涂料生產工藝

1、涂料生產工藝學,,涂料生產的定義,涂料生產是把樹脂加入溶劑制成漆料，然后再用漆料配成清漆或色漆。色漆是把顏料穩(wěn)定地分散于漆料中的涂料，是涂料中生產量最大、品種最多的產品。,涂料生產流程,乳膠漆制備的工藝流程,乳膠漆制備的設備流程,分散設備和工藝,現在研磨分散設備以高速分散機為主，與其配套的預混合設備為砂磨機。預混合以混合為主，并起到粗分散的作用。,顏料的分散過程,顏料的分散經過：潤濕、分散和穩(wěn)定。（1）潤濕 顏料

2、表面的水分、空氣被漆料置換，并在顏料表面形成新包覆膜的過程，稱為潤濕。 （2）研磨與分散 顏料的顆粒大小是按規(guī)定要求生產的，但因形成聚集體，需重新分散開。⑶穩(wěn)定 顏料分散以后，仍有相互聚集的傾向，即絮凝傾向，為此需要將已分散的粒子穩(wěn)定起來，也就是保護起來，否則，由于絮凝可引起遮蓋力、著色力等下降，甚至聚結。,分散中剪切力的作用,涂料中主要使用剪切力來分散。剪切速度是由研磨設備的機械設計決定的，剪切速度一定時， 剪

3、切力和粘度成正比。粘度高，剪切力大，對研磨有利的。為了以最快速度分離聚集體，研磨料要調整到較高的黏度，盡量達到最大剪切應力。,預分散,混合預分散常采用高速分散機，在低速攪拌下，逐漸將顏料加于基料中混合均勻。當圓盤周邊速率達到21m/s以上時，易分散顏料只需～10分鐘左右，便可微細地分散于基料中。對于難分散顏料(大顏料粒子、硬附聚體)，在高速下分散幾分鐘，只能將大的附聚粒子初步破碎，使附聚粒子的內部表面更多地展現于基料中而被潤濕,

4、要微細分散還需研磨。所以用高速分散機進行的混合過程，我們也稱之預分散。預分散使得砂磨能正常生產，分散細度可滿足要求。,高速分散機,4000-5000rpm，圓周線速度達到2000cm/s以上。,研磨分散研磨設備: 砂磨機、球磨機，三輥機，二輥機和膠體磨，籃式研磨機。通常采用砂磨機。 砂磨分散是種精細研磨，對中、小附聚粒子的破碎很有效，但對大的附聚粒子不起作用。故送入砂磨的色漿必須經高速分散機預分散。砂磨珠粒直徑一般在

5、1mm左右。粒徑越小，研磨接觸點越多，只要對一定粘度的研磨料它有足夠的分散能的話，越細分散效果越好，只要不妨礙色漿過濾。由于砂磨粒子較小，對于膨脹性研磨料(高濃顏料漿)，粒子的分散能被增加的粘滯阻力抵消，研磨分散效果很差，這對球磨機也是一樣的，此時應換用三輥機分散。,,研磨分散,研磨是色漆生產中能量消耗最大的工序。每噸磁漆需要電能100～500kWh。高效研磨設備的要求：⑴ 研磨時間短；⑵ 漆漿能達到穩(wěn)定的分散狀態(tài)，顏料能

6、發(fā)揮最佳性能。,砂磨機,砂磨機是目前物料適應性最廣、最為先進、效率最高的研磨設備，研磨腔最為狹窄，撥桿間隙最小，研磨能量最密集，配合高性能的冷卻系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)，可實現物料連續(xù)加工連續(xù)出料，極大的提高了生產效率要。由機體、磨筒、砂磨盤（撥桿）、研磨介質、電機和送料泵組成，進料的快慢由進料泵控制。該設備的研磨介質一般分為氧化鋯珠，玻璃珠、硅酸鋯珠等。 砂磨研磨料的粘度一般在3～15P之間，砂磨機應采取夾套水冷卻來控制研磨溫度。,砂磨

7、時，珠粒子與研磨料的體積比為1︰1時，分散效果最好。珠粒過多，則它們處于擁擠狀態(tài)，珠粒之間的剪切力大大降低，影響分散；擁擠的珠粒還造成磨盤的過度磨損。珠粒太少，珠粒間距離加大，造成施加于顏料附聚粒子上的剪切作用過分喪失(例如，附聚粒子為20～80μm，若珠粒間平均距離由60μm增至120μm，分散效果很差)。砂磨機有立式和臥式、分批生產和連續(xù)生產之分，也有小型和大型之分。生產量大時宜采用大型砂磨機，因砂磨機的功耗與砂磨機容積的平

8、方根成正比。例如，60升的砂磨機功耗僅是15升的2倍。,臥式砂磨機,立式砂磨機,球磨機,球磨機是物料被破碎之后，再進行粉碎的關鍵設備。球磨機是工業(yè)生產中廣泛使用的高細磨機械之一，其種類有很多，如管式球磨機，棒式球磨機，超細層壓磨機，手動球磨機，臥式球磨機。球磨機筒體轉動時候，研磨體由于慣性和離心力作用，摩擦力的作用，使它附在筒體襯板上被筒體帶走，當被帶到一定的高度時候，由于其本身的重力作用而被拋落，下落的研磨體像拋射體一樣將筒體內

9、的物料給擊碎。,球磨機裝球量一般為其容積的1/3 ～1/2。1/2裝球量有最佳分散效率，在其上下，研磨產量都減少。低至1/3裝球量可加入更大體積的研磨料，但產量約減少10%。研磨料的加入量以正好把球全部蓋住為宜。磨機正常運轉時，傳動軸承和減速機的溫升不超過55℃，最高不超過60℃。球磨機運轉時，主軸承潤滑油的溫升不超過55℃。,球磨機相對于砂磨機的優(yōu)勢在于：　　對于硬而粗的大附聚粒子，它最終都能達到很高的分散度，故球磨前可

10、以不需要預分散。但預分散明顯地可節(jié)省75%～80%球磨時間?！　×硗?，球磨色漿的溶劑體積一般僅是成品色漆的1/5 ～1/8(砂磨為1/2 ～1/3)，密封操作又避免了溶劑的揮發(fā)損失。　　但球磨時間往往很長，有時出料還會造成困難。生產的機動靈活性差，且實際生產效率并非很高，因而，采用球磨生產的比例在不斷地下降。,球磨機,三輥機,三輥研磨機通過水平的三根輥筒的表面相互擠壓及不同速度的摩擦而達到研磨效果。 三輥機主要用以分散溶劑含量在

11、30%以下的高固體份基料和較高比例顏料份組成的高粘度(20～100P)研磨料；送入三輥機的研磨料必須經強勁有力的拌合機或捏和機預混合(這類拌和機也適用于制備厚漿形膩子產品)。預混合以后，在三輥機上研磨3～4遍，細度也僅5-10μm左右。 輥筒的圓徑經過高精密研磨，精確細膩，能使物料的研磨細度達到15μm左右，因此能夠生產出均勻細膩的高品質產品。三輥研磨機是高粘度物料最有效的研磨、分散設備。,三輥機,膠體磨,膠體磨它是一種

12、精細分散設備，也可以制備高質量的微細顏料分散體膠體磨是由電動機通過皮帶傳動帶動轉齒（或稱為轉子）與相配的定齒（或稱為定子）作相對的高速旋轉，產生向下的螺旋沖擊力，透過定、轉齒之間的間隙（間隙可調）摩擦力、高頻振動、高速旋渦等物理作用，使物料被有效地分散和粉碎，達到物料超細粉碎的效果。膠體磨的生產率與間隙尺寸有很大關系，可調間隙范圍在25μm～3mm之間，一般調至50μm～75μm，平均粒徑可低至2μm～3μm。但進膠體磨的研磨料必須

13、預分散?！　∧z體磨的生產能力，從小型到大型，最低為100L/h，最高可達5600L/h,膠體磨,分散設備比較,研磨終點的判斷,工業(yè) 上常用細度板來判斷研磨終點。,細度板上細度并不代表涂料中顏料的真實分散情況。分散的好壞可用遮蓋力和著色強度來表示。白漿看遮蓋力，色漿看著色強度。,籃式研磨機,籃式研磨機工作原理為自吸葉輪高速吸料→研磨籃內極細的研磨→分散盤高速旋轉產生分散、混合、循環(huán)效應→由此形成吸料、研磨、出料的高效率循環(huán)，解決了物料

14、翻動的難題，避免循環(huán)死角，短時間內可得到出色的研磨效果。作為精研磨設備，在用籃式研磨機研磨前需要由高速分散機進行預分散后再由籃式研磨機進行精研磨。目前該類籃式研磨機占絕大多數。作為分散研磨的一體化設備，無需高速分散機進行預分散，而是將分散與研磨兩道工序由籃式研磨機一臺機器、一道工序實現。這是很有創(chuàng)新意義的籃式研磨機，對于工序的簡化、效率的提高，都具有積極的意義。,藍式研磨機,調漆設備,根據工藝技術特性，調漆釜主要由電機，減速機，低速

15、分散機，攪拌機，釜體構成，其應集分散、混合于一體，運行時能使物料快速均勻混合，并有效的消除死角及物料掛壁。  一般需要： 1.動力強勁  2.混合勻度高  3.混合效率快  4.出入料方便  5.占地面積小  6.生產效率高  7.色漆無色差,調漆釜,過濾設備,漆料在生產過程中，不可避免會

16、混入飛塵、雜質；在生產、輸送和儲存中密封不好，導致產生漆皮；沒有研磨分散好的粗粒子，這些雜質、結皮、粗粒子如果不處理掉，必將影響漆料的質量，因此在灌裝前，需要進行過濾。常見的過濾設備有過濾籮篩、 振動篩、壓濾籮、袋式過濾機、管式過濾機、旋轉過濾機和自清潔式過濾機等。,過濾籮篩,過濾籮篩將規(guī)定網眼的銅絲網或尼龍絲網繃在籮圈上，放置于不銹鋼漏斗中，就成為過濾籮。優(yōu)點：結構簡單、低價、清洗方便。缺點：凈化精度不高，過濾速度慢，溶劑

17、揮發(fā)快，勞動條件差。人工刮動時還易將籮面刮破，不環(huán)保。,振動篩,振動篩振動篩主要由篩網機構、振動結構和基座組成。優(yōu)點：結構簡單緊湊，換色清洗方便。缺點：篩孔較小，如果乳膠漆粘度較高，過濾速度慢，不環(huán)保。,壓濾籮,壓濾籮在快開頂蓋的圓筒體內，懸吊布滿小孔的過濾筒，在過濾筒內鋪滿金屬絲網或絹布，乳膠漆進入網籃，雜質被截留，濾液流出。優(yōu)點：效率較高。缺點：清洗更換籃網不方便。,旋轉過濾機,旋轉過濾機立式立筒，內有一個緩慢轉動

18、的圓柱形濾網。優(yōu)點：使用方便，過濾速度快，連續(xù)使用，占地小，不需人一直看管。缺點：結構復雜，制造難。,袋式過濾機,袋式過濾機由筒體、金屬網袋和濾袋組成。一般裝有壓力表，通過適當加壓，讓濾液流出。壓力升高時，后期過濾阻力增大，壓力達到0.4Mpa時應停機更換濾袋。優(yōu)點： 使用范圍廣，可過濾色漆、清漆、溶劑，也可過濾粘度較高的乳膠漆，過濾速度較快。缺點： 濾袋價高，過濾成本高，需時常更換濾袋，耗費時

19、間，廢棄濾袋為固廢垃圾，難處理。,袋式過濾機,管式過濾機,管式過濾器主要由主管、支管、濾筒、法蘭、法蘭蓋及緊固件等組成，當流體通過主管進入濾筒后，固體雜質顆粒被阻擋在濾筒內，而潔凈的流體通過濾筒由過濾器出口排出。當需要清洗時，旋開支管底部螺塞，排凈流體，拆卸法蘭蓋，取出濾筒，清洗后重新裝入即可。優(yōu)點：更換濾芯方便，適用范圍廣，使用簡單，占用空間小，適用壽命長。缺點：濾筒成本高易耗，使用成本高。,管式過濾機,自清洗過濾機,自清洗過濾器

20、，以泵將漆料送入過濾室，過濾室豎直裝有濾板，濾液由出料板抽出，其中一部分反沖洗濾板，濾渣北沖下沉到底部，可排出，因反沖洗是濾網保持良好的過濾性能。優(yōu)點： 過濾精度高，性能穩(wěn)定可靠，節(jié)約耗材成本，減少人力成本。缺點： 不宜處理粘度過高的涂料，固渣處理較麻煩。,自清洗過濾機,自清洗過濾機改進版本,自清洗過濾機的基礎上，衍生出一些改進版本： 1.加刮刀式； 2.全自動式； 3.系統(tǒng)集成式；

21、 4.我們現在重點研發(fā)的帶除渣功能的自清洗刮壁式過濾機不僅具有自清洗，最重要的能除渣一體，而且能做成系統(tǒng)式。在當今環(huán)保壓力下，具有廣泛的市場前景，國內還未有同類產品研發(fā)成功。,過濾網選擇,當選擇袋式過濾機和自清潔式過濾機時 底漆采用120目過濾；面漆用180目過濾，或先120目過濾，再用180目過濾，提高過濾效率。當選用管式過濾器時 對于金屬閃光漆，由于金屬粉有一定顆粒度，宜采用40μm濾芯過濾，并使過濾機處于循

22、環(huán)狀態(tài)，用循環(huán)閥調節(jié)過濾機壓力，使過濾機壓力穩(wěn)定在1.0～1.5Pa。,灌裝設備,自動灌裝機一般由機架、灌裝裝置、壓蓋裝置、送桶裝置和自動化、半自動化控制系統(tǒng)組成。按計量方式分為質量式和容積式灌裝機。按動力裝置分為自動平移式液體灌裝機，活塞式直線灌裝機，旋轉式灌裝。灌裝機由于系統(tǒng)的灌裝精度要求極高，質量流量計作為測量儀表是其核心部件。灌裝機具有自動化程度高，控制技術先進的特點。,灌裝設備,輸送設備,涂料生產廠中，原料，半成品、成

23、品需要運輸，不同物料需要不同輸送設備，涂料生產過程中常用到以下設備：1.液料輸送泵，包括隔膜泵、內齒輪泵和螺桿泵。 隔膜泵無密封件，易損件少，不會造成乳液和乳膠漆破乳； 內齒輪泵運轉平穩(wěn)，噪聲低，輸送液體黏度范圍廣，可輸 送對剪切敏感的液體； 單螺桿泵可輸送乳液、顏料、填料漿和乳膠漆，三螺桿泵 一般只輸送乳液，不能輸送含腐蝕性固體的液體。,2.螺旋輸送機 大型涂料生產企業(yè)中，粉料的水平輸送一般采用螺旋輸送

24、機，主要特點是密封性好，保持環(huán)境衛(wèi)生。輸送能力與直徑和轉速有關。3.粉體輸送泵 粉體垂直輸送時，一般選用粉料輸送泵。粉料輸送泵分倉式輸送泵和螺旋輸送泵。4.其他輸送設備 其它輸送設備包括小推車、電動葫蘆和叉車。,計量設備,涂料配方、配色和灌裝時，都需要用到計量設備。 1.液體原料一般采用 流量計進行計量； 2.粉體原料一般選用帶傳感器的配料倉進行計量； 3.儲罐中的物料一般使用料位計進行計量； 4.調

25、色機進行配色計量； 5.灌裝機進行灌裝計量； 6.還會用到一些磅秤，地秤，電子秤等進行稱重計量。,電氣設備,電控柜 電控柜是按電氣接線要求將開關設備、測量儀表、保護電器和輔助設備組裝在封閉或半封閉金屬柜中或屏副上，其布置應滿足電力系統(tǒng)正常運行的要求，便于檢修，不危及人身及周圍設備的安全的控制柜（箱）。防爆控制箱  防爆控制箱防護等級為IP65。適用于易燃易爆的場合,具有安全系數高、操作功能強、性能