1、集裝箱防腐要求

 

    集裝箱是國際物流運輸?shù)膶Ｓ霉ぞ撸涫褂铆h(huán)境復雜多變，不僅要經(jīng)受溫差變化、風吹雨淋、紫外線輻射、大氣腐蝕和海水沖擊等自然條件的考驗，還要經(jīng)受運輸和裝卸作業(yè)中的摩擦和沖撞等，導致其鋼結構腐蝕不可避免。

    從集裝箱的構造來看，構成箱體的梁、柱和板元一般由薄壁異型材（通常為鋼板，也有部分為鋁板）構成，厚度在1.6～2.0mm之間；因此為防止集裝箱構件腐蝕，集裝箱涂料的防腐性能顯得尤為重要。集裝箱涂料的市場需求相當客觀，從而使集裝箱涂料成為涂料生產(chǎn)企業(yè)的必爭之地。

    2、集裝箱涂料檢測及認證

 

    要求國際上，在1996年以前，集裝箱外側涂料及其配套涂料系統(tǒng)必須通過美國Konstandt實驗室8個項目的13項檢測，總評分超過120分（滿分130分）并取得合格證后才能用于制造國際標準集裝箱。2000年，國際集裝箱標準化委員會規(guī)定，集裝箱內外側涂料配套系統(tǒng)必須通過KTA-TRTOR-WC實驗室檢測，箱內側面漆必須通過美國食品和藥品管理局檢測并取得證書后才可以裝運食品。[3]為促進集裝箱涂料行業(yè)的標準化發(fā)展，我國交通運輸部于2011年發(fā)布最新的集裝箱涂料檢測規(guī)范JT/T810―2011《集裝箱涂料》。該標準引用國際、國內最新版相關行業(yè)標準，全面規(guī)范集裝箱涂料的主要品種及技術要求，并依據(jù)我國實際情況，增加鋅粉底漆含量等12個集裝箱涂料技術要求指標、8個涂料配套系統(tǒng)指標及檢驗規(guī)則等。該標準適用于鋼制通用集裝箱涂料，包括箱外3層涂膜和箱內2層涂膜涂料系統(tǒng)以及用于底架的改性環(huán)氧底架漆。

    3、集裝箱用水性涂料行業(yè)國內外發(fā)展概述

    3.1 國外行業(yè)發(fā)展概況

 

    早在1992年，國際集裝箱租賃協(xié)會召開專業(yè)會議，提出開發(fā)、生產(chǎn)和應用集裝箱水性涂料的建議。之后，Hempel，Mega，Chugoku，Kansai等涂料公司響應建議并積極投身集裝箱水性涂料研發(fā)。Hempel涂料公司在美國休斯敦投資了世界上最先進的裝置專門生產(chǎn)集裝箱水性涂料，成功研制水性環(huán)氧富鋅底漆、水性環(huán)氧中涂漆和水性丙烯酸面漆等。Mega涂料公司研制的Megamar170水性環(huán)氧磷酸鋅底漆與Megamar200丙烯酸面漆配套的集裝箱水性涂料已成功應用于Contexco集裝箱。威士伯涂料公司生產(chǎn)水性防腐涂料的AquaguardTM技術利用聚偏氯乙烯樹脂摻雜環(huán)氧乳液制備單組分集裝箱水性底漆和面漆。與有機溶劑型涂料相比，該配套水性涂料使揮發(fā)性有機化合物排放量減少90%以上，生產(chǎn)300萬TEU干貨集裝箱所產(chǎn)生的揮發(fā)性有機化合物少于1萬t；其防腐性能達到甚至超過溶劑型富鋅底漆，并通過國際集裝箱租賃協(xié)會及美國食品和藥品管理局認可的第三方認證測試，能滿足5年以上的防腐要求。此外，威士伯公司還推出AquaguardTM集裝箱水性二涂層涂料，相對于傳統(tǒng)三涂層溶劑型富鋅體系涂料而言，該涂料能提供更好的防腐保護，并使有機化合物排放量減少75%以上。作為單組分體系涂料，AquaguardTM無須使用固化劑，能夠避免超過使用期限和混合比例錯誤引起的油漆固化。

    3.2 我國行業(yè)發(fā)展概況

 

    自20世紀80年代在我國創(chuàng)建以來，集裝箱制造業(yè)經(jīng)過了30多年的發(fā)展，已經(jīng)成為成熟的產(chǎn)業(yè)，于1993年實現(xiàn)產(chǎn)銷量世界第一，并將此殊榮保持至今，創(chuàng)造了三個世界第一，即集裝箱生產(chǎn)能力世界第一，集裝箱種類規(guī)格世界第一，集裝箱產(chǎn)銷量世界第一。每年有250萬～300萬TEU的新造集裝箱的需求量，需要涂料量為18萬～22萬t，水性集裝箱涂料經(jīng)過了近10年的發(fā)展，在保證長期性能的前提下，施工性能有了明顯的提高，成本有了大幅的降低，為集裝箱涂料水性化提供了技術方面的可行性。

    近幾年，環(huán)保的壓力逐漸加大，為了引領行業(yè)的健康發(fā)展，降低環(huán)境污染，中國集裝箱行業(yè)協(xié)會引領行業(yè)內企業(yè)共同簽署VOCs治理自律公約，組織行業(yè)“禁油推水”。為了確保行業(yè)自律公約的有序執(zhí)行，集裝箱行業(yè)協(xié)會陸續(xù)組織制定了集裝箱水性涂料相關標準，包括：《集裝箱用水性涂料》《集裝箱用水性涂料施工規(guī)范》《集裝箱用水性涂料涂膜檢驗方法和驗收標準》《集裝箱用水性涂料VOCs檢測方法》，推廣水性涂料，降低VOC排放，從而引領行業(yè)健康、有序的發(fā)展。

    4、中國集裝箱用水性涂料行業(yè)市場分析

    4.1 市場規(guī)模

 

    目前世界集裝箱年產(chǎn)量超出350萬只標準箱，年需涂料約40萬噸，價值約60億元。

    據(jù)從海關獲悉的數(shù)據(jù)顯示，2017年8月我國集裝箱出口數(shù)量為26萬只，環(huán)比上升10.06%。出口金額7.9億美元，環(huán)比上升21.57%。2017年1-8月我國集裝箱累計出口191萬只，同比上升51.95%。1-8月累計出口金額49.46億美元，同比上升94.72%。

    注：以上集裝箱出口數(shù)量均含托盤箱。

    4.2中國集裝箱用水性涂料行業(yè)政策

 

    2017年4月1日，對于中國集裝箱行業(yè)注定是一個可以載入史冊的日子——中國集裝箱制造企業(yè)全面使用水性涂料涂裝。此是由占全球90%以上市場份額的集裝箱制造企業(yè)和集裝箱涂料生產(chǎn)企業(yè)，于2016年3月22日締結的《中國集裝箱行業(yè)協(xié)會VOCs治理自律公約》（以下簡稱《公約》）中所要求的。

    “十三五”時期，我國開展工業(yè)涂裝過程揮發(fā)性有機物（VOCs）排放總量控制，集裝箱制造業(yè)作為重點控制行業(yè)之一，面臨著很大的環(huán)保壓力。于是，2016年3月22日，在中國集裝箱行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)一組織下，響應國家對大氣污染防治新的法律要求，“共同承諾、共同行動”，簽署了《中國集裝箱行業(yè)協(xié)會VOCs治理自律公約》，開始采用源頭治理技術，推廣環(huán)境友好型水性涂料的使用，大幅消減集裝箱制造過程中的有機揮發(fā)性氣體的排放，開啟了全球集裝箱制造的綠色生產(chǎn)的進程。2016年7月1日起，廣東地區(qū)5家集裝箱制造企業(yè)先行先試，率先大規(guī)模改造涂裝生產(chǎn)線，開始生產(chǎn)大批量水性化環(huán)保集裝箱，造箱企業(yè)和涂料供應商，聯(lián)手行動，共同開展技術攻關，水性涂料的涂裝技術得到快速提升，目前已經(jīng)取得明顯效果。

    未來，集裝箱行業(yè)發(fā)展的主旋律將圍繞“環(huán)保”“禁油推水”“統(tǒng)一行動”全面展開。“統(tǒng)一行動”是集裝箱行業(yè)環(huán)保工作成功的重要法寶。

    4.3 集裝箱用水性涂料市場格局

 

    未來集裝箱行業(yè)有新進入者的可能性很低。集裝箱生產(chǎn)需要很大的場地，現(xiàn)在在沿海碼頭附近已經(jīng)很難找到適合生產(chǎn)的區(qū)域了，在內陸生產(chǎn)則需要很高的運輸成本。

    所以長期來看，集裝箱行業(yè)的競爭格局較穩(wěn)定。

    4.4未來我國集裝箱用水性涂料行業(yè)市場規(guī)模及增速預測

 

    未來幾年水性集裝箱涂料行業(yè)預計會有比較大的更新需求。

    中國加入WTO之后，出口量大幅增長，2003-2008年集裝箱行業(yè)的平均銷售量在300萬TEU以上，這些箱子目前都超過10年箱齡。2009-2016年，只有2011年和2014年的集裝箱行業(yè)的銷量大于300萬TEU。照此推算，還有很多10年以上箱齡的箱子沒有更新。

    2016年集運行業(yè)進行大規(guī)模的重組，隨著班輪公司的合并，箱槽比可能會下降。長期來看，可能下降到1.8，但這不會對短期集裝箱需求產(chǎn)生影響。

    根據(jù)1月份Alphaliner的預測數(shù)據(jù)，2017年和2018年是新船下水的小高峰，2017年將有169萬TEU新增運力，2018年有123萬TEU，這將拉動集裝箱的新增需求，同時拉動水性集裝箱涂料的需求。

    5、集裝箱用水性涂料行業(yè)技術分析

    5.1水性集裝箱涂料現(xiàn)行相關標準

 

    HJ 2537—2014 《環(huán)境標志產(chǎn)品技術要求水性涂料》

    DB 44/T 1599—2015《水性集裝箱涂料》

    HJ 2537《環(huán)境標志產(chǎn)品技術要求水性涂料》

    HJ 2537《環(huán)境標志產(chǎn)品技術要求水性涂料》

    5.2《中國集裝箱行業(yè)協(xié)會VOCs治理自律公約》

    為了確保行業(yè)自律公約的有序執(zhí)行，集裝箱行業(yè)協(xié)會陸續(xù)組織制定了集裝箱水性涂料相關標準，包括：《集裝箱用水性涂料》《集裝箱用水性涂料施工規(guī)范》《集裝箱用水性涂料涂膜檢驗方法和驗收標準》《集裝箱用水性涂料VOCs檢測方法》。

    5.2.1《集裝箱用水性涂料》

    該標準規(guī)定了集裝箱用水性涂料的技術要求，包括底漆、中間漆、內面漆、外面漆和改性底架漆等，具體指標見表1；規(guī)定了水性集裝箱涂料有害物質限量，見表2；規(guī)定了集裝箱水性涂料的基本配套，具體情況見表3。

 

表1 水性集裝箱涂料的技術要求

 

    注：

    1）溶劑型環(huán)氧富鋅涂料可有條件使用；

 

    2） 所列指標為最低標準，因各涂料企業(yè)配方不同不揮發(fā)分含量也各不相同，具體指標應由供需雙方協(xié)商確定。

 

表2 水性集裝箱涂料有害物質限量

 

    注：

    1）涂料所有項目均不考慮稀釋配比。

    2）包括乙二醇甲醚、乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯。

    3）包括二氯甲烷、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、四氯化碳。

    4）受目前水性涂料發(fā)展水平及集裝箱制造施工水平的限制，本標準對底漆不作限制。

 

表3 新造集裝箱5a保用基本涂料配套

 

    注：以上是普通貨物集裝箱箱標準水性涂料系統(tǒng)，其他類型集裝箱可參考選用。

    1）面漆應有FDA證書。

    標準對配套的技術指標提出了具體的要求，具體數(shù)據(jù)見表4。

 

 表4 水性集裝箱涂料配套系統(tǒng)的基本要求

 

    標準解讀

 

    標準制定過程中，根據(jù)集裝箱水性涂料的實際應用情況，在常規(guī)三涂層體系的基礎上增加了兩涂層配套體系（Ⅱ型配套），包括水性底漆、水性內面漆、水性外面漆。同時明確“根據(jù)客戶需要或技術的發(fā)展，也可以使用具有同等功能的其他類別的涂料”，為新涂料技術的應用保留了窗口。

    簽于目前的技術水平，標準中規(guī)定了溶劑型環(huán)氧富鋅底漆有條件使用的條款，體現(xiàn)了行業(yè)技術發(fā)展“徐徐漸進”的原則，允許溶劑型富鋅底漆在打砂階段使用，同時要求要規(guī)范治理，治理末端要達到環(huán)保部門的排放標準。

    標準的創(chuàng)新點是實驗方法采用了國際集裝箱租箱協(xié)會IICL規(guī)定的加速老化循環(huán)實驗，該實驗方法分為內面配套和外面配套，實驗周期均為8個循環(huán)，共56 d。循環(huán)老化實驗方法比單純的耐鹽霧或者耐鹽水實驗更接近集裝箱的實際使用環(huán)境，使實驗結果更加科學、有效。涂膜的評價方法采用了國標的等級評價方法，便于實際操作。該標準可以說是“中西合璧”，集合了國際集裝箱租箱IICL實驗方法和國標評價方法的優(yōu)點，進行了綜合運用，以便于涂料供應商、集裝箱制造企業(yè)和箱東使用。

    涂料VOC含量是水性涂料的關鍵指標，標準制定過程中考慮了HJ 2537—2014 《環(huán)境標志產(chǎn)品技術要求水性涂料》的技術要求，但環(huán)氧富鋅底漆不大于200 g/L的數(shù)據(jù)，行業(yè)內的企業(yè)均達不到，因此借鑒了廣東省地方標準DB 44/T 1599—2015《水性集裝箱涂料》的數(shù)據(jù)420 g/L，調整為不大于14%。環(huán)氧中間漆、內面漆、外面漆和改性底架漆均為100 g/L，高于HJ 2537《環(huán)境標志產(chǎn)品技術要求水性涂料》標志中規(guī)定的150g/L的限量指標。重金屬含量限值采用了HJ 2537《環(huán)境標志產(chǎn)品技術要求水性涂料》相同的數(shù)據(jù)。

    集裝箱水性涂料在生產(chǎn)線下線初期，涂膜還沒有達到完全干燥的程度，初期耐水性較差。考慮到實際涂裝的需要，標準中規(guī)定了初期耐水性的數(shù)據(jù)，要求涂膜烘干后自然放置1 h，然后放入水槽中浸泡（23℃），浸泡時間為7 d，配套涂膜要求為不允許有生銹和脫落，允許有不大于1級的起泡，不低于2級的變色和不大于2級的失光。該數(shù)據(jù)對配方工程師提出了挑戰(zhàn)，但為集裝箱的正常涂裝和使用提供了保證。

    5.2.2《集裝箱用水性涂料施工規(guī)范》

    規(guī)范中明確了施工環(huán)境的要求。溫度5～40 ℃，濕度不大于85%，良好的通風，充足的照明及安全的技術要求。

    規(guī)范中明確了涂料的施工規(guī)范。首先規(guī)定的施工前的準備，包括施工環(huán)境的確認，底材表面狀態(tài)的確認，涂裝工具和設備的檢查，通風、照明情況的確認，涂料品種、顏色的確認、施工參數(shù)的確認、涂料攪拌情況的確認等7個方面，全面地規(guī)定了涂裝前的準備。其次，標準規(guī)定了涂裝工位和流程，明確了水性涂料“三噴三烘”的工藝流程。

    再次，標準規(guī)定了車間底漆涂裝，底漆預涂、涂裝、流平和烘烤；中間漆、內面漆的涂裝、流平和烘烤的技術要求，面漆的涂裝、流平和烘烤的技術要求。最后，標準規(guī)定了涂料在線修補、烘干、底架涂裝和完工檢查等技術要求。

    標準解讀該標準借鑒了JH/T E03《集裝箱涂料施工規(guī)范》的技術要求，根據(jù)水性涂料的特點進行了修訂，施工環(huán)境溫度調整為5～40 ℃，施工的濕度要不大于85%，同時明確了通風、照明和安全技術要求，為水性涂料的施工提供了保證。根據(jù)水性涂料的特點，施工流程由溶劑型涂料的“三噴一烘”調整為“三噴三烘”，從而保證了集裝箱水性涂料的正常涂裝。

    5.2.3《集裝箱用水性涂料涂膜檢驗方法和驗收標準》

    首先，標準規(guī)定了涂膜厚度的檢驗方法及驗收標準。涂膜厚度的檢驗包括涂料施工過程中濕膜厚度的檢驗和涂裝完成后總干膜厚度的檢驗。濕膜厚度儀應采用不銹鋼和鋁合金，濕膜厚度的測定應該噴涂完畢后立即進行，濕膜厚度為參考數(shù)據(jù)。干膜厚度儀通常采用便攜式電子磁力干膜厚度計，測量點共計140個，分布情況見表5。

    其次，標準規(guī)定了涂膜附著力的建議方法及驗收標準。涂膜的附著力測定在涂料施工7 d后進行，方法按GB/T 9286—1998《色漆和清漆漆膜的劃格實驗規(guī)定的方法》執(zhí)行。驗收標準不低于GB/T 9286—1998《色漆和清漆漆膜的劃格實驗》規(guī)定的等級2級。再次，標準明確了涂膜外觀的建議方法及驗收標準涂膜外觀應避免出現(xiàn)嚴重的流掛、露底、透底的針孔、開裂、發(fā)花、閃銹、縮孔、魚眼、起泡等缺陷。最后，標準規(guī)定了涂料修補及檢驗標準。對涂膜厚度達不到要求的部位需進行局部涂料修補。修補完工后，應對修補區(qū)域重新進行膜厚、外觀及附著力檢查，直到達到驗收標準。

    標準解讀

 

    干膜厚度是集裝箱涂膜驗收標準的關鍵指標，考慮到集裝箱的實際涂裝情況，對環(huán)氧富鋅底漆的膜厚進行了要求，標準要求環(huán)氧富鋅涂層的平均干膜膜厚允許有5 μm的下偏差，上偏差不作限制。總干膜厚度的驗收標準采用90－10規(guī)則，即：對于總干膜厚度，集裝箱各個獨立面積應分別考慮，每個面積的測量點中，90%的測量點的讀數(shù)不應低于規(guī)范值，其余10%的測量點讀數(shù)不應低于規(guī)范值的90%。涂膜附著力是集裝箱涂膜驗收標準的核心，考慮到水性涂料的干燥情況，建議涂料施工7 d后進行，同時規(guī)定了如果遇到極端的天氣，可以適當延長養(yǎng)護時間，待涂膜完全干燥后進行測定。

    涂膜外觀的驗收標準，考慮到水性涂料的特點，允許有少量不透底的針孔和微泡，局部輕微流掛和表面粗糙等情況，可以不做修理。考慮到集裝箱生產(chǎn)的實際情況，集裝箱涂膜的修補可根據(jù)現(xiàn)場施工環(huán)境選擇使用水性涂料，或與用戶協(xié)商使用溶劑型涂料。

    5.2.4《水性集裝箱涂料VOC檢測方法》

    水性集裝箱涂料VOC含量范圍0.1%～15%，經(jīng)過討論確定檢測方法等效采用國標GBT 23986—2009《色漆和清漆揮發(fā)性有機化合物（VOC）含量的測定氣相色譜法》，具體測定方法為標準中規(guī)定的推薦方法2，樣品的VOC含量，以單位克每升（g/L）表示。

    6、集裝箱用水性涂料行業(yè)存在的問題和應對措施

 

    隨著各種環(huán)保法律法規(guī)的建立，集裝箱涂料環(huán)保化成為必然。水性涂料以水為溶劑，可以根據(jù)需要調節(jié)施工黏度，其以施工方便、容易控制厚度及損耗低等特點而成為集裝箱涂料的發(fā)展趨勢和研究重點。國際集裝箱租賃協(xié)會（IICL）也召開了專門會議提出了有關集裝箱水性涂料開發(fā)生產(chǎn)和應用的建議。最近幾年來，國內外很多公司在進行集裝箱涂料水性化的研究。目前主要的難題是，集裝箱的生速度不斷提高，這無疑為集裝箱涂料的水性化增加了難度。水性集裝箱涂料的開發(fā)需要解決防腐性能、生產(chǎn)線施工性能、涂料成本偏高三個技術難題，以及資金、管理等一系列問題。目前，能夠完全滿足生產(chǎn)線要求的三涂層全水性集裝箱涂料的廠家還為數(shù)不多。

    6.1防腐性能

 

    集裝箱涂料的防腐性能主要是由涂料中的樹脂決定的。水性集裝箱涂料的防腐性能要達到與溶劑型相同的防腐性能，在技術上存在一定的困難，因為水性涂料與溶劑型涂料在成膜機理上的不同導致涂膜性能有所差異。溶劑型環(huán)氧樹脂涂料成膜機理：環(huán)氧樹脂和固化劑以分子形式溶解在有機溶劑中，形成的體系是均相的，固化反應在分子之間進行，因而固化反應進行得比較完全，能夠形成均相的、致密的涂膜，防腐性能突出。水性環(huán)氧樹脂涂料成膜機理：大部分水分蒸發(fā)后，環(huán)氧樹脂乳膠粒子相互接觸，形成緊密堆積的結構，殘余的水分和固化劑分子則處在分散相粒子的間隙；水分進一步蒸發(fā)，分散相粒子開始凝結，形成緊密的六邊形結構；同時固化劑分子擴散到分散相粒子的界面及其內部發(fā)生固化反應，樹脂的玻璃化溫度逐漸提高，擴散速度變慢，粒子之間很難凝結成膜。固化反應進行的不完全，不能形成均勻致密的涂膜，導致防腐性能與溶劑型有所差異。水性環(huán)氧樹脂涂料固化是否充分主要取決于以下兩個因素：

    （1）環(huán)氧樹脂分散相粒子的粒徑。

    在相同的情況下，環(huán)氧樹脂分散相的粒徑較小時，粒子表面的固化劑濃度較為適中，表面固化速度較慢，固化劑分子有足夠的時間擴散到整個環(huán)氧樹脂分散相粒子，使之固化完全，因而可以形成均勻、完全固化的涂膜。反之，分散相粒子尺寸較大時，粒子表面的固化劑濃度相對較高，導致表面快速固化，隨著固化反應的進行，環(huán)氧樹脂分散相的表觀黏度不斷增大，玻璃化溫度也會逐漸提高，固化劑分子向環(huán)氧樹脂粒子內部擴散速度逐漸變慢，環(huán)氧樹脂粒子內部來不及固化而致使涂膜固化不完全。

    （2）固化劑與環(huán)氧樹脂的相容性。

    提高固化劑與環(huán)氧樹脂的相容性，固化劑越容易向環(huán)氧樹脂微粒內部擴散，越有利于固化反應的進行，提高體系的穩(wěn)定性。

    最近幾年水性環(huán)氧樹脂產(chǎn)品日益成熟，國內外已經(jīng)有很多公司如陶氏、氰特、翰森、安邦等都已經(jīng)開發(fā)出粒徑為納米級的水性環(huán)氧樹脂；同時與之配套的相容性好的水性環(huán)氧固化劑產(chǎn)品也走向成熟。這些為研究集裝箱用水性涂料提供了基礎，通過合理使用這些成熟的產(chǎn)品，使水性環(huán)氧防腐涂料與溶劑型的環(huán)氧防腐涂料性能已經(jīng)非常接近，基本可以滿足集裝箱的防腐要求。

    6.2施工性能

 

    最近幾年由于全世界海運事業(yè)的高速發(fā)展，使得集裝箱的需求快速增長，集裝箱產(chǎn)量大幅提高，生產(chǎn)效率也快速提高，生產(chǎn)節(jié)奏最快的生產(chǎn)線達到3min的節(jié)奏，使水性集裝箱涂料在施工上更增加了難度。眾所周知，水性涂料在低溫高濕等環(huán)境下干燥與固化速度非常慢，如何使水性涂料全天候地滿足如此快的生產(chǎn)節(jié)奏成為制約水性集裝箱涂料發(fā)展的第二個難題。水性集裝箱涂料的研究單位希望能夠不斷到生產(chǎn)線進行施工性能測試，但集裝箱生產(chǎn)廠家由于考慮到生產(chǎn)效率問題，希望研究單位到現(xiàn)場施工測試的次數(shù)盡可能少，以免影響到正常生產(chǎn)。因此需要妥善解決這一矛盾，要求研究單位所研究的水性涂料有一個較寬的施工窗口，盡可能地在實驗室內充分模擬現(xiàn)場的環(huán)境條件、施工條件、干燥條件，以減少箱廠的壓力。國內生產(chǎn)節(jié)奏最快的某條生產(chǎn)線的工位、生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀、對水性集裝箱涂料的要求見表1。

 

    水性集裝箱涂料要在不改變現(xiàn)有溶劑型生產(chǎn)線效率的情況下進行高壓無氣噴涂施工，三道涂層一道烘烤，要求干燥速度快，涂層附著力好，耐水性能好，無流掛、開裂、針孔等涂膜弊病。上述要求為水性集裝箱涂料的施工帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。筆者根據(jù)多年水性集裝箱涂料的研究經(jīng)驗，提出涂料施工的技術難點及解決辦法，如表2所示。

 

    6.3成本難題

 

    雖然水性涂料有環(huán)保、節(jié)能、施工方便等優(yōu)點，也是涂料發(fā)展的方向，但是由于水性集裝箱涂料的成本始終高于相應的溶劑型涂料，在集裝箱制造業(yè)競爭十分激烈的今天，說服箱廠與箱主拿出更多的資金為環(huán)保買單是十分困難的，所以降低成本是水性集裝箱涂料規(guī)模應用的必由之路。水性集裝箱涂料降低成本主要是自主研發(fā)水性樹脂、防銹顏料、水性助劑，國內在這方面的研究起步較晚，產(chǎn)品性能與國外公司仍有一定差距。主要是由于國內專業(yè)的研究機構少、基礎弱、技術人員流動快、技術交流少等因素導致這些原料大量依賴國外進口產(chǎn)品，國內缺乏自主創(chuàng)新。水性集裝箱涂料成本的降低可以從以下幾個方面入手：

    （1）加強與專業(yè)研究機構、企業(yè)的聯(lián)合，自主開發(fā)低成本的水性樹脂、助劑；（2）穩(wěn)定一支科研隊伍，按照科研程序進行嚴謹?shù)摹⒖茖W的、系統(tǒng)的試驗；（3）加強技術交流，加強與同行業(yè)之間的交流，及時了解國內外信息。

    7、我國集裝箱用水性涂料行業(yè)VOCs治理

    7.1我國水性集裝箱涂料產(chǎn)業(yè)VOCs治理的優(yōu)勢和必要性

 

    我國作為集裝箱生產(chǎn)大國，龐大的產(chǎn)量帶來了龐大的VOCs排放量。對于集裝箱制造業(yè)的VOCs污染問題，一些國家早就通過發(fā)布法規(guī)或標準對排放量進行限定。國外集裝箱制造業(yè)VOCs的控制形式、控制指標、限值制定等各有特點，對我國制定集裝箱制造業(yè)VOCs排放標準有一定的借鑒意義。

    中國貢獻了全球95%以上集裝箱的制造量，因此，VOCs的治理對于全球環(huán)境保護有著非常重要的意義。中國集裝箱VOCs的治理有著天然的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

    1.產(chǎn)業(yè)集聚。主要集中在廣東和江蘇，位于以上兩省的中集和新華昌，總的VOCs排放量已超過全國總排放量的60%。

    2.涂裝線自動化程度高。開卷、軋平、剪切、拋丸等底層處理工藝全部自動化；車間底漆噴涂為機械自動輥涂；箱體噴涂采用整箱自動噴涂、靜電噴涂等工藝。

    據(jù)悉，我國即將出臺的國家集裝箱制造業(yè)大氣污染物排放標準，將對全國集裝箱制造企業(yè)提出更高的要求，將促進整個行業(yè)的技術升級和行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

    不僅如此，標準的制定與出臺，也使得國家VOCs污染控制管理能力有所提升，有利于緩解區(qū)域大氣復合污染，改善環(huán)境空氣質量。

    7.2我國水性集裝箱涂料產(chǎn)業(yè)VOCs治理情況

 

    目前，國內集裝箱主要制造企業(yè)TOP20，幾乎全部隸屬于中集、勝獅、新華昌、中海和馬士基五大集團，其中中集占據(jù)了50%的國內市場，前三家總共占據(jù)85%的國內市場。

    按照新造集裝箱數(shù)量的4%-5%標準計算，2016年之前涂裝VOCs排放量每年排放的VOCs多達數(shù)十萬噸，2016年初，隨著環(huán)保部的政策施壓，《中國集裝箱行業(yè)VOCs治理行業(yè)自律公約》應運而生，要求2017年4月1日起中國集裝箱行業(yè)統(tǒng)一由油漆切換為水性涂料，不整改的每生產(chǎn)一個集裝箱，罰款800元人民幣。2016年是比較糾結的一年，因此集裝箱的出口量較2015年有所降低，隨著大量集裝箱制造企業(yè)油改水的實施，涂裝VOCs的排放量應該要遠低于按照標準計算的9.4萬噸。

    截至2016年7月，各集裝箱制造企業(yè)已經(jīng)改造的涂裝線列舉如下：

    中集集團深圳中集箱廠（華南地區(qū)）

    太倉中集箱廠（華東地區(qū)）

    大連中集箱廠（華北地區(qū)）

    太平集團惠州太平箱廠（華南地區(qū)）

    啟東太平箱廠（華東地區(qū)）

    華昌集團惠州新華昌箱廠（華南地區(qū)）

    中國遠洋海運集團廣州南沙工廠（華南地區(qū)）

    錦州工廠（華北地區(qū)）

 

    8、集裝箱用水性涂料行業(yè)發(fā)展展望

 

    中國是集裝箱制造大國，但目前也存在著產(chǎn)能過剩、價格過低、廢氣治理、工作環(huán)境和主要零部件質量五大技術難題。水性集裝箱涂料的研究可以節(jié)約能源，減少環(huán)境污染，減少對生產(chǎn)線工人的傷害，是涂料發(fā)展的必然趨勢。水性集裝箱涂料的開發(fā)需要解決防腐性能、施工性能、成本三個技術難題，是一項長期而且系統(tǒng)的工作，需要加強與研究機構、原料廠家以及企業(yè)與企業(yè)之間的緊密合作與交流，相信隨著更多涂料廠家的加入，必然會推動水性集裝箱涂料技術的不斷進步，推動集裝箱行業(yè)的變革。水性集裝箱涂料的開發(fā)應用可以在工業(yè)防腐涂料領域起到示范作用，帶動新型水性樹脂、助劑、防銹顏料等原料的發(fā)展，推動其他行業(yè)水性防腐涂料技術的革新，具有廣泛的社會效益和經(jīng)濟效益。

 

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責任編輯：王元

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