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水性集裝箱涂料發展現狀及標準、性能要求、施工工藝

2019-03-18

自20世紀80年代在我國創立以來,集裝箱制作業經過了30多年的開展,已經成為老練的工業,每年有250萬~300萬TEU的新造集裝箱的需求量,需求涂料量為18萬~22萬噸,基本上以溶劑型涂料為主,約為95%左右。而傳統的工業涂料含有大量的有機溶劑,溶劑在施工和枯燥的過程中大都蒸發出來,這不僅嚴峻污染了環境和危害了人類健康,一起還對資源形成的極大浪費。據資料顯示,鋼鐵制品及其設備在涂裝過程中蒸發掉的VOC總量約占全球VOC總量的20%~25%,已經成為大氣的首要污染源之一。

       近幾年來,在國家方針的推動下,各地陸續頒布了有關“油改水”的環保方針。而對于集裝箱涂料職業而言,2017年我國集裝箱職業協會在職業界強制推廣“禁油推水”的方針并擬定了職業規范,“箱漆”從此邁入了水性涂料的時代。經過將近兩年的開展,“箱漆”也已從“兩強并立”開展到“群雄并起”的時代,其間兩強指的是德威與KCC,群雄指的是中涂化工、中遠關西、麥加、集泰、海虹、豪立、晨陽等企業。

       水性集裝箱涂料配套

       根據職業規范,現在箱身漆系統遍及選用“3+2”的配套方法,其間“3”指的是外配套的三道漆,別離是雙組份環氧富鋅底漆,單/雙組份環氧中心漆與丙烯酸外面漆;“2”指的是內配套的兩道漆,別離是雙組份環氧富鋅底漆與雙組份環氧內面漆。對于中心漆,有挑選單組份的,也有雙組份的。

水性環氧富鋅涂料

       由于鋅粉的存在,水性環氧富鋅涂料可有效地對箱體進行陰極保護,延緩箱體腐蝕進展,避免因磕碰引起的漆膜脫落,因而該系統得到了箱東的共同認可。

       水性環氧富鋅涂料,首要成分包括環氧樹脂、固化劑、鋅粉及各種助劑,活潑金屬鋅粉可與水發作化學反應,因而在有鋅粉存在的組分中,不可以含有水分,而環氧涂猜中的環氧樹脂和固化劑也不可以在一個組分中,因而規劃配方時有2種思路(鋅粉與環氧樹脂在一個組分中;鋅粉與胺類固化劑在一個組分中)。

       因水性環氧富鋅涂料是給箱體供給防腐的首要涂層,因而該產品的防腐功用、機械功用為配方規劃關鍵,一起要重點統籌施工功用。

       水性內面漆

       現在水性內面漆首要的配方系統有:水性環氧內面漆、水性丙烯酸環氧內面漆2種。

       水性環氧內面漆。該系統是原溶劑型系統內面漆水性化的計劃,首要組分為水性環氧乳液、水性環氧固化劑、防銹填料、顏料、功用填料等組成??紤]到系統的安穩性,一般選用自乳化的環氧乳液,但現在看來國內企業出產的樹脂大部分有必定進步空間。

       水性固化劑方面,現在各家涂料供貨商不同十分大,但從防腐視點考慮,水溶性十分優異、反應活性較低的固化劑不適合用于水性集裝箱涂料內面漆。因親水基團的引進,在同等條件下水性涂料防腐功用沒有溶劑型的好。

       水性丙烯酸環氧內面漆。該系統一般選用特種丙烯酸樹脂作為主體樹脂,再引進液體環氧進行雜化。該配方系統的優勢為本錢相對較低,但考慮防腐的因素,現在占市場80%以上比例的干流涂料供貨商,沒有挑選該系統。

水性中心漆

       水性中心漆首要的配方系統有:水性環氧中心漆、水性丙烯環氧中心漆、水性丙烯酸中心漆3種。

       水性環氧中心漆、水性丙烯酸環氧中心漆配方規劃思路與水性內面漆類似。而水性丙烯酸中心漆的主體樹脂為高相對分子質量的丙烯酸乳液,因丙烯酸乳液與環氧乳液本錢差異巨大,該配方系統的本錢優勢明顯,但隨著國產環氧乳液功用的進步,本錢優勢有下降的趨勢。

       丙烯酸面漆

       水性丙烯酸面漆因丙烯酸乳液單體的不同,首要分為純丙乳液、硅丙乳液和苯丙乳液。

       水性丙烯酸面漆首要是賦予漆膜優秀的外觀、較高的耐候性及耐水性等功用。硅丙乳液的耐候性、耐水性及耐沾污性都優于其他2種乳液,但因硅烷等引進,本錢較高;相對而言,純丙乳液的功用和本錢較均衡,現在使用最多;苯丙乳液耐候性稍差,但本錢優勢明顯。

       丙烯酸面漆除乳液組分外,顏料也是重要的組分之一。從環保視點看,現在使用的顏料都為無重金屬的產品,但部分顏料安穩存在對pH有必定的要求,因而配方規劃時需對各個顏料pH需求進行承認并處理。

       水性集裝箱涂料功用要求及相關規范

       長時間漆膜功用

       長時間漆膜功用首要包括防腐功用、機械功用、耐候性3個方面。比較權威的測驗規范為KTA實驗室進行的IICL測驗,別的我國集裝箱協會(CCIA)安排擬定的JH/TE08—2015《集裝箱用水性涂料涂膜檢驗辦法和檢驗規范》中對漆膜長時間功用的要求首要參閱借鑒IICL測驗辦法。

因表里配套系統不同,測驗流程辦法也有差異,詳細流程如下圖所示。

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漆膜檢驗規范及初期耐水性等要求規范

       漆膜檢驗時首要對漆膜流掛狀態、針孔/暗泡狀態、色彩外觀、露底狀況等進行考察。集裝箱協會安排編寫的JH/TE08—2015對膜厚、附著力、外觀等要求都進行了詳細規范,為職業重點參閱規范,別的部分箱東也有各自公司的詳細檢驗規范,別離進行了內部操控指標的設置。本文僅介紹實踐使用中遇到的重點項目。

       針孔、暗泡

       由于乳化劑等表面活性劑的影響,水性涂料更容易發作氣泡,成膜后的體現即為針孔、暗泡;當針孔、暗泡嚴峻到必定程度后,出現蜂窩狀,將嚴峻影響涂層的防腐功用,特別是穿透性針孔極易發作點銹?,F在首要的處理方法是依靠添加助劑來完成,從而使涂料的本錢有較大進步。

       初期耐水性

       首要包括箱外初期耐水性和箱內潑水實驗2個方面。其間箱外初期耐水性首要針對集裝箱下線后天氣持續下雨的狀況,對漆膜的枯燥性、初期交聯密度、漆膜水溶性物質含量等提出較高要求;箱內潑水實驗,考察的是箱內是否有露底狀況、是否有穿透性針孔及漆膜初期枯燥功用。

       水性集裝箱涂料施工工藝介紹

       “三分涂料,七分施工”,沒有杰出施工性的水性涂料,即便防腐功用十分優異也不會被市場所接納,對水性集裝箱涂料來說,尤為如此。

       溶劑型集裝箱涂料轉為水性集裝箱涂料,最大的變化為:三噴一烘變為三噴三烘,一起由于水性涂料對施工的溫度、濕度、風速等要求都較高,因而整體噴涂線的布局變化較大。典型的涂裝線布局(有時可根據實踐狀況調整涂裝工位順序)是:車間打砂、底漆涂裝和烘烤→(成型、部裝、總裝)→(二次打砂、除油)→預熱和預涂底漆→水性環氧富鋅底漆涂裝→底漆流平→底漆烘房→冷卻→中心漆和內面漆涂裝→流平→中心漆烘房→冷卻→面漆涂裝→冷卻→線上修補→面漆烘房→冷卻→(木地板鋪放和竣工工位)→底架漆涂裝→流平→底架漆烘干→冷卻→竣工檢查。

各個工位容易遇到的問題如下。

       預熱和冷卻工位

       首要是為了在噴涂前保證箱體溫度不可以太高或太低,如超越40℃噴涂,極易發作粗糙等問題,如低于15℃,又極易發作流掛等問題。

       流平工位

       可以使涂裝后的濕膜部分水分蒸發,避免直接進入烘房高溫加熱。因而為保證部分水分的蒸發,該工位需求保證必定的風速和溫度,風速和溫度過低或過高都極易發作氣泡、針孔、流掛等漆病。

       烘房工位

       烘房溫度最好為梯度升高模式,最優的方法為設置低、高溫烘房,避免剛施工完水性涂料直接進入高溫烘房,出現漆膜被烤焦、內部發作蜂窩狀針孔等漆病;一起主張烘房中出風口平行于箱體側表面,避免直吹側板引起局部過熱和過快的枯燥。

       涂裝工位

       因水性涂料霧化沒有溶劑型涂料好,因而需求挑選小口徑槍嘴,噴涂壓力需求適當進步,一起噴涂槍距操控在35cm以上,否則漆膜極易發作針孔、暗泡等漆病,從而對防腐發作負面影響。

       水性集裝箱涂料存在的首要問題

       原材料供給的問題

       樹脂、助劑等高附加值的原材料首要是由國外大公司供給,這是由于國際大公司在水性涂料技能方面有幾十年的技能積累,都有必定使用經驗,但這也給國內各個技能型企業供給了一個“天高任鳥飛”的市場環境。
能耗高的問題

       與原溶劑型系統的三噴一烘及快干稀釋劑使用相比,水性系統只能經過外部加熱耗能的方法調節溫濕度。但隨著國家清潔動力的進一步推廣,低VOC排放的水性涂料使用遠景愈加寬廣。

       水處理的問題

       由于水性涂料含有必定量的水溶性物質,因而水性噴涂工藝的廢水比溶劑型工藝的廢水更難處理。但相對來說,集裝箱涂料涂裝會集度十分高,可以對污水進行會集處理。

       漆病的操控問題

       因水性涂料對溫度、濕度、槍嘴磨損程度等都比較敏感,隨著氣溫的變化若沒有及時調整調漆工序,極易發作粗糙和流掛現象。但現在來看,干流的水性集裝箱涂料供貨商都摸索出了一套現場操控的手法,可對相關問題進行猜測,避免發作批量問題,形成較大損失。

結語

現在水性集裝箱涂料的大規模使用,為工業涂料水性化大規模使用開了先河,隨著涂料研發工程師技能知識的逐漸積累、原材料技能功用的拓展、涂裝工藝的進一步完善,水性工業涂料將進一步走向老練,從而為涂料職業綠色化做出巨大貢獻。 

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