船舶聚脲涂層需與鋼材、橡膠、木材等多種材料緊密粘結,才能形成完整的防護體系。預處理作為保障粘結強度的關鍵環節,直接影響涂層的使用壽命和防護效果。不同基材的表面特性差異明顯,需針對性采取清潔、粗化、活化等處理措施,為聚脲材料提供理想的附著基礎。
鋼材是船舶的主要結構材料,其預處理需遵循嚴格的除銹標準。首先采用噴砂除銹工藝,將鋼材表面的氧化皮、鐵銹、舊涂層徹底清理,達到Sa2.5級標準——表面無可見的油脂、污垢,氧化皮、鐵銹等附著物已基本清理,只允許存在均勻分布的點狀或條紋狀輕微痕跡。噴砂所用磨料選擇棱角鋼砂或銅礦砂,粒度控制在0.5-2mm,以形成40-80μm的表面粗糙度。粗糙度不足會導致粘結面積減少,過高則易形成涂層針眼。噴砂后需在4小時內進行除塵處理,用壓縮空氣吹掃表面,再用蘸有異丙醇的無絨布擦拭,去除殘留的油污和粉塵,避免鹽分超標(用鹽分檢測儀測定,含量需≤50mg/m2)。
橡膠材料常用于船舶的密封件和緩沖部件,其表面惰性較強,預處理重點在于破除表面張力。先用角磨機配合鋼絲輪輕度打磨,去除表面的脫模劑和老化層,打磨方向與橡膠紋理呈45°交叉,形成均勻的粗糙面。隨后用濃度為10%-15%的次氯酸鈉溶液浸泡10-15分鐘,通過化學氧化作用增加表面極性基團,取出后用清水沖洗至中性(pH值6-8),再經熱風干燥(溫度≤60℃)。對于丁腈橡膠等耐油性材料,還需額外進行等離子體處理,在真空環境中通過高能粒子轟擊表面,使接觸角從85°降至30°以下,提升聚脲的浸潤性。
木材在船舶甲板和艙室裝飾中仍有應用,其預處理需兼顧防潮與粗糙度控制。先用砂紙(80-120目)沿木紋方向打磨,去除毛刺和腐朽層,露出新鮮木質纖維。打磨后用真空吸塵器清理木屑,再涂刷水性封閉底漆,底漆中需添加0.5%的納米硅烷偶聯劑,滲透深度控制在0.3-0.5mm,既防止木材吸水膨脹,又能形成化學橋接。封閉底漆實干后(約24小時/25℃),用180目砂紙輕磨表面,去除浮粉,確保聚脲與木材的粘結強度≥1.5MPa。
復合材料如玻璃纖維增強塑料(FRP)的預處理需平衡表面活性與結構完整性。先用高壓水槍(壓力5-8MPa)沖洗表面的脫模蠟,再用120目砂紙進行干磨,形成均勻的霧面效果。對于拼接縫等死角,采用超聲波清洗(頻率40kHz)去除殘留雜質。處理后的FRP表面需進行活化處理,涂抹環氧底漆稀釋液(主劑:稀釋劑=1:0.5),薄涂0.1-0.2mm,6小時后用無塵布擦去未固化的余液,此時表面能可提升至50mN/m以上,滿足聚脲的粘結要求。
不同材料組合部位的預處理需采取過渡措施。當鋼材與橡膠連接處施工聚脲時,需在交界區域保留50-80mm的重疊處理帶,鋼材側按Sa2.5級噴砂,橡膠側則進行打磨和化學處理,中間采用過渡底漆銜接。對于異種材料拼接縫,還需嵌入直徑3-5mm的聚脲密封膠條,形成物理錨定結構,避免因熱脹冷縮導致的粘結失效。
預處理后的質量檢測不可或缺。采用拉開法檢測試塊粘結強度,鋼材基材需≥5MPa,橡膠基材≥2.5MPa,每100平方米檢測1組(3個試塊)。同時用表面粗糙度儀測定錨紋深度,用接觸角測量儀驗證表面活性,確保所有指標符合要求后方可進行聚脲施工。環境控制同樣重要,預處理后需保持基材表面干燥(含水率≤5%),施工前避免二次污染,若間隔超過24小時,需重新進行除塵處理。
船舶聚脲與其他材料的粘結預處理需遵循“因材施治”原則,通過多步驟協同處理,將基材表面轉化為適合聚脲附著的理想狀態。這一過程既需滿足機械錨定的物理需求,又要實現化學粘結的分子級結合,為船舶防護系統提供持久可靠的附著基礎。嚴格執行預處理規范,可使聚脲涂層的粘結失效概率降低80%以上,延長船舶的維護周期。