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文档简介
1、三、创新型课题QC小组成果案例这类成果是创新型的课题,QC成果的整理,就应该按照创新型课题的QC小组活动的程序,一个步骤,一个步骤去整理。成果内容内容包括选择课题、设定目标及可行性分析、提出方案并确定最佳方案、制定对策、按对策实施、检查效果、标准化、总结和下一步打算的程序,还包括数据、图表、统计工具等。创新型课题QC小组成果中,没有现状调查,也没有分析原因和要因确认,而有提出方案并确定最佳方案。案例三是创新型课题QC小组成果案例,2014年度获得全国优秀QC小组成果。案例三:创新型QC小组成果案例新型高反射白色涂料研究XX非金属材料研究所功能涂料QC小组一、课题背景随着社会不断进步,人们对建筑
2、、工业设施等的节能环保性能、高安全性、多功能性等提出了更高要求。在建筑的节能环保方面,尤其是夏天时,建筑长时间受到强烈太阳光的照射,室内温度升高,空调降温大大增加能源消耗,如果在外墙涂布一层对太阳光具有强反射的涂料,将大大降低太阳照射引起的温升,降低空调能耗。在石油化学工业及运输业中,许多化工原材料及产品储罐在夏季经太阳光照射后,罐体内部温度很高,不利于化工原料及产品的存储,而且具有极大的安全隐患。因此迫切需要开发一种对太阳光具有宽波段高反射性能的新型涂料。经资料检索和调研发现,相比于其他颜色涂料,白色涂料对光线的反射较高。但是目前市场上的白色涂料一般只考虑了涂层的颜色,未关注其光谱性能。对市
3、场上现有白色涂料的光谱性能进行测试发现,现有白色涂料只在某一波长范围内具有高反射性能,不能满足宽波段范围内光谱高反射的要求。国内外目前没有宽波段范围的高反射白色涂料的报道。现有白色涂料情况现有白色涂料不具有宽波段高反射性能国内外无宽波段高反射涂料的报道总之,目前还没有宽波段范围的高反射白色涂料,因此我QC小组选定“新型高反射白色涂料研究”作为本次QC活动的课题,旨在研制一种具有宽波段高反射白色涂料,满足建筑、化工存储等工业设施对太阳光具有高反射性能涂料的需求。二、小组概况功能涂料QC小组成立于2013年3月,小组成员共10人,主要由30岁左右的科研一线技术人员组成,具有较高的科研技术水平,小组
4、成员均接受过120小时全面质量管理基本知识教育。小组经过6个月紧张有序的工作,科研过程中自觉按照小组计划执行质量管理程序,圆满地完成了新型高反射白色涂料的研究,达到了预期的效果。功能涂料QC小组成员见表1。表1小组概况表课题名称新型高反射白色涂料研究小组名称功能涂料QC小组小组类型创新型成立时间2013.03注册编号2013-25活动时间2013.032013.09活动频次2次/月小组成员10人QC培训时间120小时以上小组成员简介序号姓名性别职称文化程度组内职务组内分工1邱XX女高级工程师博士组长方某设计2张XX女工程师硕士组员方案实施3韩XX男工程师硕士组员方案实施4王XX男工程师博士组员
5、方案实施5于XX男工程师本科组员方案实施6张XX男高级工程师硕士组员方案实施7王XX男工程师硕士组员方案实施8尤XX男高级工程师本科组员活动指导9于XX男研究员博士组员方杀指导10潘XX男研究员硕士组员目标制定活动形式定期与/、定期善方案的活动相结合,既有关同学习研讨的活动,又有分头实施,改进完O 工程师50% 高级工程师30% 研究员20%图2小组成员饼分图制图人:韩XX制图时间:2013年3月15日三、课题选择选定课题新型高反射白色涂料研究QC小组成员将高反射白色涂料作为本次QC活动课题,研制新型环保多功能涂料。表2活动计划表介段活动内容4月5月6月7月8月9月P选择课题设定目标及可行性分
6、析提出各种方案并确定最佳方案>制订对策D按对策实施一TC确认效果.A标准化息结和下一步打算注:斗划进度;实际进度制表人:邱XX制表时间:2013年4月15日为了对整个科研产品的研制过程进行节点有效控制,提高工作效率,小组成员按照PDCA循环讨论制定了各个环节完成的时间节点,更好地指导小组工作。五、设定目标及可行性分析(一)目标设定本次QC活动的目标是制备一种新型高反射白色涂料,预期达到的性能目标见图4制备新型高反射白色涂料光谱反射率)80%与标准板颜色的色差E<1.0涂层总厚度涂层总厚度<0.15mm图4新型高反射白色涂料研究设计目标(二)可行性分析目标可行性分析项目组成员专
7、业领域涉及化学、功能材料、高分子、知材料、质量管理等;成员能力k长期从事新型功能涂料和涂层材料的研究工作;和水平在涂料和涂层配方设计、制备和应用方面有丰富的经验。承担了多项国家级研究项目;I研究领域涉及多功能涂料、光学薄膜等新型材料及科研技术技术;储备在新型功能涂料和涂层配方设计、制备及应用领域具有深厚的技术基础。非金属材料研究的专业研究所;设备条件k化学计量和非金属材料理化测试中心;基础,具有完善的涂料和涂层制备、结构分析、光谱分析、性能表征的仪器和设备。种类繁多的高反射白色颜料可以实现光谱高反射技术1k特性;可行,也具有高遮盖力性能的白色颜料可以降低涂层厚度;种类繁多的涂料用树脂可以承载颜
8、料制成涂料,赋予其优异的物理机械性能。目标可以实现图5新型高反射白色涂料研究设计目标六、提出各种方案并确定最佳方案(一)原材料的选择目标要求的高反射白色涂料要求具有很高的光谱反射率,同时颜色应为白色。1、ti色颜M的初步选在颜料是新型高反射率涂料研制的关键,赋予涂层特殊功能、颜色、遮盖能力,是涂料不可缺少的成分之一,颜料的选择与性能控制决定了涂层的光谱性能和颜色。类颜料J类颜料)q色颜料的初步选择田类颜料IV类颜料V类颜料VI类颜料图6白色颜料的初步选择经过调研,白色颜料主要有I类、II类、田类、IV类、V类、VI类及其混合物等,其中适合涂料使用的有如表3所示的十三种。表3白色颜料的选择表白色
9、颜料种类I类颜料n类颜料ni类颜料IV类颜料V类颜料V1类颜料r料颜料4-A(颜料m-A颜料IV-A颜料v-A颜料V!-A颜料I-B颜料n-B颜料m-B颜料IV-B颜料V-B颜料V!-B颜料I-C颜料n-CLJ颜料IV-C颜料V-C白色颜料名称“料I/颜料n-D、/颜料V-D1rj颜料V-E颜料V-F颜料V-G注:红色代表适合在涂料中使用的白色颜料J制表人:王XX制表时间:2013年4月24日白色颜料的初步选择结果颜料I-A颜料I-B颜料U-A颜料U-B颜料U-C颜料W-A颜料W-B颜料V-A颜料V-B颜料V-C颜料V-D颜料V-E颜料V-F图7白色颜料的初步选择结果2、树脂基体的初步选择高分
10、子树脂基体主要作为涂料的成膜物质使用,是使涂料牢固附着于被涂物面上形成连续涂层的主要物质,是构成涂料的基础。适合涂料使用的树脂主要有I类树脂、II类树脂、田类树脂、IV类树脂、V类树脂、VI类树脂等。座树脂n类树脂m类树脂IV类树脂v类树脂5555图8树脂基体的初步选择考虑到研制的涂料为白色,为了消除树脂颜色对涂料颜色的影响,我们选择了无色透明的IV类树脂、V类树脂、VI类树脂作为高反射白色涂料的树脂基体,见表4。表4树脂基体的选择表树脂种类树脂名称组分颜色I类树脂树脂I-1#单组份原;色n类树脂树脂n-1#单组份原;色m类树脂树脂出-1#单组份原;色IV类树脂脂W-吟单组份无色树脂IV-2#
11、双组份无色V类树脂树脂V-1#双组份无色V1类树脂树脂V1-1#双组份无色树脂V1-2#双组份无色树脂V1-3#双组份无色注:红色代表适合高反射白色涂如用的树月艮7制表人:王XX制表时间:2013年4月26日树脂基体的初步选择结果Riv类树脂Jv类树脂一VI类树脂图9树脂基体的初步选择结果树脂W-1#树脂W-2#树脂V1-1#树脂V1-2#树脂V1-3#(二)高反射白色颜料的选择试验分析1、白色颜料的反射特性试验新型高反射白色涂料用颜料应具有很高的光谱反射率。测试表3中适合涂料使用的13种白色颜料的反射光谱,结果见图11。A、BA、B、C反射率高于80%的工颜料的选择in类颜料)A、BV类颜料
12、JA、B、C、D、E、F图10反射率高于80%颜料的选择,!n-d,i>SJ-kJsn60-w20。=m=5wo上mi-a如料I-H-m*q上-4T*一"liljlflTJ8642w口二-三?=£和il科l-A一前以U-RRjxclenghWuvckngih(a*5i京IPXI类颜料W泌。仙里h(c)出类颜料制图人:王XX(b)n类颜料V'A讪料V-1.1地科施科V-1-AhV-E/料V,F三|士口上一岂(d)V类颜料图11白色颜料的反射光谱制图时间:2013年5月6日反射率高于80%颜料的选择结果I类颜料II类颜料V类颜料颜料I-A颜料I-B颜料n-a颜料n
13、-b颜料V-A颜料V-C通过测试颜料的反射光谱发现,不是所有白色颜料都有高反射率,有的颜料在某一波度有较高反射率,但是在另一波段反射率较低。在这13种白色颜料中,颜料I-A、颜料I-B、颜料H-A、颜料H-B、颜料V-A、颜料V-C在要求的整个波段都高于80%,可满足颜料的要求。X图12反射率高于80%的白色颜料的选择结果2、高反射白色颜料的喷涂试验颜料I-A局反射白色V类颜料I类颜料颜料I-BH类颜料J颜料n-a一一颜料n-B图13高反射率白色颜料的选择将上面获得的几种反射率较高的白色颜料与同一树脂基体混合、研磨、喷涂制成涂层样板,测试结果见表5表5高反射白色颜料的试验分析表白色颜料涂层反射
14、率/%涂层厚度/mm涂层耐水性成本(元/1kg)特点分析结论颜料I-A871.041差70?优点:?缺点:反射率较局;涂层厚度厚,性不好,成本房耐水O颜料与树脂的结合性不好;不选用颜料I-B910.409好55?优点:?缺点:耐水性好,涂度薄,反射率差成本稍高。二者厚反射单图六树脂的结合耐水性好;选用颜料与生好,?优点:耐水性好,反:较局;涂层厚度厚,稍高。颜料与树M的结颜料n-a881.156好60?缺点:成本合性不好,好;不选用耐水性颜料n-b930.827差40?优点:?缺点:成本低,反射率很高;耐水性差,涂层厚度较厚。颜料与树脂的结合性不好,耐水性差;不选用颜料V-A800.426好4
15、6?优点:?缺点:耐水性好,成本低,涂层厚度薄;反射率低。涂层反射率不高;不选用颜料V-C920.563差42?优点:?缺点:涂层厚度较薄,反射率局,成本低;耐水性差。涂层耐水性差;不选用试验时间:2013年5月9日试验地点:涂料实验室责任人:于XX制表人:于XX制表时间:2013年5月9日上述几种颜料虽然本身的反射率很高,但是由于涂层要求具有很好的耐水性,以及颜料的吸油性、遮盖力的不同,导致涂层的性能不同。由表5的综合评价来看,颜料I-B与树脂的结合性好,制成的涂料可达到较高的颜基比,从而使涂层在较低涂层厚度时可达到高的反射率;并且颜料I-B制成的涂料样板耐水性很好。3、高反加7Z颜&quo
16、t;而新定根据以上试验分析所得的结果,选用颜料I-B作为高反射白色涂料用高反射率白色颜料高反射白色颜料的确定I-B图14高反射白色颜料的确定(三)高遮盖力白色颜料的选择试验分析1、白色颜料遮盖力的测试为了进一步提高涂层的使用性能,颜料还要求有好的遮盖力和优异的物理机械性能。颜料遮盖力越好,完全遮盖基底时所需涂层厚度越小,同时涂层对基底的附着力也越好。但是之前选择的颜料I-B虽然反射率高、耐水性好、与树脂结合性较好,但遮盖力一般,若想完全遮盖基板并实现高反射性能,所需的涂层厚度就很厚。因此,还需再选择一种高遮盖力颜料来降低涂层厚度。I类颜料)A、B>JJ局遮盖力白色颜料的选择一jll类颜料
17、)A、B、C一田类颜料)A、BV类颜料JA、B、C、D、E、F图15高遮盖力白色颜料的选择测试初步选择的适合涂料使用的13种白色颜料的遮盖力,结果如图16所示威界I通项科3照料uA第6毅科口心翅目忸鼎璇博me(StHV-A撤科V日ftftv-c料VDiSHVE献出V耳图16白色颜料的面密度制图人:王XX制图时间:2013年5月15日由图16可见,要完全遮盖相同面积的基板,颜料V-E的用量最小,因此遮盖力最佳。2、局遮盖力白色颜料的确定根据以上试验分析所得的结果,选用颜料V-E作为高反射白色涂料用高遮盖力白色颜料高遮盖力白色颜料的确定图17图遮盖力白色颜料的(四)树脂基体的选择试验分析1T树面对
18、添衽能向影扃高分子树脂基体主要作为涂料的成膜物质使用,应尽量减少对颜料功能性的影响,试验中重点考察树脂基体对反射率的影响。VI类树脂J1#、2#、3#图18树脂基体的选择将图10中几种无色的树脂基体与颜料I-B混合、研磨,喷涂成同样厚度涂层,测试涂层的反射光谱性能,见图19。恸IT12。(hW;ntkugh图19颜料I-B在不同树脂中的反射光谱制图人:张XX制图时间:2013年5月20日表6颜料I-B在不同树脂中的反射率树脂平均反射率/%树脂对反射率影响结论树脂IV-1#<67大不选用树脂IV-2#<62大不选用树脂V-1#38-66大不选用树脂V1-1#5080较小不选用一、树脂
19、V1-2#6092小选用树脂V1-3#6090较小不选用试验时间:2013年5月20日试验地点:涂料实验室责任人:张XX制表人:张XX制表时间:2013年5月20日由以上试验分析得出,涂层的反射率明显小于颜料压片的反射率。三种VI类树脂制备的白色涂层的反射率较高,其中树脂VI-2#的反射率在60%92%,适合用作高反射白色涂料的树脂基体。根据上述试验分析所得的结果,选用树脂VI-2#作为高反射白色涂料用树脂基体。树脂基体的确定图20树脂基体的确定(五)高反射白色涂料的性能改进为了改善高反射白色涂料的性能,需要在涂料中加入一些助剂,改善涂料易沉降、颜料易团聚等问题,进一步提高涂料品质。(1)防沉
20、剂的选择试验分析防沉剂能防止涂料在长期放置过程中颜料的沉降和结块,增加涂料的储存期防沉剂)防沉剂的诜择防沉剂)防沉剂)J防沉剂图21防沉剂的选择我们选择了四种常用的防沉剂,与已经确定的高反射白色涂料用颜料及树脂混合制成涂料,观察涂料放置20天后的沉降效果,见表7。表7防尘剂的选择试验分析涂料沉降试验试验分析结论防沉剂名称试验时间:2013年5月21日6月10日试验地点:涂料实验室责任人:张XX(2)防沉剂的确定根据上述试验分析所得的结果,选用防沉剂作为高反射白色涂料用防沉剂0图22防沉剂的确定润湿分散剂名称2、润湿分散剂的选择(1)润湿分散剂的选择试验分析要想获得良好的涂料分散体系,除了树脂、
21、颜料及溶剂的相互配合外,往往还需要使用润湿分散剂才能使颜料更好的分散研磨,避免颜料的再次团聚,同时还能改善涂料的储存稳定性和流动性等。润湿分散剂(a)润湿分散剂(b)润/不散齐-L润湿分散剂(c)择.二.|润湿分散剂(d)I润湿分散剂(e)图23润湿分散剂的选择我们选择了五种常用的润湿分散剂,与已经确定的高反射白色涂料用颜料及树脂混合制成涂料,通过测试涂料的细度来检验颜料的分散研磨效果。表8润湿分散剂的选择试验分析涂料细度测试分析结论44涂料细度较粗不选用涂料细度最细选用涂料细度较粗不选用涂料细度一般不选用涂料细度较粗不选用试验时间:2013年5月27日试验地点:涂料实验室责任人:邱XX润湿分
22、散剂(a)润湿分散剂(b)润湿分散剂(c)润湿分散剂(d)润湿分散剂(e)制表人:邱XX制表时间:2013年5月27日(2)润湿分散剂的确定根据上述试验分析所得的结果,选用润湿分散剂(b)作为高反射白色涂料用润湿分散剂。润湿分散剂的确定润湿分散剂(b)图24润湿分散剂的确定(六)涂层结构的选择试验分析新型高反射白色涂料除了原材料的选择之外,涂层结构的设计也对涂料喷涂样板的光谱性能、物理机械性能等产生着重要影响。小组成员在已经选择的最优原材料基础上,通过对预期目标的认真分析,结合小组现有的科研水平和研发经验,运用头脑风暴法”提出了四种不同结构方案,对光谱性能、涂层厚度、物理机械性能、成本等进行分
23、析,使高反射白色涂料达到光谱性能时,各项物理性能进一步优化,成本更低涂层结构的选择图25涂层结构的选择1、方案一一一单层结构涂层方案一采用的是单层结构涂层方案,白色涂料由单种高反射白色颜料、树脂基体及助剂混合研磨而成。方案一的涂层组成如下图所示。图26新型高反射白色涂料方案一空气介质单一涂层i=>.高反射白色颜料基板=>树脂基体助剂图27方案一涂层结构示意图小组成员分别从预期光谱性能、物理机械性能、施工工艺、经济性、研发所需时间等诸多方面对方案一进行了分析比较,方案的相关性能评估如表9所示。表9方案一单层结构涂层性能评估表方案预期光谱性能物理机械性能施工工艺经济性研发时间综合评估方
24、案一?反射率80%以上;?与标准板的颜色存在差异。?涂层厚度0.4mm太厚;?涂层附着力3级,较差;?涂层对基底遮盖力差。?涂料加工工艺简单;?单层涂层,喷涂工艺简单。?原材料种类单一,成本难以降低。?原材料种类单一,研制时间短。较差试验时间:2013年5月29日试验地点:涂料实验室责任人:张XX制表人:张XX制表时间:2013年5月29日从表中的分析可以看出,方案一由于只采用了一种高反射的白色颜料,达到高反射率的要求后,可见光效果难以调整,同时由于颜料遮盖力较差,造成涂层厚度大,附着力差,成本高,因此方案一是较差的方案方案二也是单层结构涂层的方案,白色功能涂料由高反射白色颜料和高遮盖力白色颜
25、料混合制成复配白色颜料,以及树脂基体及助剂混合研磨而成。方案二的涂层组成如下图所示。万案一复配白色颜料树脂基体助剂图28新型高反射白色涂料方案二空气介质高遮盖力白色颜料II树脂基体高反射白色颜料'图29方案二涂层结构示意图方案二的相关性能评估如表10所示。将高反射颜料与高遮盖力颜料复配制成涂料,虽然涂层厚度可以降低,可见光颜色得以改善,但高遮盖力颜料的存在使涂层反射率降低。同时复配颜料制成的涂料,喷涂后涂层的对基底的附着力及遮盖力依然较差。因此方案二综合评估一般。表10方案二单层结构涂层性能评估表方案预期光谱性能物理机械性能施工工艺经济性研发时间综合评估方案二?反射率低于80%;?与标
26、准板的色差小于1.00?涂层厚度0.25mm;?涂层附着力34级较差;?涂层对基底遮盖力差。?复配颜料,涂料加工工艺较复杂;?单层涂层,喷涂工艺简单。?多种原材料复配,成本略有降低。?多种颜料复配,配方研制时间较短。一般试验时间:2013年5月30日试验地点:涂料实验室责任人:邱XX制表人:张XX制表时间:2013年5月30日3、力'方案三为双层结构涂层,底层涂层由高遮盖力颜料、树脂及助剂组成,颜基比较低;面层涂层由高反射颜料、树脂及助剂组成,颜基比较高。QC小组成员根据已有技术经验,并通过分析及讨论,认为两层涂料使用同一树脂基体即可具有良好的层间结合性,避免分层、附着力差等不良结果。
27、因此选择树脂VI-2#作为底层和面层涂料的树脂基体。方案三的涂层组成如下图所示。?高反射白色颜料万案二树脂基体助剂?高遮盖力白色颜料树脂基体助剂面层涂层:>底层涂层图30新型高反射白色涂料方案三空气介质图反射白色颜料高遮盖力白色颜料I1树脂基体基板=>上图31方案三涂层结构示意图助剂方案的相关性能评估表如表11所示。从表中可以看出,方案三的双层结构涂层各方面性能优异,面层涂料具有高反射率特性,反射率达到88%;底层颜料对基底有良好的遮盖力,而且整个涂层的厚度很薄,涂层对基底的附着力及遮盖力也达到了要求。因此综合评估来看,方案三是一个非常优秀的方案。表11方案三双层结构涂层性能评估表
28、案预期光谱性能物理机械性能?反射率80%以上;?涂层厚度0.2mm薄;A?与标准板的色差小?涂层附着力1级,好;案于1.00?涂层对基底遮盖力好。方试验时间:2013年5月31日施工工艺经济性研发时间综合评估?涂料加工工艺?不同涂层选?底层颜料及面简单;用不同性能层颜料的选择八/优)?双层涂层,喷涂原材料,成本及匹配,研制时工艺较复杂。降低。间较长。3试验地点:涂料实验室责任人:张XX制表人:张XX制表时间:2013年5月31日4、方案四双层结构涂层方案四也是两层结构涂层的方案。与方案三不同的是,它的面层涂料用高反射率的白色颜料和高遮盖力的白色颜料复配而成的颜料代替了单一的高反射白色颜料,底层
29、依然采用高遮盖力颜料、树脂及助剂组成方案四的涂层组成如下图所示0双层结构涂层底层涂料面层涂料复配白色颜料树脂基体助剂局遮盖力白色颜料树脂基体助剂图32新型高反射白色涂料方案四空气介质面层涂层匚=>:底层涂层t>人G高反射白色颜料'基板ts高遮盖力白色颜料树脂基体助剂图33方案四涂层结构示意图方案四的相关性能评估表如表12所示。从表中可以看出,与方案三相比,面层采用复配的白色颜料可以降低涂料的成本,同时保证了涂层的可见光光学性能、很薄的涂层厚度,较好的附着力及基底遮盖力,但是却使反射率降低。因此方案四只能是一个较好的方案,但是没有方案三优秀。表12方案四双层结构涂层性能评估表
30、方案预期光谱性能物理机械性能施工工艺经济性研发时间综合评估方案4?反射率低于80%;?与标准板的色差小于1.00?涂层厚度<0.2mm薄;?涂层附着力12级较好;?涂层对基底遮盖力好。?复配颜料,涂料加工工艺较复杂;?双层涂层,喷涂工艺复杂。?不同涂层原材料分别复配,成本降低较大。?底层及面层颜料分别复配,研制时间长。较好试验时间:2013年6月3日试验地点:涂料实验室责任人:张XX制表人:张XX制表时间:2013年6月3日5、涂层结构的确定根据上述四种涂层结构方案的综合分析,方案三的面层涂料使整个涂层具有高的反射率;底层涂层具有高的遮盖力和优异的物理机械性能,满足了应用要求。因此我们选
31、用方案三作为高反射白色涂料的涂层结构方案。.J;f涂层结构的确定方案三1、双层结构,图34涂层结构的确定(七)面层涂料配方设计二颜料I-B树脂VI-2#1c防沉剂润湿分散剂(b)图35面层涂料配方的选择1、面层涂料配方正交试验依据面层颜料及树脂的选择结果,使用颜料I-B为面层涂料的主要颜料、树脂VI-2#为树脂基体,防沉剂及润湿分散剂(b)为涂料助剂,设计正交试验,确定四种因素为颜料I-B、树脂VI-2#、防沉剂、润湿分散剂(b),在保持稀释剂及其他条件不变的情况下,进行面层涂料的配方试验,四个因素分别取四个位级,采用正交试验表Li645试验,因素位级表见表13,用涂层样板的反射率作为考核指标
32、进行试验,得到正交实验表14。表13面层涂料配方因素位级表素水平j-jA(颜料I-B)B(树脂W-2#)C(防沉剂)D(润湿分散剂(b)11550.20.1225100.30.15335150.40.2445200.50.25制表人:韩XX制表时间:2013年6月10日表14面层涂料配方L16(45)正交试验表因素试验,、A(颜料I-B)B(树脂VI-2#)C(防沉剂)D(润湿分敲剂、反射率R(%)1114371.2562123260.1503131453.2714142145.3765211177.7086222468.6327234261.2158243356.276(9313485.31
33、210324173.83211332366.51812341263.90113412275.73614421375.85115433171.81916444464.873T1230.053310.012270.731268.735T2263.831278.465256.262261.002T3289.563252.823273.557269.901T4288.279230.426271.176272.088T;57.51377.50367.68367.184T265.95869.61664.06665.251T372.39163.20668.38967.475T472.07057.60767.
34、79468.022极差14.87819.8964.3232.771试验时间:2013年6月14日试验地点:涂料实验室责任人:张XX制表人:张XX制表时间:2013年6月14日图36面层涂料配方设计因素趋势图制图人:张XX制图时间:2013年6月14日2、正交6验结其分后我们希望反射率R%越大越好,用目测法,表14中方案A3B1C3D4在某波长的反射率85.312为最大值,因此初步确定A3B1C3D4为最佳方案。将反射率R%的影响因素水平做出趋势图,如图36所示。从极差分析来看,在三个因素中,影响反射率大小的重要程度为:B>A>C>D0用极差分析法从图中分析得出,方案A3B1C
35、3D4中包含了各因素的最好水平,是最优组合。3、面层涂料配方的确定以上两种分析得出的最佳方案不存在差异,因此确定A3B1C3D4为最佳方案,如表15所示表15面层涂料配方的确定名称颜料I-B树脂VI-2#防沉剂润湿分散剂(b)面层涂料配方3550.40.25制表人:韩XX制表时间:2013年6月14日(八)底层涂料配方设计颜料V-E树脂VI-2#防沉剂I润湿分散剂(b)图37底层涂料配方的选择1、底层涂料配方正交试验底层涂料选用颜料V-E为主要颜料,树脂VI-2#为树脂基体,防沉剂及润湿分散剂(b)为涂料助剂,在保持基体树脂及其他条件不变的情况下,设计正交试验,确定的四种因素为颜料V-E、树脂
36、VI-2#、防沉剂、润湿分散剂(b),四种因素分别取3个水平,采用正交试验表L934试验,因素水平表见表16。先喷涂底层涂料,再在上面喷涂相同厚度的最优配方面层涂料,将两层结构涂层样板的颜色与标准板的色差作为考核指标,得到正交实验表17。表16底层涂料配方因素位级表f素水平一一、A(颜料V-E)B(树脂VI-2#)C(防沉剂)D(润湿分散剂110200.20.1215300.40.2320400.60.3制表人:韩XX制表时间:2013年6月18日表17底层涂料配方L9(34)正交试验表因素试A(颜料V-E)B(树脂VI-2#)C(防沉剂)D(润湿分散剂(b)与标准板色差E111321.632
37、21111.81331231.12412212.16522330.8263212122713132.42823220.94933311.58T16.214.565.455.55T23.574.24.223.79T33.924.944.034.36T12.071.521.821.85T21.191.41.411.26T1.311.651.341.45极差0.880.250.480.59试验时间:2013年6月21日试验地点:涂料实验室责任人:韩XX制表人:韩XX制表时间:2013年6月21日两层结构涂层样板与标准板的色差E要求<1,且越小越好,在表17中,方案A2B2C3D3的色差为最小值
38、,初步确定为最佳方案。图38底层涂料配方设计因素趋势图制图人:韩XX制图时间:2013年6月21日用极差分析法,将色差的影响因素水平做趋势图,如图38所示,从极差分析来看:在三个因素中,影响整体样板与标准板色差的重要程度为:A>D>C>B0从图中分析得出,各因素的最佳水平组合方案为方案A2B2C3D2021!讪而泥菽由以上两种分析可以看出,方案A2B2c3D3和方案A2B2c3D2在D因素上存在差异,且A2B2c3D2方案的结果没有包含在L9(34)正交试验表中,为了探索最佳工艺参数,我们按A2B2c3D2组合进行了调优试验。表18底层涂料调优试验表序号试验方案整体样板与标准
39、版色差E10A2B2C3D20.73制表人:韩XX制表时间:2013年6月25日3、底层涂料配方的确定调优试验结果表明,方案A2B2c3D2的色差小于方案A2B2C3D3,因此方案A2B2c3D2为最佳因素组合。因此经过试验,我们确定了最佳的底层涂料配方,见表19。表19底层涂料配方的确定名称颜料V-E树脂VI-2#防沉剂润湿分散剂(b)底层涂料配方15300.60.2制表人:于XX制表时间:2013年6月26日(九)确定最佳方案小组成员通过原材料的选择、涂层结构、涂层配方的大量实验,最终确定了高反射白色涂料的最佳方案:涂层为双层结构,其中面层涂料由高反射白色颜料I-B、树脂VI-2#、防沉剂
40、、润湿分散剂(b)、溶剂组成;底层涂料由高遮盖力白色颜料V-E、树脂VI-2#、防沉剂、润湿分散剂(b)、溶剂组成。面层涂料保证了涂层的高反射性能,底层涂料既保证了涂层与基底间的优异附着力,又保证了涂层的遮盖力;两个涂层各自性能优异不互相冲突,结合在一起又保证了很薄的整体涂层厚度。最佳方案的组成及结构示意图如下图所示。双层高反射白色涂料助剂湿分散剂(b)(0.2)防沉剂(0.4)防沉剂(0.6)颜料V-E(35)润湿分散剂(b)(0.25)高反射白色颜料树脂颜料V-E(15)底层涂料树脂VI-2#(30)图39高反射白色涂料组成示意图制图人:丘BXX制图时间:2013年6月28日空气介质图40
41、高反射白色涂层结构示意图七、制定对策根据确定的最佳方案,依据5W1H原则列出了针对最优方案实施时所要进行的目标、对策、措施等,如表20所示。表20对策表序号项目对策目标措施地点负责人完成时间高反射白色颜料(颜料I-B)优化面层涂料涂料生产工艺稳定,涂层反射率>80%利用搅拌器、研磨机制备涂料,考察制备过程中分散、研磨等工艺参数的影响,确涂料实验室邱XX2013.071面层涂料树脂基体(树脂VI-2#)制备工艺,得到涂料制备的最优工艺参数涂料实验室张XX王XX张XX2013.07助剂(防沉剂、润湿分散剂(b)定涂料制备工艺涂料实验室2013.07高遮盖力白色颜料(颜料V-E)优化底层涂料涂
42、料生产工艺稳定,力学性能和环境适应性优异利用搅拌器、研磨机制备涂料,考察制备过程中分散、研磨等工艺参数的影响,确涂料实验室张XX邱XX韩XX2013.072底层涂料树脂基体(树脂VI-2#)制备工艺,得到涂料制备的最优工艺参数涂料实验室2013.07助剂(防沉剂、润湿分散剂(b)定涂料制备工艺涂料实验室2013.073喷涂工艺优化喷涂工艺、确定最佳喷涂工艺参数涂层喷涂工艺稳定,满足光学性能和应用要求考察喷涂工艺参数对涂层光学性能影响,确定最佳喷涂工艺参数,并进行细化及稳定涂料生产中心韩XX于XX2013.074涂层性能测试考察光谱性能、涂层厚度确定光谱性能和涂层厚度测试标准用分光光度计和自动调
43、色仪测试光谱性能指标,用螺旋测微器测量涂层厚度涂料实验室韩XX潘XX2013.07制表人:于XX制表时间:2013年7月5日八、实施对策(一)面层涂料制备小组成员对高反射白色涂料的底层涂料及面层涂料的制备工艺参数及生产工艺条件进行考察。表21面层涂料的制备颜料I-B、树脂V1-2#、防沉剂利用搅拌器进行颜料预分散,通过研磨机降低颜面层涂料样品、润湿分散剂(b)、溶剂料粒度,制备涂料试验时间:2013年7月12日试验地点:涂料实验室责任人:张XX制表人:张XX制表时间:2013年7月12日小组成员通过大量的分散、研磨试验后,确定了面层涂料的最佳制备工艺条件,如表22所表22面层涂料制备工艺参数工
44、条件参数面层涂料转速/r/min500800分散时间/min60研磨遍数3粘度/s70100试验时间:2013年7月12日试验地点:涂料实验室责任人:张XX制表人:张XX制表时间:2013年7月12日效果按照面层涂料最佳配方制备的涂层样板的反射率方83%,检查达到了目标值。图41面层涂料制备效果检查(二)底层涂料制备表23底层涂料的制备颜料V-E、树脂V1-2#、防沉剂利用搅拌器进行颜料预分散,通过研磨机降低颜料粒、润湿分散剂(b)、溶剂度,制备涂料底层涂料样品试验时间:2013年7月16日试验地点:涂料实验室责任人:张XX制表人:张XX制表时间:2013年7月19日小组成员通过大量的分散、研
45、磨试验后,确定了底层涂料的最佳制备工艺条件,如表24所示。表24底层涂料制备工艺参数工条件参数底层涂料转速/r/min500800分散时间/min30研磨遍数2粘度/s90120试验时间:2013年7月16日试验地点:涂料实验室责任人:张XX制表人:张XX制表时间:2013年7月19日效果按照底层涂料最佳配方制备的涂层样板的附着力等应检查用性能达到了目标值。图42底层涂料制备效果检查(三)喷涂工艺小组成员利用喷涂设备,先将底层涂料喷涂在打磨后的马口铁基板上,涂层烘干后再将面层高反射白色涂料喷涂在底层上,制成了高反射白色涂层样板。喷涂过程对涂层厚度进行精确控制,实施过程见表25。表25高反射白色
46、涂料的喷涂制表人:韩XX制表时间:2013年7月24日小组成员通过大量的喷涂试验后,确定了最佳的工艺条件,如表26所示表26喷涂工艺条件工条件参数底层涂料面层涂料施工粘度/s6012060120喷枪压力/MPa高压无气喷枪0.30.6高压无气喷枪0.30.6喷涂距离/cm25402540喷涂次数11固化条件4060c加热固化4060c加热固化试验时间:2013年7月22日试验地点:涂料实验室责任人:张XX制表人:韩XX制表时间:2013年7月24日41涂层样板的反射率、颜色、涂层厚度均达到了目标值,检查能满足光学性能和应用要求。图43白色涂料喷涂工艺效果检查小组成员对喷涂的高反射白色涂料样板的
47、主要性能进行测试,实施过程见表27。表27高反射白色涂料样板的性能测试测试项目光谱性能颜色1涂层总厚度分光光度计自动调色仪螺旋测微器测试结果反射率为85%与标准板的色差E=0.73涂层总厚度为0.11mm试验时间:2013年7月28日试验地点:涂料实验室责任人:邱XX明确了光谱性能和涂层厚度的测试方法、测试条件,涂料样板达到了目标值。图44涂层样板性能测试效果检查九、效果确认(一)目标值检查1、了谱作能用分光光度计测试两层结构高反射白色涂料样板的反射光谱,光谱曲线见图45o涂料样板反射率达到85%,满足设计目标要求ivcleiiudi图45高反射白色涂料样板的反射光谱制图人:张XX制图时间:2013年8月2日2、颜色具有两层结构的高反射白色涂料样板实物见图46。用自动调色仪分别测试高反射白色涂料样板和标准板的颜色,得到了两者之间的色差,色差为0.73,达到了目标要求。图46高反射白色涂料样板实物图3、而I总值!用螺旋测微器分别测试喷涂前
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