涂料生產(chǎn)工藝

關(guān)于涂料生產(chǎn)工藝第1頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三涂料生產(chǎn)的定義涂料生產(chǎn)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(chǎn)量最大、品種最多的產(chǎn)品。第2頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三涂料生產(chǎn)流程第3頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三乳膠漆制備的工藝流程第4頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三乳膠漆制備的設(shè)備流程第5頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三分散設(shè)備和工藝現(xiàn)在研磨分散設(shè)備以高速分散機(jī)為主，與其配套的預(yù)混合設(shè)備為砂磨機(jī)。預(yù)混合以混合為主，并起到粗分散的作用。第6頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三顏料的分散過程顏料的分散經(jīng)過：潤濕、分散和穩(wěn)定。（1）潤濕顏料表面的水分、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(chǎn)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(hù)起來，否則，由于絮凝可引起遮蓋力、著色力等下降，甚至聚結(jié)。第7頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三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(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)決定的，剪切速度一定時(shí)，剪切力和粘度成正比。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(diào)整到較高的黏度，盡量達(dá)到最大剪切應(yīng)力。第8頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三預(yù)分散混合預(yù)分散常采用高速分散機(jī)，在低速攪拌下，逐漸將顏料加于基料中混合均勻。當(dāng)圓盤周邊速率達(dá)到21m/s以上時(shí)，易分散顏料只需～10分鐘左右，便可微細(xì)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(nèi)部表面更多地展現(xiàn)于基料中而被潤濕,要微細(xì)分散還需研磨。所以用高速分散機(jī)進(jìn)行的混合過程，我們也稱之預(yù)分散。預(yù)分散使得砂磨能正常生產(chǎn)，分散細(xì)度可滿足要求。第9頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三高速分散機(jī)第10頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三4000-5000rpm，圓周線速度達(dá)到2000cm/s以上。第11頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三

研磨分散研磨設(shè)備:砂磨機(jī)、球磨機(jī)，三輥機(jī)，二輥機(jī)和膠體磨，籃式研磨機(jī)。通常采用砂磨機(jī)。砂磨分散是種精細(xì)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(jīng)高速分散機(jī)預(yù)分散。砂磨珠粒直徑一般在1mm左右。粒徑越小，研磨接觸點(diǎn)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(xì)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(jī)也是一樣的，此時(shí)應(yīng)換用三輥機(jī)分散。第12頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三研磨分散研磨是色漆生產(chǎn)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(shè)備的要求：

⑴研磨時(shí)間短；

⑵漆漿能達(dá)到穩(wěn)定的分散狀態(tài)，顏料能發(fā)揮最佳性能。第13頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三砂磨機(jī)砂磨機(jī)是目前物料適應(yīng)性最廣、最為先進(jìn)、效率最高的研磨設(shè)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(dòng)控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)物料連續(xù)加工連續(xù)出料，極大的提高了生產(chǎn)效率要。由機(jī)體、磨筒、砂磨盤（撥桿）、研磨介質(zhì)、電機(jī)和送料泵組成，進(jìn)料的快慢由進(jìn)料泵控制。該設(shè)備的研磨介質(zhì)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(jī)應(yīng)采取夾套水冷卻來控制研磨溫度。第14頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三砂磨時(shí)，珠粒子與研磨料的體積比為1︰1時(shí)，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(jī)有立式和臥式、分批生產(chǎn)和連續(xù)生產(chǎn)之分，也有小型和大型之分。

生產(chǎn)量大時(shí)宜采用大型砂磨機(jī)，因砂磨機(jī)的功耗與砂磨機(jī)容積的平方根成正比。

例如，60升的砂磨機(jī)功耗僅是15升的2倍。第15頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三臥式砂磨機(jī)第16頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三立式砂磨機(jī)第17頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三球磨機(jī)球磨機(jī)是物料被破碎之后，再進(jìn)行粉碎的關(guān)鍵設(shè)備。球磨機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的高細(xì)磨機(jī)械之一，其種類有很多，如管式球磨機(jī)，棒式球磨機(jī)，超細(xì)層壓磨機(jī)，手動(dòng)球磨機(jī)，臥式球磨機(jī)。球磨機(jī)筒體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)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(dāng)被帶到一定的高度時(shí)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(nèi)的物料給擊碎。第18頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三

球磨機(jī)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(chǎn)量都減少。低至1/3裝球量可加入更大體積的研磨料，但產(chǎn)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(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，傳動(dòng)軸承和減速機(jī)的溫升不超過55℃，最高不超過60℃。球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主軸承潤滑油的溫升不超過55℃。第19頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三球磨機(jī)相對于砂磨機(jī)的優(yōu)勢在于：

對于硬而粗的大附聚粒子，它最終都能達(dá)到很高的分散度，故球磨前可以不需要預(yù)分散。但預(yù)分散明顯地可節(jié)省75%～80%球磨時(shí)間。

另外，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(shí)間往往很長，有時(shí)出料還會造成困難。生產(chǎn)的機(jī)動(dòng)靈活性差，且實(shí)際生產(chǎn)效率并非很高，因而，采用球磨生產(chǎn)的比例在不斷地下降。第20頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三球磨機(jī)第21頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三三輥機(jī)三輥研磨機(jī)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(dá)到研磨效果。三輥機(jī)主要用以分散溶劑含量在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(jī)的研磨料必須經(jīng)強(qiáng)勁有力的拌合機(jī)或捏和機(jī)預(yù)混合(這類拌和機(jī)也適用于制備厚漿形膩?zhàn)赢a(chǎn)品)。預(yù)混合以后，在三輥機(jī)上研磨3～4遍，細(xì)度也僅5-10μm左右。輥筒的圓徑經(jīng)過高精密研磨，精確細(xì)膩，能使物料的研磨細(xì)度達(dá)到15μm左右，因此能夠生產(chǎn)出均勻細(xì)膩的高品質(zhì)產(chǎn)品。三輥研磨機(jī)是高粘度物料最有效的研磨、分散設(shè)備。第22頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三三輥機(jī)第23頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三膠體磨膠體磨它是一種精細(xì)分散設(shè)備，也可以制備高質(zhì)量的微細(xì)顏料分散體膠體磨是由電動(dòng)機(jī)通過皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)齒（或稱為轉(zhuǎn)子）與相配的定齒（或稱為定子）作相對的高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生向下的螺旋沖擊力，透過定、轉(zhuǎn)齒之間的間隙（間隙可調(diào)）摩擦力、高頻振動(dòng)、高速旋渦等物理作用，使物料被有效地分散和粉碎，達(dá)到物料超細(xì)粉碎的效果。膠體磨的生產(chǎn)率與間隙尺寸有很大關(guān)系，可調(diào)間隙范圍在25μm～3mm之間，一般調(diào)至50μm～75μm，平均粒徑可低至2μm～3μm。但進(jìn)膠體磨的研磨料必須預(yù)分散。膠體磨的生產(chǎn)能力，從小型到大型，最低為100L/h，最高可達(dá)5600L/h第24頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三膠體磨第25頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三分散設(shè)備比較機(jī)器類型高速分散球磨砂磨三輥二輥預(yù)混合不需要不需要需要需要需要粘度范圍3~4Pa.s0.2~0.5Pa.s0.13~1.5Pa.s5~10Pa.s很高處理粗聚集能力較好好差較好好分散效率較好較差較差較差差溶劑揮發(fā)低無低高完全揮發(fā)清洗容易難較容易較容易較容易要求技術(shù)低高中中較低操作費(fèi)用低低中高很高投資費(fèi)用低高中高很高第26頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三研磨終點(diǎn)的判斷工業(yè)上常用細(xì)度板來判斷研磨終點(diǎn)。細(xì)度板上細(xì)度并不代表涂料中顏料的真實(shí)分散情況。分散的好壞可用遮蓋力和著色強(qiáng)度來表示。白漿看遮蓋力，色漿看著色強(qiáng)度。第27頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三籃式研磨機(jī)籃式研磨機(jī)工作原理為自吸葉輪高速吸料→研磨籃內(nèi)極細(xì)的研磨→分散盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生分散、混合、循環(huán)效應(yīng)→由此形成吸料、研磨、出料的高效率循環(huán)，解決了物料翻動(dòng)的難題，避免循環(huán)死角，短時(shí)間內(nèi)可得到出色的研磨效果。作為精研磨設(shè)備，在用籃式研磨機(jī)研磨前需要由高速分散機(jī)進(jìn)行預(yù)分散后再由籃式研磨機(jī)進(jìn)行精研磨。目前該類籃式研磨機(jī)占絕大多數(shù)。作為分散研磨的一體化設(shè)備，無需高速分散機(jī)進(jìn)行預(yù)分散，而是將分散與研磨兩道工序由籃式研磨機(jī)一臺機(jī)器、一道工序?qū)崿F(xiàn)。這是很有創(chuàng)新意義的籃式研磨機(jī)，對于工序的簡化、效率的提高，都具有積極的意義。第28頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三藍(lán)式研磨機(jī)第29頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三調(diào)漆設(shè)備根據(jù)工藝技術(shù)特性，調(diào)漆釜主要由電機(jī)，減速機(jī)，低速分散機(jī)，攪拌機(jī)，釜體構(gòu)成，其應(yīng)集分散、混合于一體，運(yùn)行時(shí)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(dòng)力強(qiáng)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(chǎn)效率高

7.色漆無色差第30頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三調(diào)漆釜第31頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三過濾設(shè)備漆料在生產(chǎn)過程中，不可避免會混入飛塵、雜質(zhì)；在生產(chǎn)、輸送和儲存中密封不好，導(dǎo)致產(chǎn)生漆皮；沒有研磨分散好的粗粒子，這些雜質(zhì)、結(jié)皮、粗粒子如果不處理掉，必將影響漆料的質(zhì)量，因此在灌裝前，需要進(jìn)行過濾。常見的過濾設(shè)備有過濾籮篩、振動(dòng)篩、壓濾籮、袋式過濾機(jī)、管式過濾機(jī)、旋轉(zhuǎn)過濾機(jī)和自清潔式過濾機(jī)等。第32頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三過濾籮篩過濾籮篩將規(guī)定網(wǎng)眼的銅絲網(wǎng)或尼龍絲網(wǎng)繃在籮圈上，放置于不銹鋼漏斗中，就成為過濾籮。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、低價(jià)、清洗方便。缺點(diǎn)：凈化精度不高，過濾速度慢，溶劑揮發(fā)快，勞動(dòng)條件差。人工刮動(dòng)時(shí)還易將籮面刮破，不環(huán)保。第33頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三振動(dòng)篩振動(dòng)篩振動(dòng)篩主要由篩網(wǎng)機(jī)構(gòu)、振動(dòng)結(jié)構(gòu)和基座組成。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單緊湊，換色清洗方便。缺點(diǎn)：篩孔較小，如果乳膠漆粘度較高，過濾速度慢，不環(huán)保。第34頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三壓濾籮壓濾籮在快開頂蓋的圓筒體內(nèi)，懸吊布滿小孔的過濾筒，在過濾筒內(nèi)鋪滿金屬絲網(wǎng)或絹布，乳膠漆進(jìn)入網(wǎng)籃，雜質(zhì)被截留，濾液流出。優(yōu)點(diǎn)：效率較高。缺點(diǎn)：清洗更換籃網(wǎng)不方便。第35頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三旋轉(zhuǎn)過濾機(jī)旋轉(zhuǎn)過濾機(jī)立式立筒，內(nèi)有一個(gè)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形濾網(wǎng)。優(yōu)點(diǎn)：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(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難。第36頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三袋式過濾機(jī)袋式過濾機(jī)由筒體、金屬網(wǎng)袋和濾袋組成。一般裝有壓力表，通過適當(dāng)加壓，讓濾液流出。壓力升高時(shí)，后期過濾阻力增大，壓力達(dá)到0.4Mpa時(shí)應(yīng)停機(jī)更換濾袋。優(yōu)點(diǎn)：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(diǎn)：濾袋價(jià)高，過濾成本高，需時(shí)常更換濾袋，耗費(fèi)時(shí)間，廢棄濾袋為固廢垃圾，難處理。第37頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三袋式過濾機(jī)第38頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三管式過濾機(jī)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(dāng)流體通過主管進(jìn)入濾筒后，固體雜質(zhì)顆粒被阻擋在濾筒內(nèi)，而潔凈的流體通過濾筒由過濾器出口排出。當(dāng)需要清洗時(shí)，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(diǎn)：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(diǎn)：濾筒成本高易耗，使用成本高。第39頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三管式過濾機(jī)第40頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三自清洗過濾機(jī)自清洗過濾器，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(wǎng)保持良好的過濾性能。優(yōu)點(diǎn)：

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(diǎn)：

不宜處理粘度過高的涂料，固渣處理較麻煩。第41頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三自清洗過濾機(jī)第42頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三自清洗過濾機(jī)改進(jìn)版本自清洗過濾機(jī)的基礎(chǔ)上，衍生出一些改進(jìn)版本：1.加刮刀式；2.全自動(dòng)式；3.系統(tǒng)集成式；4.我們現(xiàn)在重點(diǎn)研發(fā)的帶除渣功能的自清洗刮壁式過濾機(jī)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(dāng)今環(huán)保壓力下，具有廣泛的市場前景，國內(nèi)還未有同類產(chǎn)品研發(fā)成功。第43頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三過濾網(wǎng)選擇當(dāng)選擇袋式過濾機(jī)和自清潔式過濾機(jī)時(shí)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(dāng)選用管式過濾器時(shí)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(jī)處于循環(huán)狀態(tài)，用循環(huán)閥調(diào)節(jié)過濾機(jī)壓力，使過濾機(jī)壓力穩(wěn)定在1.0～1.5Pa。第44頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三灌裝設(shè)備自動(dòng)灌裝機(jī)一般由機(jī)架、灌裝裝置、壓蓋裝置、送桶裝置和自動(dòng)化、半自動(dòng)化控制系統(tǒng)組成。按計(jì)量方式分為質(zhì)量式和容積式灌裝機(jī)。按動(dòng)力裝置分為自動(dòng)平移式液體灌裝機(jī)，活塞式直線灌裝機(jī)，旋轉(zhuǎn)式灌裝。灌裝機(jī)由于系統(tǒng)的灌裝精度要求極高，質(zhì)量流量計(jì)作為測量儀表是其核心部件。灌裝機(jī)具有自動(dòng)化程度高，控制技術(shù)先進(jìn)的特點(diǎn)。第45頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三灌裝設(shè)備第46頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三輸送設(shè)備涂料生產(chǎn)廠中，原料，半成品、成品需要運(yùn)輸，不同物料需要不同輸送設(shè)備，涂料生產(chǎn)過程中常用到以下設(shè)備：1.液料輸送泵，包括隔膜泵、內(nèi)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(nèi)齒輪泵運(yùn)轉(zhuǎn)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。第47頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三2.螺旋輸送機(jī)

大型涂料生產(chǎn)企業(yè)中，粉料的水平輸送一般采用螺旋輸送機(jī)，主要特點(diǎn)是密