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水性集装箱涂料发展现状及标准、性能要求、施工工艺

2019-03-18

自20世纪80年代在我国创立以来,集装箱制作业经过了30多年的开展,已经成为老练的工业,每年有250万~300万TEU的新造集装箱的需求量,需求涂料量为18万~22万吨,基本上以溶剂型涂料为主,约为95%左右。而传统的工业涂料含有大量的有机溶剂,溶剂在施工和枯燥的过程中大都蒸发出来,这不仅严峻污染了环境和危害了人类健康,一起还对资源形成的极大浪费。据资料显示,钢铁制品及其设备在涂装过程中蒸发掉的VOC总量约占全球VOC总量的20%~25%,已经成为大气的首要污染源之一。

       近几年来,在国家方针的推动下,各地陆续颁布了有关“油改水”的环保方针。而对于集装箱涂料职业而言,2017年我国集装箱职业协会在职业界强制推广“禁油推水”的方针并拟定了职业规范,“箱漆”从此迈入了水性涂料的时代。经过将近两年的开展,“箱漆”也已从“两强并立”开展到“群雄并起”的时代,其间两强指的是德威与KCC,群雄指的是中涂化工、中远关西、麦加、集泰、海虹、豪立、晨阳等企业。

       水性集装箱涂料配套

       根据职业规范,现在箱身漆系统遍及选用“3+2”的配套方法,其间“3”指的是外配套的三道漆,别离是双组份环氧富锌底漆,单/双组份环氧中心漆与丙烯酸外面漆;“2”指的是内配套的两道漆,别离是双组份环氧富锌底漆与双组份环氧内面漆。对于中心漆,有挑选单组份的,也有双组份的。

水性环氧富锌涂料

       由于锌粉的存在,水性环氧富锌涂料可有效地对箱体进行阴极保护,延缓箱体腐蚀进展,避免因磕碰引起的漆膜脱落,因而该系统得到了箱东的共同认可。

       水性环氧富锌涂料,首要成分包括环氧树脂、固化剂、锌粉及各种助剂,活泼金属锌粉可与水发作化学反应,因而在有锌粉存在的组分中,不可以含有水分,而环氧涂猜中的环氧树脂和固化剂也不可以在一个组分中,因而规划配方时有2种思路(锌粉与环氧树脂在一个组分中;锌粉与胺类固化剂在一个组分中)。

       因水性环氧富锌涂料是给箱体供给防腐的首要涂层,因而该产品的防腐功用、机械功用为配方规划关键,一起要重点统筹施工功用。

       水性内面漆

       现在水性内面漆首要的配方系统有:水性环氧内面漆、水性丙烯酸环氧内面漆2种。

       水性环氧内面漆。该系统是原溶剂型系统内面漆水性化的计划,首要组分为水性环氧乳液、水性环氧固化剂、防锈填料、颜料、功用填料等组成。考虑到系统的安稳性,一般选用自乳化的环氧乳液,但现在看来国内企业出产的树脂大部分有必定进步空间。

       水性固化剂方面,现在各家涂料供货商不同十分大,但从防腐视点考虑,水溶性十分优异、反应活性较低的固化剂不适合用于水性集装箱涂料内面漆。因亲水基团的引进,在同等条件下水性涂料防腐功用没有溶剂型的好。

       水性丙烯酸环氧内面漆。该系统一般选用特种丙烯酸树脂作为主体树脂,再引进液体环氧进行杂化。该配方系统的优势为本钱相对较低,但考虑防腐的因素,现在占市场80%以上比例的干流涂料供货商,没有挑选该系统。

水性中心漆

       水性中心漆首要的配方系统有:水性环氧中心漆、水性丙烯环氧中心漆、水性丙烯酸中心漆3种。

       水性环氧中心漆、水性丙烯酸环氧中心漆配方规划思路与水性内面漆类似。而水性丙烯酸中心漆的主体树脂为高相对分子质量的丙烯酸乳液,因丙烯酸乳液与环氧乳液本钱差异巨大,该配方系统的本钱优势明显,但随着国产环氧乳液功用的进步,本钱优势有下降的趋势。

       丙烯酸面漆

       水性丙烯酸面漆因丙烯酸乳液单体的不同,首要分为纯丙乳液、硅丙乳液和苯丙乳液。

       水性丙烯酸面漆首要是赋予漆膜优秀的外观、较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优于其他2种乳液,但因硅烷等引进,本钱较高;相对而言,纯丙乳液的功用和本钱较均衡,现在使用最多;苯丙乳液耐候性稍差,但本钱优势明显。

       丙烯酸面漆除乳液组分外,颜料也是重要的组分之一。从环保视点看,现在使用的颜料都为无重金属的产品,但部分颜料安稳存在对pH有必定的要求,因而配方规划时需对各个颜料pH需求进行承认并处理。

       水性集装箱涂料功用要求及相关规范

       长时间漆膜功用

       长时间漆膜功用首要包括防腐功用、机械功用、耐候性3个方面。比较权威的测验规范为KTA实验室进行的IICL测验,别的我国集装箱协会(CCIA)安排拟定的JH/TE08—2015《集装箱用水性涂料涂膜检验办法和检验规范》中对漆膜长时间功用的要求首要参阅借鉴IICL测验办法。

因表里配套系统不同,测验流程办法也有差异,详细流程如下图所示。

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漆膜检验规范及初期耐水性等要求规范

       漆膜检验时首要对漆膜流挂状态、针孔/暗泡状态、色彩外观、露底状况等进行考察。集装箱协会安排编写的JH/TE08—2015对膜厚、附着力、外观等要求都进行了详细规范,为职业重点参阅规范,别的部分箱东也有各自公司的详细检验规范,别离进行了内部操控指标的设置。本文仅介绍实践使用中遇到的重点项目。

       针孔、暗泡

       由于乳化剂等表面活性剂的影响,水性涂料更容易发作气泡,成膜后的体现即为针孔、暗泡;当针孔、暗泡严峻到必定程度后,出现蜂窝状,将严峻影响涂层的防腐功用,特别是穿透性针孔极易发作点锈。现在首要的处理方法是依靠添加助剂来完成,从而使涂料的本钱有较大进步。

       初期耐水性

       首要包括箱外初期耐水性和箱内泼水实验2个方面。其间箱外初期耐水性首要针对集装箱下线后天气持续下雨的状况,对漆膜的枯燥性、初期交联密度、漆膜水溶性物质含量等提出较高要求;箱内泼水实验,考察的是箱内是否有露底状况、是否有穿透性针孔及漆膜初期枯燥功用。

       水性集装箱涂料施工工艺介绍

       “三分涂料,七分施工”,没有杰出施工性的水性涂料,即便防腐功用十分优异也不会被市场所接纳,对水性集装箱涂料来说,尤为如此。

       溶剂型集装箱涂料转为水性集装箱涂料,最大的变化为:三喷一烘变为三喷三烘,一起由于水性涂料对施工的温度、湿度、风速等要求都较高,因而整体喷涂线的布局变化较大。典型的涂装线布局(有时可根据实践状况调整涂装工位顺序)是:车间打砂、底漆涂装和烘烤→(成型、部装、总装)→(二次打砂、除油)→预热和预涂底漆→水性环氧富锌底漆涂装→底漆流平→底漆烘房→冷却→中心漆和内面漆涂装→流平→中心漆烘房→冷却→面漆涂装→冷却→线上修补→面漆烘房→冷却→(木地板铺放和竣工工位)→底架漆涂装→流平→底架漆烘干→冷却→竣工检查。

各个工位容易遇到的问题如下。

       预热和冷却工位

       首要是为了在喷涂前保证箱体温度不可以太高或太低,如超越40℃喷涂,极易发作粗糙等问题,如低于15℃,又极易发作流挂等问题。

       流平工位

       可以使涂装后的湿膜部分水分蒸发,避免直接进入烘房高温加热。因而为保证部分水分的蒸发,该工位需求保证必定的风速和温度,风速和温度过低或过高都极易发作气泡、针孔、流挂等漆病。

       烘房工位

       烘房温度最好为梯度升高模式,最优的方法为设置低、高温烘房,避免刚施工完水性涂料直接进入高温烘房,出现漆膜被烤焦、内部发作蜂窝状针孔等漆病;一起主张烘房中出风口平行于箱体侧表面,避免直吹侧板引起局部过热和过快的枯燥。

       涂装工位

       因水性涂料雾化没有溶剂型涂料好,因而需求挑选小口径枪嘴,喷涂压力需求适当进步,一起喷涂枪距操控在35cm以上,否则漆膜极易发作针孔、暗泡等漆病,从而对防腐发作负面影响。

       水性集装箱涂料存在的首要问题

       原材料供给的问题

       树脂、助剂等高附加值的原材料首要是由国外大公司供给,这是由于国际大公司在水性涂料技能方面有几十年的技能积累,都有必定使用经验,但这也给国内各个技能型企业供给了一个“天高任鸟飞”的市场环境。
能耗高的问题

       与原溶剂型系统的三喷一烘及快干稀释剂使用相比,水性系统只能经过外部加热耗能的方法调节温湿度。但随着国家清洁动力的进一步推广,低VOC排放的水性涂料使用远景愈加宽广。

       水处理的问题

       由于水性涂料含有必定量的水溶性物质,因而水性喷涂工艺的废水比溶剂型工艺的废水更难处理。但相对来说,集装箱涂料涂装会集度十分高,可以对污水进行会集处理。

       漆病的操控问题

       因水性涂料对温度、湿度、枪嘴磨损程度等都比较敏感,随着气温的变化若没有及时调整调漆工序,极易发作粗糙和流挂现象。但现在来看,干流的水性集装箱涂料供货商都摸索出了一套现场操控的手法,可对相关问题进行猜测,避免发作批量问题,形成较大损失。

结语

现在水性集装箱涂料的大规模使用,为工业涂料水性化大规模使用开了先河,随着涂料研发工程师技能知识的逐渐积累、原材料技能功用的拓展、涂装工艺的进一步完善,水性工业涂料将进一步走向老练,从而为涂料职业绿色化做出巨大贡献。