日期：2021-06-24
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1 核心提示：超低VOC 重防腐涂料在港机上的应用夏 勇1，叶 勇1，陈战利2（1. 上海振华重工（集团）股份有限公司，上海 202150 ；2. 西安天元
超低VOC 重防腐涂料在港机上的应用
夏 勇1，叶 勇1，陈战利2（1. 上海振华重工（集团）股份有限公司，上海 202150 ；2. 西安天元化工有限责任公司，陕西西安 710075）
0 引言
港口运行需要配套大量的港口机械与设备。根据港口的装卸能力和物流模式，所配备的设备类型大致可分为3 类：（1）集装箱及起重机械设备，如集装箱岸桥、场桥、轨道吊和轮胎吊等；（2）装/ 卸船机，如装船机、卸船机和斗轮机等；（3）其它设备，如门机、浮吊、固定吊等。现代化港口机械大型化和不间断繁忙工作的特点，对涂料的防腐性能和施工工艺都提出了更高的要求。无论是业主还是制造商都清楚地认识到，防腐工程中涂料的耐腐蚀性能、使用寿命、维修保养以及施工技术和管理对企业的经济效益影响巨大。
港口机械防腐蚀涂料的防护涂装，其基本目的有两个：第一，保护钢结构，抵御沿海大气腐蚀介质的侵蚀，延长钢结构的使用寿命；第二，对港口机械进行装饰，起到美化和标志的作用。
2008 年12 月，我国交通运输部颁布了JT/T 733—2008《港口机械钢结构表面防腐涂层技术条件》，该标准按涂层体系使用年限将其分为两类：普通型，8~15 a（表1）；长效型，15 a 及以上（表2）。
1 港机常用涂料品种
1.1 车间底漆
一般采用无机硅酸锌车间底漆，中等或低含锌量的车间底漆应用较多。在港口机械制作过程中，施工进度非常快，从钢板预处理到分段施工一般只要1~2 个月，所以低含锌量的车间底漆完全能够满足临时保护的需要，而且切割速度也大大加快，同时减少了火工作业时锌雾对工人健康的危害。
1.2 防锈底漆
在港口机械上使用的防锈底漆大部分为环氧富锌底漆、无机富锌底漆以及环氧磷酸锌底漆。环氧磷酸锌底漆主要应用在腐蚀不太严重的部位，或者镀锌件表面。富锌底漆是重防腐蚀体系中应用多的防锈底漆，其中环氧富锌底漆的施工性能比无机富锌底漆更好，重涂间隔时间更短。
1.3 中间漆
中间漆主要使用的是环氧云铁中间漆和环氧厚浆漆。使用较多的是前者，云母氧化铁可以增强涂膜的屏蔽作用。环氧厚浆漆的应用也较多，其分为含铝粉和不含铝粉两类。
1.4 面漆
港口机械方面应用较多的高性能防腐面漆有脂肪族聚氨酯面漆和氟碳面漆。
以上所列举的涂料都属于传统的溶剂型涂料，其体积固体分大部分在50% 左右，VOC（挥发性有机化合物）含量在650 g/L 左右，而超低VOC 涂料的体积固体分在90% 左右，VOC 含量在100 g/L 以下，使用超低VOC 涂料能大大减少有机溶剂的使用及向大气中的排放，符合国家的环保政策，属于绿色涂装。
2 国家及上海市环保政策解读
近年来我国大气环境受雾霾影响日益严重，已引起国家有关部门的高度重视。以国务院办公厅转发环保部等部委关于《推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知》（国办发［2010］33 号）为标志，国家已正式将VOC 污染的防治工作提上了议事日程。
2012 年9 月，国务院批复实施的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》，将VOC 和二氧化硫、氮氧化物、工业粉尘等一起列为三区十群的防控重点，其中把开展VOC 污染防治工作纳入了重点任务。
2013 年由上海市人民政府印发通知，沪府发［2013］83 号《上海市清洁空气行动计划（2013~2017）》，该计划提到要治理重点企业挥发性有机物（VOC）排放，要求到2017 年，PM2.5 年均浓度比2012 年下降20%。2014 年，上海市环境保护局下发通知沪环保防［2014］，《关于开展本市挥发物（VOC）排放重点企业污染治理工作的通知》。
2015 年1 月27 日，财政部和国家税务总局联合下发通知，要求自2015 年2 月1 日起对电池、涂料征收4% 的消费税，其中施工状态下VOC 含量低于420 g/L（含）的涂料免征消费税。
2016 年7 月，国家工信部、财政部为加快推进落实绿色制造工程实施指南，推进促进重点行业削减挥发性有机物，提高工业绿色发展水平，改善大气环境质量，发布《重点行业挥发性有机物削减行动计划的通知》，该计划的实施期为2016~2018 年。
综上所述，国家对环保的重视及VOC 的治理力度正逐级加大。
3 国家及化工行业对高固体分涂料及
无溶剂涂料的定义及VOC含量要求国家于2017 年制定了绿色产品评价（涂料）GB/T35602—2017，其中对高固体分涂料及无溶剂涂料的定义及VOC 的要求如下：
高固体分涂料：按规定的标准和方法测得的施工状态下的不挥发物体积分数≥ 70% 的一类溶剂型涂料。
无溶剂涂料：按规定的标准和方法测得的施工状态下的不挥发物含量≥ 95% 的一类溶剂型涂料。
高固体分涂料和无溶剂涂料的VOC 含量要求见表3。
中国涂料工业协会于2018 年发布了T/CNCIA01005—2018《低VOCs 含量高固体分、超高固体分和无溶剂环氧涂料定义》团体标准，其主要指标见表4。
4 振华重工涂装所面临的问题
振华重工所生产的设备大部分是体积很大的港口机械，这些设备的涂装必须在户外进行，涂装过程中所释放的VOC 无法通过气体吸收系统进行收集处理，只能排放到大气中去。因此要符合国家法规，降低VOC 的排放，就必须使用低VOC 涂料进行涂装，且涂层的各项性能必须要满足港口机械的使用要求。
针对这一需求，西安天元化工有限责任公司技术人员经过数年努力，研制出超低VOC 重防腐涂料——天元0 漆。
2017~2018 年，振华重工在不同的生产基地使用了天元0 漆，品种包括环氧富锌底漆、水性无机富锌底漆、环氧云铁中间漆及丙烯酸聚氨酯面漆等，其技术指标分别见表5~8。
施工工艺如下：
（1） 在密封条件下对需要涂装的工件进行抛丸处理，工件表面处理等级要达到Sa 2.5 级（ISO 8501—1 ：1998）。
（2） 表面处理好的工件在涂装前要保持表面无油污及灰尘。然后根据要求喷涂环氧富锌底漆或无机富锌底漆，按照底漆外包装上所标示的配比调配油漆，混合充分后采用高压无气喷涂机喷涂1~2 道，无漏涂，喷涂完成后立即用湿膜测厚仪测量膜厚，并根据固体分计算干膜厚度，达到规定的膜厚。
（3） 底漆自然干燥24 h 后，进行中间漆的涂装。按照环氧云铁中间漆外包装上所标示的配比调配油漆，混合充分后采用高压无气喷涂机喷涂2~3 道，无漏涂，喷涂完成后立即用湿膜测厚仪测量膜厚，根据固体分计算干膜厚度，使其符合要求。
（4） 中间漆自然干燥24 h 后，进行面漆的涂装。按照面漆外包装上所标示的配比调配油漆，混合充分后采用高压无气喷涂机喷涂1~2 道，无漏涂，喷涂完成后立即用湿膜测厚仪测量膜厚，根据固体分计算干膜厚度，使其符合要求。
（5） 面漆涂装完成后，检查表面涂装有无缺陷，对缺陷处进行补喷，自然干燥7 d 后即可组装或交付用户。
应用结果显示，天元0 漆具有以下特点：
（1） 良好的环保性能：无论是室内还是室外施工，喷涂现场均没有明显的有机挥发物气味，喷涂时检测出的VOC 含量均<100 g/L，显示出良好的环保性能。
（2） 附着力：现场测试天元0 漆复合涂层（丙烯酸聚氨酯面漆60 μm，环氧云铁中间漆150 μm，环氧富锌底漆80 μm）的附着力（拉开法），均能达到10 MPa 以上。完全符合振华港机的技术要求。
（3） 施工性能：采用普通的高压无气喷涂设备喷涂，压缩比在（35~65）∶1 范围内时，均能在各种气温条件下顺利喷涂，喷涂时不需要添加稀释剂。整个喷涂过程和设备与常规的溶剂型涂料的要求没有太大区别。
5 结语
超低VOC 重防腐涂料“天元0 漆”在上海振华重工港口机械上的涂装应用实践，为振华重工解决环保涂装这一问题提供了有效的途径，随着天元0 漆在港机应用的进一步推广，振华重工实现整体的绿色涂装已为时不远。
