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集装箱底板的防腐技术

发布日期:2012-03-04 01:44 作者:admin 点击:

集装箱化已成为远途货物运输的趋势之一。近几年来集装箱运量更是飞速增长,如 1999年和2000年中日间集装箱双向运量增长50%以上“’。相应地,国际运输对集装箱的需求量快速增长。据海关总署统计,1999年我国向46个国家和地区出口集装箱63.96万个,创汇14.78亿美元;2000年我国向 50个国家和地区出口集装箱 110.7万个,创汇23.8亿美元

世界集装箱制造业的重心在20世纪70年代末到80年代从日本转向韩国,我国集装箱制造业在90年代则超过韩国成为世界造箱业的老大。自1993年以来,我国集装箱制造业呈基本上升趋势,销售量已经连续八年居世界首位,目前我国的集装箱年产量已占世界总产量的四分之三。制造集装箱需三大材料:钢板(钢材)、木底板(木材)、油漆(化工材料),目前钢板、油漆绝大部分由国内生产、供货,而木底板则大部分进口。据估算[门,我国每年需集装箱底板 40万 m3,主要靠进口,大多来自印度尼西亚、马来西亚、韩国、柬埔寨等国。自叨年代末期开始,我国一些企业相继开发生产集装箱底板,目前已达到了一定的生产规模,如深圳光大、广东新会中集、浙江德仁等,但国内的生产量远未达到国内集装箱生产对木底板的需求量。

l 集装箱底板的防腐处理

集装箱底板早先使用的是经防腐处理的实木地板,后逐步被防腐处理的多层胶合板取代。集装箱底板与普通胶合板的一个主要区别是必须进行防腐处理,其防腐的含义包括防腐朽和防虫蛀两个方面,即防腐剂必须同时具有防腐朽、防虫蛀两种作用,或防腐剂中必须含有杀菌剂和杀虫剂两种成分。防腐的目的,一是延长集装箱底板(木材)的使用寿命,使木底板的使用寿命与集装箱的使用寿命接近;二是防止有害生物(如木材腐朽菌、木材害虫)随集装箱的流通而传播。由于防止有害生物的传播属卫生检疫的范畴,因此又称集装箱底板的免疫处理,但实质是木材和胶合板的防腐(包括防虫)处理。

集装箱底板的防腐处理包括两种方法:一是加压浸渍处理,主要用于实木和单板;二是胶层处理,后者主要用于胶合板和层积材。胶层处理是在胶粘剂中加人防腐剂,在胶合板或层积材的成型和胶合过程中,防腐剂渗透到木材(单板)中,起到防腐的作用。

加压浸渍处理是木材和胶合板防腐处理的常用方法,也是有效的方法。在木材防腐工业已应用近百年,而且仍是当今世界各国应用广的防腐处理技术。实木加压浸渍防腐处理很早就被世界制箱业和卫生检疫机构普遍接受,如澳大利亚检疫检验局(AQIS)接受单板防腐处理,然后热压制造的胶合板作为集装箱底板,也接受胶层防腐剂处理的胶合板作为集装箱底板,但胶合板的(整体)加压浸渍防腐处理一直未被接受。

胶层处理是用于木质人造板的防腐处理方法。与加压浸渍处理相比,胶层处理用于生产防腐胶合板,方法简单、无需增加额外的(防腐处理)设备、无需改变生产工艺,因此近10多年来,防腐胶合板已成为集装箱底板的主流产品。

2 集装箱底板使用的防腐剂

木材防腐剂的选择和使用,需根据木制品的使用环境和腐朽危害等级而定。集装箱底板的腐朽危害等级,依据澳大利亚标准 AS 1604,被定为H2级。在此腐朽危害等级下使用的木材防腐剂,须抗流失,而且在防腐处理木制品的使用寿命内应无化学变化,因此,不抗流失的木材防腐剂如铜铬硼(CCB)已被禁用。该级的使用环境是地面以上、室内条件,即不被淋湿、无流失,在此使用条件下,典型的木制品有框架、地板等。

集装箱底板防腐处理,可使用的木材防腐剂很多,但必须经过澳大利亚检疫检验局(AQIS)的认证。符合澳大利亚检疫检验局的要求并已被认证的木材防腐剂,分为水溶性木材防腐剂、非水溶性木材防腐剂、胶层防腐剂。

2.1 水溶性木材防腐剂

水溶性木材防腐剂包括铜铬砷(CCA)、氨溶季铵铜(ACQ)、铜唑(copper azole)防腐剂。其中CCA类防腐剂注册的产品多,达80种以上,但CCA类防腐剂含有重金属铬和砷,这两种化学元素对人类健康和生态环境都有不利的影响,废弃物难于处理。因此,近几年来CCA类防腐剂在欧洲许多国家、日本等的使用量大大减少,在其他国家也面临着限制使用或禁用的风险。铜唑(CUAz)防腐剂和季铵铜(ACQ)防腐剂由于不含重金属铬和砷,因此对人类健康和生态环境的影响较小,是近几年来使用量不断增加的环保型木材防腐剂。虽然铜唑(CUAZ)防腐剂的价格比CCA类防腐剂高,但所需的载药量(每立方米木材需要的防腐剂的数量)较低,环保型木材防腐剂将是今后木材防腐处理所用药剂的趋势。

2.2 非水溶性木材防腐剂

非水溶性木材防腐剂不溶于水,通常溶解在有机溶剂中使用,又称为有机溶剂防腐剂,主要包括拟除虫菊酯类的氯菊酯、溴氰菊酯、氯氟菊酯等,其他的有机溶剂防腐剂都在评估之中,有可能被禁止。

2.3 胶层防腐剂

胶层防腐剂是混合在胶粘剂中使用的防腐剂,主要有辛硫磷(Phoxim)和ChlorfenaPyr。辛硫磷的有效成分是O一苯基氰基醛焐基-O和O-二已基硫逐磷酸酯,作为胶层防腐剂已使用多年,我国目前使用的都是辛硫磷防腐剂,主要产自德国、韩国和我国山东省、浙江省。集装箱底板所需的辛硫磷有效成分的载药量为0.70kg/m3 ,但由于不同牌号的产品所含辛硫磷有效成分不同,因此所需的低载药量也不同(表1)。另外,胶层防腐剂辛硫磷用于生产集装箱底板时,单板厚度不能超过2。5mm。


        襄1 不同牌号辛硫磷产品的低载药量

        胶层防腐剂     低载药量kg/m3

    Basileum SI- 84                             3.5

    Basileum SI-84 EC                           1.1

  FOximer                          0.70kg/m3 (辛硫磷)

    Protecta C-97                              3. 5

    Radaleum-20                                3.5

    Radaleum-40                                 1.75

    Radaleum-60                                1.17

  Supraleum 200 OC                               3.5

  Supraleum 600 EC                                1.1

    Tailileum-100                                3.61

值得注意的是,辛硫磷对人体健康和生态环境的影响早已引起许多国际组织的注意,一直处于被评估之中,面临着被禁用的局面。据笔者了解,澳大利亚检疫检验局即将决定禁用辛硫磷,目前只是等待时机而已。

2000年澳大利亚检疫检验局已批准了Chlorfenapyr作为集装箱底板使用的胶层防腐剂,这说明辛硫磷的替代物已经出现并得到认可。Chlorfenapyr胶层防腐剂目前有两种牌号,分别为Meganium 2000和 Adolit KDA,这两种胶层防腐剂的低载药量皆为 0.350kg/m3 ,但防腐处理的单板厚度不能超过1.5mm。

3 问题与对策

我国集装箱底板的生产面临着潜在的两大不利因素的影响,一是木材原材料,二是防腐剂。世界热带阔叶木材的资源逐步减少,热带阔叶林的采伐逐渐受到限制,因此热带阔叶木材的价格上涨将是可以预测的一个不利因素。辛硫磷的被禁用也是可以预测的,而新的胶层防腐剂的价格必将更加昂贵,这是另一个不利因素。

逐步采用替代材料如人工林速生木材,减少热带阔叶木材的使用量,将是今后的必然趋势。因此,集装箱制造业和集装箱底板生产加工业应尽早开展替代克隆和阿必东这两种热带阔叶木材的研究与开发工作,一则可减少将来受热带阔叶木材资源紧缺的影响,二则可降低原材料成本。

我国是个竹资源丰富的国家,利用竹材制造集装箱底板是一条充分发挥我国资源优势之路,但如何根据竹材的特性,生产出符合要求的竹胶合板或竹木复合底板,并使用户或船东接受,还有许多工作要做,如提供详细、充分的技术数据和参数,加强市场开拓和市场营销等。

一旦辛硫磷被禁用,我国集装箱底板生产厂家将面临新的问题,如更换防腐剂、防腐剂成本上升、寻找新防腐剂供应商、建立检测手段等。因此应未雨绸缎,尽早了解相关信息并跟踪其态势发展,尽快开发新的防腐剂和防腐处理方法。同时,考虑使用其他类型的防腐剂(如水溶性木材防腐剂)及其相应的处理方法(如单板处理),则可减少或抵御辛硫磷被禁用导致的风险。

将胶合板制造商、防腐剂供应商、集装箱制造商、相应的行业协会/学会等各方面的专家联合起来,在热带阔叶木材的替代和防腐技术方面进行合作,将有利于推动集装箱底板的国产化,有利于减少将来可能对我国集装箱制造业的稳定发展产生的不利影响,为我国集装箱制造这一优势产业的进一步发展提供助推力。

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