船舶舱室绝缘材料及工艺技术发展历程

14.1.1　船舶舱室绝缘材料及工艺技术发展历程

20世纪40、50年代，舱室绝缘材料就在国内外船舶上得到广泛应用，至今已近60年历史。当时，船舶舱室绝缘材料大多采用密度大、导热系数高、保温性能差、易燃的软木或铝箔包覆材料，而后，又改用不易燃烧的蛭石水泥和膨胀珍珠岩水泥等无机材料。虽然这些绝缘材料阻燃性能提高了，但是这些材料密度大，导热系数高、保温性能差、机械强度低等问题仍然没有得到解决。20世纪60年代，随着有机高分子材料的兴起以及聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等有机泡沫材料的迅速发展，其所具有的密度小、导热系数低、保温性能好、憎水、防腐等一系列优点引起造船业的重视，使其很快成为船舶舱室的新型绝缘材料，在船舶舱室上得到一定应用。但是，有机高分子泡沫材料氧指数较低，易燃，燃烧时发烟量大而且释放有毒有害气体，不符合海上人命安全公约（SOLAS）的相关规定，作为船舶舱室绝缘材料，在使用上受到限制。20世纪70年代后期，针对当时无机和有机高分子泡沫绝缘材料存在的问题，开发了一系列适用船舶舱室热绝缘的密度相对较低、导热系数较小、保温性能较好、不燃、耐高温、低烟、无毒的无机纤维及其棉制品，主要包括玻璃纤维、矿物纤维、陶瓷纤维、玻璃棉、岩棉、陶瓷棉和硅酸钙板等舱室新型无机绝缘材料。这些舱室新型无机绝缘材料与一般无机本体材料相比，结构疏松，空隙中含有大量质轻、导热系数低的空气，不仅减轻了无机绝缘材料的密度和重量，而且还大大提高了无机绝缘材料的绝热保温性能。但是，这些新型无机绝缘材料的密度、吸水率、防腐蚀等性能特征与有机高分子泡沫绝缘材料相比，存在明显的差距。但是它们的防火阻燃、燃烧无毒和低烟等特性可以满足海上人命安全公约（SOLAS）的相关规定。因此，直到今天上述材料还在船舶舱室中应用，其中，用得最多的是岩棉、陶瓷棉、玻璃棉；硅酸钙板、复合岩棉板和刨花板（或称密度板），即所谓的“三棉三板”材料。

近年来，船舶舱室绝热保温材料和防火分隔材料发展又上一个新台阶，轻质柔性热塑性聚酰亚胺泡沫、高分子互穿网络增韧改性酚醛泡沫、轻质硅酸钙板、硅质纳米孔防火分隔材料和可在人体肺液中溶解的环保型船用矿物棉防火分隔材料等的问世，使船舶传统的“三棉三板”材料面临前所未有的竞争和挑战。这些新型材料中有的已经用于水面舰船、潜艇或航母，并临近工业化生产。新一代舱室绝热保温、防火分隔材料已向节能减排、吸声减振和绿色环保等方向全方位发展，并已初见成效。

在绝缘工艺技术方面，如防火门的制作工艺、LNG船液货舱的绝缘工艺和技术都在不同程度上有所发展。在绝缘材料铺设工艺方面，过去大多采用金属碰钉固定，现在也局部采用强度大、不锈蚀的尼龙胶钉。近年来更是采用黏结强度高、环保型黏结剂，将绝缘材料直接粘贴在舱室钢质天花板和舱室壁板上，解决了碰钉易脱落、生锈和产生热桥等问题，使绝缘安装工艺变得既科学又方便施工。