水性涂料以水為溶劑，可以根據需要調節(jié)施工黏度，其以施工方便、容易控制厚度及損耗低等特點而成為集裝箱涂料的發(fā)展趨勢和研究重點。最近幾年來，國內很多公司在進行集裝箱涂料水性化的研究。目前主要的難題是，集裝箱的生產速度不斷提高，這無疑為集裝箱涂料的水性化增加了難度。水性集裝箱涂料的開發(fā)需解決
防腐性能
生產線施工性能
涂料成本偏高
三個技術難題等問題。目前，能夠完全滿足生產線要求的三涂層全水性集裝箱涂料的廠家還沒有。
防腐性能
集裝箱涂料的防腐性能主要是由涂料中的樹脂決定的。水性集裝箱涂料的防腐性能要達到與溶劑型相同的防腐性能，在技術上存在一定的困難，因為水性涂料與溶劑型涂料在成膜機理上的不同導致涂膜性能有所差異。
溶劑型環(huán)氧樹脂涂料成膜機理：環(huán)氧樹脂和固化劑以分子形式溶解在有機溶劑中，形成的體系是均相的固化反應，在分子之間進行，因而固化反應進行得比較完全，能夠形成均相的、致密的涂膜，防腐性能突出。
水性環(huán)氧樹脂涂料成膜機理：大部分水分蒸發(fā)后，環(huán)氧樹脂乳膠粒子相互接觸，形成緊密堆積的結構，殘余的水分和固化劑分子則處在分散相粒子的間隙；水分進一步蒸發(fā)，分散相粒子開始凝結，形成緊密的六邊形結構；同時固化劑分子擴散到分散相粒子的界面及其內部發(fā)生固化反應，樹脂的玻璃化溫度逐漸提高，擴散速度變慢，粒子之間很難凝結成膜。固化反應進行的不完全，不能形成均勻一致的涂膜，導致防腐性能與溶劑型有所差異。
水性環(huán)氧樹脂涂料固化是否充分主要取決于以下兩個因素
(1)環(huán)氧樹脂分散相粒子的粒徑
在相同的情況下，環(huán)氧樹脂分散相的粒徑小時，粒子表面的固化劑濃度較為適中，表面固化速度較慢，固化劑分子有足夠的時間擴散到整個環(huán)氧樹脂分散相粒子，使之固化完全，因而可以形成均勻、完全固化的涂膜。反之，分散相粒子尺寸較大時，粒子表面的固化劑濃度相對較高，導致表面快速因化，隨著固化反應的進行，環(huán)氧樹脂分散相的表觀黏度不斷增大，玻璃化溫度也會逐漸提高，固化劑分子向環(huán)氧樹脂粒子內擴散速度逐漸變慢，環(huán)氧樹脂粒子內來不及固化而致使涂膜固化不完全。
(2)固化劑與環(huán)氧樹脂的相容
提高固化劑與環(huán)氧樹脂的相容性，固化劑越容易向環(huán)氧樹脂粒子內部擴散，越有利于固化反應的進行，提高體系的穩(wěn)定性。
最近幾年水性環(huán)氧樹脂產品日益成熟，國內外已經有很多公司等都已經開發(fā)出粒徑為納米級的水性環(huán)氧樹脂；同時與之配的相容性好的水性環(huán)氧固化劑產品也走向成熟。這些為研究集裝箱用水性涂料提供了基礎，通過合理使用這些成熟的產品，使水性環(huán)氧涂料與溶劑型的環(huán)氧防腐涂料性能已經非常接近，基本可以滿足集裝箱的防腐要求。
施工性能
最近幾年由于全世界海運事業(yè)的高速發(fā)展，使得集裝箱的需求快速增長，集裝箱量大幅提高，生產效率也快速提高，生產節(jié)奏最快的生產線達到3min的節(jié)奏。
使水性集裝箱涂料在施工上更增加了難度。眾所周知，水性涂料在低溫環(huán)境下干燥與固化速度非常慢，如何使水性涂料全天候地滿足如此快的生產節(jié)奏成為制約水性集裝箱涂料發(fā)展的第二個難題。
國內生產節(jié)奏最快的某條生產線的工位、生產工藝現狀、對水性集裝葙涂料的要求
| 工位 | 工藝要求 | 對涂料的要求 |
| 生產線節(jié)奏 | 3-6min | 全天候施工 |
| 預涂底漆 | 10-40s | 霧化好、不堵槍、干燥快 |
| 底漆噴涂 | 霧化好、不堵槍、干燥快 | |
| 流平、烘干 | 室溫流平、無烘干 | |
| 外面漆噴涂 | 霧化好、不堵槍 | |
| 流平 | 流平好 | |
| 烘干 | 60-80C | 不起泡、不流掛 |
| 強制冷卻 | 15-20min | 不開裂 |
| 裝配（銘牌、密封膠、貼標） | 干燥好、無開裂、無針孔 | |
| 箱底瀝青漆 | 烘烤后30min進行貼標 | 干燥快、層間附著力好、順利貼標、涂膜不撕裂 |
| 水密封試驗 | 烘烤約60min進行耐水試驗 | 耐水性好、不起泡、無針孔 |
要求研究單位所研究的水性涂料有一個較寬的施工窗口，盡可能地在實驗室內充分模擬現場的環(huán)境條件、施工條件、干燥條件，以減少箱廠的壓力。
水性集裝箱涂料要在不改變現有溶劑型生產線效率的情況下進行高壓無氣噴涂施工，三道涂層一道烘烤，要求干燥速度快，涂層附著力好，耐水性能好，無流掛、開裂、針孔等涂膜弊病。上述要求為水性集裝葙涂料的施工帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。
涂料施工的技術難點及解決辦法
| 施工技術難點 | 生產工藝要求 |
| 施工技術難點 | 盡可能提高涂料的干燥速度 |
高壓無氣噴涂，濕碰濕的施工工藝，三道涂層一道烘烤 | 調整涂料至合適的施工黏度 |
| 快速達到要求的附著力 | 選擇合適的水性樹脂 |
| 快速達到好的耐水性能 | 選擇耐水好的水性樹脂、助劑 |
要求涂膜外觀平整，無流掛開裂、針孔等弊病 | 合適的觸變性與流平性的平衡 |
由于邊角部位反復進行預涂，局部干膜厚200um | 調整涂料至合適的觸變性 |
| 雙組分水性環(huán)氧涂料的適用期不小于4h | 調整樹脂與固化劑的適用期 |
成本難題
水性集裝箱涂料的成本始終高于相應的溶劑型涂料，在集裝箱制造業(yè)競爭十分激烈的今天，說服箱廠與箱主拿出更多的資金為環(huán)保買單是十分困難的，所以降低成本是水性集裝箱涂料規(guī)模應用的必由之路。水性集裝箱涂料降低成本主要是自主研發(fā)水性樹脂、防銹顏料、水性助劑，國內在這方面的研究起步較晚，產品性能與國外公司仍有一定差距。主要是由于國內專業(yè)的研究機構少、基礎弱、技術人員流動快、技術交流少等因素導致。這些原料大量依賴國外進口產品，國內缺乏自主創(chuàng)新。水性集裝箱涂料成本的降低可以從以下幾個方面入手：
(1)加強與專業(yè)研究機構、企業(yè)的聯(lián)合，自主開發(fā)低成本的水性樹脂、助劑。
(2)穩(wěn)定一支科研隊伍，按照科研程序進行嚴謹的、科學的、系統(tǒng)的試驗。
(3)加強技術交流，加強與同行業(yè)之間的交流，及時了解國內外信息。
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