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集装箱水性防腐涂料发展现状分析

2018-06-04

集装箱防腐要求

集装箱是国际物流运输的专用工具,其使用环境复杂多变,不仅要经受温差变化、风吹雨淋、紫外线辐射、大气腐蚀和海水冲击等自然条件的考验,还要经受运输和装卸作业中的摩擦和冲撞等,导致其钢结构腐蚀不可避免。

从集装箱的构造来看,构成箱体的梁、柱和板元一般由薄壁异型材(通常为钢板,也有部分为铝板)构成,厚度在1.6~2.0mm之间;因此,为防止集装箱构件腐蚀,集装箱涂料的防腐性能显得尤为重要。集装箱涂料是制造集装箱的重要原材料之一,全球集装箱涂料的年需量约30万t,价值约50亿元人民币。我国集装箱涂料的最大年产量为38万t,按70kg/TEU的使用量计算,集装箱涂料的市场需求相当可观,从而使集装箱涂料成为涂料生产企业的必争之地。


集装箱涂料检测及认证要求

国际上,在1996年以前,集装箱外侧涂料及其配套涂料系统必须通过美国Konstandt实验室8个项目的13项检测,总评分超过120分(满分130分)并取得合格证后才能用于制造国际标准集装箱。2000年,国际集装箱标准化委员会规定,集装箱内外侧涂料配套系统必须通过KTA-TRTOR-WC实验室检测,箱内侧面漆必须通过美国食品和药品管理局检测并取得证书后才可以装运食品。为促进集装箱涂料行业的标准化发展,我国交通运输部于2011年发布最新的集装箱涂料检测规范JT/T810―2011《集装箱涂料》。该标准引用国际、国内最新版相关行业标准,全面规范集装箱涂料的主要品种及技术要求,并依据我国实际情况,增加锌粉底漆含量等12个集装箱涂料技术要求指标、8个涂料配套系统指标及检验规则等。该标准适用于钢制通用集装箱涂料,包括箱外3层涂膜和箱内2层涂膜涂料系统以及用于底架的改性环氧底架漆。


集装箱水性防腐涂料国内外发展概况

国外发展情况

早在1992年,国际集装箱租赁协会召开专业会议,提出开发、生产和应用集装箱水性涂料的建议。之后,Hempel,Mega,Chugoku,Kansai等涂料公司响应建议并积极投身集装箱水性涂料研发。Hempel涂料公司在美国休斯敦投资了世界上最先进的装置专门生产集装箱水性涂料,成功研制水性环氧富锌底漆、水性环氧中涂漆和水性丙烯酸面漆等。Mega涂料公司研制的Megamar170水性环氧磷酸锌底漆与Megamar200丙烯酸面漆配套的集装箱水性涂料已成功应用于Contexco集装箱。威士伯涂料公司生产水性防腐涂料的AquaguardTM技术利用聚偏氯乙烯树脂掺杂环氧乳液制备单组分集装箱水性底漆和面漆。与有机溶剂型涂料相比,该配套水性涂料使挥发性有机化合物排放量减少90%以上,生产300万TEU干货集装箱所产生的挥发性有机化合物少于1万t;其防腐性能达到甚至超过溶剂型富锌底漆,并通过国际集装箱租赁协会及美国食品和药品管理局认可的第三方认证测试,能满足5年以上的防腐要求。此外,威士伯公司还推出AquaguardTM集装箱水性二涂层涂料,相对于传统三涂层溶剂型富锌体系涂料而言,该涂料能提供更好的防腐保护,并使有机化合物排放量减少75%以上。作为单组分体系涂料,AquaguardTM无须使用固化剂,能够避免超过使用期限和混合比例错误引起的油漆固化。

国内发展情况

近年来,纳梁(上海)新材料科技有限公司开发了不同配套体系的集装箱水性涂料。纳梁采用特种集装箱油漆与水性漆配套涂装体系,外部箱体由溶剂型环氧铁红底漆搭配水性环氧中间漆和聚氨酯面漆作为配套,内部溶剂型环氧底漆搭配水性环氧面漆,这样的配套既可以降低水性涂装的成本又可以控制VOC排放,这无疑是两全其美的方法。其中水性集装箱涂料对溶剂型涂料的搭配是大家广为关注的要点,溶剂型涂料与水性涂料是否可以一起使用?有没有不良反应?答案是:完全没有不良反应问题,一般油漆做底水性漆做中和面漆是完全没有问题的,但用水性漆做底,溶剂涂料做面漆依目前的试验结果来看还是不行的,所以搭配过程中的选择是很重要的,请大家在使用过程中要与厂家沟通清楚以免出现不必要的问题。


集装箱水性防腐涂料特点

优点

(1)环保集装箱水性涂料以水为溶剂,其有机溶剂含量为10%~15%,对大气污染较小,有利于保护环境和改善作业条件。

(2)安全集装箱水性涂料可以在湿表面和潮湿环境中直接涂覆施工,对材质表面的适应性较好,涂层附着力较强,能够有效降低施工和储存时的火灾等安全隐患;此外,涂装工具可用水清洗,大大减少清洗溶剂消耗。

缺点

(1)施工工艺复杂集装箱涂装生产节奏为每道工序3~6min,采用高压无气喷涂和涂料“湿碰湿”的施工工艺;涂层1道烘烤完成,烘烤温度一般在60~80℃,烘烤时间为15~40min;要求涂膜干燥性较好,不起泡;烘烤冷却0.5~1.0h后贴标,要求贴标时不能撕裂涂膜;烘烤冷却1.0~1.5h后进行水密试验,要求涂膜不起泡;箱检时要求涂膜表面平整,无流挂、开裂、针孔和缩孔等明显涂膜弊病。

(2)成本较高集装箱溶剂型涂料的成本为人民币20元/kg左右,集装箱水性涂料的成本在人民币30元/kg左右。要降低集装箱水性涂料的生产成本,需要自主研发水性树脂、防锈颜料和水性助剂等。由于我国在水性涂料方面的研究起步较晚,专业研究机构较少、研究基础弱、技术人员流动快、技术交流少等因素导致我国水性涂料生产原料大量依赖国外进口,从而导致集装箱水性涂料的生产成本较高。

(3)施工要求高集装箱水性涂料对材质表面的清洁度要求较高,原因是水的表面张力大,污物易使涂膜产生缩孔;此外,由于水性涂料对抗强机械作用力的分散稳定性较差,输送管道内流速急剧变化时,涂料分散体因剪切破乳返粗,易使涂膜产生麻点,这就要求输送管道形状良好且管壁无缺陷。

(4)对涂装设备的要求较高水性涂料对涂装设备的腐蚀性较大,要求设备采用防腐蚀衬里或不锈钢材料;水性涂料易对输送管道造成腐蚀,为提高涂膜质量,一般要求输送管道为不锈钢管。


集装箱水性防腐涂料发展展望

集装箱涂料水性化趋势日益明显

实践证明,集装箱涂料生产水性化是可行的,并且具有环保、安全的优点。目前集装箱涂料水性化实现体系主要分为水性环氧富锌底漆、水性环氧中间漆和水性丙烯酸面漆的3层涂料配套体系以及偏氯乙烯2层涂料配套体系,在实际应用中都需要对生产线工艺进行改造,以满足目前集装箱流水线生产的需要,从而实现涂料生产涂膜干燥快、配套性能好、价格符合市场心理等要求。

应用效果有待检验

目前已有部分集装箱所有人开始使用集装箱水性涂料。水性涂料在远洋航运过程中的抗腐蚀情况以及在陆路运输过程中的抗刮擦、抗石击等效果仍有待检验。

入市门槛高

集装箱水性涂料在实际应用中的入市门槛较高,必须通过权威机构的检测、认证等,加之水性涂料综合性能要求较高,使得集装箱水性涂料从生产到应用均面临各种因素的制约;因此,集装箱涂料的水性化生产之路除需要涂料生产商提高涂料产品性能外,还需要国家和行业在政策方面予以扶持。


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