海洋環境是一種非常嚴酷的材料服役環境，由于海水天然的電解質溶液屬性，金屬材料極易發生電化學腐蝕，造成金屬構件的可靠性大幅降低，同時也造成了巨大的經濟損失。據統計，因金屬腐蝕而導致的經濟損失每年達到了4 000億元。在海洋環境中服役的船舶，受到復雜海洋介質、嚴苛氣候環境的作用和影響，面臨著嚴重的腐蝕問題。多重腐蝕作用的結果，導致了船舶結構強度的下降、螺旋槳推進效率的降低、機動性能變差、噪聲增大、聲納受到干擾、儀表靈敏度下降甚至失靈等嚴重問題。這些問題不僅縮短了船舶的服役壽命，降低了在航率，還增大了航行阻力而大幅增加了燃油消耗;而且針對腐蝕而進行的進塢重涂，將花費巨額維護維修費用。為了防止金屬材料腐蝕，延長其使用壽命，應用高性能防腐蝕涂料是一種簡便有效的方法。船舶用高性能防腐涂料一直是國內外海洋材料研究的熱點，也是海洋強國重點發展的技術領域。本文對防腐涂料的防腐機理進行了闡述，介紹了幾種典型的船舶高性能防腐涂料，展望了高性能防腐涂料的發展趨勢。

防腐涂料的防腐機理

有機涂料的防腐蝕作用主要有以下4個方面：(1)屏蔽作用有機涂層涂覆于金屬表面，使電解質（水、氧、氯離子等）與金屬界面無法直接觸，從而阻止或減緩了金屬的電化學腐蝕。屏蔽效果與有機涂層的抗電解質滲透性和厚度密切相關。(2)濕附著力由于溶劑揮發或制備工藝影響，有機涂層總存在孔隙等缺陷，其成為電解質滲入的主要通道，研究發現有機涂層透水和氧的速率往高于鋼鐵表面腐蝕消耗水和氧的速率。因此有機涂層的防護作用不只有屏蔽作用。涂料與鋼鐵表面間的濕附著力對防腐蝕起著重要作用。濕附著力是指在水存在下的附著力，其保證水和氧不能在金屬表面快速擴散，進而減緩金屬腐蝕。(3)顏填料緩蝕作用在水存在的情況下，涂料中含有的防銹顏料會解離釋放出緩蝕離子，抑制金屬腐蝕的進程。(4)犧牲陽極的陰極保護作用涂料中含有的活潑金屬粉體（如鋅粉），還能作為犧牲陽極，起著保護陰極金屬基體的作用。

分類

1.石墨烯重防腐涂料

石墨烯的小尺寸效應、二維片層結構、疏水性和導電性，使其可作為填料用于防腐涂料中改善涂層防腐性能。小尺寸的石墨烯可以填充到涂料的孔洞中，同時石墨烯的二維片層結構在涂料中層層疊加，形成了致密的物理隔絕層。而石墨烯的表面效應使其對水的浸潤性差，當涂料中加入石墨烯后，其疏水性阻止和減輕了水分子穿透涂層到達金屬表面進而發生腐蝕的行為，從而降低了腐蝕發生的幾率和程度。同時，石墨烯所具有的優異導電性能迅速地將陽極反應中Fe失去的電子傳遞到涂層表面，從而防止Fe3+沉淀，減緩電化學腐蝕速率。石墨烯重防腐涂料受到人們的高度關注，成為防腐涂料研究的熱點。

2.無溶劑低表面處理重防腐蝕涂料

船舶艙室種類眾多，空間狹窄，維修時表面處理達不到GB8923—88標準要求的Sa2.5級，通常處理后仍帶有不同程度的銹蝕物，并經常處于高度潮濕及帶油(油艙維修時)的狀態。普通防腐涂料的防腐期效難以達到設計要求，急需一種可以在這種低處理表面上直接進行涂裝的高性能涂料。這種涂料不但減輕了表面處理的壓力，避免了預處理對環境造成的污染，而且節約了很多維修費用。此外普通溶劑型涂料施工要求通風良好，否則容易產生安全事故。近年來，出于對船舶人員健康和安全的重視，各國已限制船舶內艙用涂料的揮發性有害物質的含量，普通的溶劑型涂料也難以滿足要求，高固體份或無溶劑型防腐涂料成為發展方向。中船重工七二五所研發了一種無溶劑低表面處理重防腐蝕涂料725-HF-018，該涂料可應用于船舶內艙積水嚴重部位，結合陰極保護技術，對艙室積水部位腐蝕進行綜合治理，對提高船舶服役性能具有重要的作用。

3.高濕態附著耐壓長效重防腐涂料

船舶水下部位所處環境特殊，具有海水壓力交變作用、高溫、高濕、高鹽分、高氧等，而且受海水壓力的作用，腐蝕粒子在涂層內的滲透加速，加劇了腐蝕。此外，水下部位腐蝕情況難以檢查和涂層修復難度大。因此，急需開發一種耐壓長效重防腐涂料。中船重工七二五所通過樹脂強韌性化高濕態附著力改性技術和涂層致密化及界面腐蝕擴展抑制技術，研發了一種高濕態附著耐壓長效重防腐涂料725-H44-66，經實船涂裝驗證，能夠適應船廠苛刻的涂裝工藝條件和實海應用需求。

4.無溶劑快速固化長效防腐蝕涂料

船舶上艙室數量多、結構復雜，據統計，大型遠洋船舶艙室超過1000個，艙室大小和結構差異很大。這些艙室一旦維修，涂裝面積是外殼面積的數十倍，防腐蝕費用是十分龐大的。據統計，單個艙的平均檢查費用為8000～15000美元。每個艙在每次定期進塢時進行檢查，或通常根據服役和船舶等級至少每5～7a檢查一次。一旦決定翻修，其維修艙的費用每年高達2.5億美元以上。

目前艙室所用涂料仍以傳統溶劑型涂料為主，其固化速度較慢，在涂裝時，往往因等待涂料固化和涂裝多道涂層就需要幾天時間，施工期長；另外，傳統溶劑型涂料的涂裝費用有90%～95%用在諸如環境溫度、相對濕度、通風設備等施工環境條件的控制上，特別是溶劑的揮發需要有很好的防火和人員安全保護措施。由于傳統溶劑型涂料固化速度慢，需多道涂裝，施工周期較長，在整個維修過程，因其他維修工序造成層間涂層附著力下降，涂層易被破損，施工質量難以保證，據統計，傳統溶劑型涂料在實際使用中，涂層提前失效的原因大約有50%以上是施工質量不高引起的，而不是涂料本身質量造成的。中船重工七二五所研發了一種無溶劑快速固化長效防腐蝕涂料725-KG-14，實干時間＜6 h，具有15 a防護壽命，可應用于中型和大型船舶內艙，能縮短防腐涂料涂裝時間，避免內艙腐蝕，保障船舶安全性，延長塢修間隔，節約維修時間和成本。

結語

隨著科學技術日新月異的發展和綠色造船理念的不斷推進，船舶高性能防腐涂料將朝著無溶劑、防銹顏填料無毒化、低成本、多功能化、智能化的方向發展，船舶高性能防腐涂料的發展前景必將越來越廣闊。