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3集装箱水性涂料的技术难点
海运集装箱长期处在盐雾及阳光直射环境,腐蚀环境非常恶劣,集装箱的箱体防锈问题,既影响集装箱的寿命,也涉及货物安全(锈穿漏水损坏货物)和使用安全(锈蚀严重会导致重货吊装安全问题)。目前,集装箱涂料中溶剂型涂料占比在90%以上。水性涂料是国内外重防腐产业,特别是海洋防腐工程的前沿技术领域,这项技术的突破可以对船舶、海洋设施、集装箱等提供非常重要的防腐保护,极具研究开发价值。
我国在水性涂料方面有很大需求。从环保角度考虑,这方面的技术开发能够有益于我国海运事业健康发展,但是集装箱水性涂料产品尚有技术难点需要克服。
3.1水性涂料中的3涂层方案及其技术难点
集装箱传统涂料的工艺配方,涂层由3种不同成分的涂料组成,每一涂层有不同的功能。最内一层(与钢材接触),业内称之为“富锌底漆”,其作用功能如前所述;中间一层,行内称为“中层漆”(有单组分和双组分2种工艺方案),其主要功能是防止氧气进入与富锌底漆及钢材接触;外面一层,业内称为“外面漆”,其主要功能是防止太阳紫外线老化“中层漆”(其老化开裂将导致防氧化功能失效)。
由于集装箱内极少被阳光照射,所以箱内采取了“富锌底漆”加高致密性的“箱内面漆”两涂层方案。我们所说的3涂层方案,其实以箱外表面涂装工艺为区分标准。
以上可见,传统集装箱3涂层方案,是由3种不同性能的涂料,综合配套,才能有效解决集装箱箱体防锈蚀问题。
3涂层方案的技术瓶颈在于最大程度防止“富锌底漆”中锌原子被氧化。锌原子被氧化导致其丧失“阴极保护”功能。目前,业界采用“包络技术”解决这一难题,即先将锌粉用少量有机溶剂包络,然后通过乳化剂令有机溶剂包络的锌粉溶于低VOc介质。所以必须在协调包络技术所采用的有机溶剂含量的极限基础上达到降低VOCs目的。
3.2水性涂料的闪蚀性技术瓶颈
为解决3涂层方案锌原子被氧化的问题,目前有涂料商采用高附着力的两涂层解决方案,但这一方案也存在技术瓶颈。一般集装箱制造过程中打砂工艺之后,钢材不能接触水汽,否则会发生“闪锈”,即在“打砂”后的粗糙钢材表面尖锋点上,出现快速被氧化锈蚀现象。为此,该供应商的解决方案,在实际应用时,也不得不使用少量的传统富锌底漆,以防止“闪锈”。
但是,一旦加了富锌底漆,其内面漆原本的高附着力特性就被削弱(隔了锌粉层将导致其内面漆很难接触钢材表面,附着力下降)。这种“两层半”的实际解决方案,在防锈蚀机理上是自相矛盾的,很难说服客户相信这种办法有足够的防锈蚀能力。
3.3水性涂料的涂装工艺技术难点
涂料体系的溶剂介质为低冰点高挥发性有机物,在大气中含量极低,所以,涂料在涂装时的气候条件(温湿度)几乎不受限制。但如果将溶剂改为水性体系后,由于水和低含量有机溶剂的凝固点约为0℃,加上空气中有大量的水分,所以,水性涂料在涂装施工时,低于一定温度和高于一定湿度时,均无法形成有效的涂膜。水性涂料涂装工艺受限于温湿度的这种现象,叫“施工窗口控制”。
水性涂料不但有施工窗口控制问题,还有一个施工过程的“成膜反潮”问题。“成膜反潮”是指水性涂料在干燥过程中,需要干燥度达到一定的指标度,才能返回高湿环境(包括下雨天气),否则将无法形成有效涂膜。
3.4水性涂料的标准体系建设滞后
由于集装箱水性涂料产品近些年才陆续研发面世,各种产品供应商各自为政做研发,各大集装箱制造企业也是被动跟随产品供应商试用水性涂料,对施工工艺规范还没完全掌握,更没能形成行业公认的产品标准和施工规范。因此,集装箱水性涂料的“标准”基础工作薄弱,也增加了我国集装箱行业推广使用新型环境友好型涂料的困难。
3.5水性涂料的成膜质量缺陷
水性涂料的成膜质量缺陷举例如图6所示。
4集装箱水性涂料与溶剂型涂料的施工工艺差别
集装箱水性涂料与溶剂型涂料在施工工艺上的差别如表l。
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