船舶建造中的绿色涂装工艺创新与实践

摘要：船舶涂装是船舶建造中的一个关键环节，传统船舶涂装工艺存在环境污染、资源浪费等问题。本文主要探讨了船舶建造中绿色涂装工艺的创新与实践，包括绿色涂装材料、表面处理工艺、涂装施工工艺、废气废水处理工艺等。通过这些创新与实践，可以有效降低船舶涂装对环境的影响，提高资源利用率，推动我国船舶工业的可持续发展。

关键词：船舶建造；绿色涂装；工艺创新；实践

1绿色涂装材料的创新

船舶建造是一项极其复杂的系统工程，涂装作为其中重要的环节，对船舶的耐久性和美观性起着关键的作用。然而，传统涂装工艺存在环境污染、资源浪费等问题，已经不适应现代社会对环保和可持续发展的要求。因此，研究和实践绿色涂装工艺在船舶建造中的应用具有重要意义。

1.1水性涂料

水性涂料通常以水为溶剂，具有无污染、低毒性、不可燃等多种优点。与传统溶剂型涂料相比，挥发性有机化合物（VOC）排放大幅降低，减少了对大气环境的污染和对人体健康的危害。在船舶涂装实施过程中，水性涂料可用于船体、甲板等部位的涂装，如水性环氧底漆、水性丙烯酸面漆等。其施工性能良好，涂膜具有良好的附着力、耐腐蚀性以及耐候性。

1.2高固体分涂料

高固体分涂料的固体含量比较高，一次涂装可形成比较厚的涂层，减少了涂料的使用量和施工次数，从而降低了VOC排放和施工成本。在船舶涂装中，高固体分涂料可用于船底漆、甲板漆等。其涂膜具有良好的机械性能和耐化学性，可以有效保护船体免受海水、盐雾等的侵蚀。

1.3无溶剂涂料

无溶剂涂料不含有机溶剂，固化过程中不产生VOC排放，对环境和人体健康无害。无溶剂涂料具有良好的流平性和附着力，可以形成均匀、致密的涂膜。在船舶涂装开展过程中，无溶剂环氧涂料可用于船舱、油舱等部位的防腐涂装，具有优异的耐化学性和耐久性。

2表面处理工艺的创新

2.1环保型喷砂工艺

传统的喷砂工艺会产生大量的粉尘，对环境造成一定的污染。环保型喷砂工艺采用封闭式或半封闭式喷砂设备，配备高效的粉尘收集和处理系统，可以有效减少粉尘排放。同时，采用新型的磨料，如钢丸、钢砂等，具有更高的清理效率和表面质量，减少了磨料的消耗和废弃物的产生。

2.2激光表面处理工艺

激光表面处理是一种新型的表面处理技术，利用高能量密度的激光束对金属表面进行照射，使金属表面发生熔化、蒸发等物理变化，从而达到除锈、清洁、粗糙化等目的。该工艺具有无接触、无污染、高精度、高效率等优点，可以精确控制处理区域和深度，适用于船舶复杂结构件的表面处理。

2.3电化学表面处理工艺

电化学表面处理是通过电解作用使金属表面发生氧化还原反应，形成一层致密的氧化膜，从而提高金属的耐腐蚀性和表面粗糙度。该工艺不需要使用大量的化学试剂和磨料，减少了废弃物的产生和对环境的污染。在船舶涂装前的表面处理中，电化学表面处理可作为一种有效的预处理方法，提高涂层的附着力和防腐性能。

3船舶涂装施工工艺的创新

3.1自动化喷涂技术

自动化喷涂技术主要是采用机器人或自动喷涂设备进行涂装作业，可精确控制喷涂参数，如喷枪的移动速度、喷幅、漆量等，确保涂层的均匀性和质量稳定性。与传统的人工喷涂相比，自动化喷涂技术可提高施工效率30%以上，减少涂料的浪费和施工成本。同时，自动化喷涂设备可配备废气收集和处理装置，减少VOC的排放。

3.2静电喷涂技术

静电喷涂主要是利用电场力使带电涂料颗粒吸附到被涂物表面的一种喷涂方法。涂料利用率高，可达60%以上，减少了涂料的消耗和VOC的排放。在船舶涂装中，静电喷涂技术适用于大面积的平面结构和规则形状的构件涂装，如船体外板、甲板等。其涂膜具有良好的均匀性和附着力，提高了涂装质量。

3.3热喷涂技术

热喷涂主要是将涂料加热至熔融或半熔融状态，通过高速气流将其雾化并喷射到被涂物表面，形成涂层的一种喷涂技术。热喷涂技术可使涂层与基材之间形成强烈的冶金结合，具有更高的附着力和耐久性。在船舶涂装中，热喷涂技术可用于特殊部位的重防腐涂装，如船底、舵等部位，延长涂层的使用寿命。

4废气废水处理工艺的创新

4.1废气处理工艺

船舶涂装开展过程中，产生的废气主要含有VOC、粉尘等污染物。废气处理工艺的创新包括以下几项内容：

（1）活性炭吸附-催化燃烧技术：利用活性炭的吸附作用将废气中的VOC吸附，然后通过催化燃烧将VOC转化为二氧化碳和水，实现废气的达标排放。该技术具有处理效率高、运行成本低等优点。

（2）生物过滤技术：利用微生物的代谢作用将废气中的VOC分解为无害物质。生物过滤技术具有无二次污染、运行成本低等优点，适用于低浓度VOC废气的处理。

（3）等离子体处理技术：通过高压放电产生等离子体，将废气中的VOC分解为小分子物质，如二氧化碳、水等。等离子体处理技术具有处理效率高、设备紧凑等优点，适用于处理高浓度、难降解的VOC废气。

4.2废水处理工艺

涂装过程中产生的废水主要含有涂料、有机溶剂、重金属离子等污染物。废水处理工艺的创新包括：

（1）膜分离技术：利用半透膜的选择透过性，将废水中的污染物与水分离，得到净化水可回用，减少了水资源的浪费和废水的排放。膜分离技术具有处理效率高、出水水质好等优点。

（2）高级氧化技术：通过产生具有强氧化性的自由基，将废水中的有机污染物氧化分解为无害物质。高级氧化技术具有处理效果好、适用范围广等优点，适用于处理高浓度、难降解的有机废水。

（3）生物处理技术：利用微生物的代谢作用将废水中的有机污染物分解为无害物质。生物处理技术具有运行成本低、无二次污染等优点，适用于处理低浓度有机废水。

4.3某船厂绿色涂装工艺应用案例

某船厂在船舶建造中积极推广应用绿色涂装工艺，取得了较为显著的成效。在涂装材料方面，采用水性涂料和高固体分涂料，减少了VOC的排放；在表面处理工艺方面，采用环保型喷砂工艺和激光表面处理工艺，提高了表面质量，减少了粉尘排放；在涂装施工工艺方面，采用自动化喷涂技术和静电喷涂技术，提高了施工效率和涂装质量；在废气废水处理方面，采用活性炭吸附-催化燃烧技术和膜分离技术，实现了废气废水的达标排放和回用。

通过这些绿色涂装工艺的应用，该船厂的VOC排放量减少了40%，废水排放量减少了30%，涂装施工效率提高了35%，涂装质量稳定性得到了显著提升，降低了维护成本和环境风险，提高了企业的市场竞争力。

5结论与展望

船舶建造中的绿色涂装工艺创新与实践对于推动船舶工业的可持续发展具有重要意义。通过采用绿色涂装材料、创新表面处理工艺、优化涂装施工工艺以及加强废气废水处理等措施，可有效降低船舶涂装对环境的影响，提高资源利用率和涂装质量。

然而，绿色涂装工艺的发展仍面临一些严峻的挑战，如部分绿色涂装材料的成本较高、施工工艺的适应性问题、废气废水处理技术的进一步优化等。未来，随着科技的不断进步和环保要求的日益严格，绿色涂装工艺将不断创新和完善。例如，开发更加环保、高效的涂装材料，如生物基涂料、自修复涂料等；进一步提高自动化喷涂技术和机器人技术的智能化水平，实现更加精准、高效的涂装作业；探索更加先进的废气废水处理技术和资源回收利用方法，实现船舶涂装的绿色化、智能化和可持续发展。

总之，船舶建造中的绿色涂装工艺创新与实践是船舶工业发展的必然趋势，需要行业内的企业、科研机构和政府部门共同努力，加强技术研发、政策支持和标准制定，推动绿色涂装工艺在船舶建造中的广泛应用，为保护环境、促进船舶工业的可持续发展做出贡献。

参考文献

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[2]沈国华.船舶涂装中的绿色技术应用研究[J].船舶物资与市场,2023,31(02):91-93.