水性集裝箱涂料配套

       根據行業標準，目前箱身漆體系普遍采用“3+2”的配套方式，其中“3”指的是外配套的三道漆，分別是雙組份環氧富鋅底漆，單/雙組份環氧中間漆與丙烯酸外面漆；“2”指的是內配套的兩道漆，分別是雙組份環氧富鋅底漆與雙組份環氧內面漆。對于中間漆，有選擇單組份的，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，延緩箱體腐蝕進度，防止因磕碰引起的漆膜脫落，因此該體系得到了箱東的一致認可。

       水性環氧富鋅涂料，主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生化學反應，因此在有鋅粉存在的組分中，不可以含有水分，而環氧涂料中的環氧樹脂和固化劑也不可以在一個組分中，因此設計配方時有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提供防腐的主要涂層，因此該產品的防腐性能、機械性能為配方設計要點，同時要重點兼顧施工性能。

       水性內面漆

       目前水性內面漆主要的配方體系有: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。該體系是原溶劑型體系內面漆水性化的方案，主要組分為水性環氧乳液、水性環氧固化劑、防銹填料、顏料、功能填料等組成。考慮到體系的穩定性，一般采用自乳化的環氧乳液，但目前看來國內企業生產的樹脂大部分有一定提升空間。

       水性固化劑方面，目前各家涂料供應商差別非常大，但從防腐角度考慮，水溶性非常優異、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。因親水基團的引入，在同等條件下水性涂料防腐性能沒有溶劑型的好。

       水性丙烯酸環氧內面漆。該體系一般選用特種丙烯酸樹脂作為主體樹脂，再引入液體環氧進行雜化。該配方體系的優勢為成本相對較低，但考慮防腐的因素，目前占市場80%以上份額的主流涂料供應商，沒有選擇該體系。

       水性中間漆

       水性中間漆主要的配方體系有:水性環氧中間漆、水性丙烯環氧中間漆、水性丙烯酸中間漆3種。

       水性環氧中間漆、水性丙烯酸環氧中間漆配方設計思路與水性內面漆類似。而水性丙烯酸中間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成本差異巨大，該配方體系的成本優勢明顯，但隨著國產環氧乳液性能的提升，成本優勢有降低的趨勢。

       丙烯酸面漆

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

       水性丙烯酸面漆主要是賦予漆膜優良的外觀、較高的耐候性及耐水性等性能。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，但因硅烷等引入，成本較高;相對而言，純丙乳液的性能和成本較均衡，目前應用最多;苯丙乳液耐候性稍差，但成本優勢明顯。

       丙烯酸面漆除乳液組分外，顏料也是重要的組分之一。從環保角度看，目前使用的顏料都為無重金屬的產品，但部分顏料穩定存在對pH有一定的要求，因此配方設計時需對各個顏料pH需求進行確認并處理。

       水性集裝箱涂料性能要求及相關標準

       長期漆膜性能

       長期漆膜性能主要包括防腐性能、機械性能、耐候性3個方面。比較權威的測試標準為KTA實驗室進行的IICL測試，另外中國集裝箱協會（CCIA）組織制定的JH/TE08—2015《集裝箱用水性涂料涂膜檢驗方法和驗收標準》中對漆膜長期性能的要求主要參考借鑒IICL測試方法。

       因內外配套體系不同，測試流程方法也有差異，具體流程如下圖所示。

       漆膜驗收標準及初期耐水性等要求規范

       漆膜驗收時主要對漆膜流掛狀態、針孔/暗泡狀態、顏色外觀、露底情況等進行考察。集裝箱協會組織編寫的JH/TE08—2015對膜厚、附著力、外觀等要求都進行了具體規范，為行業重點參考標準，另外部分箱東也有各自公司的具體驗收標準，分別進行了內部控制指標的設置。本文僅介紹實際應用中遇到的重點項目。

       針孔、暗泡

       因為乳化劑等表面活性劑的影響，水性涂料更容易產生氣泡，成膜后的表現即為針孔、暗泡;當針孔、暗泡嚴重到一定程度后，呈現蜂窩狀，將嚴重影響涂層的防腐性能，特別是穿透性針孔極易產生點銹。目前主要的處理方式是依靠添加助劑來實現，從而使涂料的成本有較大提高。

       初期耐水性

       主要包括箱外初期耐水性和箱內潑水實驗2個方面。其中箱外初期耐水性主要針對集裝箱下線后天氣持續下雨的情況，對漆膜的干燥性、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情況、是否有穿透性針孔及漆膜初期干燥性能。

       水性集裝箱涂料施工工藝介紹

       “三分涂料，七分施工”，沒有良好施工性的水性涂料，即使防腐性能非常優異也不會被市場所接收，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，同時由于水性涂料對施工的溫度、濕度、風速等要求都較高，因此整體噴涂線的布局變化較大。典型的涂裝線布局（有時可根據實際情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→中間漆和內面漆涂裝→流平→中間漆烘房→冷卻→面漆涂裝→冷卻→線上修補→面漆烘房→冷卻→（木地板鋪放和完工工位）→底架漆涂裝→流平→底架漆烘干→冷卻→完工檢查。

       各個工位容易遇到的問題如下。

       預熱和冷卻工位

       主要是為了在噴涂前保證箱體溫度不可以太高或太低，如超過40℃噴涂，極易發生粗糙等問題，如低于15℃，又極易發生流掛等問題。

       流平工位

       可以使涂裝后的濕膜部分水分揮發，避免直接進入烘房高溫加熱。因此為保證部分水分的揮發，該工位需要保證一定的風速和溫度，風速和溫度過低或過高都極易產生氣泡、針孔、流掛等漆病。

       烘房工位

       烘房溫度最好為梯度升高模式，最優的方式為設置低、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、內部產生蜂窩狀針孔等漆病;同時建議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干燥。

       涂裝工位

       因水性涂料霧化沒有溶劑型涂料好，因此需要選擇小口徑槍嘴，噴涂壓力需要適當提高，同時噴涂槍距控制在35cm以上，否則漆膜極易產生針孔、暗泡等漆病，從而對防腐產生負面影響。

       水性集裝箱涂料存在的主要問題

       原材料供應的問題

       樹脂、助劑等高附加值的原材料主要是由國外大公司供應，這是因為國際大公司在水性涂料技術方面有幾十年的技術積累，都有一定應用經驗，但這也給國內各個技術型企業提供了一個“天高任鳥飛”的市場環境。

       能耗高的問題

       與原溶劑型體系的三噴一烘及快干稀釋劑使用相比，水性體系只能通過外部加熱耗能的方式調節溫濕度。但隨著國家清潔能源的進一步推廣，低VOC排放的水性涂料應用前景更加廣闊。

       水處理的問題

       因為水性涂料含有一定量的水溶性物質，因此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，集裝箱涂料涂裝集中度非常高，可以對污水進行集中處理。

       漆病的控制問題

       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，極易發生粗糙和流掛現象。但目前來看，主流的水性集裝箱涂料供應商都摸索出了一套現場控制的手段，可對相關問題進行預測，防止發生批量問題，造成較大損失。