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水性环保涂装在轨道交通行业的应用

发布时间:2014-12-02 14:09:13 编辑:jinrui
本文摘要:——华豹(天津)涂料股份有限公司副总经理姜朝松

  华豹(天津)涂料股份有限公司副总经理姜朝松
 
  我今天的演讲分为四个部分:一、涂料行业目前现状。二、我们在前期在水性剂在铁路货车行业的应用,三,我们想做一些涂装体系的推荐,四、谈一下涂料行业发展方向。
 
一、涂料行业目前现状
 
  涂料我们叫面子工程,整个费用在涂料行业占的比例很小,给大家提供最直接面子外观效果,我们说它是个面子工程。
 
  当前中国轨道交通建设迅猛发展,干线铁路、客运专线、城际铁路和城市轨道交通均取得了举世瞩目的成绩。高速发展的轨道交通产业对轨道车辆的创新与发展提供了不竭的发展动力。
 
  今年,CRH380已经取得了国家验收,证明了其运行的稳健和性能的优越。可以说,中国的高速铁路动车组已经逐渐形成了体系化和标准化,其技术在世界范围内引起了广泛关注,也已经成为新的“中国名片”。在机车领域,随着中国新一代铁路机车HXD1D和HXD3D的成功研制,目前已经逐渐成为国内干线铁路的运输主力,成为中国铁路领域名副其实的“火车头”。在货车研发与制造上,中国在继既有货车120km/h速度改造完成后,轴重23t,时速120km新一代货车投产已经5年,为中国经济的持续稳定发展提供了坚实的保障。随即还将为在高速铁路上开行为快递业务服务的高速货运开发高速货车。在如火如荼的城轨列车市场上,新型有轨电车、市域快轨列车、轻轨车辆、中低速磁悬浮列车、新型铝合金A型列车、无人驾驶列车的相继问世和市场需求为中国城市轨道交通的车辆市场提出了多姿多彩市场空间和创新目标。我国铁路建设正处于大发展的黄金时期,新建铁路投运里程和增建铁路复线投运总里程呈现大幅度上升趋势。我们铁路货运已成为我国经济建设的主动脉,2013年,全国铁路货运总发送量完成39.32亿吨,同比增加28992万吨,增长8%。铁路货运业的发展也带动了货车需求的增长,2009-2013年其年均产量超过4.5万辆,其中2013年超过5万辆。
 
  铁路行业对涂料品种的包括:铁路车辆所需的保护及装饰用涂料;车站建设所需的防腐涂料及建筑装饰涂料;铁路桥梁建设所需的桥梁保护涂料以及路基建设所需的防水涂料等,其他如电气化铁路中的输电铁塔、接触网以及各种金属机具也有部分需要涂装。
 
  铁路用涂料有如下特点:
 
  (1)很好的耐候性和防腐蚀性;(2)优良的物理机械强度和耐化学性,如抗冲击强度、耐磨性、漆膜硬度、附着力、耐水性、耐油性、遮盖力等;(3)与时俱进的装饰性和环保性;(4)维护方便、干燥速度较快、配套货源广、价格适中。
 
  根据铁路货车厂修规程规定,铁路货车每4~10年要进行一次厂修,1~3年后进行一次段修(不同车型厂修、段修时间不同),这也形成了较为客观的修补翻新涂料需求。根据货车新造和修理典型的涂料消费量计算,2013年我国铁路货车用涂料消费约在2.7万吨左右,其中新造用涂料1.9万吨,修理用涂料约0.8万吨。
 
  目前铁路货车用涂料大部分由系统内自己的涂料企业提供,产品多数是低端溶剂型产品,但近几年,铁路货车用涂料市场发展了很大的变化,几家发展速度较快,具有把握铁路货车涂料发展趋势,拥有较强的技术研发能力,并能进行持续产品优化提升的企业,逐步占据了市场的主导权,如,山西华豹、株洲飞鹿齐齐哈尔现化精细化工等几家企业,就获了大部分的市场订单,我们山西华豹占到了铁路货车用涂料市场30%以上的份额。
 
  我罗列一下国家相关政策的法规。
 
  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SO2、NO、工业烟粉尘一起列入了三区十群的防控重点。
 
  2013年9月10日,国务院颁发《大气污染防治行动计划》国发〔2013〕37号
 
  2014年4月24日十二届全国人大八次会议上通过了新修订的《环境保护法》该法为25年来首次大修大气污染排污费、消费税征收提上日程(VOC,SO2等)
 
  2014年11月12日,习主席和美国在APEC期间签署《中美气候变化联合声明》,中美两国元首宣布了两国各自2020年后应对气候变化行动,认识到这些行动是向低碳经济转型长期努力的组成部分并考虑到2℃全球温升目标。美国计划于2025年实现在2005年基础上减排26%-28%的全经济范围减排目标并将努力减排28%。中国计划2030年左右二氧化碳排放达到峰值且将努力早日达峰,并计划到2030年非石化能源占一次能源消费比重提高到20%左右。双方均计划继续努力并随时间而提高力度。
 
  北京:经过五年努力,全市空气质量明显改善,重污染天数较大幅度减少到2017年,全市空气中的细颗粒物年均浓度比2012年下降25%以上,控制在60微克/立方米左右。工业漆产品试行十环绿色认证管理。
 
  上海:建立低挥发性有机物含量产品和高挥发性有机物含量产品的目录,鼓励低挥发性有机物含量产品的使用。涂装活动在密闭空间或者设备中进行,设置废气收集和处理系统。
 
  江苏:到2017年,重点行业主要污染物排放强度比2012年下降30%以上推进非有机溶剂型涂料等产品创新,减少生产和使用过程中挥发性有机物排放。开展有机溶剂产品全过程监管。严格执行国家涂料、胶粘剂等产品挥发性有机物限值标准。苏南5个省辖市率先推广使用无污染或低挥发性的水性涂料、环保型溶剂等,逐步减少高挥发性油性涂料、有机溶剂的生产、销售和使用。
 
  目前我国铁路车辆用涂料绝大部分是溶剂型涂料,其排放的VOC会对环境造成污染,如铁路货车广泛应用的溶剂型厚浆醇酸漆,虽然其不挥发物含量通常达到65%以上,但实际的VOC排放量仍达400~500g/L,而一些铁路机车和客车面漆的VOC排放量则更高。
 
  国际上从1990年起,欧洲和北美开始大量在工业领域使用水性涂料,并逐渐完善了相应的法规和标准体系,目前美国对工业涂料行业VOC排放的限制为1.8~3.5lb/gal,每个工厂每年不超过50t;欧盟对工业涂料VOC含量限制为250~540g/L(根据涂料种类划分)。
 
  因此,水性涂料、高固体分涂料、粉末涂料等环保型涂料产品在铁路车辆中的应用已成为未来发展大趋势。
 
  20世纪80年代起,德国开始将水性醇酸、乳液型涂料、双组分水性环氧底漆等水性涂料用于铁路车辆。进入21世纪后,欧美地区在铁路客车和货车领域的水性涂料体系应用非常普遍,如单组分单涂层厚涂型水性丙烯酸涂料、水性双组分环氧底漆+水性单组分丙烯酸面漆、水性双组分环氧底漆+水性双组分聚氨酯面漆等。
 
  山西华豹涂料有限公司从2008年起引进国外先进技术,向我国铁路系统推出了铁路货车用水性防腐涂料,其挥发物含量仅为1.9%以下,即VOC含量<60g/L,而耐盐雾性能可达1000h。
 
  水性环保涂装的优势明显:
 
  水性涂料的防火等级、燃烧烟密度和毒性均能满足英国BS6853标准要求.
 
  水性涂料具有良好的环保特性,对人体和环境几乎不造成危害,使用水性涂料可减少环保设备投入。地铁车辆维修基地所使用的防腐处理场地和设施可以简化,无需设置苯、甲醛挥发性有害气体净化装置.
 
  水性涂料全寿命周期成本较低。由于水性涂料有稳定的化学性.良好的耐腐蚀抗老化性,高的弯曲强度、附着力、机械性能,所以水性防腐涂料使用年限可达15年。若按地铁车辆使用周期30年计,在整个寿命周期仅需再喷涂一次,而溶剂型油漆最少要再喷涂二次以上.
 
  减少水污染。城轨车辆一般采用机械化清洗。在机械、水和清洁剂的综合作用下总会对表面有一定的磨损。由于水性涂料中不含有重金属元素,其被磨下的颗粒混合于水中,沉淀后可进行能量转化(燃烧),从而减少水污染.
 
  水性环保涂装也存在一些需要攻克的难关:
 
  成本相对溶剂型涂料来说有所增加
 
  施工工艺要求较高
 
  相对溶剂型涂料来说,虽然水性涂料单价成本略有上升,但企业运行成本大大降低
 
  我想借这个机会呼吁一下,我们希望整个涂料行业能够引入VOC控制标准,来推动整个行业发展,一个更新换代。我们讲企业虽然追求经济效益,也需要社会责任。我们想借这个机会,给大家谈谈VOC企业的概念。这是我做的一个大概比较,假设一个企业8亿的营业额,采购额是500万的涂料采购额。前面当下如果采用水性涂料,只需要付前面三分之二的费用就可以了,中间这两项,以后国家工信部、税务总局、环保部准备推出来强制增加涂料消费税,后续这四项我们在涂料行业,涂料要做制污排污的话,必须投入硬件费用,从这个费用上来比较,水性涂料虽然单公斤价格会高一点,整个运行成本远远低于我们农机性涂料。但是我们现状就是很多的业主,很多的厂家,为了公斤价格便宜,不大愿意使用这个水性涂料,我觉得从未来发展来说,水性涂料是必然的替代。
 
二、华豹水性漆在铁路货车行业应用
 
  我们从1997年开始在铁路行业做的一些工作,给大家简单做一个汇报。
 
  华豹公司是山西华豹涂料有限公司、华豹(天津)涂料股份有限公司和太原市华豹装饰工程有限公司的总称,是集涂料研发、生产、销售和涂装为一体的、旨在向社会提供绿色环保涂料及涂膜的综合性企业。年涂装能力为1000万平方米涂膜、200万平方米建筑涂层和100万平方米地坪。
 
  山西华豹涂料有限公司成立于1997年6月18日,位于山西省太原市,注册资金1000万元,年涂装生产能力为2万吨以上,是铁道部定点生产企业,主要生产溶剂型油漆、水性涂料、建筑涂料和地坪涂料等产品。
 
  华豹天津涂料股份有限公司成立于2010年8月18日,位于天津市武清区,注册资金1亿元,年涂料生产能力为10万吨以上,主要生产水性涂料、建筑涂料和地坪涂料等产品。
 
  太原市华豹装饰工程有限公司成立于2003年2月24日,注册资金500万元,主要承揽金属涂装、建筑装饰和地坪涂装等工程。
 
  华豹公司1999年就通过了GB/T19001质量管理体系认证,2003年通过GB/T24001环境管理体系认证和GB/T28001职业安全健康管理体系认证,2012年取得了中国船级社认证公司颁发的船舶涂料认证证书、集装箱涂料认证。
 
  稍微介绍一下我们这个产品,产品性能VOC在59.4的情况下,薄膜情况下蔓延物可以做到1000个小时,这是目前行业我们第一家做到这样一个水平。这是我们产品线。水性器跟溶剂型产品的一些比较,从环保,从施工性,配套性来说,水性漆要好于溶剂性涂料。
 
  华豹涂料公司2007年开始引进国外的先进技术经过不断的研制、开发、创新,现生产的铁路货车用水溶性油漆可以向我国铁路系统、钢铁系统、汽车行业、机加工行业推出各种专用水溶性防腐漆。
 
  该产品的VOC含量仅为59.4g/L以下,而耐盐雾性达1000h以上。
 
  2008年5月通过铁路总公司运输局“铁路货车用水溶性防腐涂料技术审查”鉴定
 
  2012年11月通过中国神华铁路货车运输分公司“铁路水溶性防腐漆及清漆涂装技术审查”鉴定
 
  华豹水溶性防腐漆及配套涂装系通过国家建材中心、铁路总公司检验中心和铁科院等权威部门历年检验。
 
  2012年12月铁路总公司正式批准了水溶性工业防腐漆的技术指标,这也为今年铁路货车用水溶性漆奠定了基础
 
  做一下经济性分析,我们以货车企业,一千台货车制造企业来测算,溶剂漆跟水性漆的差别,从定额来说铁道部给的定额,VOC的排放,C4G的使用量,排污费,还有我们后期其他的处理,由于我们水性漆,我们这边有个报告,水性漆不需要单独处理,溶剂性是必须要单独处理。我们活性炭的费用也是蛮高的。一千台工厂用水性漆跟溶剂漆一年的运营成本会差不多174万。我为什么要谈这个问题,我们单公斤价格肯定会高于溶剂漆,运营成本整个来说肯定远远低于溶剂漆的产品。
 
  我们今年刚刚推出来一个新的产品,也是水性替代溶剂性的产品,我们水性漆在各种指标方面,耐烧蚀性能,各种性能都达到溶剂漆的标准。今年8月份开始使用,使用有三个多月,整个性能下来都可以满足这个要求。
 
  我们在铁路上面一些应用,这个图片是我们北车190吨用的就是水性涂料。我们自2007年开始研制,2008年开始投入生产。经过几年痛苦的开拓市场,在座各位给我们很大的支持。2014年4月份开始,我们水性漆的产品,在铁路货车系统取得普遍应用。
 
  2007年起,山西华豹涂料有限公司引进国外先进技术,研制、开发、生产出环保无污染的绿色铁路货车用水溶性油漆,并在军工产品及煤矿机械上得到应用;同时在太原轨道交通装备有限责任公司、晋西铁路车辆有限责任公司、眉山车辆厂、包头北方创业股份有限公司、齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司、沈阳轨道交通装备有限责任公司、西安轨道交通装备有限责任公司等车辆厂涂装了13000多辆各种型号的货车,完全达到铁路总公司的有关涂装技术标准。
 
  2009年、2010年我们在货车也做了一批。这是在铁路零部件上做的水性漆,板车主要是出口方面我们做的一些产品。在机车领域做过一些产品。机车前期还是溶剂性为主,现在做水性化的改进。我们产品出口到十个国家。
 
  从2014年4月份开始,华豹铁路货车用水溶性油漆在铁路上全面推广使用,包括齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司、北京二七轨道交通装备有限责任公司、太原轨道交通装备有限责任公司、济南轨道交通装备有限责任公司、南车长江车辆有限公司、重庆长征重工有限公司、包头北方创业股份有限公司、晋西铁路车辆有限责任公司都开始批量使用。
 
三、华豹产品施工工艺漆病防治
 
  我们因为做水性漆,这个行业第一家,所以我们也建立一些数据库,每个产品做出去之后我们做跟踪,分四个月、一年、三年、五年,后续还有八年。我们从几个硬性指标看它,我会用几个图片来印证。这是4个月、5个月、一年、三年,同样一个车好,找到这个车看外观测量一下,四年以后,五年以后,8年以后还没有。从这个图片来说我们印证一下,我们这个产品是可以进入铁路行业,从东到西,从南到北恶劣环境的考验。
 
  我们水性漆对湿度要求比较高,45%-70%的湿度环境。水性漆施工三个因素影响,环境温度、环境湿度、还有通风环境的影响。这是表面处理,水性漆对底材处理,比对溶剂漆对底材处理的要求还是要低一点的。
 
  这是对环境温度的要求,10度以上,一个10度以下,10度以下对水性施工还有些影响,我们需要一定的烘烤,10度以上不需要烘烤。对能耗控制来说会降低很多。
 
  施工方法宽泛,施工工具清洁也比较简单,我不需要溶剂来清洁,我用水来清洁就可以了,水也不需要特殊处理。这是稀释,我们稀释液就是水,整个不存在VOC各方面环保压力。
 
  水性漆对缩孔油污影响是最大的,我们解决水性漆要把它做好,抗缩孔是我们一个技术难题,每次有问题我们响应会比较快。
 
四、城市轻轨涂装体系推荐
 
  国内城轨车辆无论是碳钢、铝合金还是不锈钢车体的表面涂漆都采用溶剂型涂料,而溶剂型涂料含有重金属元素和挥发性有机化合物VOC等有害物质.不但在施工时对人体和空气、环境造成危害和污染,而且有些有害物质挥发、释放时间很长,在地铁运营中也会对人体和环境造成长时间的影响。
 
  近年来,对溶剂型涂料中的有害物质管控越来越严,一些发达国家已禁止将溶剂性涂料用于防腐处理,因此,防腐能力强而又环保的水性涂料开始受到人们的高度重视。
 
  水性涂料具有卓越的防火性能,其毒性和燃烧烟密度均满足BS6853标准.有着良好的附着力和耐化学性,因此水性涂料在欧美等发达国家的城轨车辆上已逐步得到应用(如阿尔斯通2003年3月执行的意大利城际列车项目、庞巴迪公司2007年3月执行的法国巴黎地铁车辆项目、西门子公司2006年5月执行的法国雷恩轻轨车辆项目等),新加坡地铁车辆已明确要求必须采用水性涂料。
 
  目前水性涂料在国内城轨车辆上还未广泛使用,像车体、司机室玻璃钢头罩等大面积表面处理尚没有应用业绩,只在广州地铁直线电机车辆转向架构架等少数部件上使用过。鉴于近两年新加坡地铁采购的车辆在中国生产(如南车青岛四方机车车辆股份有限公司正在执行的新加坡151A车辆项目),水性涂料的物理特性和施工工艺已被国内部分地铁车辆生产厂家充分掌握。
 
五、轨道交通涂料涂装发展方向
 
  环保型涂料的概念主要是包括两个方面的内容:一是挥发性有机化合物的含量-溶剂VOC值较低,二是有害物质及重金属盐的含量极少或没有。节能减排是我国环保的重点,也是世界发展的趋势。
 
  现国外铁路货车用涂料大量采用水性涂料和无溶剂型涂料代替传统的溶剂型涂料,这两种涂料已成为发达国家车辆制造业的主流,如拜尔公司的聚氨酯水性涂料用树脂。Stolllac公司早在20世纪70年代就大量生产水性厚浆醇酸漆,并广泛用于欧洲铁路货车上。我国水性涂料市场份额相对较小,但随着这几年的发展,已具备了一定规模。
 
  水性涂料产品有如下特点:与溶剂醇酸、环氧或聚氨酯等溶剂型油漆的配套性上不存在问题;由于同属厚浆型产品,施工时间可以适应铁路货车现有涂装设备的要求:干燥速度快;因为VOC含量低,涂料施工过程中不易燃易爆,在安全性上更加具有优势;其他如漆雾处理、设备清洗等问题也要比溶剂型涂料简化得多。
 
  高固体分涂料:其含量达65%-85%,甚至可以达到90%,因此VOC排放量可控制在240-360g/L,甚至更低,而且它能为铁路车辆提供性能和工艺的最佳平衡,涂装效率高,因此在铁路货车领域具有很好的发展前景。
 
  粉末涂料:无VOC排放,涂料可以循环使用,低损耗,施工效率高,施工质量稳定,防腐效果较好,外观效果良好,在未来具有很大发展空间
 
  涂料与涂装如没有紧密结合,实施涂料涂装一体化,不仅会限制涂料产品性能的充分发挥,也是上下游企业做大做强的必然趋势。当前,铁路货车用涂料与涂装的一体化除在几家铁路货车主机厂应用以外,并没有全面推广,相对来说是涂装滞后,但毫无疑问,铁路货车用涂料涂装一体化是铁路货车涂料发展的一个重要趋势。
 
  涂料与涂装一体化优势:
 
  1、可以让涂料企业加强对涂装工艺、设备的认识和了解,促进下游企业对涂料性能的了解,从而使涂装人员"人能尽其才",涂料产品"物能尽其用",达到涂料与涂装的完美结合。
 
  2、当原材料物价上涨、物流及成本增加的发展形势下,涂料与涂装一体化有助于有效控制成本,实现双方之间的共赢:对于涂料生产企业来说,涂料涂装一体化有助于涂料生产企业及时发现问题,改进生产技术,适时研发出适合市场需求的产品,减少研发成本和推广阻力;对于涂料下游企业来说,涂料涂装一体化能够让产品不合格率下降,减少损失,提高产品质量。
 
  3、有助于企业打造特色、专业、个性化的服务,提升企业的市场竞争力。
 
  华豹装饰工程公司就是行业内不多的专业涂装一体化服务公司,目前在全国有20个工程部,专业涂装人员400多人,成立12年以来,积累了丰富的涂装经验。
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市场周刊
2021-02
出刊日期:2021-02
出刊周期:每月
总481期
出刊日期:(2014 07 08)
出刊周期:每周