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(jié)構(gòu)腐蝕不可避免。[1]

從集裝箱的構(gòu)造來看，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t，價值約50億元人民幣。我國集裝箱涂料的最大年產(chǎn)量為38萬t，按70kg/TEU的使用量計算，集裝箱涂料的市場需求相當可觀，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(cè)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(nèi)外側(cè)涂料配套系統(tǒng)必須通過KTA-TRTOR-WC實驗室檢測，箱內(nèi)側(cè)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(nèi)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(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內(nèi)外發(fā)展概況

3.1國外發(fā)展情況

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國內(nèi)發(fā)展情況

近年來，中遠關西涂料化工有限公司開發(fā)了不同配套體系的集裝箱水性涂料。（1）利用美國羅門哈斯公司的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合層厚度達100m時，其耐鹽霧和耐水性達到600h，與傳統(tǒng)溶劑型涂料相比，其優(yōu)點為在增強環(huán)保性的同時，減少1道涂裝工序，且作為單組分涂料，能夠大大簡化施工工藝。（2）開發(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邁圖公司的Epikure8538-Y-68胺類環(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)氧樹脂制成的乳液品種；水性環(huán)氧中涂利用德國巴斯夫公司的環(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)氧樹脂E-20制成，其復合層耐鹽霧性達到600h。該涂料配套體系以水作為主要分散介質(zhì)，其揮發(fā)性有機物含量非常低，氣味小，對人體危害較小，且不易燃，在儲存、運輸和使用過程中具有較高的安全性，并且能夠滿足集裝箱生產(chǎn)線快節(jié)奏生產(chǎn)的要求。天津中遠關西涂料化工有限公司也于2004年開始對集裝箱水性涂料進行探索性研究，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（以下簡稱維新公司）與中國國際海運集裝箱（集團）股份有限公司（以下簡稱中集集團）合作，開始開發(fā)集裝箱水性涂料。該公司開發(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)線在線涂裝的技術瓶頸。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40%，初期耐水性較好，適合高壓無氣噴涂，單道涂裝涂層厚度可達30~100m，不流掛，不開裂，僅涂裝1道便可完成面漆施工。在不改變集裝箱生產(chǎn)線節(jié)奏（集裝箱生產(chǎn)線每3~6min制造1個集裝箱）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性、耐水性、硬度、光澤等性能指標方面均達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，并與中集集團合作，邀請Triton集裝箱租賃公司、凱航國際集裝箱有限公司、馬士基、赫伯羅特等集裝箱業(yè)界巨頭參與試驗，生產(chǎn)集裝箱超過800TEU，所生產(chǎn)的集裝箱上均貼有環(huán)保標簽。

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，并具有施工簡單、儲存安全、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。

寶駿涂料有限責任公司生產(chǎn)的水性集裝箱涂料已通過美國集裝箱涂料檢驗機構(gòu)KTA的檢測認證，其中，箱外套漆檢測93分，箱內(nèi)套漆檢測84.5分；其生產(chǎn)的干貨集裝箱涂料通過美國食品和藥品管理局高耐水性基準測試，目前在馬士基集裝箱生產(chǎn)線上使用。

海洋化工研究院有限公司于1993年開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，并已取得相關檢測機構(gòu)認證。

4·集裝箱水性防腐涂料特點

4.1優(yōu)點

（1）環(huán)保集裝箱水性涂料以水為溶劑，其有機溶劑含量為10%~15%，對大氣污染較小，有利于保護環(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，對材質(zhì)表面的適應性較好，涂層附著力較強，能夠有效降低施工和儲存時的火災等安全隱患；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

（1）施工工藝復雜集裝箱涂裝生產(chǎn)節(jié)奏為每道工序3~6min，采用高壓無氣噴涂和涂料“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，要求貼標時不能撕裂涂膜；烘烤冷卻1.0~1.5h后進行水密試驗，要求涂膜不起泡；箱檢時要求涂膜表面平整，無流掛、開裂、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)水性樹脂、防銹顏料和水性助劑等。由于我國在水性涂料方面的研究起步較晚，專業(yè)研究機構(gòu)較少、研究基礎弱、技術人員流動快、技術交流少等因素導致我國水性涂料生產(chǎn)原料大量依賴國外進口，從而導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，由于水性涂料對抗強機械作用力的分散穩(wěn)定性較差，輸送管道內(nèi)流速急劇變化時，涂料分散體因剪切破乳返粗，易使涂膜產(chǎn)生麻點，這就要求輸送管道形狀良好且管壁無缺陷。

（4）對涂裝設備的要求較高水性涂料對涂裝設備的腐蝕性較大，要求設備采用防腐蝕襯里或不銹鋼材料；水性涂料易對輸送管道造成腐蝕，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日益明顯

實踐證明，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。目前集裝箱涂料水性化實現(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，在實際應用中都需要對生產(chǎn)線工藝進行改造，以滿足目前集裝箱流水線生產(chǎn)的需要，從而實現(xiàn)涂料生產(chǎn)涂膜干燥快、配套性能好、價格符合市場心理等要求。

5.2應用效果有待檢驗

目前已有部分集裝箱所有人開始使用集裝箱水性涂料。水性涂料在遠洋航運過程中的抗腐蝕情況以及在陸路運輸過程中的抗刮擦、抗石擊等效果仍有待檢驗。

5.3入市門檻高

集裝箱水性涂料在實際應用中的入市門檻較高，必須通過權威機構(gòu)的檢測、認證等，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研究提供資金和技術支持；感謝青島科技大學雷劍為本文創(chuàng)作提供幫助。

參考文獻：

[1]李敏風，張強.我國集裝箱涂料發(fā)展形勢的分析[J].中國涂料，2008，23（5）：36-41.

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

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