CN101450738A - 一种集装箱及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集装箱，其箱体由金属基板和金属基材构成，在所述金属基板和金属基材内、外表面的至少一层涂料层，同时本发明还提供一种上述集装箱的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于物料储存或运输的大型容器及其制造方法，尤其涉及一种集装箱及其制造方法。
背景技术
一般的大型储存或运输设备，如集装箱、方仓、挂车或半挂车的厢体，其主要结构件一般都是钢材，为防止腐蚀，保证其正常的使用寿命，在制造中都要用涂料对结构件进行涂层覆盖处理。
目前最常用的涂料是溶剂型涂料即油性漆，由于在油性漆中含有大量的有机溶剂或稀释剂，它们在涂料成膜过程中会不断挥发到空气和周围的环境中去，尤其在夏天高温作业时，有机溶剂的挥发性很大，使工作车间散布着难闻的有害气味，同时这些挥发气体遇到明火很容易燃烧，这即造成溶剂的大量浪费，也对环境和人体健康产生不良的影响，且存在较大的安全隐患。同时，世界各国都在不断加强环保，如我国的环保法规对‘三废’(废气、废液、废渣)的治理作出明文规定，对不符合排放标准和治理不力的企业作出严厉的惩罚，如罚款、停产整顿甚至于责令工厂关闭等。
目前，水性涂料在集装箱中的应用还存在一些技术上的难题：首先，因为水性涂料中水分的存在，就算经过打砂的表面处理，在施工喷涂时，集装箱的表面仍然很容易形成锈点；其二，因为相对于有机溶剂来说，水性涂料是以水作为主要分散介质，其挥发、干燥速度较油性漆慢得多，如果按集装箱现有的快节奏涂层施工工艺，很难保证其长期防腐性能，并会发生涂料成膜后而把部分的水分封闭在干燥涂层里，造成流挂、气泡、附着力不佳和涂膜容易脱落等弊病；还有，集装箱在焊接组装过程中，产生许多的焊缝，这些地方作为金属材料的表面缺陷，在喷涂时特别容易产生点锈、针孔等弊病。
发明内容
针对现有技术的缺陷。本发明的目的之一旨在于提供一种环保的集装箱，消除集装箱工业生产、使用过程中对生产环境和周围的社会、环境的危害。
本发明的目的之二旨在于提供一种防腐性能好的在集装箱上喷涂水性涂料的方法。
为实现上述目的一，本发明采用以下技术方案：
提供一种集装箱，至少包括一个底架平台，由金属基材构成，其特征在于：所述金属基材上设置有至少一层水性涂料层。
底架平台至少一端的两个端角处连接有角柱，所述角柱上设置有至少一层水性涂料层。
角柱垂直固定连接在所述底架平台的四个端角处。
角柱铰链连接在所述底架平台上的四个端角处。
底架平台至少一个端部的两个临近角柱之间固定连接有端梁，所述端梁上设置有至少一层水性涂料层。
底架平台至少一个侧边上的两个角柱的顶端固定连接有顶侧梁，所述顶侧梁上设置有至少一层水性涂料层，所述顶侧梁和与其连接的两个角柱内设置有侧壁板，所述侧壁板由金属基板构成，所述金属基板上设置有至少一层水性涂料层。
底架平台两端部上的两个角柱的顶端固定连接有顶端梁，所述顶端梁上设置有至少一层水性涂料层，还包括有设置在底架平台一端的两角柱之间的前墙板，所述前墙板由金属基板构成，所述金属基板上设置有至少一层水性涂料层。
还包括有设置在所述集装箱顶部的顶部结构。
顶部结构由金属基板构成，所述金属基板上设置有至少一层水性涂料层。
顶部结构由门结构、孔结构和金属基板构成，所述金属基板上设置有至少一层水性涂料层。
水性涂料层从内到外依次为为预涂防锈底层、防锈底层、中间层和外面层或内面层。
水性涂料层是由水性环氧漆、水性聚氨酯漆、水性丙烯酸漆中的一种喷涂而成。
水性涂料层是由水性环氧漆、水性聚氨酯漆、水性丙烯酸漆中至少两种的混合物喷涂而成。
为实现上述目的二，本发明采用以下技术方案：
一种环保集装箱的制造方法，该方法至少包括以下步骤：
上述集装箱的制造方法至少包括以下步骤：
A、对金属基材进行喷砂，金属基材包括底横梁和底侧梁；
B、将喷砂后的金属基材焊接成底架平台，然后将角件焊接在其四个端角部；
C、对焊缝进行喷砂，对喷砂处喷涂水性预涂防锈底漆，然后烘干；
D、对箱体外表面喷涂水性防锈底漆，流平后烘干；
E、对箱体外表面喷涂水性中层漆，流平后烘干；
F、对箱体外表面喷涂水性外面漆，流平后烘干；
G、对箱体内表面喷涂水性内面漆，六平后烘干。
在进行B部操作之后，将所述角柱垂直焊接在所述底架平台至少一端的两个端角处后，再进行步骤B之后的操作；
在进行B部操作之后，将所述角柱铰链连接在所述底架平台至少一端的两个端角处后，再进行步骤B之后的操作；
将所述角柱垂直焊接于所述底架平台端角处之后，再进行如下操作：
①、对金属基板(侧板、端墙板、顶板的初步结构)、角柱、顶端梁、进行喷砂处理；
②、将金属基板拉、压制成各种类型的波纹板；
③、对顶侧梁、顶端梁与角柱的对应位置实施焊接，将箱体焊接成六面体结构的框架体；
④、将制成各种类型波纹板的金属基板与六面体框架体实施焊接，制成箱体总成。
在进行完所有步骤之后，对箱体内表面喷涂水性内面漆，流平后烘干。
喷砂至表面光洁度为Sa2.5级。
水性预涂防锈底漆施工粘度控制在10-30s，喷涂干膜厚度控制在10-15μm，喷涂后烘干温度为70-120℃，烘1-5min至表干。
水性底漆、水性中层漆、水性内面漆和水性外面漆的施工粘度控制在20-80s，各涂层干膜厚度控制在30-50μm，喷涂之后，流平3-10min，在70-120℃烘房内烘干3-20min。
水性预涂防锈底漆施工采用无气自动喷涂方式，采用喷嘴口径为0.38-0.64mm，喷雾图形幅宽200-360mm，高压泵进气压力为1-2kg/cm2；
水性底漆、水性中层漆、水性内面漆和水性外面漆施工中采用无气自动和人工喷涂相结合方式，采用喷嘴口径为0.38-0.64mm，喷雾图形幅宽200-360mm，高压泵进气压力为4-6kg/cm2。
水性预涂防锈底漆、水性底漆、水性中层漆、水性外面漆和水性内面漆分别是基于主要成膜物质为水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂类涂料中的一种，或者是水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂类涂料中至少二种的混合物。
喷涂后的工件所处的环境设立通风装置，使得环境空气的流动速度为0.20-0.80m/s。
喷涂后的工件所处的环境设置干燥剂，使得环境空气的湿度不高于75％。
干燥剂至少为无水氯化钙、硫酸铜和变色硅胶这三种固体干燥剂中的至少一种。
本发明由于采用了含有水性涂料层的波纹板等集装箱部件，其优点在于：(1)不含有机挥发分，改善了周围社区的生活环境；(2)节省了对有机溶剂和稀释剂进行回收和治理的费用；(3)喷涂工具的清洗方便，如喷枪、配漆罐、搅拌器等，只需自来水就可以清洗干净；
本发明由于采用了新的喷涂方法，在改善工人施工环境的前提下，提高了车间的操作安全。遇明火时发生燃烧、***等工业事故的机率比应用溶剂型涂料大大降低。通过喷涂水性预涂防锈底漆，封闭了金属基板跟空气中的水分/氧气的接触，有效抑制了点锈的形成；通过涂层预烘干，使涂膜中水分挥发得较完全，从而避免或减少了涂膜中出现气泡、附着力不佳涂膜容易脱落等弊病；通过二次打砂的补涂防锈底漆，防止了焊接处出现点锈、针孔等不足。从而达到提高生产效率，保证产品质量的目的。
附图说明
图1是本发明实施例的视图，反映平台箱的初步结构；
图2是图1的A向视图；
图3是本发明实施例的视图，反映固端式台架箱的初步结构；
图4是图7的A向视图；
图5是本发明实施例的视图，反映折叠集装箱的初步结构；
图6是图5的A向视图；
图7是本发明实施例的视图，反映六面体集装箱的框架结构；
图8是本发明实施例的视图，反映六面体集装箱的初步结构；
图9是本发明实施例的视图，反映包括有水性预涂防锈底层后的集装箱表面结构；
图10是本发明实施例的视图，反映包括有水性防锈底层后的集装箱表面结构；
图11是本发明实施例的视图，反映喷涂水性中间层后的集装箱表面结构；
图12是本发明实施例的视图，反映喷涂水性外面层后的集装箱表面结构；
图13是本发明实施例的视图，反映喷涂水性内面层后的集装箱表面结构；
具体实施方式
作为一般的载货集装箱，尽管在具体结构上有不同，但都包括有用于载货的底架平台，为便于转运在该平台的端角部底部设置有用于与转运工具箱匹配的底角件，这种底架平台一般包括有位于期两侧的底侧梁和横置在该两底侧梁之间的底横梁，由此形成一个载货框架体，使用中可以在该框架体上铺设木质或钢质地板。
在实际使用中可以在四个底角件上焊接四个短角柱，该短角柱的顶部设置有用于与转运装置如起吊机等相匹配的调配件，由此形成行业内所通称的平台箱，其结构可参考图1、图2，所示的平台箱1包括纵向布置的底侧梁10，横向排布的垂直焊接在底侧梁上的底横梁11，位于平台箱1端角底部的角件12，垂直焊接在角件12上表面的短角柱13。以上结构可以通过以下制造方法来实现：
1、对底侧梁10、底横梁11、短角柱13进行喷砂处理，喷砂至表面光洁度为Sa2.5级；
2、将喷砂后的底侧梁10、底横梁11和角件12拼装焊接成底架平台；
3、将短角柱13垂直焊接在角件12的上平面上，制作成平台箱初结构；
通常情况下，上述结构中的短角柱还可以增加长度以适应堆码和其他一些装载要求，这就形成了固端式台架箱，如图3、4所示的固端式台架箱2，包括位于箱体底部纵向布置得底侧梁20，横向排布的垂直焊接在底侧梁上的底横梁21，位于集装箱2底部的角件22，垂直焊接在角件22上表面上的角柱23，角柱23上焊接有顶角件24。此结构通过以下制造方法来实现：
1、对底侧梁20、底横梁21、角柱23进行喷砂处理，喷砂至表面光洁度为Sa2.5级；
2、将喷砂后的底侧梁20、底横梁21和角件22拼装焊接成底架平台；
3、将角柱23垂直焊接在底架平台的四个端角处，将顶角件24焊接在角柱23顶端，制成固端式台架箱的初结构。
为了提高返运效率，还可以将固端式台架箱的角柱设置在其底架平台端部的可折叠角柱，这就是通常所说的折叠集装箱，如图5、6所示的折叠集装箱，包括位于箱体底部纵向布置得底侧梁30，横向排布的垂直焊接在底侧梁上的底横梁31，位于集装箱3底部的角件32，一端铰链连接在底侧梁30、底横梁31、角件32构成的底架平台上的角柱33，角柱33上还焊接由顶角件24，此结构可通过以下的制造方法来实现：
1、对底侧梁30、底横梁31、角柱33进行喷砂处理，喷砂至表面光洁度为Sa2.5级；
2、将喷砂后的底侧梁30、底横梁31和角件32拼装焊接成底架平台；
3、将角柱33底端铰链连接在上述制成的底架平台的端角部，并将顶角件24焊接在角柱33的顶端，制成折叠集装箱初结构。
在实际应用中，还可以将固端式台架箱的结构进行改进，将相邻的两个角柱顶部之间架设梁，且角柱顶端设置顶角件以用来堆码和起吊，这就是实际应用比较广泛的六面体集装箱，这种六面体集装箱可以相应的在六面体的在除底架外的各个面增加板结构或者门结构，使其变成全封闭或半封闭的适用于各种特殊要求的集装箱，如图7、8所示的六面体集装箱4，包括位于其底部纵向布置的底侧梁40、垂直于底侧梁40横向排布的底横梁41、位于底侧梁40和底横梁41构成的底架的四个端角处的底角件42、垂直焊接在各底角件42上平面的角柱43、焊接在箱体侧面的两个角柱顶端之间的顶侧梁44、焊接在箱体端部的两个角柱顶端之间的顶端梁50、位于六面体集装箱4两侧的由波纹板构成的侧板45，位于六面体集装箱4一端的端墙板46、位于六面体集装箱4另一端的箱门47、位于六面体集装箱4顶部的顶板48，焊接在角柱43顶端用以堆码和起吊的顶角件49。以上的六面体集装箱可通过以下制造方法实现：
1、对底侧梁40、底横梁41进行喷砂处理，喷砂至表面光洁度为Sa2.5级；
2、将喷砂后的底侧梁41、底横梁42和底角件43拼装焊接成底架平台；
3、将角柱43焊接在底架平台的四个端角处，并将顶角件焊接在角柱43的顶端；
4、对角柱43、顶端梁44、金属基板(侧板45、端墙板46、顶板48的初结构)进行喷砂处理，喷砂至表面光洁度为Sa2.5级；
5、将金属基板拉压制成具有各种波纹的侧板45、端墙板46、顶板48；
6、将顶端梁44的两端分别焊接在相应的临近两个角柱43的顶端，制成六面体框架结构；
7、将侧板45装焊入六面体框架的两侧，将端墙板46装焊入六面体框架的一个端部，将箱门47装入六面体框架的另一个端部，将顶板48装在六面体框架的顶部，制成六面体集装箱的初结构。
通常，在集装箱制造中，普通的集装箱采用一般的油性涂料层，由于其含有大量的易挥发物质，造成极大浪费的同时对环境影响很大，且对人的身体将康造成巨大威胁。本发明采用带有水性涂料层的金属结构，改善了上述缺点。水性涂料层可通过以下方法施于金属基材上：
①、对上述制成的平台箱初结构、固端式台架箱初结构、折叠集装箱初结构、六面体集装箱初结构的焊缝进行喷砂处理，喷砂至表面光洁度为Sa2.5级，对喷砂处喷涂水性预涂防锈底漆，施工粘度20S，然后烘干，烘干温度80℃，烘干时间3min，干膜厚度控制在10-15μm，制成如图9所示的预涂防锈底层51；
②、对上述制成的平台箱初结构、固端式台架箱初结构、折叠集装箱初结构、六面体集装箱初结构喷涂水性防锈底漆，施工粘度40S，流平5分钟后烘干，烘干温度90℃，烘干10min，干膜厚度控制在30-50μm，制成如图10防锈底层52；
③、在以上初结构外表面上的防锈底层上喷涂水性中层漆，施工粘度40S，流平5分钟后烘干，烘干温度90℃，烘干10min，干膜厚度控制在30-50μm，制成如图11中间层53；
④、在中间层上喷涂水性外面漆，施工粘度50S，流平5分钟后烘干，烘干温度90℃，烘干15min，干膜厚度控制在30-50μm，制成如图12外面层54；
⑤、在以上初结构内表面上的防锈底层上喷涂水性内面漆，施工粘度50S，流平5分钟后烘干，烘干温度90℃，烘干15min，干膜厚度控制在30-50μm，制成如图13内面层55；
上述将水性涂料层施于集装箱初结构上的方法，还需按照如下要求实施：
所述水性预涂防锈底漆施工采用无气自动喷涂方式，采用喷嘴口径为0.38-0.64mm，喷雾图形幅宽200-360mm，高压泵进气压力为1-2kg/cm2；
水性底漆施工中采用无气自动和人工喷涂相结合方式，采用喷嘴口径为0.38-0.64mm，喷雾图形幅宽200-360mm，高压泵进气压力为4-6kg/cm2。
水性中间漆施工中采用无气自动和人工喷涂相结合方式，采用喷嘴口径为0.38-0.64mm，喷雾图形幅宽200-360mm，高压泵进气压力为4-6kg/cm2。
水性内面漆施工中采用无气自动和人工喷涂相结合方式，采用喷嘴口径为0.38-0.64mm，喷雾图形幅宽200-360mm，高压泵进气压力为4-6kg/cm2。
水性外面漆施工中采用无气自动和人工喷涂相结合方式，采用喷嘴口径为0.38-0.64mm，喷雾图形幅宽200-360mm，高压泵进气压力为4-6kg/cm2。
以上实施例中制造集装箱所使用的材料可以是钢材或铝材。
以上实施例中的水性预涂防锈底漆、水性底漆、水性中层漆、水性外面漆和水性内面漆分别是水性环氧漆、水性聚氨酯漆、水性丙烯酸漆中的一种，或者是水性环氧漆、水性聚氨酯漆、水性丙烯酸漆中至少二种的混合物。上述水性涂料不含挥发性有机物(VOC)，在调制过程中，可以加入0-6％的自来水做稀释剂。
以上实施例中，喷涂后的工件放置的环境均设立通风装置，并调节环境空气的流动速度范围为0.20-0.80m/s，选用干燥剂无水氯化钙、硫酸铜和变色硅胶这三种固体干燥剂中的至少一种控制环境空气湿度不高于75％。
Claims (27)
1、一种集装箱，至少包括一个用于载货的底架平台，底架平台包括位于其两侧纵向设置的底侧梁、垂直于底侧梁横向排布的底横梁、位于底架平台四个端角底部的角件、角件上方垂直于底架平台焊接有顶面不超过底架平台上平面的角柱，其特征在于：所述底侧梁、底横梁、角件、角柱上均设置有至少一层水性涂料层。
2、根据权利要求1所述的集装箱，其特征在于：所述角柱的顶面可以超过底架平台的上平面。
3、根据权利要求2所述的集装箱，其特征在于：所述角柱垂直固定连接在所述底架平台上。
4、根据权利要求2所述的集装箱，其特征在于：所述角柱铰链连接在所述底架平台上。
5、根据权利要求4所述的集装箱，其特征在于：所述底架平台至少一个端部的两个角柱之间固定连接有端梁，所述端梁上设置有至少一层水性涂料层。
6、根据权利要求3所述的集装箱，其特征在于：所述底架平台两侧边上的两个角柱的顶端固定连接有顶侧梁，所述顶侧梁上设置有至少一层水性涂料层，所述顶侧梁和与其连接的两个角柱内设置有侧板，所述侧板由金属基板构成，所述金属基板上设置有至少一层水性涂料层。
7、根据权利要求6所述的集装箱，其特征在于：所述底架平台两端部上的两个角柱的顶端固定连接有顶端梁，所述顶端梁上设置有至少一层水性涂料层，还包括有设置在底架平台一端的两角柱之间的前墙板，所述前墙板由金属基板构成，所述金属基板上设置有至少一层水性涂料层。
8、根据权利要求7所述的集装箱，其特征在于：还包括有设置在所述集装箱顶部的顶部结构。
9、根据权利要求8所述的集装箱，其特征在于：所述顶部结构由金属基板构成，所述金属基板上设置有至少一层水性涂料层。
10、根据权利要求8所述的集装箱，其特征在于：所述顶部结构由门结构、孔结构和金属基板构成，所述金属基板上设置有至少一层水性涂料层。
11、根据权利要求1-10所述的集装箱，其特征在于：所述水性涂料层从内到外依次为为预涂防锈底层、防锈底层、中间层和面层。
12、根据权利要求1-10所述的集装箱，其特征在于：所述的水性涂料层是由水性环氧漆、水性聚氨酯漆、水性丙烯酸漆中的一种喷涂而成。
13、根据权利要求1-10所述的集装箱，其特征在于：所述水性涂料层是由水性环氧漆、水性聚氨酯漆、水性丙烯酸漆中至少两种的混合物喷涂而成。
14、一种如权利要求1所述的集装箱的制作方法，其特征在于该方法至少包括以下步骤：
A、对金属基材进行喷砂，金属基材包括底横梁和底侧梁；
B、将喷砂后的金属基材焊接成底架平台，然后将角件焊接在其四个端角部；
C、对焊缝进行喷砂，对喷砂处喷涂水性预涂防锈底漆，然后烘干；
D、对箱体外表面喷涂水性防锈底漆，流平后烘干；
E、对箱体外表面喷涂水性中层漆，流平后烘干；
F、对箱体外表面喷涂水性外面漆，流平后烘干；
G、对箱体内表面喷涂水性内面漆，六平后烘干。
15、根据权利要求14所述的一种集装箱的制作方法，其特征在于，在进行B步骤之后，将所述角柱垂直焊接在所述底架平台至少一端的两个端角处后，再进行步骤B之后的操作。
16、根据权利要求14所述的一种集装箱的制造方法，其特征在于：在进行B步骤之后，将所述角柱铰链连接在所述底架平台至少一端的两个端角处后，再进行步骤B之后的操作。
17、根据权利要求15所述的一种集装箱的制造方法，其特征在于：
将所述角柱垂直焊接于所述底架平台端角处之后，还需要进行如下步骤：
①、对金属基板(侧板、端墙板、顶板的初步结构)、角柱、顶端梁、进行喷砂处理；
②、将金属基板拉、压制成各种类型的波纹板；
③、对顶侧梁、顶端梁与角柱的对应位置实施焊接，将箱体焊接成六面体结构的框架体；
④、将制成各种类型波纹板的金属基板与六面体框架体实施焊接，制成箱体总成。
18、根据权利要求17所述的一种集装箱的制造方法，其特征在于：在进行完所有步骤之后，对箱体内表面喷涂水性内面漆，流平后烘干。
19、根据权利要求14-18所述的一种集装箱的制造方法，其特征在于，喷砂至表面光洁度为Sa2.5级。
20、根据权利要求14-18所述的一种集装箱的制造方法，其特征在于，所述水性预涂防锈底漆施工粘度控制在10-30s，喷涂干膜厚度控制在10-15μm，喷涂后烘干温度为70-120℃，烘1-5min至表干。
21、根据权利要求14-18所述的一种集装箱的制造方法，其特征在于，所述水性底漆、水性中层漆、水性内面漆和水性外面漆的施工粘度控制在20-80s，各涂层干膜厚度控制在30-50μm，喷涂之后，流平3-10min，在70-120℃烘房内烘干3-20min。
22、根据权利要求14-18所述的集装箱的制造方法，其特征在于：所述水性预涂防锈底漆施工采用无气自动喷涂方式，采用喷嘴口径为0.38-0.64mm，喷雾图形幅宽200-360mm，高压泵进气压力为1-2kg/cm2。
23、根据权利要求14-18所述的集装箱的制造方法，其特征在于：所述水性底漆、水性中层漆、水性内面漆和水性外面漆施工中采用无气自动和人工喷涂相结合方式，采用喷嘴口径为0.38-0.64mm，喷雾图形幅宽200-360mm，高压泵进气压力为4-6kg/cm2。
24、根据权利要求14-18所述的集装箱的喷涂方法，其特征在于：所述水性预涂防锈底漆、水性底漆、水性中层漆、水性外面漆和水性内面漆分别是基于主要成膜物质为水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂类涂料中的一种，或者是水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂类涂料中至少二种的混合物。
25、根据权利要求14-18所述的集装箱的制造方法，其特征在于：喷涂后的工件所处的环境设立通风装置，使得环境空气的流动速度为0.20-0.80m/s。
26、根据权利要求14-18所述的集装箱的喷涂方法，其特征在于：喷涂后的工件所处的环境设置干燥剂，使得环境空气的湿度不高于75％。
27、根据权利要求26所述的干燥剂，其特征在于：所述的干燥剂至少为无水氯化钙、硫酸铜和变色硅胶这三种固体干燥剂中的至少一种。
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