涂料生产工艺学教材

涂料生产工艺学

涂料生产的定义涂料生产是把树脂加入溶剂制成漆料，然后再用漆料配成清漆或色漆。色漆是把颜料稳定地分散于漆料中的涂料，是涂料中生产量最大、品种最多的产品。涂料生产流程乳胶漆制备的工艺流程乳胶漆制备的设备流程分散设备和工艺现在研磨分散设备以高速分散机为主，与其配套的预混合设备为砂磨机。预混合以混合为主，并起到粗分散的作用。颜料的分散过程颜料的分散经过：润湿、分散和稳定。（1）润湿颜料表面的水分、空气被漆料置换，并在颜料表面形成新包覆膜的过程，称为润湿。（2）研磨与分散

颜料的颗粒大小是按规定要求生产的，但因形成聚集体，需重新分散开。⑶稳定颜料分散以后，仍有相互聚集的倾向，即絮凝倾向，为此需要将已分散的粒子稳定起来，也就是保护起来，否则，由于絮凝可引起遮盖力、着色力等下降，甚至聚结。分散中剪切力的作用涂料中主要使用剪切力来分散。剪切速度是由研磨设备的机械设计决定的，剪切速度一定时，剪切力和粘度成正比。粘度高，剪切力大，对研磨有利的。为了以最快速度分离聚集体，研磨料要调整到较高的黏度，尽量达到最大剪切应力。预分散混合预分散常采用高速分散机，在低速搅拌下，逐渐将颜料加于基料中混合均匀。当圆盘周边速率达到21m/s以上时，易分散颜料只需～10分钟左右，便可微细地分散于基料中。对于难分散颜料(大颜料粒子、硬附聚体)，在高速下分散几分钟，只能将大的附聚粒子初步破碎，使附聚粒子的内部表面更多地展现于基料中而被润湿,要微细分散还需研磨。所以用高速分散机进行的混合过程，我们也称之预分散。预分散使得砂磨能正常生产，分散细度可满足要求。高速速分分散散机机4000-5000rpm，圆圆周周线线速速度度达达到到2000cm/s以上上。研磨磨分分散散研磨磨设设备备:砂磨磨机机、、球球磨磨机机，，三三辊辊机机，，二二辊辊机机和和胶胶体体磨磨，，篮篮式式研研磨磨机机。。通通常常采采用用砂砂磨磨机机。。砂磨磨分分散散是是种种精精细细研研磨磨，，对对中中、、小小附附聚聚粒粒子子的的破破碎碎很很有有效效，，但但对对大大的的附附聚聚粒粒子子不不起起作作用用。。故故送送入入砂砂磨磨的的色色浆浆必必须须经经高高速速分分散散机机预预分分散散。。砂磨磨珠珠粒粒直直径径一一般般在在1mm左右右。。粒粒径径越越小小，，研研磨磨接接触触点点越越多多，，只只要要对对一一定定粘粘度度的的研研磨磨料料它它有有足足够够的的分分散散能能的的话话，，越越细细分分散散效效果果越越好好，，只只要要不不妨妨碍碍色色浆浆过过滤滤。。由于于砂砂磨磨粒粒子子较较小小，，对对于于膨膨胀胀性性研研磨磨料料(高浓颜料料浆)，粒子的的分散能能被增加加的粘滞滞阻力抵抵消，研研磨分散散效果很很差，这这对球磨磨机也是是一样的的，此时时应换用用三辊机机分散。。研磨分散散研磨是色色漆生产产中能量量消耗最最大的工工序。每每吨磁漆漆需要电电能100～500kWh。高效研磨磨设备的的要求：：

⑴研研磨磨时间短短；⑵⑵漆漆浆能达达到稳定定的分散散状态，，颜料能能发挥最最佳性能能。砂磨机砂磨机是是目前物物料适应应性最广广、最为为先进、、效率最最高的研研磨设备备，研磨磨腔最为为狭窄，，拨杆间间隙最小小，研磨磨能量最最密集，，配合高高性能的的冷却系系统和自自动控制制系统，，可实现现物料连连续加工工连续出出料，极极大的提提高了生生产效率率要。由机体、、磨筒、、砂磨盘盘（拨杆杆）、研研磨介质质、电机机和送料料泵组成成，进料料的快慢慢由进料料泵控制制。该设设备的研研磨介质质一般分分为氧化化锆珠，，玻璃珠珠、硅酸酸锆珠等等。砂磨研磨磨料的粘粘度一般般在3～15P之间，砂砂磨机应应采取夹夹套水冷冷却来控控制研磨磨温度。。砂磨时，，珠粒子与与研磨料料的体积比比为1︰1时，分散散效果最最好。珠珠粒过过多，则则它们处处于拥挤挤状态，，珠粒之之间的剪剪切力大大大降低低，影响响分散；；拥挤的的珠粒还还造成磨磨盘的过过度磨损损。珠珠粒太少少，珠粒粒间距离离加大，，造成施施加于颜颜料附聚聚粒子上上的剪切切作用过过分丧失失(例如，附附聚粒子子为20～80μm，若珠粒粒间平均均距离由由60μm增至120μμm，分散效效果很差差)。

砂磨磨机有立立式和卧卧式、分分批生产产和连续续生产之之分，也也有小型型和大型型之分。。

生产产量大时时宜采用用大型砂砂磨机，，因砂磨磨机的功功耗与砂砂磨机容容积的平平方根成成正比。。

例如如，60升的砂磨磨机功耗耗仅是15升的2倍。卧式砂磨磨机立式砂磨磨机球磨机球磨机是是物料被被破碎之之后，再再进行粉粉碎的关关键设备备。球磨机是是工业生生产中广广泛使用用的高细细磨机械械之一，，其种类类有很多多，如管管式球磨磨机，棒棒式球磨磨机，超超细层压压磨机，，手动球球磨机，，卧式球球磨机。。球磨机筒筒体转动动时候，，研磨体体由于惯惯性和离离心力作作用，摩摩擦力的的作用，，使它附附在筒体体衬板上上被筒体体带走，，当被带带到一定定的高度度时候，，由于其其本身的的重力作作用而被被抛落，，下落的的研磨体体像抛射射体一样样将筒体体内的物物料给击击碎。球磨机装装球量一一般为其其容积的的1/3～1/2。1/2装球量有有最佳分分散效率率，在其其上下，，研磨产产量都减减少。低低至1/3装球量可可加入更更大体积积的研磨磨料，但但产量约约减少10%。研磨料的的加入量量以正好好把球全全部盖住住为宜。。磨机正常常运转时时，传动动轴承和和减速机机的温升升不超过过55℃，最高不不超过60℃。球磨机运运转时，，主轴承承润滑油油的温升升不超过过55℃。球磨机相相对于砂砂磨机的的优势在在于：对对于硬而而粗的大大附聚粒粒子，它它最终都都能达到到很高的的分散度度，故球球磨前可可以不需需要预分分散。但但预分散散明显地地可节省省75%～80%球磨时间间。另另外，球球磨色浆浆的溶剂剂体积一一般仅是是成品色色漆的1/5～1/8(砂磨为1/2～1/3)，密封操操作又避避免了溶溶剂的挥挥发损失失。但但球磨时时间往往往很长，，有时出出料还会会造成困困难。生生产的机机动灵活活性差，，且实际际生产效效率并非非很高，，因而，，采用球球磨生产产的比例例在不断断地下降降。球磨机三辊机三辊研磨磨机通过过水平的的三根辊辊筒的表表面相互互挤压及及不同速速度的摩摩擦而达达到研磨磨效果。。三辊机主要用以以分散溶溶剂含量量在30%以下的高高固体份份基料和和较高比比例颜料料份组成成的高粘粘度(20～100P)研磨料；；送入三三辊机的的研磨料料必须经经强劲有有力的拌拌合机或或捏和机机预混合合(这类拌和和机也适适用于制制备厚浆浆形腻子子产品)。预混合合以后，，在三辊辊机上研研磨3～4遍，细度度也仅5-10μm左右。辊筒的圆圆径经过过高精密密研磨，，精确细细腻，能能使物料料的研磨磨细度达达到15μm左右，因因此能够够生产出出均匀细细腻的高高品质产产品。三辊研磨磨机是高高粘度物物料最有有效的研研磨、分分散设备备。三辊机胶体磨胶体磨它它是一种种精细分分散设备备，也可可以制备备高质量量的微细细颜料分分散体胶体磨是是由电动动机通过过皮带传传动带动动转齿（（或称为为转子））与相配配的定齿齿（或称称为定子子）作相相对的高高速旋转转，产生生向下的的螺旋冲冲击力，，透过定定、转齿齿之间的的间隙（（间隙可可调）摩摩擦力、、高频振振动、高高速旋涡涡等物理理作用，，使物料料被有效效地分散散和粉碎碎，达到到物料超超细粉碎碎的效果果。胶体磨的的生产率率与间隙隙尺寸有有很大关关系，可可调间隙隙范围在在25μm～3mm之间，一一般调至至50μm～75μm，平均粒粒径可低低至2μm～3μm。但进胶胶体磨的的研磨料料必须预预分散。。胶体磨的的生产能能力，从从小型到到大型，，最低为为100L/h，最高可可达5600L/h胶体磨分散设备备比较机器类型高速分散球磨砂磨三辊二辊预混合不需要不需要需要需要需要粘度范围3~4Pa.s0.2~0.5Pa.s0.13~1.5Pa.s5~10Pa.s很高处理粗聚集能力较好好差较好好分散效率较好较差较差较差差溶剂挥发低无低高完全挥发清洗容易难较容易较容易较容易要求技术低高中中较低操作费用低低中高很高投资费用低高中高很高研磨终点点的判断断工业上上常用细细度板来来判断研研磨终点点。细度板上上细度并并不代表表涂料中中颜料的的真实分分散情况况。分散的好好坏可用用遮盖力力和着色色强度来来表示。。白浆看看遮盖力力，色浆浆看着色色强度。。篮式研磨磨机篮式研磨磨机工作作原理为为自吸叶叶轮高速速吸料→→研磨篮篮内极细细的研磨磨→分散散盘高速速旋转产产生分散散、混合合、循环环效应→→由此形形成吸料料、研磨磨、出料料的高效效率循环环，解决决了物料料翻动的的难题，，避免循循环死角角，短时时间内可可得到出出色的研研磨效果果。作为精研研磨设备备，在用用篮式研研磨机研研磨前需需要由高高速分散散机进行行预分散散后再由由篮式研研磨机进进行精研研磨。目目前该类类篮式研研磨机占占绝大多多数。作为分散散研磨的的一体化化设备，，无需高高速分散散机进行行预分散散，而是是将分散散与研磨磨两道工工序由篮篮式研磨磨机一台台机器、、一道工工序实现现。这是是很有创创新意义义的篮式式研磨机机，对于于工序的的简化、、效率的的提高，，都具有有积极的的意义。。蓝式研磨磨机调漆设备备根据工艺艺技术特特性，调调漆釜主主要由电电机，减减速机，，低速分分散机，，搅拌机机，釜体体构成，，其应集集分散、、混合于于一体，，运行时时能使物物料快速速均匀混混合，并并有效的的消除死死角及物物料挂壁壁。一般需要要：1.动力强劲劲2.混合匀度度高3.混合效率率快4.出入料方方便5.占地面积积小6.生产效率率高7.色漆无色色差调漆釜过滤设备备漆料在生生产过程程中，不不可避免免会混入入飞尘、、杂质；；在生产产、输送送和储存存中密封封不好，，导致产产生漆皮皮；没有有研磨分分散好的的粗粒子子，这些些杂质、、结皮、、粗粒子子如果不不处理掉掉，必将将影响漆漆料的质质量，因因此在灌灌装前，，需要进进行过滤滤。常见的过过滤设备备有过滤滤箩筛、、振动动筛、压压滤箩、、袋式过过滤机、、管式过过滤机、、旋转过过滤机和和自清洁洁式过滤滤机等。。过滤箩筛筛过滤箩筛筛将规定网网眼的铜铜丝网或或尼龙丝丝网绷在在箩圈上上，放置置于不锈锈钢漏斗斗中，就就成为过过滤箩。。优点：结构简单单、低价价、清洗洗方便。。缺点：净化精度度不高，，过滤速速度慢，，溶剂挥挥发快，，劳动条条件差。。人工刮刮动时还还易将箩箩面刮破破，不环环保。振动筛振动筛振动筛主主要由筛筛网机构构、振动动结构和和基座组组成。优点：结构简单单紧凑，，换色清清洗方便便。缺点：筛孔较小小，如果果乳胶漆漆粘度较较高，过过滤速度度慢，不不环保。。压滤箩压滤箩在快开顶顶盖的圆圆筒体内内，悬吊吊布满小小孔的过过滤筒，，在过滤滤筒内铺铺满金属属丝网或或绢布，，乳胶漆漆进入网网篮，杂杂质被截截留，滤滤液流出出。优点：效效率较高高。缺点：清清洗更换换篮网不不方便。。旋转过滤滤机旋转过滤滤机立式立筒筒，内有有一个缓缓慢转动动的圆柱柱形滤网网。优点：使用方便便，过滤滤速度快快，连续续使用，，占地小小，不需需人一直直看管。。缺点：结结构复杂杂，制造造难。袋式过滤滤机袋式过滤滤机由筒筒体、金金属网袋袋和滤袋袋组成。。一般装装有压力力表，通通过适当当加压，，让滤液液流出。。压力升高高时，后后期过滤滤阻力增增大，压压力达到到0.4Mpa时应停机机更换滤滤袋。优点：使用范围围广，可可过滤色色漆、清清漆、溶溶剂，也也可过滤滤粘度较较高的乳乳胶漆，，过滤速速度较快快。缺点：滤袋价高高，过滤滤成本高高，需时时常更换换滤袋，，耗费时时间，废废弃滤袋袋为固废废垃圾，，难处理理。袋式过滤滤机管式过滤滤机管式过滤滤器主要要由主管管、支管管、滤筒筒、法兰兰、法兰兰盖及紧紧固件等等组成，，当流体体通过主主管进入入滤筒后后，固体体杂质颗颗粒被阻阻挡在滤滤筒内，，而洁净净的流体体通过滤滤筒由过过滤器出出口排出出。当需需要清洗洗时，旋旋开支管管底部螺螺塞，排排净流体体，拆卸卸法兰盖盖，取出出滤筒，，清洗后后重新装装入即可可。优点：更更换滤芯芯方便，，适用范范围广，，使用简简单，占占用空间间小，适适用寿命命长。缺点：滤滤筒成本本高易耗耗，使用用成本高高。管式过滤滤机自清洗过过滤机自清洗过过滤器，，以泵将将漆料送送入过滤滤室，过过滤室竖竖直装有有滤板，，滤液由由出料板板抽出，，其中一一部分反反冲洗滤滤板，滤滤渣北冲冲下沉到到底部，，可排出出，因反反冲洗是是滤网保保持良好好的过滤滤性能。。优点：过滤精度度高，性性能稳定定可靠，，节约耗耗材成本本，减少少人力成成本。缺点：：不宜处处理粘粘度过过高的的涂料料，固固渣处处理较较麻烦烦。自清洗洗过滤滤机自清洗洗过滤滤机改改进版版本自清洗洗过滤滤机的的基础础上，，衍生生出一一些改改进版版本：：1.加刮刀刀式；；2.全自动动式；；3.系统集集成式式；4.我们现现在重重点研研发的的带除除渣功功能的的自清清洗刮刮壁式式过滤滤机不不仅具具有自自清洗洗，最最重要要的能能除渣渣一体体，而而且能能做成成系统统式。。在当当今环环保压压力下下，具具有广广泛的的市场场前景景，国国内还还未有有同类类产品品研发发成功功。过滤网选择当选择袋式式过滤机和和自清洁式式过滤机时时底漆采用120目过滤；面面漆用180目过滤，或或先120目过滤，再再用180目过滤，提提高过滤效效率。当选用管式式过滤器时时对于金属闪闪光漆，由由于金属粉粉有一定颗颗粒度，宜宜采用40μm滤芯过滤，，并使过滤滤机处于循循环状态，，用循环阀阀调节过滤滤机压力，，使过滤机机压力稳定定在1.0～1.5Pa。灌装设备自动灌装机机一般由机机架、灌装装装置、压压盖装置、、送桶装置置和自动化化、半自动动化控制系系统组成。。按计量方式式分为质量量式和容积积式灌装机机。按动力装置置分为自动动平移式液液体灌装机机，活塞式式直线灌装装机，旋转转式灌装。。灌装机由于于系统的灌灌装精度要要求极高，，质量流量量计作为测测量仪表是是其核心部部件。灌装机具有有自动化程程度高，控控制技术先先进的特点点。灌装设备输送设备涂料生产厂厂中，原料料，半成品品、成品需需要运输，，不同物料料需要不同同输送设备备，涂料生生产过程中中常用到以以下设备：：1.液料输送泵泵，包括隔隔膜泵、内内齿轮泵和和螺杆泵。。隔膜泵无密封件，，易损件少少，不会造造成乳液和和乳胶漆破破乳；内齿轮泵运转平稳，，噪声低，，输送液体体黏度范围围广，可输输送对剪切敏敏感的液体体；单螺杆泵可输送乳液液、颜料、、