本书以船舶涂装技术为牵引,从船舶涂装质量管理角度入手,整合涂料高聚物基础、船舶涂料特性及配套体系、船舶涂装工艺、涂装管理工程、涂层失效分析等基础知识,为读者系统地了解和掌握船舶涂料与涂装、涂装质量控制的关键技术,提供完整的知识体系。
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涂装技术是最为普遍的防腐技术,是船舶、桥梁等大型金属构件中应用最为广泛的防腐技术之一。船舶涂装技术涵盖了船舶制造的全流程,是现代船舶制造三大支持技术之一。船舶涂装技术的好坏直接反映船舶制造技术的水准,因此必须高度重视船舶涂装技术,尽可能保证船舶涂装的高水准。本书主要介绍船舶涂料及涂装技术的基础知识。
本书以船舶涂装质量控制为抓手,设计了涵盖船舶涂料和涂装全流程的模块化课程体系,各个模块互为支撑,将船舶涂料和涂装紧密联系,遵循“三分涂料,七分涂装”的行业规则,突出船舶涂料和涂装的专业化、规范化与标准化,构筑了全面、系统、完整的知识体系。内容上既强调技术原理,又突出实践应用和海洋装备特色,帮助读者高效、快速和全面地了解和掌握船舶涂料和涂装的关键技术。
本书内容包括:第1章、第2章主要介绍涂料基础知识,特别突出涂料最为重要的组分成膜树脂所涉及的高聚物基础知识;第3章系统介绍船舶涂料的特点、分类及其要求,不同部位涂料配套体系的特征,重点突出船底涂料体系,防锈涂料、防污涂料和船舶特殊涂料(如甲板涂料、液舱涂料等),另外,为突出军事装备特色,介绍几种功能涂料(防火涂料、飞机甲板涂料等);第4章详细介绍船舶涂装工程的特点,突出涂装的专业性和规范性、船舶涂装的关键工艺和要求、涂装质量的保障技术等;第5章阐述涂装金属的腐蚀特征、涂层失效分析的基本原则和方法等。
本书共分5章。其中第1章、第2章由李红霞、李瑜编写,第3章、第5章由宋玉苏编写,第4章由宋玉苏、李红霞编写,全书由宋玉苏统稿,图片及文本编辑由李红霞、王轩负责。
在编写的过程中,本书参阅了大量的有关资料,在此向所有参考资料的作者们表示感谢。
由于编者知识水平有限,书中不当之处在所难免,恳请读者不吝赐教。
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 涂料及其功能 1
1.1.1 保护作用 1
1.1.2 装饰作用 1
1.1.3 标志作用 2
1.1.4 特殊作用 2
1.2 涂料的组成 2
1.3 高分子基础知识 3
1.3.1 高分子化合物的基本概念 4
1.3.2 高分子化合物的合成 5
1.3.3 高分子化合物的结构 7
1.3.4 高分子化合物的分子运动与性质 13
1.3.5 涂料用高分子化合物的要求 16
1.4 涂料成膜机制 17
1.4.1 溶剂挥发和热熔的成膜 17
1.4.2 化学成膜 18
1.4.3 乳胶成膜 19
思考题 20
第2章 涂料基础知识 21
2.1 涂料的主要成膜树脂品种 21
2.1.1 主要成膜物质的分类及主要特点 21
2.1.2 涂料主要成膜物质的性能要求 22
2.1.3 天然树脂 22
2.1.4 合成树脂 23
2.2 颜料 46
2.2.1 颜料的作用与性质 47
2.2.2 颜料的分类 49
2.3 溶剂 53
2.4 助剂 56
2.5 涂料配方设计 60
2.6 涂料的制备加工 62
思考题 65
第3章 船舶涂料 66
3.1 船舶涂料的特点 66
3.2 船舶涂料的分类及其要求 67
3.2.1 船舶涂料的分类 67
3.2.2 不同部位船舶涂料的要求 68
3.3 船舶涂料主要配套体系 70
3.4 船舶防锈涂料 72
3.4.1 车间防锈漆 72
3.4.2 船舶防锈漆 73
3.5 防污涂料 75
3.5.1 海生物附着及危害 75
3.5.2 海生物附着的防污方法 76
3.5.3 防污涂料的组成及特点 78
3.5.4 防污涂料的主要品种 81
3.6 船舶涂料其他常规品种 85
3.7 船舶涂料的发展趋势 86
3.7.1 重防腐涂装体系 87
3.7.2 涂料配套向宽表面容忍度方向发展 92
3.7.3 环境友好型绿色涂装技术 92
3.7.4 功能涂料的广泛应用 93
思考题 103
第4章 船舶涂装工程 104
4.1 船舶涂装的特点 104
4.2 船舶涂装工程的设计 106
4.3 涂装前底材表面处理的质量评定 107
4.3.1 底材表面处理的作用 107
4.3.2 表面处理要求 110
4.4 涂装方式 112
4.5 涂装工艺 114
4.6 涂装质量的控制 115
4.6.1 涂装环境管理 115
4.6.2 涂装质量管理 119
4.7 涂料的性能检测 121
4.7.1 涂料基本机械物理性能测试 122
4.7.2 环境加速试验 128
4.7.3 显微镜观察和分析 131
思考题 133
第5章 涂层失效分析 134
5.1 涂装金属的腐蚀特征 134
5.1.1 涂装金属的腐蚀过程 134
5.1.2 介质对涂层的渗透 135
5.1.3 涂装金属腐蚀的电化学特征 136
5.2 涂层失效的主要形式 141
5.2.1 起泡 142
5.2.2 粉化、失光、褪色或变色 143
5.2.3 涂层开裂或裂缝 143
5.2.4 脱层或涂层脱落 144
5.2.5 涂膜表观不均匀性 144
5.3 涂层失效分析技术 146
5.3.1 涂层失效分析的技术要求 146
5.3.2 涂层失效的判断标准 147
5.4 涂层失效的原因 148
5.4.1 机械应力 148
5.4.2 涂层内应力 150
5.4.3 老化应力 151
5.4.4 涂层/金属附着力 152
5.5 涂层失效分析的工作程序 154
5.6 典型涂料可能的失效模式 155
5.6.1 水性丙烯酸类涂料 155
5.6.2 环氧防锈涂料 156
5.6.3 丙烯酸-聚氨酯涂料 157
5.6.4 富锌涂料 157
5.6.5 无锡自抛光防污涂料 158
思考题 158
参考文献 160