涂料生产工艺及设备.doc

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

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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。

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。

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
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600-1500 rpm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。
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。

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。

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。