两涂层水性漆在集装箱上的应用

中国集装箱运输有力地支撑了国民经济和对外贸易的发展，也带动了集装箱制造业的繁荣。我国现已崛起成为世界上最大的集装箱化出口国，占据了全球集装箱吞吐量的三分之一。集装箱制造业自上世纪七十年代转入中国，目前全球百分之95%以上的集装箱是中国制造。2011年以前，涂装使用的涂料一直是含VOC较高的油性漆。各国政府对VOC的排放浓度进行了规定，作为环境污染的控制指标，美国和欧洲的标准要求比中国的严格很多。随着国内环保意识的提高，水性涂料正作为油性漆的替代产品逐渐进入集装箱涂装行业。

水性漆并不是VOC减排的唯一途径，其他的选择有溶剂回收设备、高固含涂料、粉末涂料等方式，但上述选择均各有利弊，而就集装箱涂料供应商和箱厂的整体意见来看，从成本、实用性和应用性方面考虑，水性漆是最佳的选择。水性漆的主要优点是：水替代溶剂挥发到大气中，不会对环境、涂料施工人员和箱厂周边的居民造成危害，同时降低了使用油漆带来的刺激性气味和易燃易爆的危险。

两涂层水性涂料中VOC含量数据：

2011年初，大连中集作为全球第一条水性漆涂装线完成改造建设，首先应用的水性漆产品是全球第五大油漆供应商VALSPAR提供的两涂层水性漆。其涂料特点是涂层数量少，底层漆不含锌粉，通过与底材的钝化结合成致密的保护屏障，并有效防止漆膜破损后的扩散。环保方面，其两涂层水性漆由58%的水、2%的溶剂和40%的固体份组成，涂料全部使用自来水进行稀释，VOC排放较传统的油性漆降低可达90%。

一、水性漆施工

水性涂料一般由以下四个组分构成：（1）水性树脂，形成涂层的成膜物质；（2）水和溶解树脂的溶剂，使树脂得到铺展，溶剂挥发后即留下树脂固化成漆膜；（3）颜料和填料（通常是有机聚合物），为漆膜提供颜色，增加遮盖力，同时构成漆膜的一部分；（4）助剂，如表面活性剂、催干剂、流平剂、防腐剂、生物灭杀剂、抗皱剂、消泡剂等等。水性漆与油性漆相比，施工窗口更窄，应用于集装箱涂装线，在施工方面需要关注很多方面。

1.温度控制

水性漆的使用全过程不能出现结冻情况，调漆、施工、成膜过程均要保证在10℃以上，因此，整个涂装车间需要密封保温，且需要具有供热设备。水性漆的储存温度需要达到10℃以上，因此，尤其在北方，需要建立专门的保温仓库，涂料在出库到车间的转运过程中，需要使用棉被等物品遮盖保温。冬季水性漆的从涂料厂到箱厂的运输，需要租用专用的保温集装箱车。只有满足以上条件，才可避免水性漆因冰冻导致水性树脂破乳影响使用。

2.干燥过程

由于水的蒸发热焓高于溶剂，因此，在固化和干燥时间方面，水性漆也比油漆长。传统油性漆可以做到“湿碰湿”涂装，即底漆与中间漆，中间漆与外面漆之间的覆涂间隔很短，不需烘干即可喷涂下一涂层。鉴于此点，大多集装箱厂的涂装线几道漆喷涂后，只有面漆一个烘房进行烘干。而经过进10年的研究验证，水性漆每道漆喷涂后必须经过烘干，才能喷涂下一涂层，否则会出现开裂、起泡等问题。因此，水性漆的应用，需要对原有涂装线进行改造，增加适当数量的烘房，才能保证水性漆的施工质量。

3.湿度控制

水性涂料中水分蒸发的过程受环境湿度影响非常大，除非箱厂的通风条件非常好，否则湿度上升会影响干燥速度，影响施工节拍。大连地区只有7～9月份湿度略高，高湿度天气，现场主要通过增加工位温度的方式来提高空气的饱和蒸汽压，从而提高空气的纳水能力，通过此方法，基本可以解决湿度对水性漆施工的影响；而南方地区，由于常年处于高湿度天气中，需要配备专业的除湿设备来解决湿度温度。

4.水处理过程

水性漆喷涂漆雾经喷漆室水旋进入专业的蓄水池，废水主要含有水性树脂、颜料、填料等涂料成分。目前水处理采用专门的絮凝剂之后捞渣进行。具体过程：沉降、破乳分散、大分子絮凝、捞渣、微生物降解、重新利用

5.涂装线需求

两涂层水性漆配套与油性漆配套比较：

①烘房。从上述配套表格可以看出，两涂层水性漆的底漆膜厚更高，且由于水性涂料干燥更慢，涂装后需要更长的烘房进行烘干，而国内多数箱厂涂装线的底漆喷漆室后是没有烘房的，因此，在使用水性两涂层涂料喷涂集装箱时，需要对原有生产线进行改造，在底漆喷涂之后增加30min左右的烘房。另外，烘房需在特定位置增加通风口，以加快水性漆的干燥速度。

②喷漆室。由于水性漆对环境温度、湿度非常敏感，所以各喷漆室需要增加热送风装置，以保证涂料应用环境的温度。

③喷涂设备。由于水性漆喷出后的颗粒会在空气中闪干，且手工交叉喷涂形成的漆雾无法溶解于湿膜，因此，需要尽量采用自动喷设备，减少漆膜粗糙问题。

④除湿设备。在南方地区，需要在烘房及喷涂工位增加除湿设备，以保证水性漆的正常干燥和施工。

鉴于以上几点，大连中集斥资4000万元对涂装线进行了改造，以满足水性漆施工的需求。

二、水性漆的应用前景分析

1.现状分析

集装箱行业各方在水性漆项目上取得了不同程度的进展。所有的涂料供应商均在水性漆配套研发方面取得了进展，并与箱厂、船公司、租箱公司联合进行了样箱试验。中集集团、圣狮集团、太平集团等国内最大的集装箱生产厂家均进行了批量性水性漆的涂装测试。其中，大连中集使用VALSPAR公司的两涂层水性产品，率先以近70000TEU的箱量排在水性涂料应用的最前列。

2.成本分析

目前由于水性树脂的供应量较小，相对制漆成本较油性漆略高，因此，水性漆单公斤的售价高于油性漆；其次，集装箱制造商要考虑收回涂装线改造的投资成本；再次，水性漆涂装线设置了更多的烘房，且冬季施工时，喷涂室、调漆室、水性漆仓库均需要热风加热，这将造成水性漆能耗成本高于油性漆，这将是一笔潜在的成本增加。虽然难以精确估算水性漆提升的成本数据，但仍可预测出100-150USD/台的成本升高范围，这对于买家来说，是一个很大的成本增加。对于单台集装箱，成本增加值可能是小的，但对于船公司、租箱公司运营的成千上万台箱，则变成了十分巨大数额，足以对整个行业构成显著的负担。此外的一个风险是：在箱厂因使用水性漆产品而总结施工经验、调整施工工艺的过程中，引起的漆膜缺陷质量担保的问题。所有涉及到国际化船公司全球航线上的批量箱漆膜质量担保问题评估项目中的人，均要投入大量时间和金钱。如果技术问题严重到需要提前报废或对漆膜问题进行处理，且箱量较大时，这将对箱主的运营成本和利润率产生严重影响。