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集裝箱用华体会体育hth首页的研究與開發
發布時間:2023-2-3
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摘要


本文介紹了集裝箱塗裝發展的方向,熱固性华体会体育hth首页在集裝箱上應用的可行性研究,包括集裝箱塗層的性能要求,重要測試項目和檢測方法,华体会体育hth首页和水性塗料在應用上的優勢對比,以及集裝箱华体会体育hth首页施工工藝的探討和難點分析。

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1.引言

我國新環保法實施以後,各地方政府紛紛出台一係列環境保護舉措,其中包括控製工業塗裝過程中揮發性有機物的排放問題,要求塗裝企業積極創新,環保塗裝,綠色發展。為響應國家號召,近幾年越來越多的企業開始從油漆改為粉末塗裝,如中集車輛從2016年東莞中集建成的第一條專用車粉末塗裝線開始,到後來中集華駿和中集瑞江汽車等幾個廠粉末塗裝線的相繼建成並投入使用,再到如今中集集裝箱也開始探索使用华体会体育hth首页。华体会体育hth首页是最為環保的工業塗裝產品之一,可以取代絕大部分的油漆,使用华体会体育hth首页不僅解決了傳統溶劑型塗料的環保性問題,同時也提升了塗膜的性能,提高塗裝效率,而且還可以回收再利用節省成本,是真正的高性能環保塗料。


集裝箱是國際性重要的貨物運輸工具,自20世紀80年代以來,我國集裝箱製造業經曆了30多年的發展,已經成為十分成熟的產業。中國是集裝箱製造大國,全球約90%以上的集裝箱都在中國生產,集裝箱製造市場份額巨大,據統計,2020年我國金屬集裝箱產量約為9863.6萬立方米,全年使用集裝箱塗料總量約為20萬噸。傳統集裝箱塗料主要是油漆,噴塗施工過程中會有大量VOCs排放,平均每年VOCs排放量多達數十萬噸,VOCs的排放不僅造成環境汙染,而且還存在嚴重的火災、爆炸等安全隱患,對於長期施工人員而言,會影響身體健康造成職業病的危害[1]。

2017年4月,中國集裝箱製造業開始全麵使用水性漆塗裝,水性塗料VOCs含量相比溶劑型下降了近80%,給集裝箱塗裝帶來了新的活力[]。但隨著社會的發展和進步,人們的環保意識不斷加強,國家出台的環保法規也日趨嚴格,塗裝業麵臨著向更加環保的方向發展,华体会体育hth首页因綠色環保和零VOCs排放的優勢,近年來發展迅速,應用越發成熟和廣泛,因此,集裝箱企業開始將目光對準了华体会体育hth首页,一旦應用成功,將在巨大的集裝箱市場獲得更大的成長空間。相信集裝箱製造業將會再一次翻開新的篇章,以全粉末塗裝來捍衛國家青山綠水,實現真正綠色發展!


2.實驗部分

2. 試驗部分

2.1 主要原材料

環氧樹脂,(Kukdo);飽和型羧基聚酯樹脂,(Allnex);固化劑(TEPIC-G),(Nissan Chemical),流平劑(Estron);安息香(Nanhai Chemical);蠟粉(克萊恩);流變劑(BYK);TiO2(安納達);顏料(BASF);硫酸鋇(MICROPOWDER)等。


2.2 實驗設備

雙螺杆擠出機SLJ-30D:(煙台東輝粉末設備有限公司);磨粉機ACM(煙台東源粉末設備有限公司)、靜電噴槍(上海金馬)、烤箱、膜厚儀(BYK),光澤儀(BYK),衝擊儀(GB)、鹽霧測試機(Q-Lab)、老化測試機(Q-Lab)。


2.3 集裝箱华体会体育hth首页的製備

按設計好的配方稱取樹脂、固化劑、助劑、顏料等原料,將稱好的物料預混合均勻,加入雙螺杆擠出機熔融擠出,依次冷卻破碎、磨粉過篩後得到粉末成品。用靜電噴槍將所製得的华体会体育hth首页均勻噴塗於前處理板上,並按照一定的固化條件固化成膜,得到塗層,最後對粉末塗層進行各項性能檢測。


2.5 集裝箱粉末塗層的檢測

集裝箱塗層的檢測主要包括耐腐蝕性能、機械性能和耐候性能三個方麵,測試標準為KTA實驗室進行的IICL測試,箱內塗層除了耐磨測試外,其他測試項都是在進行濕熱/鹽霧循環測試後,一小時內對塗層各項性能進行檢測評估;箱外塗層是在進行老化/鹽霧循環測試後,一小時內對塗層各項性能進行檢測評估。集裝箱塗層循環測試流程、測試項目和檢測標準分別見圖1和表1。


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3.結果與(yu) 討論

3.1集裝箱塗料性能要求

集裝箱的運輸通過陸運和海運,往返於世界各地,在運輸途中會遇到強烈陽光、高低溫、海水、潮濕等複雜氣候環境,這就需要塗層能發揮很好的防護作用,保護基材不受損壞,延長箱體使用壽命,故集裝箱塗料要求有較強的抗腐蝕性和耐高低溫變性(一般為-40-70℃),同時還要求抗紫外線好、不變色,不粉化、耐磨損、抗衝擊、裝飾性好等特點[2],因此集裝箱华体会体育hth首页特性必須符合表2要求。

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國際集裝箱標準化委員會規定,集裝箱塗料必須通過KTA實驗室的檢測,塗層綜合性能檢測評分需達到70分及以上才算合格,如果是裝載運輸食品、醫藥等的集裝箱,其箱內塗層還必須通過美國FDA食品級測試。廣東華彩粉末科技有限公司憑借多年的工程機械“漆改粉”技術經驗,過反複的測試和驗證,開發出一套適合集裝箱應用的华体会体育hth首页體係,使用該係列產品結合定製的粉末塗裝方案噴塗樣件後,送美國KTA實驗室檢測(測試標準參照IICL要求),箱內箱外粉末塗層均通過測試,华体会体育hth首页配套體係、測試項目和最終檢測結果如表3、4和5所示。


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IICL的測試標準更注重於模擬自然環境對塗膜的損害,其設定的循環腐蝕試驗方法得到了行業內的認可。由於塗層的評分標準:100分滿分,70分合格,為了避免某種塗料將一項或幾項性能設計的極為突出,得到很高的分數,而其他項性能很差,也能通過KTA實驗室測試的現象,為此,IICL將每個測試組設定了最低分數線[3]。箱內塗層,腐蝕組要求最低得分40分,機械組要求最低得分30分;箱外塗層,腐蝕組要求最低得分55分,機械組要求最低得分15分,該設定能有效改進分數評判中的缺陷,注重塗層的綜合性能。

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3.2集裝箱华体会体育hth首页體(ti) 係

集裝箱粉末塗層分為箱內和箱外體係,根據IICL評分標準,箱內塗層要求較高的防腐性能和機械性能,箱外塗層則更注重耐腐蝕性能,為了實現塗膜對基材很好的保護功能,集裝箱粉末塗裝使用兩塗兩烤,即環氧底粉+麵粉相結合的方式,兩塗兩烤能使塗層的耐腐蝕性能發揮到最大化。箱內塗層體係為環氧底粉+環氧麵粉,箱外塗層體係為環氧底粉+聚酯麵粉,施工時,先噴塗底粉預固化後,再分別噴箱內麵粉和箱外麵粉,然後完全固化。表6為集裝箱华体会体育hth首页的種類和特點。

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3.3集裝箱粉末塗裝工藝

集裝箱粉末塗層總膜厚要求控製在100um左右,包含富鋅車間底漆、環氧粉末底粉、環氧粉末麵粉或聚酯粉末麵粉,富鋅車間底漆是在製鋼打砂後噴塗,為了保護基材在噴塗华体会体育hth首页前不生鏽,金屬基材噴富鋅車間底漆到噴塗粉末,中間間隔建議不要超過48小時,間隔時間越長金屬基材生鏽的風險越大。由於集裝箱整箱是焊接而成,焊道處因為采用打砂清理焊渣會將車間底漆全部打掉,在水性漆噴塗工藝中,焊道部分是需要在焊道打砂後,再人工補噴富鋅車間底漆,而使用华体会体育hth首页可以省去這個工序,所以集裝箱粉末塗裝過程中會有溶劑型車間底漆體係和無溶劑型車間底漆體係兩種。表7為集裝箱塗層配套體係每層膜厚參考值。

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集裝箱粉末噴塗工藝采用兩塗兩烤,底漆為純環氧型华体会体育hth首页,麵漆為純聚酯型华体会体育hth首页。先將箱內箱外噴塗底粉,低溫下預固化後,待箱體降溫到50℃左右,再噴塗麵粉,表8為具體的固化方式和固化特點。

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集裝箱的生產是快節奏、大批量的流水線作業,粉末的噴塗施工要適應快節奏的生產線生產工藝,集裝箱粉末噴塗線的設計要滿足高效率的噴塗需求,約平均每2.5分鍾出一個箱體,一般箱內噴塗使用機器人式高壓靜電噴槍,箱外使用自動往複式靜電噴槍,噴塗1-2遍即可滿足膜厚要求。集裝箱塗裝的質量與华体会体育hth首页的質量、現場環境、施工設備、施工人員等多方麵的因素有關,下麵為集裝箱华体会体育hth首页塗裝過程中一些具體要求:

①粉末噴塗環境要求幹淨整潔,保持噴粉室內(nei) 的溫度和濕度,建議噴粉房溫度20-30℃,濕度60-80%。

②噴塗前,檢查和調整噴槍電壓和電流,以及噴槍的霧化壓力,使粉末均勻噴塗,保證噴塗上粉率,建議電壓60-90kv,電流10-20uA,霧化壓力0.3-0.45MPa。

③根據實際情況合理調節供粉流化桶的壓力,壓力過高和過低都會(hui) 影響粉末的出粉量,建議壓力為(wei) 0.04-0.1MPa。 

④檢查被塗工件是否完全接地,噴塗時噴槍口至工件的距離約15-30cm。

⑤噴塗後的工件加熱固化條件以粉末產(chan) 品技術指標為(wei) 準,必須保證合理的固化溫度和時間,固化不充分或過烘烤都會(hui) 造成塗層不良。


3.4集裝箱粉末塗裝優(you) 勢

3.4.1環保優(you) 勢

自國際標準集裝箱誕生以來,溶劑型塗料一直是集裝箱製造行業中主要使用塗料,約占95%,存在較大的VOC排放汙染。為此,2016年中國集裝箱行業協會通過了《中國集裝箱行業VOCs治理行業自律公約》,強製推行水性化塗裝,以實現VOC減排的目標。集裝箱使用水性塗料後,相比溶劑型油漆VOC減少了90%左右,但還是存在一定量的VOC的排放,而华体会体育hth首页是純固體塗料,在使用過程中零VOC排放,綠色環保,是當今環保壓力下塗裝行業的最佳選擇,表9為幾種塗料VOC含量對比。

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3.4.2性能優(you) 勢

相比水性塗料,华体会体育hth首页的性能優勢明顯,主要體在耐水、耐溶劑、耐磨、耐候等性能方麵。熱固性华体会体育hth首页是在高溫條件下發生交聯反應,形成致密的網狀塗膜,塗層的綜合性能非常好;而水性塗料是用水作溶劑或分散介質的塗料,其耐水性和耐溶劑性能差,而且由於水的表麵張力較大,塗料對基材的潤濕困難,容易出現很多缺陷[4]。表10為华体会体育hth首页和水性塗料整體上性能耐受方麵的比較。

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3.4.3塗裝優(you) 勢

和溶劑型塗料相比,雖然使用华体会体育hth首页前期需要投入昂貴的專用塗裝設備,而且粉末調色換色麻煩,但是在塗裝方麵優勢明顯,包含塗裝效率、塗料的利用率、塗裝質量穩定性等,表11為华体会体育hth首页和溶劑型塗料在塗裝方麵的一些對比。

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3.5集裝箱粉末塗裝難點

在集裝箱的“漆改粉”進程中,已經有一些配套小件成功使用华体会体育hth首页,但目前還沒有整箱噴塗华体会体育hth首页的應用先例,根據华体会体育hth首页廠商對集裝箱华体会体育hth首页的特定開發,和前期的一些測試驗證和對比評估,行業一致認為华体会体育hth首页應用在集裝箱整箱上是完全能夠實現的。集裝箱的“漆改粉”是一項十分巨大的工程,前期的投入非常多,在實際應用中也是摸索進行,可能會碰到一些意想不到的問題發生,主要有以下幾個方麵:

1) 基材無化學前處理,經過打砂後塗溶劑型車間富鋅底漆,保護基材在噴塗粉末前不生鏽,华体会体育hth首页和水性漆的結合性問題需關(guan) 注,如果水性漆噴塗太薄,無法保護基材的生鏽問題,如果噴塗太厚粉末與(yu) 水性底漆的結合會(hui) 有問題,所以車間富鋅底漆的噴塗膜厚把控十分關(guan) 鍵。

2) 集裝箱噴塗华体会体育hth首页後升溫固化的問題,集裝箱的幾個(ge) 菱角與(yu) 箱體(ti) 厚度差異太大,兩(liang) 者受熱達到所需要的材質溫度,時間相差太大,如果保溫時間過長,箱體(ti) 塗層會(hui) 過烘烤,如果時間不足,厚菱角的粉末塗層有可能固化不完全,都會(hui) 影響塗層性能,所以升溫方式和保溫時間的把控也很關(guan) 鍵。

3) 集裝箱的生產(chan) 是節奏快、大批量的流水線作業(ye) ,平均每2.5分鍾左右出一個(ge) 集裝箱,這對於(yu) 粉末塗裝線的流暢度和塗裝效率要求非常高,如何保障節奏的順利進行也是關(guan) 鍵。 



4.結束語


基於環保要求,集裝箱塗料未來的發展趨勢必然是高固體分、無溶劑化的,而华体会体育hth首页由於自身的環保優勢,未來必將會大量應用於集裝箱上,成為集裝箱塗裝的首選塗料之一。本文通過對集裝箱塗料的基本性能研究,對比分析集裝箱溶劑型塗料和华体会体育hth首页的基本性能,開發出滿足要求的华体会体育hth首页,並順利通過了美國KTA實驗室測試,肯定了华体会体育hth首页在集裝箱上應用的可行性,同時對集裝箱“漆改粉”的優勢和施工過程中的重點難點也都作了詳細講解,為集裝箱华体会体育hth首页的應用提供指導          
- END -


本文轉載自: 塗料企業(ye) 聯盟

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