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《涂料技术》PPT电子课件,涂料技术,涂料,技术,PPT,电子,课件 第五章 涂料基本工艺2第五章 涂料基本工艺5.1 色漆生产工艺过程5.2 乳胶漆的生产工艺5.3 粉末涂料的生产工艺5.4 水溶性漆生产工艺3重点、难点重点、难点各种涂料生产的工艺原理和重要用途各种涂料生产的工艺原理和重要用途教学要求教学要求（1）了解各种涂料的生产工艺过程；）了解各种涂料的生产工艺过程；（2）理解各种涂料生产的基本工艺流程图；）理解各种涂料生产的基本工艺流程图；（3）掌握各种涂料生产的工艺原理和重要用途。）掌握各种涂料生产的工艺原理和重要用途。4涂料生产的基本工艺过程涂料生产的基本工艺过程涂料生产的基本工艺过程：涂料生产的基本工艺过程：根据原料、聚合方法及使用根据原料、聚合方法及使用要求采用不同基料制备方法要求采用不同基料制备方法 颜料、填料等固体料颜料、填料等固体料在液体中的分散和研磨在液体中的分散和研磨 在调和设备中，加在调和设备中，加入各种组分，搅拌均匀入各种组分，搅拌均匀55.1 色漆生产工艺过程 色漆生产工艺过程是指将原料和半成品加工成成品的物料传递或转化过程。混合、输送、分散、过滤等化工单元操作。仓储、运输、计量、包装等工艺手段。65.1.1 选用研磨分散设备，确定基本工艺模式一、设备选用的依据1、色漆产品或研磨漆浆的流动状况（1）易流动，如瓷漆、头道底漆等；（2）膏状，如厚漆、腻子等；（3）色片，以硝基、过氯乙烯等为基料的高颜 料组分；（4）固体粉末，如粉末涂料等。7（1）细颗粒且易分散的合成颜料，如钛白粉；（2）细颗粒而难分散的合成颜料，如碳黑；（3）粗颗粒的天然颜料和填料，如天然氧化铁 红、滑石粉等；（4）微粉化的天然颜料和填料，如超微粉碎的天 然氧化铁红等；（5）磨蚀性颜料，如红丹等。2、颜料在漆料中的分散难易程度83、漆料对颜料的湿润性（1）湿润性好，如油基漆料，天然树脂 漆料等；（2）湿润性中等，如合成树脂；（3）湿润性差，如硝基纤维素、过氯乙 烯树脂等。94、色漆的加工精度（1）低精度，产品细度 40m 以上；（2）中等精度，产品细度 15-20m；（3）高精度，产品细度小于 15m；10结论：选用哪种分散设备要对色漆产品和研磨漆浆的流动状态，颜料在漆料中的分散难易，漆料对颜料的湿润性，色漆产品的加工精度四个方面进行综合考虑。设备选定后，才能确定相应的分散工艺。11二、分散设备和基本工艺（一）沙磨机及分散工艺1、沙磨机的结构（1）转轴；（2）分散后漆浆出口；（3）叶轮盘（分散盘）；（4）漆浆与分散介质（1:1）的混合 体系；（5）预混漆浆的底部入口；（6）漆浆流量控制阀；（7）冷却水夹套；（8）分散过程中，两叶轮盘之间漆浆 的典型流动模式，这是一种双圆 环形滚动研磨作用；（9）筛网，挡住分散介质；平平衡衡轮轮12 立式砂磨机卧式砂磨机132、沙磨机的工作原理（1）电机带动转轴和叶轮盘高速运转（8001500r/min），从而使分散介质（玻璃珠、石英沙、刚玉瓷珠等）作剧烈运动；（2）从底部送进的预混漆浆和分散介质作上升运动的同时，回转于两个叶轮盘之间作高度湍流，颜料在剪切力作用下被分散成细小颗粒；（3）当漆浆和分散介质上升到顶筛时，漆浆溢出，完成一次分散过程。143、沙磨机的适用范围（1）对于细颗粒易分散的合成颜料、粗颗粒或 微粉化的天然颜料和填料等易流动的漆 浆，都是高效的分散设备。（2）对于膏状、厚浆型的悬浮分散体，细颗粒 难分散的合成颜料（碳黑）的研磨效率 低，也不适合磨蚀性颜料。154、沙磨机的分散工艺流程备料预混研磨调色制漆过滤包装预混合罐预混合罐高速分散机高速分散机砂砂磨磨机机调调漆漆罐罐卧卧式式砂砂磨磨机机振动筛振动筛预混合罐移移动动式式漆漆盆盆16（二）球磨机及分散工艺1、球磨机的结构（1）机架（2）电动机（3）减速机（4）传动皮带（5）投料口（6）磨筒（7）出料口17（二）球磨机及分散工艺2、球磨机的工作原理 当电机运转时，通过减速机减速，驱动磨筒绕着水平轴线作旋转运动，这是磨筒内的漆浆在分散介质（瓷珠或钢球）的碰撞、摩擦、剪切作用下得到分散。183、球磨机的适用范围（1）对于分散粗颗粒的颜料、填料、磨蚀性颜料和细颗粒难分散的合成颜料（碳黑）有突出的研磨效果。（2）对于膏状、厚浆型的悬浮分散体不适合。19行星式球磨机工作演示行星式球磨机工作演示204、球磨机的分散工艺流程球磨机球磨机投料斗投料斗调漆罐调漆罐磅秤磅秤振动筛振动筛备料配料及研磨分散制漆（调漆）过滤包装21振动筛演示振动筛演示22（三）三辊机及分散工艺1、三辊机结构（1）三个平行钢辊前辊：向前转，可移动中辊：向后转，固定后辊：向前转，可移动（2）机架（3）电动机（4）辊内水冷却装置（5）刮刀盘和刮刀（6）手轮（调辊距）232、三辊机的工作原理（1）当两辊向内转动时，漆浆被扯到加料缝，这道缝逐渐狭窄，大部分漆浆不能通过，在加料沟内循环。（2）漆浆通过加料缝被挤到两辊的另一面，漆浆粘附在后辊和中辊上。后辊上的漆浆再回到加料沟，中辊上的漆浆被送到中辊和前辊的夹缝中。间距较大慢速快速中速间距较小24（3）通过夹缝被挤到中辊另一面上的漆浆回到加料沟，而前辊上的漆浆被刮刀刮下，流入刮刀盘，再流入储存桶。3、三辊机的适用范围 对于高粘度漆浆和厚浆型产品有很好的研磨效果。适合生产厚漆、腻子、美术漆等产品。254、三辊机的分散工艺流程磅秤磅秤换换罐罐式式搅搅拌拌机机配料盆配料盆三辊机三辊机单单辊辊机机移移动动式式漆漆浆浆盆盆调调漆漆罐罐振振动动筛筛备料预混研磨分散（三辊、单辊滤留大颗粒）调漆过滤包装26结论：研磨分散设备的类型决定色漆生产工艺过程的关键。设备不同，工艺不同。砂磨机分散工艺，需要在附有高速分散机的预混合罐中进行研磨漆浆的预混合，再以砂磨机研磨分散至合格细度，输送到制漆罐中进行调色制漆得成品，再过滤净化包装入库。27 球磨机工艺配料预混合与研磨分散在球磨筒体内一并进行。再用管道或活动容器输送到调漆罐调漆，再过滤包装入库。三辊机分散因漆浆较稠，故一般用换罐式搅拌机混合，以活动容器运送漆浆，常和单辊机串联使用以实现稠厚漆浆净化。285.1.2 选择其它工艺手段，形成完整的工艺过程一、确定工艺流程基本类型1、大规模专业化生产型工艺流程 适合于生产品种单一、批量大的产品；规模化、连续化、密闭化、自动化、工耗低、效率高。292、小批量多品种型工艺流程 适合于生产小批量多品种的产品；研磨分散手段齐全，调漆设备规模呈一定系列，手段不一定都要求先进，手工操作多，工耗大。3、通用型工艺流程 适合于生产品种和产量都不是很多的产品；工艺流程的特点介于两者之间。30二、制备研磨漆浆的方式1、单颜料磨浆法 每种颜料单独分散制备单颜色研磨漆浆，然后再调制成规定颜色的瓷漆产品；可根据每种颜料的特性选定适用的研磨设备和研磨工艺，有利于各颜料最佳性能的发挥，研磨效率高；研磨、输送、计量设备多，劳动强度大；适合于生产品种不多但花色多的大批量产品，或品种、花色多的小批量产品。312、多种颜料混合磨浆法 将所用颜料及填料混合，研磨制备多颜料研磨漆浆，然后补加漆料、溶剂、助剂后调制成色漆。设备利用率高，辅助实施少；不同性质的颜料混合研磨效率低，不利于各种颜料最佳性能的发挥，研磨效率低；适合于生产底漆、单色漆、花色品种不多的产品。32三、工艺手段1、储存 颜料和填料粉状物袋装码放，也可破袋进仓；漆料、溶剂液体料桶装码放，也可储罐储存。2、运输及计量 电动葫芦和升降叉车调运，磅秤或电子秤计量；液体料机械泵加压管道输送，流量计计量或电子秤计量；粉末料气力输送，自动秤计量；人工运输，磅秤或电子秤计量。333、罐装 人工罐装、磅秤计量、人工封盖、贴签和搬运入库；罐装机计量装听、封盖，其余为人工手段；供听检查罐漆封盖贴签传送码放34罐装机罐装罐装机罐装 35四、设备的平立面布置1、平立面布置是指制漆设备在空间的放置方式。2、平立面布置直接影响物料的流动方向和物料输送方式。3、根据平立面布置选择不同类型的制漆设备。4、平立面布置应遵循安全可靠、节能降耗、方便操作、高产高效的原则。36结论：研磨分散设备的选用，决定了色漆生产工艺的基本模式，其他工艺手段（仓储、输送、计量、包装等）的组合应用才形成了彼此不同的完整的工艺过程。37涂料工厂展示涂料工厂展示385.2 乳胶漆的生产工艺 乳胶漆是聚合物乳胶粒、颜料的水分散体，以及各种助剂的混合物。为了获得满意的施工性能和成膜质量，必须添加各种助剂。5.2.1 乳胶漆中各组分的作用一、水 作为主要的分散介质；要求去离子，过滤除杂和灭菌。39二、杀微生物剂1、微生物的破坏作用 使乳胶漆产生粘度下降、鼓气、破乳、恶臭，以及漆膜发霉等破坏产品品质的不良现象。2、杀微生物剂及其作用 乙酸苯汞是有效的杀微生物剂，防腐、防霉效果好，但有毒性。杀灭乳胶漆中的微生物，防治乳胶漆腐化变质及漆膜发霉。403、杀微生物剂的使用注意事项 必须一次投入足够的杀灭剂量，防治微生物产生抗药性；针对使用环境中的微生物具体情况选用相应的杀微生物剂；必须通过试验比较，才能确定使用某种杀微生物剂及用量。41三、增稠剂1、作用 使颜料在较高粘度下研磨，有利于颜料的分散；增加水相粘度，改善乳胶漆的施工性能。42 增稠剂必须是水溶性的，常用的有：（1）纤维素醚类，常用羟乙基纤维素；（2）碱可溶涨聚合物碱可溶涨聚合物，大多是含有多羧基，大多是含有多羧基 丙烯酸类聚合物；丙烯酸类聚合物；（3）缔合增稠剂，主要品种是聚氨酯缔合 增稠剂；（4）无机增稠剂，高岭土系的膨润土、凹 凸棒土、海泡石等。2、种类43四、成膜溶剂1、作用 降低乳胶漆的最低成膜温度（MFT）。成膜溶剂通过乳胶粒吸收溶剂溶涨而暂时降低了玻璃化温度，促进聚结成膜，成膜溶剂挥发后，干膜恢复自身的玻璃化温度。442、最低成膜温度（MFT）乳液颗粒在一定条件下相互聚结而形成连续膜的最低温度。3、常用的成膜溶剂 三甲基戊二醇单异丁酸酯（水溶性较小）；乙二醇丁醚、丙二醇单丁醚（溶于水）。45五、颜料分散剂1、作用 使分散后的颜料颗粒能够稳定悬浮在乳液体系中。2、种类及机理（1）聚电解质 双异丁烯/顺丁烯二酸共聚物钠（铵）盐、聚甲基丙烯酸钠（铵）盐等。稳定机理：双电层和屏蔽稳定相结合。46（2）电离盐类，多聚磷酸钠 双电层稳定化机理六、其他助剂 如消泡剂、PH调整剂。475.2.2 乳胶漆的制造工艺流程4820102010年度国内最新十大乳胶漆排名年度国内最新十大乳胶漆排名1 1 立邦立邦NipponNippon(中国驰名商标中国驰名商标,国家免检产品国家免检产品,墙面墙面漆乳胶漆十大品牌漆乳胶漆十大品牌)2 2 多乐士多乐士DuluxDulux(英国英国ICIICI集团世界品牌集团世界品牌,国家免检国家免检,墙面漆乳胶漆十大品牌墙面漆乳胶漆十大品牌)3 3 华润华润HuarunHuarun(中国驰名商标中国驰名商标,中国名牌中国名牌,国家免检国家免检,十大墙面漆乳胶漆十大墙面漆乳胶漆)494 4 嘉宝莉嘉宝莉CarpolyCarpoly(中国驰名商标中国驰名商标,中国名牌中国名牌,国家免国家免检检,十大墙面漆乳胶漆十大墙面漆乳胶漆)5 5 紫荆花紫荆花BauhiniaBauhinia(中国名牌中国名牌,墙面漆乳胶漆十大品墙面漆乳胶漆十大品牌牌,于于19821982年的香港年的香港)6 6 来威漆来威漆LevisLevis(全球最大涂料集团之一阿克苏诺贝全球最大涂料集团之一阿克苏诺贝尔尔,墙面漆十大品牌墙面漆十大品牌)7 7 沙漠绿洲沙漠绿洲SmozSmoz(墙面漆乳胶漆十大品牌墙面漆乳胶漆十大品牌,行业免行业免检产品检产品,中国著名品牌中国著名品牌)508 8 三棵树三棵树SkshuSkshu(中国驰名商标中国驰名商标,中国名牌中国名牌,国家免国家免检检,十大墙面漆乳胶漆十大墙面漆乳胶漆)9 9 雅士利雅士利YashiliYashili(墙面漆乳胶漆十大品牌墙面漆乳胶漆十大品牌,十大品十大品牌乳胶漆牌乳胶漆,立时集团品牌立时集团品牌)10 10 樱花樱花KurapaintKurapaint(墙面漆乳胶漆十大品牌墙面漆乳胶漆十大品牌,江苏江苏名牌名牌,长三角著名企业品牌长三角著名企业品牌)51如何选择乳胶漆525.3 粉末涂料的生产工艺5.3.1 粉末涂料概述一、粉末涂料 产品以粉末状态形式存在，并可以以粉末状态进行涂装的涂料。53二、粉末涂料的优点1、不含有机溶剂；2、在涂装过程中，喷溢的涂料可回收利用；3、一次涂装漆膜厚，可达 50500 微米；4、涂料用树脂的分子量大，漆膜物理化学、机械性能好；5、涂装操作技术简单，厚涂不易流挂；6、无须调节涂料粘度；7、节省资源。54三、粉末涂料的缺点1、涂料的制造设备和工艺比较复杂，品种和颜色的更换比较麻烦；2、涂装及喷溢回收均需专用设备，投资大；3、烘烤温度高，一般 150 度以上，不适合耐热性差的基材；4、漆膜外观的装饰性不如溶剂型涂料；55四、粉末涂料的制造方法1、干法生产 将原料按配方计量，然后粉碎，混合，过筛，即得产品。混合方法有干混合法和熔融混合法。2、湿法生产 先配制成溶剂性涂料，然后除去溶剂，得到粉末涂料；除去溶剂的方法有蒸发法、喷雾干燥法、沉淀法。565.3.2 熔融挤出混合法工艺流程图A：树脂：树脂B：固化剂：固化剂C：颜料：颜料D：添加剂：添加剂高压排高压排风扇风扇粗粗粉粉碎碎机机称称量量预预混混加料漏斗加料漏斗挤出机挤出机压榨辊压榨辊冷冷却却带带粗粉碎机粗粉碎机粉碎机粉碎机物物料料容容器器袋滤器袋滤器旋转阀旋转阀电动筛电动筛消消音音器器称量预混熔融混合冷却粉碎分级和过筛产品57几种混合机卧式双螺带混合机卧式双螺带混合机立式螺带混合机立式螺带混合机转鼓式混合机转鼓式混合机585.3.3 喷雾干燥法工艺流程回收溶剂回收溶剂树脂树脂固化剂固化剂添加剂添加剂溶剂溶剂颜填料颜填料混合机混合机泵泵喷雾器喷雾器液液体体管管道道热热空空气气干燥室干燥室热溶剂和空气热溶剂和空气旋风旋风分离器分离器空气空气粉末相粉末相空气空气排出空气排出空气主鼓风机主鼓风机微量分离器微量分离器输送空气输送空气鼓风机鼓风机粉末粉末产品产品气体冷气体冷凝器凝器冷却水冷却水称量加溶剂混合喷雾干燥分离粉末产品溶剂回收595.4 水溶性漆生产工艺5.4.1 概述一、水溶性树脂的制备方法1、带有氨基的聚合物用羧酸中和成盐。2、带有羧基基团的聚合物用胺中和成盐。3、破坏氢键，纤维素甲基化制备甲基纤维素。4、皂化，聚醋酸乙烯酯皂化制备聚乙烯醇。60二、助溶剂1、作用 提高树脂溶解性，调节水溶性漆的粘度和漆膜的流平性。2、常用助溶剂 低级醇及醚醇类，如仲丁醇。61三、水溶性漆的优点1、水来源广泛，净化容易；2、施工过程无火灾危险；3、无苯类等有机溶剂的挥发性毒性气体；4、节省大量资源；5、工件经除油、除锈、磷化处理后，不必干燥；6、涂装工具可用水清洗。62四、水溶性漆的缺点1、水蒸发潜热高，漆膜干燥时间长；2、水溶性漆一般为微碱性，易使酯基水解；3、有机胺为中和剂，对人体有毒性；4、分子量较低，并含有大量亲水基团；5、对水敏感的基材不适用。635.4.2 改性水溶性油的制备工艺工艺（以顺酐改性油为例）1、将亚麻油（80 质量分）和顺酐（20 质量分）投入反应釜；2、通入二氧化碳，升温至 200 度，然后保温 4 小时左右，取样测酸值和粘度；3、停止加热和通二氧化碳，降温至 100 度左右，加入树脂质量 20 的丁醇，搅拌并冷却至 60 度左右；4、加氨水中和至 pH 值为 8.0-8.5，制得透明水溶性改性油。645.4.3 水溶性 E20 环氧脂的制备工艺1 1、将亚麻油酸加入反应釜中，升温至、将亚麻油酸加入反应釜中，升温至 120120150 150 度，加入环氧树脂，开启搅拌，通入二度，加入环氧树脂，开启搅拌，通入二氧化碳；氧化碳；2 2、升温至、升温至 240 240 度，保温酯化约度，保温酯化约 1 1 小时，取小时，取样测酸值和粘度；样测酸值和粘度；3 3、降温至、降温至 180 180 度，停止搅拌，加入顺酐，度，停止搅拌，加入顺酐，开启搅拌；开启搅拌；654 4、快速升温至、快速升温至 240 240 度，保温度，保温 30 30 分钟，分钟，迅速降温至迅速降温至 130 130 度以下；度以下；5 5、加入丁醇，搅匀；、加入丁醇，搅匀；6 6、降温至、降温至 60 60 度以下，分批加入一乙醇胺度以下，分批加入一乙醇胺中和，过滤出料。中和，过滤出料。