181 － 2 防污涂料中杀生物剂渗出率的测定——第 2 部分：铜离子和萃取和渗出率的计算。
2.2.2 美国标准
美国材料和试验协会（ A S T M ）制订的标准 ASTM D5108 － 90 （ 96 ）防污涂料体系在海水中有机锡渗出率的试验方法。
另外还有：防污涂料中总铜量的标准试验方法、防污涂料中有机杀菌剂的渗出率测定方法以及更加符合实船应用的动态渗出率测定方法等。
2.2.3 英国标准
BS 3900-K1 防污涂料杀生物剂及 BS 3900-K2 防污涂料铜离子渗出率测定方法。这两个标准方法都是一种比较的方法，需要有对照的防污涂料，如法国海军标准防污涂料 M150 。 BS3900-K2 使用的仪器是原子吸收光谱。
2.2.4 中国标准
我国在 20 世纪 80 年代制订了防污涂料防污剂含量的检测方法国家标准： GB6824 － 86 船底防污涂料铜离子实海渗出率测定法及 GB6825 － 86 船底防污涂料有机锡单体实海渗出率测定法。上述标准方法已实行近 20 年，现在正在进行修订工作。主要改进的地方有：铜离子和有机锡单体的测定从化学分析方法，改进采用精密仪器测量；针对国际上已认可的新型防污剂，如有机杀菌剂的检测和渗出率的测定方法。
3 结论
船舶防锈涂料的发展，特别是高性能、高固体分、厚膜型防锈涂料的产品已进入市场，需要对性能评定和标准方法进行改进和修订。船舶防污涂料的发展和需要，对其性能评定和标准提出了更多的要求，目前迫切要求船舶涂料的生产、研究、检测等各部门大力合作，共同制定符合新型防污涂料的检测方法和相应标准，如新型有机防污剂的测定方法、低表面能防污涂料的不粘污损生物的评定方法等，以便使得性能测定方法和标准能够与防污涂料的发展保持一致。
(3) 从表 1 和表 2 分析，有必要对目前的国标进行重新评定。
2 船底防污涂料的性能评定和标准方法的发展
2.1 防污涂料的性能评定和试验
由于防污涂料的发展，对其性能的评定和标准方法也需要作相应的增加和改进，分以下几方面叙述。
(1) 将防污涂料与配套船底防锈涂料作为一个体系进行性能试验，包括浮筏静态浸泡试验、动态试验和实船试验，而不是单独对防污涂料进行试验。
(2) 原先只单独对船底防锈涂料进行的阴极保护相容性试验（即耐阴极剥离试验）改进为将防锈涂料和防污涂料配套的体系一起进行试验，并在浮筏静态浸泡试验中也增加阴极保护，这样可与实际使用状态一致。
(3) 对无毒防污涂料，如低表面能防污涂料（或称不粘污损生物防污涂料）设计静态污损生物附着和动态运动，使附着生物摆脱防污涂料涂层表面相结合的试验程序和方法等。
2.2 新型防污剂的性能评定和试验方法
对于各国相继推出的新型防污剂，是否得到环境保护部门的许可，及其从防污涂层中渗出的形式和数量多少是合理和允许等问题，受到各国相关部门的关注。为此各国、各地区也在近年来抓紧制订相应的检测方法和标准。船舶防污涂料的防污剂性能检测标准方法主要有以下几类。
2.2.1 国际标准
(1) ISO15181 － 1 防污涂料中杀生物剂渗出率的测定——第 1 部分：杀生物剂萃取的通用方法。
(2) ISO15181 － 2 防污涂料中杀生物剂渗出率的测定——第 2 部分：铜离子和萃取和渗出率的计算。
2.2.2 美国标准
美国材料和试验协会（ A S T M ）制订的标准 ASTM D5108 － 90 （ 96 ）防污涂料体系在海水中有机锡渗出率的试验方法。
另外还有：防污涂料中总铜量的标准试验方法、防污涂料中有机杀菌剂的渗出率测定方法以及更加符合实船应用的动态渗出率测定方法等。
2.2.3 英国标准
BS 3900-K1 防污涂料杀生物剂及 BS 3900-K2 防污涂料铜离子渗出率测定方法。这两个标准方法都是一种比较的方法，需要有对照的防污涂料，如法国海军标准防污涂料 M150 。 BS3900-K2 使用的仪器是原子吸收光谱。
2.2.4 中国标准
我国在 20 世纪 80 年代制订了防污涂料防污剂含量的检测方法国家标准： GB6824 － 86 船底防污涂料铜离子实海渗出率测定法及 GB6825 － 86 船底防污涂料有机锡单体实海渗出率测定法。上述标准方法已实行近 20 年，现在正在进行修订工作。主要改进的地方有：铜离子和有机锡单体的测定从化学分析方法，改进采用精密仪器测量；针对国际上已认可的新型防污剂，如有机杀菌剂的检测和渗出率的测定方法。
3 结论
船舶防锈涂料的发展，特别是高性能、高固体分、厚膜型防锈涂料的产品已进入市场，需要对性能评定和标准方法进行改进和修订。船舶防污涂料的发展和需要，对其性能评定和标准提出了更多的要求，目前迫切要求船舶涂料的生产、研究、检测等各部门大力合作，共同制定符合新型防污涂料的检测方法和相应标准，如新型有机防污剂的测定方法、低表面能防污涂料的不粘污损生物的评定方法等，以便使得性能测定方法和标准能够与防污涂料的发展保持一致。
