涂料生产工艺及设备

-1-Ⅰ涂料生产工艺第一章涂料制造流程一、涂料的基本组成树脂颜料溶剂助剂二、制造流程：预分散——研磨——混合调整——调色——检测——过滤罐装三、制造流程图备注：QC1是原材料；QC2是工艺检控；QC3是成品检验-24-序号质量问题主要原因解决办法预防措施5色浆返粗（细度问题）1．加入洗机液后未立即搅拌或洗机液加入过多2．补加后未立即搅拌3．贮存过程中变稠返粗返磨1．严格按操作规程操作，控制好出料前、洗机后、补加后3个细度检测点2．控制色浆库存，尽量缩短贮存时间3．技术课对库存色浆及时进行复检6色漆细度不合格（细度问题）1．色浆或漆料细度不合格，调色前漏检或错检2．调稀方式不对，未在搅拌下缓慢加入，致颜料析出3．漆料品种搞错或不同色浆中漆料不同，因树脂混容性不好造成细度不合格4．作业缸不洁净或其他辅助材料带入杂质1．客户能接受的，让步放行2．接受不了的，返磨或调闪光漆用3．因树脂混容性不好，可经实验后加入适当的溶剂，改善混容性1．投料前必须先检查色浆和漆料的细度2．精心操作，避免带入杂质或析出3．配方要合理，应考虑其混容性Ⅱ涂料生产设备色漆生产流程如下：预分散——研磨——调色配制——过滤包装现依色漆生产工艺介绍其生产设备。第一章预分散设备预分散可使颜料与部分漆料混合，变成颜料色浆半成品。是色浆生产的第一道工序。目的：①使颜料混合均匀；②使颜料得到部分湿润；③初步打碎大的颜料聚集体。属以混合为主，起部分分散作用，为下一步研磨工序做准备。预分散效果的好坏，直接影响到研磨分散的质量和效率。用到设备主要是高速分散机。高速分散机除用来做分散设备外，同时可作色漆生产设备，比如生产色漆的颜料属于易分散颜料，或者色漆细度要求不高，这时，可直接用高速分散机分散生产色漆。其结构见图2-1。(为落地式高速分散机)由机身、传动装置、主轴和叶轮组成。-25-图2-1落地式高速分散机外形图机身装液压升降和回转装置，液压升降由齿轮油泵提供压力油使机头上升，下降时靠自重，下降速度由行程节流阀控制。回转装置可使机头回转360°，转动后有手柄锁紧定位。传动装置由电机通过V型带传动，电机可三速或双速，或带式无级调速、变频调速等。转速由几百转／分到上万转／分，功率几十上百千瓦不等。高速分散机的关键部件是锯齿圆盘式叶轮，如图2-2。图2-2高速分散机叶轮示意图叶轮直径与搅拌槽选用大小有直接关系，经验数据表明，搅拌槽直径由φ=2.8—4.0D(D：叶轮直径)，分散效果最理想。叶轮的高速旋转使漆浆呈现滚动的环流，并产生一个很大的旋涡。在叶轮边缘2.5—5cm处，形成一个湍流区，在这个区域，颜料粒子受到较强的剪切和冲击作用，使其很快分散到漆浆中。叶轮的转速以叶轮圆周速度达到大约20m／s时，便可获得满意的分散效果。过高，会造成漆浆飞溅，增加功率消耗。Vmax=20--30m／s。分散机的安装方式分：落地式，适合于拉缸作业，另一种安装在架台上，可以一个分散机供几个固定罐使用。现阶段，高速分散机出现了不少改型产品，有其各自特点，使得分散机的应用范围更广。如：双轴双叶轮高速分散机，见图2-3；双速高速分散机(双轴单叶轮分散机、双轴双速搅拌机)等。-26-图2-3双轴双叶轮高速分散机第二章研磨分散设备研磨设备是色漆生产的主要设备，基本型式分两类，一类带研磨介质，如砂磨机、球磨机，另一类不带研磨介质，依靠抹研力进行分散，像三辊机、单辊机等。带研磨介质的设备依靠研磨介质(如玻璃珠、钢珠、卵石等)在冲击和相互滚动或滑动时产生的冲击力和剪切力进行研磨分散。通常用于流动性好的中、低粘度漆浆的生产，产量大，分散效率高。不带研磨介质的研磨分散设备，可用于粘度很高，甚至成膏状物料的生产。现分别介绍立式砂磨机、三辊机。第一节立式砂磨机其外型结构如图2-4，由机身、主电机、传动部件、筒体、分散器、送料系统和电器操纵系统组成。图2—4立式砂磨机结构简图1—放料放砂口；2—冷却水进口；3—进料管；4—无级变速器；5—送料泵；6—调速手轮；7—操纵按钮板；8—分散器；9—离心离合器；10—轴承座；11—筛网；12—简体-27-工作原理，见图2-5，经预分散的漆浆由送料泵从底部输入，流量可调节，底阀8是个特制的单向阀，可防止停泵后玻璃珠倒流。当漆料送入后，启动砂磨机，分散轴带动分散盘5高速旋转，分散盘外缘圆周速度达到l0m／s左右(分散轴转速在600-1500rpm之间)。靠近分散盘周围的漆浆和玻璃珠受到粘度阻力作用随分散盘运转，抛向砂磨机的筒壁，又返回到中心，颜料粒子因此受到剪切和冲击，分散在漆料中。分散后的漆浆通过筛网从出口溢出，玻璃珠被筛网截流。图2—5常规砂磨机原理示意图1—水夹套；2—夹在两分散盘之间漆浆的典型流型(双圆环形滚动研磨作用)：3—筛网；4—分散后漆浆出口；5—分散盘：6--漆浆和研磨介质混合物：7—平衡轮；8—底阀；9—预混漆浆入口漆浆经一次分散后仍达不到细度要求，可再次经砂磨机研磨，直到合格为止。也可将几台(2—5台)砂磨机串联使用。使用砂磨可达20μm左右。玻璃珠直径1—3mm，因磨损应经常清洗、过筛、补充。砂磨在运转过程中，因磨擦会产生大量的热，因此在机筒身外做成夹套式，通冷却水冷却。实验室砂磨机一般5L，生产用砂磨机为40—80L，是以筒体有效容积来衡量上述值，其生产能力，像40L砂磨机一般每小时可加工270—700Kg色浆。砂磨机在使用时应注意：(1)．在筒体内没有物料和研磨介质时严禁起动，否则像分散盘、玻璃珠的磨损会很剧烈。(2)．开车时应先开送料泵，待出料口见到漆浆后再启动主电机。(3)．停车时间较长后，应检查分散盘是否被卡住，不可强行启动。(4)．停车时间较长后，应检查顶筛是否干涸结皮，以防开车后漆浆从顶筛溢出(冒顶)。(5)．清洗砂磨时，分散器只能点动，以减少分散盘和研磨介质的磨损。(6)．使用新研磨介质时，应先过筛清除杂质。-28-第二节三辊机三辊机结构：见图2-6，由电动机、传动部件、滚筒部件、机体、加料部件、冷却部件、出料部件、调节部件、电器仪表及操纵系统组成。图2—6三辊磨(S405型)结构简图1—传动部件：2—辊筒部件；3—加料部件：4—冷却部件：5—出料部件：6—调节部件：7—机体滚筒部件是二辊机的主要部件，研磨是通过三辊的转动来实现的。见图2—7。图2—7二辊磨上物料流动情况三辊以平放居多，可斜放或立放，辊间距离可调节，调节一般调整前后辊，中辊固定不动，通-29-过转动手轮丝杆来实现，有的用液压调节。三辊转动时，速度并不一致，前辊快，后辊慢，前、中、后辊的速比大多采用1﹕3﹕9。辊筒一般用冷硬低合金铸铁制成，要求表面有很高的硬度，耐磨。辊筒中心是空的，在工作中通冷却水冷却，以降低辊筒工作温度，尽量减少由于温升引起的漆浆粘度降低和溶剂挥发，并防止辊筒变形。漆浆在后辊和中辊之间加入，后辊与中辊间隙很小，l0—50μm，漆浆在此受到混合和剪切，颜料团被分散到漆浆中。通过前辊与中辊的间隙时，因间隙更小，加上前辊中辊速度差更大，漆浆受到更强烈的剪切，颜料团粒被再一次分散，最后被紧贴安装于前辊上的刮刀刮下到出料斗，完成一个研磨循环。若细度不够，可再次循环操作，直到合格为止。除上述讲到的立式砂磨机、三辊机外，生产中常用的研磨设备还有卧式砂磨机、蓝式砂磨机等。外形图见2—8、2—9。图2—8卧式砂磨机外形图图2—9蓝式砂磨机外形图1—送料泵(与无级变速器连接)；2—调速手轮；3—主电动机；4—支脚；5—电器箱；6—操作按钮板；7—轴承座；8—油位窗；9—电接点温度表；10—筒体；11—电接点压力表；12—机座第三章调漆设备除前面讲到的高速分散机可用来调漆配色外，大批量生产时，一般用调漆罐，也就是平常所说的调色缸。调漆罐安装于高于地面的架台上，其结构相对简单，见图2-10，由搅拌装置、驱动电机、搅拌槽几部分组成。搅拌桨可安装在底部及侧面，电机可单速或多速。-30-图2—10电动机直联的高速调漆罐1—驱动电机；2—搅拌槽；3—锯齿圆盘式桨叶；4—出料口第四章过滤设备漆料在生产过程中不可避免会混入飞尘、杂质，有时产生漆皮，在出厂包装前，必须加以过滤。用于色漆过滤的常用设备有罗筛、压滤机、振动筛、袋式过滤器、管式过滤器和自清洗过滤机等。1、罗筛在一个罗圈上绷上规格适当的铜丝网或尼龙丝绢，将它置于铁皮或不锈钢漏斗中，就是一个简单的过滤用罗筛。优点：结构简单、价低，清洗方便。缺点：净化精度不高，过滤速度慢，溶剂挥发快，劳动条件差，人工刮动时还易将罗面刮破。2、振动筛筛网作高频振动，可避免滤渣堵住筛孔。3、压滤罗俗称多面罗。在一个有快开顶盖的圆柱简体内，悬吊一个布满小孔的过滤筒，在过滤筒内铺满金属丝网或绢布，被过滤油漆用泵送入过滤器上部，进入网篮，杂质被截留，滤液从过滤器底部流出。压滤罗清洗、更换网篮不方便。-31-4、袋式过滤器涂料过滤常用设备，滤袋装于细长简体内，有金属网袋作支撑。工作时，依靠泵将漆料送入滤袋，滤渣留在袋内，合格的漆浆从出口流出。袋式过滤器——般装有压力表，操作时，当压力升高，过滤阻力增大，当达到0.4Mpa时，应停机，更换滤袋。过滤器应在每次使用后随时清洗，保持整洁，以备下次使用。袋式过滤器的优点：使用范围广，可过滤色漆，也可过滤漆料、清漆、溶剂。缺点，滤袋价高，过滤成本高。5、管式过滤器用滤芯过滤，更换方便。滤芯有聚酯微孔滤芯，化纤缠绕滤芯。6、自清洗过滤机为色漆连续化自动生产创造条件。过滤时，以泵将漆料送入过滤室，过滤室竖直装有滤板，滤液由出料泵抽出，其中一部分反冲洗滤板，滤渣被冲下沉到底部，可排出。因反冲洗使滤网始终保持良好的过滤性能。但过滤细度只能达到40μm，用作粗过滤。7、旋转过滤机滤网用不锈钢梯形断面钢丝绕制而成，间隙0.1-1.5mm，滤网做成圆柱形，缓慢旋转，滤网外侧装有刮刀，刮下滤渣。用于粗过滤，过滤能力大，缺点，制造难，结构复杂。