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1、第四章 色漆工艺基础, 4.1 绪 论,一 定 义,一种含有颜料的液体或粉末状的产品，当涂于底层时 能形成不透明的，具有保护、装饰或特殊技术性能的 涂膜,二 组 成,注：漆 料是色漆中 所有液相组分的总称,三 漆基（基料）,非转化型,氯化橡胶 船舶、集装箱、钢结构表面的高效防腐涂料,乙烯类树脂,热塑性丙烯酸树脂,具有色浅、耐光、耐候、保色等防护性能,转化型（第五章）, 4.2 重要概念,一 颜料体积浓度（PVC） 配方设计基本原则,PVC = 0 涂膜完全是漆基,PVC = 100% 涂膜完全是颜料,二 临界颜料体积浓度（CPVC）,涂膜性能发生转变时的颜料体积浓度,OA代表颜料的吸油量，即每
2、100g颜料所需亚麻仁油的克数,CPVC的计算,三 比颜料体积浓度（）,四 颜/基比, 4.3 配方设计,一 色 漆,设计一种交通工具用的常温干燥型涂料，其质量指标参照C04-2醇酸磁漆(I)型国家标准，颜色为白色,分 析：,根据标准要求，首先考虑选用哪种类型醇酸树脂?,以那种颜料为主?,该漆的不挥发物固体分（)？,再进行溶剂、助剂等的选择,漆基的选择,因是户外民用为白色，因此要选用不易泛黄的干性油改性长油度 醇酸树脂为漆基。参阅可知，价格合适的豆油改性，长油度醇酸 树脂是首选漆基。,颜料的选择,以选用抗物化性的金红石型钛白粉为主。,该漆为常温干燥，且施工时能喷，能刷溶剂选用时应考虑混合溶剂，
3、以200”溶剂汽油和二甲苯或芳烃溶剂搭配使用，但甲苯或芳烃用量应满足制漆工艺和施工成膜时流平性的要求。,溶剂的选择,在选好漆基与颜料后，再配助剂等，其中关键是催干剂(其用量应参考本书助剂的规定)，一般不宜过量太多尤其是不能用显色明显的锰催干剂，否则会影响白度。,助剂的选择,有光醇酸磁漆的PVC值在3-20范围内，而白色颜料中钛白粉的用量，其PVC值以15为准，即该漆的PB体积比是1585。,在确定颜基比后，先将漆基制成50的溶液，在实验室制小样，将钛白粉与部分醇酸树脂溶液按一定比例配制成色浆，用研磨机分散到规定细度，然后将剩余的漆基调入，混合搅拌均匀，加入规定量的催干剂，并用适量溶剂把粘度调整
4、到规定要求再经过滤即可得到初步样品。,颜料体积浓度（PVC）的确定,若换算成质量比（颜基比）， 则为1542(钛白密度)，kg/L851. 1(漆基密度)，kgL 即 63 / 93. 5 等于 40265974。,实 验,性能检测,按照质量标准要求，对样品进行全面质量性能检测，除物化性能外，还应进行人工加速老化或天然曝晒试验，以及贮存稳定性考查(例如：结皮性、沉淀性等)。判断其是否完全符合标准求如有不达标项目，则需再进行调整，包括PB比和溶剂、催干剂等的变动，直至满意为止。在完成上述试验后，再经过经济评价，确认可以达到预先要求的质量成本时必要时还要利国内外以及竞争者产品进行平行对比和综合评价
5、。,基础配方,二 底 漆,漆基的选择,底漆是涂料徐装设计整个配套涂居中联结面涂层与底材的重要涂层，也是色漆的重要品种之一。 一般要求底漆对底材的表面(包括金屑、木制品、塑料表面）有很牢固的附着力，对上层面漆有很好的结合力。,环氧树脂,干性油改性酚醛树脂 通用型的底漆漆基,最理想的底漆漆基,颜/填料的选择,具备一定的防锈性相对金属的钝化作用 具有良好的遮盖力和制漆稳定性，而不是耐光性和颜色鲜艳度。 在颜色上以能和所配套的面漆区别明显为宜,底漆颜色一般以铁红色、灰色、黑色、黄色为多，其中氧化铁红是底漆中用量最多的颜料，在底漆中使用的填充料有滑石粉，硫酸钡和碳酸钙,颜/填料的配比,从原则上讲着色颜料
6、的加入量以满足喷涂一道漆能盖底为准，而多余的颜料体积可用填充料来补充，达到半光漆膜为止,底漆的PVC值应控制在40一55之间,颜料体积浓度,底漆光泽应控制在20一30之间，相当于半光漆徐膜的光泽,底漆光泽,典型底漆配方举例,二 面 漆,按照漆膜光泽不同，可将面漆分为有光、半光和无光3种类型。面漆光泽随所用漆基的种类、颜料的性能、PVC的变化而变化。,PVC,一般涂膜光泽随PVC值增大而降低,漆基的种类,色漆配方中PVC值相同，所选用的漆基类型不同，但漆膜光泽差别较大。这是和漆基对颜料的湿润性及颜料在该种漆基中的分散均匀程度有关。,在一般含油少的油性漆基涂料中，其配方PVC值与漆膜光泽关系的大致
7、范围为： 无光漆 在52.5-71.5之间； 半光漆 在33-52.5之间； 有光漆 在20-30之间。,通常在拟订色漆配方，合成树脂类型漆基所制色漆PVC值 要比油性漆料为该基配方的PVC值低些。 因为含油少合成树脂漆料对颜料的湿润性低于油性漆料缘故。,半光和无光漆 市场需求量,消光方法：,在配方中可以使用较多的填料，提高PVC,消光剂,SYLOID消光剂 气相二氧化硅 丹尼尔平光剂浆等，, 4.3 色漆生产工艺,一 研磨分散设备,高速分散机,高速分散机的优点是：结构简单、操作维护保养容易、使用灵活、预混合分散及调漆皆可使用、清洗方便、生产效率高，特别是随着新型高速分散机设备(如双轴双叶轮高
8、速分散机、快慢轴高速分散机等)的出现，其应用范围日趋扩大。,砂磨机,优点：结构简单、操作方便、生产效率高、便于连续生产、价格低廉、便于推护保养等。 缺点：个适用于加散难分散的颜料(如炭黑、铁蓝等)，更换颜色比较困难，灵活性不够，敞开式砂磨机只适用于低粘度漆浆，冷却效果较差，操作温度高，溶剂挥发量大，操作环境受污染及噪音较大。,发展：立式砂磨机 卧式砂磨机 双轴砂磨机 方形砂磨机 篮式砂磨机,球磨机,卧式球磨机,优点：无需预混合罐，可把颜料、漆料投入球磨同时进行混合分散作用因为是密闭操作，漆浆中溶剂不会挥发故适合于高挥发分或含育毒物的漆浆加工。适用于所有涂料颜料的分散，对于易返租变稠(如炭黑，铁
9、蓝等)难分教的颜料更有独到之处球磨机操作简单、管理方便、维修量小。除投料、出料外，正常操作元需人控制。 缺点：操作周期长，每批漆浆个易放净，换颜色品种困难，以及噪音大，不能加工较粘稠漆浆等。,立式球磨机,立式球磨机生产效率高，仅次于砂磨。它适用于分散各种颜料和填料，包括那些难以分散的颜料、填料。适用的漆浆粘度范围较宽约为400一2500 mPas，并且可密闭连续操作，但噪音较大旦更换品种不便是其缺点。,三辊机,二 色漆生产工艺过程,1砂磨机工艺,2球磨机工艺,3三辊机工艺,三 色漆车间设备布置,1. 三辊机 平面布置,2. 卧式球磨机 平面布置和立体布置,平面布置： 在一座单层平面厂房中，安装
10、局部操作平台球磨机安装在地平面的设备基础上、球磨机投料在其上方的操作平台，调漆罐吊装在局部平台，而成品漆的过滤包装则在同一层平面上进行。,立体布置： 分三层布局：三层球磨机的投料；二层安装球磨机并在楼板上吊装调漆罐；一层则是过滤包装。,按配料预混合研磨调色制漆3个工序的排列方式分为： 一字型排列：上述3个工序由左至右手一字排列 三字型排列：上述3个工序在平面内由后至前三字排列,3. 砂磨机 平面布置和立体布置,四层模式 四层：配料预混合，配料罐吊装在四层楼板亡； 三层：研磨； 二层：调漆，调漆罐吊装在二层楼板； 一层：过滤包装。 三层模式 三层配料顶混合，配料罐吊装在三层楼板上调漆， 二层研磨
11、凋漆，凋漆罐吊装在二层楼板上 一层过滤包装。 二层模式 二层中间分隔成两部分，配料研磨和调色制漆； 一层过滤包装,一 标准配方, 4.3 色漆配方,又称基本配方或技术配方。它是指导色漆生产的基础性的技术资料。通常是由涂料工作者依据用户对漆液和徐膜性能的要求，经过实验它研究，核心选择原料，确定其适宜配比后所获得的技术性成果的具体体现。,标准配方一般包括以下9项内容： 产品型号(也可以用企业自己的产品代号)； 产品名称(也可以是商品名称)； 色卡名称及编号； 原料名称； 原料规格； 规定的数量； 某原料在配方组成中所占的质量百分数； 产品控制的技术指标； 必要的文字说明(规定研磨制浆力式或中间控制
12、的持殊要求)。,二 工艺配方,1. 高速分散机,根据生产中使用高速分散机的实际数据分析,Guggenheim导出了 漆料固体含量NV,漆料粘度和吸油量OAc与最适宜的漆料-颜料 质量比的关系方程式,即为古氏经验式,2. 砂磨机/卧式球磨机,以“三角坐标图”小区域7的铁红颜料为例，说明如何使用“三角坐标图”确定砂磨机/卧式球磨机研磨漆浆组成的方法。 过7号区域之中点做一条直线和线相平行，三角形左斜边交于一点，取读数为“46”，它表示在100份研磨漆浆中，氧化铁红占46份(质量)； 过7号区域之中点，做一条直线和线相平行，三角形右斜边交于点，读取读数为34”，它表示在100份研磨漆浆中，溶剂占34
13、份； 过7号区域之中点，做一条直线和线相平行，并和三角形底边交于一点，读取读数为“20”它表示在100份(质量)研磨漆浆中，100固体含量的树脂占20份(质量)； 连接三角形的顶点和7号区域之中点，做一条直线，向三角形底边方向延长交于一点，取读数为“37”，它表示以亡述100固体树脂(20份)和溶剂(34份)混合而成的漆料的固体含量为37。,实验证明，各区域的中点基本适合润湿性能适中的漆料；对于润湿性能稍强些的漆料，宜选择区域中偏上方的位置。对于湿润性能稍差的漆料，宜选择区域偏下方的区域。,3. 三辊机,m为三辊机的生产能力； K是由辊子尺寸决定的变量; D为辊子直径； L为辊子长度； r为后
14、辊的转数； n为中后辊及前中辊的速比； a,c为转移系数； 为研磨该浆粘度； F为压紫辊子的力。,固定变量K,由上式可见，为提高三辊机产量可以通过增加研磨漆浆粘度或降低辊间压力的途径来实现。但是降低研磨辊间的压力，要伴随着研磨分散质量的降低，故正确的途径是增加研磨漆的粘调度。可以是增加漆科的粘度，也可以是增加颜料的数量。,三 工艺配方设计程序,（1） 首先确定色漆制造采取哪一类型研磨分散设备进行研磨漆浆生产；生产工艺过程及配料罐、调漆罐等设备的容器规格； （2） 决定研磨漆浆制造采取哪种方式。 采取“单颜色磨浆法”制备各色单颜料漆浆，并贮存于色浆罐中，然后来用单颜色漆浆混合配漆的方法制造成品漆
15、； 采取“多种颜(填)料磨浆法”制造混色漆浆(同时制备调色漆浆)，然后以调色漆浆调色再行调漆的方法制造成品漆； 采取“综合颜料磨浆法”在两条研磨分散线上同时制备多种颜(填)料漆浆和单色漆浆，最后在调漆罐中调制成品漆。,（3）综合考虑上述研磨制浆方法，原料分配方式的影响及设备容量大小，将“标准配方”规定的配方数量，进行投料量的扩大计算； （4）运用上述的研磨漆浆适宜组成确定方法，确定研磨漆浆(以及调色漆浆)的组成颜料、漆料及溶剂加量； （5）计算出调色制漆加料数量； （6）根据助剂本身的要求，确定哪些助剂加入研磨漆浆中一起研磨，哪些助剂在调色制漆阶段加入混合，然后按标准配方的助剂量分别列入“研磨
16、漆浆配方”及“调色制漆配方”,四 配方设计实例,草绿色酚醛磁漆为例：,如果以三辊机研磨采取单颜料磨浆的方式然后再由混合单色漆浆制漆，完成色漆制造过程, 4.4 涂料工厂平面图,一、着色涂料的种类 工业涂装后形成的涂膜是配套的多层涂膜组成：腻子、底漆、面漆、罩光清漆。腻子用于填平被涂物体较大凹凸不平的表面，然后，涂底湖，底起防锈作用，牢固附着在底材表面上底漆和面漆之间有过渡层(二道底漆)。增加底漆和面漆的层间结合力。面漆是着色涂料，是各种颜色，起装饰、保护作用。为了增加表层的光亮度、丰满度，在色漆上再涂一层清漆面。 防腐涂料抗化学介质腐蚀，保护设备、管道免受腐蚀。 标志涂料起标志作用。 特殊涂料包括：耐热和隔热涂料、防污涂料、高温绝缘涂料、导电涂料、防辐射涂料、红外辐射涂料、其他特种涂料(示温涂料、伪装涂料、太阳能利
