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涂料生产工艺及设备
涂料生产工艺及设备
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
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
第一章研磨分散设备
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600-1500rpm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。
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
第二章调漆设备
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
第三章过滤设备
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。
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