集装箱制造业是典型的高消耗、高污染产业。我国集装箱制造业排放的VOCs总量在各行业中排名前十。
控制集装箱行业的VOCs排放,要从喷涂环节下手。VOCs减排控制技术一般分为源头控制、过程控制和末端治理三个环节,集装箱行业的VOCs治理也遵循着这个体系。
VOCs排放贯穿集装箱制造始终
我国生产的集装箱大致可分为普通(干货)集装箱和特种集装箱。这两种集装箱的生产工艺大致相同,都是从钢板预处理开始,经过冷轧成型加工、焊接组装、整箱喷砂、喷漆及完工线装配等十几道工序,其中关键工艺为钢材预处理、冷加工成型、焊接组装及喷漆4个部分。
集装箱制造的第一道工序和最后一道工序都是涂装,它不仅贯穿着集装箱制造的始终,而且要与整个集装箱工艺相适应。
集装箱生产中的VOCs排放主要来自于富锌漆、中层漆、沥青漆、面漆、修补漆等涂料的喷涂、烘干等过程,颗粒物的排放则主要来自于钢材预处理、焊接、组装、打砂等过程。另外,在集装箱生产过程中的局部及死角部位喷涂、修补、零件表面涂装等亦会产生VOCs排放。这些工艺大多数为人工操作,分散面广,VOCs的浓度、流量小。
源头控制:推广使用水性涂料
传统溶剂型涂料中含有大量VOCs成分。样品检测结果显示,集装箱喷涂工艺所用的底漆中VOCs含量约为17.9%~25%(质量比,下同),面漆中VOCs含量约为25%~70%。溶剂型涂料中的VOCs成分在使用过程中会挥发出来,产生严重的VOCs污染。随着环保法规日趋严格,国际集装箱标准化委员会对集装箱涂料的环保和卫生提出较高的要求,比如,涂料内不得含镉、铅、铬、汞等重金属;采用磷酸盐等无毒的颜料;高固体分低VOCs含量的涂料等。于是用VOCs含量小的水性涂料替代溶剂型涂料成为目前最好的选择。
但目前水性涂料的推广应用还存在着许多技术难点:一是在底漆喷涂阶段,业界采用“包络技术”防止“富锌底漆”中锌原子被氧化,即将锌粉用少量有机溶剂包络并溶解于低VOCs介质。使用水性涂料后,则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。
二是水性涂料存在的“闪锈”问题。集装箱在打砂工艺之后,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峰点上出现快速氧化锈蚀现象。使用水性涂料将大大增加“闪锈”发生的概率。
三是水性涂料的涂装工艺技术难点。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,喷涂水性涂料低于一定温度和高于一定湿度时,就无法形成有效的涂膜。此外,水性涂料在干燥过程中,干燥度需要达到一定要求,否则也无法形成有效涂膜。
四是水性涂料的成膜质量缺陷。水性涂料在涂装过程中会有较多的成膜质量缺陷,如起泡、开裂、流挂、针孔、发霉、闪锈等。
来源:中国经济周刊