Sơn tàu biển có mấy loại? Anticorrosive, intermediate, antifouling và hull coating

Sơn tàu biển phân loại theo chức năng lớp sơn

Sơn tàu biển không phải một sản phẩm đơn lẻ mà là hệ thống nhiều lớp, mỗi lớp đảm nhận một chức năng bảo vệ riêng biệt. Cách phân loại chuẩn theo ISO 12944 và thực tế thi công là chia theo vai trò từng lớp trong hệ thống: lớp primer chống ăn mòn, lớp trung gian tăng barrier, lớp topcoat chống hà bám hoặc chống thời tiết. Hiểu phân loại này giúp chọn đúng sản phẩm cho từng vị trí và điều kiện của tàu.

Nhóm 1: Anticorrosive primer (Lớp chống ăn mòn nền)

Đây là lớp đầu tiên thi công trực tiếp lên thép đã làm sạch Sa2.5. Hai phân nhóm chính:

• Epoxy zinc-rich primer: hàm lượng kẽm kim loại ≥85% trong màng khô tạo bảo vệ điện hóa (sacrificial anode). DFT 60–80 µm. Đây là tiêu chuẩn cho đáy tàu và vùng splash zone. Kẽm bị oxy hóa trước thép, bảo vệ thép ngay cả khi màng sơn bị trầy.
• Epoxy primer thông thường: không có kẽm hoặc hàm lượng thấp, dùng cho thượng tầng kiến trúc nơi ưu tiên bám dính lớp topcoat hơn bảo vệ điện hóa. Thường dùng iron oxide red làm pigment ức chế ăn mòn.

Thời gian khô tái phủ (recoat window) của zinc-rich epoxy thường 8–24 giờ ở 25°C. Bề mặt zinc-rich cần đánh giá kỹ salting (muối kẽm carbonate trắng) trước khi phủ lớp trên — cần đánh nhẹ bằng sợi mài để tăng bám dính.

Nhóm 2: Intermediate coat (Lớp trung gian)

Lớp trung gian (còn gọi mid-coat hoặc build coat) có vai trò chính là tăng tổng chiều dày màng sơn và tạo hàng rào vật lý chống thấm ion muối. Hai loại phổ biến nhất:

• High-build epoxy mastic: hàm lượng chất rắn cao ≥80% theo thể tích, DFT mỗi lớp 100–200 µm. Pigment dạng vảy (lamellar pigment — micaceous iron oxide MIO, glass flake) tạo đường thấm ngoằn ngoèo làm chậm ion muối xâm nhập gấp 5–10 lần so với màng sơn thông thường.
• Epoxy coal tar: resin epoxy pha nhựa coal tar — khả năng chịu nước và chống thấm rất cao; dùng cho két ballast, đường ống ngầm dưới đáy biển. Màu đen đặc trưng. Hiện đang bị hạn chế dần do lo ngại PAH (polycyclic aromatic hydrocarbons) của coal tar.

Nhóm 3: Antifouling topcoat (Lớp chống sinh vật biển)

Đây là lớp ngoài cùng tiếp xúc nước biển, quyết định khả năng ngăn hà (barnacle), hàu, rong rêu bám lên vỏ tàu. Phân loại theo cơ chế hoạt động:

• Ablative antifouling (tự đánh bóng — SPC: Self-Polishing Copolymer): màng sơn hòa tan chậm theo thời gian (hydrolyze) giải phóng biocide đồng oxide (Cu₂O) liên tục ra bề mặt. Tốc độ hòa tan tương quan với tốc độ tàu — tàu di chuyển nhiều thì biocide ra đều. Tuổi thọ 3–5 năm. Đây là công nghệ chủ đạo hiện nay.
• Hard antifouling: màng sơn không hòa tan, biocide khuếch tán ra dần. Dùng cho tàu chạy chậm hoặc neo đậu lâu dài. DFT 100–150 µm. Ít phổ biến hơn SPC do hiệu quả giảm dần theo thời gian.
• Foul release coating (FRC): công nghệ không dùng biocide — bề mặt siêu nhẵn (low surface energy, fluoropolymer hoặc silicone) làm sinh vật không thể bám dính; dù bám được thì tàu di chuyển cũng tự rửa sạch. Thân thiện môi trường; phù hợp tàu chạy nhanh (>12 knots). DFT 150–250 µm tổng hệ thống.

Nhóm 4: Sơn chuyên dụng theo vùng tàu

Ngoài hệ thống lớp theo chức năng, một số vùng tàu cần sản phẩm chuyên biệt:

• Sơn két ballast (ballast tank coating): epoxy hai thành phần, DFT ≥320 µm tổng hệ thống theo IMO MSC.215(82). Môi trường ngập nước ngọt và nước mặn luân phiên trong két kín, nhiệt độ biến đổi 0–50°C. Yêu cầu thử nghiệm Approved Coating theo IMO PSPC.
• Sơn boot top (vùng mép nước): high-build epoxy cứng chống va đập sóng và cọ xát cầu cảng. Thường màu tối (xanh đen) để che vết bẩn. DFT 250–350 µm.
• Sơn thượng tầng (topside/superstructure): polyurethane một hoặc hai thành phần — độ bóng cao, chống UV, chống phai màu. Đây là lớp quyết định thẩm mỹ tàu. Thường là màu trắng hoặc màu theo livery của hãng tàu.
• Sơn boong (deck coating): epoxy không trơn (anti-slip), chịu tải trọng, chống trơn trượt khi boong ướt. Phụ gia hạt cứng (aluminum oxide) hoặc kết cấu tạo nhám.

Xu hướng công nghệ sơn tàu biển hiện nay

Ba xu hướng lớn đang định hình ngành: giảm VOC chuyển sang waterborne và high-solid epoxy; phát triển antifouling không biocide (biocide-free) theo áp lực Công ước AFS (Anti-Fouling Systems) của IMO cấm tributyltin từ 2008; và sơn thông minh (smart coating) tích hợp cảm biến đo độ dày màng hoặc giải phóng biocide theo tín hiệu pH môi trường. Các tiêu chuẩn ngày càng thắt chặt yêu cầu thử nghiệm độc lập trước khi phê duyệt hệ sơn.

Bảng phân loại tổng hợp sơn tàu biển