1·集裝箱防腐要求

集裝箱是國(guó)際物流運(yùn)輸?shù)膶?zhuān)用工具，其使用環(huán)境復(fù)雜多變，不僅要經(jīng)受溫差變化、風(fēng)吹雨淋、紫外線(xiàn)輻射、大氣腐蝕和海水沖擊等自然條件的考驗(yàn)，還要經(jīng)受運(yùn)輸和裝卸作業(yè)中的摩擦和沖撞等，導(dǎo)致其鋼結(jié)構(gòu)腐蝕不可避免。[1]

從集裝箱的構(gòu)造來(lái)看，構(gòu)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(gòu)成，厚度在1.6~2.0mm之間；因此，為防止集裝箱構(gòu)件腐蝕，集裝箱涂料的防腐性能顯得尤為重要。[2]集裝箱涂料是制造集裝箱的重要原材料之一，全球集裝箱涂料的年需量約30萬(wàn)t，價(jià)值約50億元人民幣。我國(guó)集裝箱涂料的最大年產(chǎn)量為38萬(wàn)t，按70kg/TEU的使用量計(jì)算，集裝箱涂料的市場(chǎng)需求相當(dāng)可觀，從而使集裝箱涂料成為涂料生產(chǎn)企業(yè)的必爭(zhēng)之地。

2·集裝箱涂料檢測(cè)及認(rèn)證要求

國(guó)際上，在1996年以前，集裝箱外側(cè)涂料及其配套涂料系統(tǒng)必須通過(guò)美國(guó)Konstandt實(shí)驗(yàn)室8個(gè)項(xiàng)目的13項(xiàng)檢測(cè)，總評(píng)分超過(guò)120分(滿(mǎn)分130分)并取得合格證后才能用于制造國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱。2000年，國(guó)際集裝箱標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)規(guī)定，集裝箱內(nèi)外側(cè)涂料配套系統(tǒng)必須通過(guò)KTA-TRTOR-WC實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，箱內(nèi)側(cè)面漆必須通過(guò)美國(guó)食品和藥品管理局檢測(cè)并取得證書(shū)后才可以裝運(yùn)食品。[3]為促進(jìn)集裝箱涂料行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，我國(guó)交通運(yùn)輸部于2011年發(fā)布最新的集裝箱涂料檢測(cè)規(guī)范JT/T810―2011《集裝箱涂料》。該標(biāo)準(zhǔn)引用國(guó)際、國(guó)內(nèi)最新版相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，全面規(guī)范集裝箱涂料的主要品種及技術(shù)要求，并依據(jù)我國(guó)實(shí)際情況，增加鋅粉底漆含量等12個(gè)集裝箱涂料技術(shù)要求指標(biāo)、8個(gè)涂料配套系統(tǒng)指標(biāo)及檢驗(yàn)規(guī)則等。該標(biāo)準(zhǔn)適用于鋼制通用集裝箱涂料，包括箱外3層涂膜和箱內(nèi)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·集裝箱水性防腐涂料國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況

3.1國(guó)外發(fā)展情況

早在1992年，國(guó)際集裝箱租賃協(xié)會(huì)召開(kāi)專(zhuān)業(yè)會(huì)議，提出開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用集裝箱水性涂料的建議。之后，Hempel，Mega，Chugoku，Kansai等涂料公司響應(yīng)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(guó)休斯敦投資了世界上最先進(jìn)的裝置專(zhuān)門(mén)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(yīng)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(shù)利用聚偏氯乙烯樹(shù)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(jī)溶劑型涂料相比，該配套水性涂料使揮發(fā)性有機(jī)化合物排放量減少90%以上，生產(chǎn)300萬(wàn)TEU干貨集裝箱所產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物少于1萬(wàn)t；其防腐性能達(dá)到甚至超過(guò)溶劑型富鋅底漆，并通過(guò)國(guó)際集裝箱租賃協(xié)會(huì)及美國(guó)食品和藥品管理局認(rèn)可的第三方認(rèn)證測(cè)試，能滿(mǎn)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(duì)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(hù)，并使有機(jī)化合物排放量減少75%以上。作為單組分體系涂料，AquaguardTM無(wú)須使用固化劑，能夠避免超過(guò)使用期限和混合比例錯(cuò)誤引起的油漆固化。
 

3.2國(guó)內(nèi)發(fā)展情況

近年來(lái)，中遠(yuǎn)關(guān)西涂料化工有限公司開(kāi)發(fā)了不同配套體系的集裝箱水性涂料。（1）利用美國(guó)羅門(mén)哈斯公司的PR-71K防腐乳液制備的集裝箱單組分水性底漆以及HG-54C耐候乳液制備的單組分丙烯酸面漆在復(fù)合層厚度達(dá)100m時(shí)，其耐鹽霧和耐水性達(dá)到600h，與傳統(tǒng)溶劑型涂料相比，其優(yōu)點(diǎn)為在增強(qiáng)環(huán)保性的同時(shí)，減少1道涂裝工序，且作為單組分涂料，能夠大大簡(jiǎn)化施工工藝。（2）開(kāi)發(fā)水性環(huán)氧富鋅底漆、水性環(huán)氧涂料和水性丙烯酸面漆的配套體系，其中：水性環(huán)氧富鋅底漆利用美國(guó)邁圖公司的Epikure8538-Y-68胺類(lèi)環(huán)氧固化劑固化為Epikote6520-WH-53環(huán)氧乳液，環(huán)氧乳液選用由I型E-20環(huán)氧樹(shù)脂制成的乳液品種；水性環(huán)氧中涂利用德國(guó)巴斯夫公司的環(huán)氧乳液Waterpoxy1455和胺加成物Waterpoxy751制備而成，環(huán)氧乳液由中分子量環(huán)氧樹(shù)脂E-20制成，其復(fù)合層耐鹽霧性達(dá)到600h。該涂料配套體系以水作為主要分散介質(zhì)，其揮發(fā)性有機(jī)物含量非常低，氣味小，對(duì)人體危害較小，且不易燃，在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過(guò)程中具有較高的安全性，并且能夠滿(mǎn)足集裝箱生產(chǎn)線(xiàn)快節(jié)奏生產(chǎn)的要求。天津中遠(yuǎn)關(guān)西涂料化工有限公司也于2004年開(kāi)始對(duì)集裝箱水性涂料進(jìn)行探索性研究，并于2008年加大研發(fā)力度，在集裝箱上試涂成功。

2002年10月，維新環(huán)保涂料(深圳)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)維新公司）與中國(guó)國(guó)際海運(yùn)集裝箱（集團(tuán)）股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中集集團(tuán)）合作，開(kāi)始開(kāi)發(fā)集裝箱水性涂料。該公司開(kāi)發(fā)的集裝箱水性配套涂料包括水性環(huán)氧富鋅底漆、水性環(huán)氧中漆和水性丙烯酸面漆，可采用3道涂層、1次烘烤的施工工藝，解決了配合集裝箱高效率生產(chǎn)線(xiàn)在線(xiàn)涂裝的技術(shù)瓶頸。水性環(huán)氧富鋅底漆以水性環(huán)氧固化劑和水性環(huán)氧乳液為主要基料，與鋅粉、助溶劑等配合，經(jīng)研磨、分散等工序加工而成；水性環(huán)氧中漆以脂肪胺改性水性環(huán)氧固化劑和固化水性環(huán)氧分散體為主要基料；水性丙烯酸面漆由三元共混乳液制備而成，光澤可達(dá)40%，初期耐水性較好，適合高壓無(wú)氣噴涂，單道涂裝涂層厚度可達(dá)30~100m，不流掛，不開(kāi)裂，僅涂裝1道便可完成面漆施工。在不改變集裝箱生產(chǎn)線(xiàn)節(jié)奏（集裝箱生產(chǎn)線(xiàn)每3~6min制造1個(gè)集裝箱）且按照溶劑型涂料施工參數(shù)施工的條件下，維新公司生產(chǎn)的集裝箱水性涂料在保護(hù)性、耐水性、硬度、光澤等性能指標(biāo)方面均達(dá)到溶劑型涂料的水平。目前，維新公司已生產(chǎn)集裝箱水性涂料100t，并與中集集團(tuán)合作，邀請(qǐng)Triton集裝箱租賃公司、凱航國(guó)際集裝箱有限公司、馬士基、赫伯羅特等集裝箱業(yè)界巨頭參與試驗(yàn)，生產(chǎn)集裝箱超過(guò)800TEU，所生產(chǎn)的集裝箱上均貼有環(huán)保標(biāo)簽。

廣州集泰化工有限公司利用水性聚氨酯面漆與水性環(huán)氧富鋅底漆、水性環(huán)氧中間漆構(gòu)成集裝箱表面涂裝3層配套體系，其中，水性聚氨酯面漆由水性聚氨酯乳液冷拼丙烯酸乳液制備而成。集裝箱底架使用水性仿瀝青防腐涂料，其原料包括水、水性丙烯酸乳液、防銹顏料、體質(zhì)填料、防沉劑、潤(rùn)濕分散劑、成膜助劑、消泡劑、酸堿調(diào)節(jié)劑、耐鹽霧助劑、防閃銹劑和增稠劑等。此涂料配套體系利用防銹顏料和體質(zhì)填料有效分散在水性涂料體系中，使涂料具備優(yōu)異的防腐性能，且產(chǎn)品不含有機(jī)溶劑和重金屬等有害物質(zhì)，環(huán)保性能極佳，并具有施工簡(jiǎn)單、儲(chǔ)存安全、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

寶駿涂料有限責(zé)任公司生產(chǎn)的水性集裝箱涂料已通過(guò)美國(guó)集裝箱涂料檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)KTA的檢測(cè)認(rèn)證，其中，箱外套漆檢測(cè)93分，箱內(nèi)套漆檢測(cè)84.5分；其生產(chǎn)的干貨集裝箱涂料通過(guò)美國(guó)食品和藥品管理局高耐水性基準(zhǔn)測(cè)試，目前在馬士基集裝箱生產(chǎn)線(xiàn)上使用。

海洋化工研究院有限公司于1993年開(kāi)始研制船用集裝箱水性涂料，目前已成功研制水性環(huán)氧富鋅底漆、水性環(huán)氧丙烯酸防腐底漆與水性丙烯酸面漆的配套涂層體系，并已取得相關(guān)檢測(cè)機(jī)構(gòu)認(rèn)證。

4·集裝箱水性防腐涂料特點(diǎn)

4.1優(yōu)點(diǎn)

（1）環(huán)保集裝箱水性涂料以水為溶劑，其有機(jī)溶劑含量為10%~15%，對(duì)大氣污染較小，有利于保護(hù)環(huán)境和改善作業(yè)條件。

（2）安全集裝箱水性涂料可以在濕表面和潮濕環(huán)境中直接涂覆施工，對(duì)材質(zhì)表面的適應(yīng)性較好，涂層附著力較強(qiáng)，能夠有效降低施工和儲(chǔ)存時(shí)的火災(zāi)等安全隱患；此外，涂裝工具可用水清洗，大大減少清洗溶劑消耗。

4.2缺點(diǎn)

（1）施工工藝復(fù)雜集裝箱涂裝生產(chǎn)節(jié)奏為每道工序3~6min，采用高壓無(wú)氣噴涂和涂料“濕碰濕”的施工工藝；涂層1道烘烤完成，烘烤溫度一般在60~80℃，烘烤時(shí)間為15~40min；要求涂膜干燥性較好，不起泡；烘烤冷卻0.5~1.0h后貼標(biāo)，要求貼標(biāo)時(shí)不能撕裂涂膜；烘烤冷卻1.0~1.5h后進(jìn)行水密試驗(yàn)，要求涂膜不起泡；箱檢時(shí)要求涂膜表面平整，無(wú)流掛、開(kāi)裂、針孔和縮孔等明顯涂膜弊病。

（2）成本較高集裝箱溶劑型涂料的成本為人民幣20元/kg左右，集裝箱水性涂料的成本在人民幣30元/kg左右。要降低集裝箱水性涂料的生產(chǎn)成本，需要自主研發(fā)水性樹(shù)脂、防銹顏料和水性助劑等。由于我國(guó)在水性涂料方面的研究起步較晚，專(zhuān)業(yè)研究機(jī)構(gòu)較少、研究基礎(chǔ)弱、技術(shù)人員流動(dòng)快、技術(shù)交流少等因素導(dǎo)致我國(guó)水性涂料生產(chǎn)原料大量依賴(lài)國(guó)外進(jìn)口，從而導(dǎo)致集裝箱水性涂料的生產(chǎn)成本較高。

（3）施工要求高集裝箱水性涂料對(duì)材質(zhì)表面的清潔度要求較高，原因是水的表面張力大，污物易使涂膜產(chǎn)生縮孔；此外，由于水性涂料對(duì)抗強(qiáng)機(jī)械作用力的分散穩(wěn)定性較差，輸送管道內(nèi)流速急劇變化時(shí)，涂料分散體因剪切破乳返粗，易使涂膜產(chǎn)生麻點(diǎn)，這就要求輸送管道形狀良好且管壁無(wú)缺陷。

（4）對(duì)涂裝設(shè)備的要求較高水性涂料對(duì)涂裝設(shè)備的腐蝕性較大，要求設(shè)備采用防腐蝕襯里或不銹鋼材料；水性涂料易對(duì)輸送管道造成腐蝕，為提高涂膜質(zhì)量，一般要求輸送管道為不銹鋼管。
 

5·集裝箱水性防腐涂料發(fā)展展望

5.1集裝箱涂料水性化趨勢(shì)日益明顯

實(shí)踐證明，集裝箱涂料生產(chǎn)水性化是可行的，并且具有環(huán)保、安全的優(yōu)點(diǎn)。目前集裝箱涂料水性化實(shí)現(xiàn)體系主要分為水性環(huán)氧富鋅底漆、水性環(huán)氧中間漆和水性丙烯酸面漆的3層涂料配套體系以及偏氯乙烯2層涂料配套體系，在實(shí)際應(yīng)用中都需要對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)工藝進(jìn)行改造，以滿(mǎn)足目前集裝箱流水線(xiàn)生產(chǎn)的需要，從而實(shí)現(xiàn)涂料生產(chǎn)涂膜干燥快、配套性能好、價(jià)格符合市場(chǎng)心理等要求。

5.2應(yīng)用效果有待檢驗(yàn)

目前已有部分集裝箱所有人開(kāi)始使用集裝箱水性涂料。水性涂料在遠(yuǎn)洋航運(yùn)過(guò)程中的抗腐蝕情況以及在陸路運(yùn)輸過(guò)程中的抗刮擦、抗石擊等效果仍有待檢驗(yàn)。

5.3入市門(mén)檻高

集裝箱水性涂料在實(shí)際應(yīng)用中的入市門(mén)檻較高，必須通過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)的檢測(cè)、認(rèn)證等，加之水性涂料綜合性能要求較高，使得集裝箱水性涂料從生產(chǎn)到應(yīng)用均面臨各種因素的制約；因此，集裝箱涂料的水性化生產(chǎn)之路除需要涂料生產(chǎn)商提高涂料產(chǎn)品性能外，還需要國(guó)家和行業(yè)在政策方面予以扶持。致謝：感謝海洋化工研究院有限公司盧偉、季瑞峰、趙君和許麗巖為本項(xiàng)研究提供資金和技術(shù)支持；感謝青島科技大學(xué)雷劍為本文創(chuàng)作提供幫助。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張建設(shè).集裝箱涂料的特點(diǎn)及對(duì)助劑的要求[J].表面工程資訊，2009（6）：38.

[3]李敏風(fēng).我國(guó)集裝箱涂料和涂裝技術(shù)發(fā)展形勢(shì)分析(一)[J].電鍍與涂飾，2010，29（7）：70-73.