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1、第四章色漆的配方与制备第一节概述1、配方的方法前面儿章叙述了设计涂料配方时应考虑的一些主要图素,考虚了这些主要因素而进行配方设计时,有一定的步骤和途径一般,先根据涂料的使用要求,即涂料在工作环境下应具备的性能指标一一来选定基料树腋和颜料再根据施工要求和选定的基料“一来确定溶剂在此基础上,再来考虑涂料添加剂如催于剂、粘度改性剂等。设计一个涂料的初步配方并不准,但对此初步设计进行调整以得到所要求的良好性能不是一件容易的事。可以采用数学统计的方法,以在较少的实验次数内获得较好的配方,例如:(1优选法:适用于在其他条件不变的情况下,对桅一因素进行变化而选择其最佳配方的情况;2)正交设计法可以儿个因素同
2、时变化,用统计方法对结果进行分析比较后而得出最佳配方2色浩制造从本质上来讲,涂料生产的过程就是把颜料固体粒子通过外力迟行破碎并分敬在树脂溶液或者乳波中,侠之形成一个均匀微细的意浮分散体。其生产过程通常采用四个步骤。1)预分散将颜料在一定设备中先与部分漕料混合,以制得属于颜料色浆十成品的拌合色浆,同时利于后续研磨2)研磨分散将预分散后的拌合色浆通过研磨分散设备进行充分分散,得到额料色茯(3)调浩向研磨的颜料色浆加入余下的基料、其他助剂及溶剂必要时进行调色,达到色漆质量要求:(4)洗化包装通过过溏设备除去各种杂质和大颗粒,包装制得成品涂料。涂料生产的主要设备有分散设备、研磨设备、调漕设备、过溏设备
3、、输送设备等。第二节生产设备-、分散设备预分散是涂料生产的第一道工序,通过预分散,颜、填料混合均匀,同时使基料取代部分颜料表面所吸附的空气使颜料得到部分湿涧,在机械力作用下颜料得到初步粉碎。在色涞生产中,这道工序是研磨分散的配套工序,过去色漆的研磨分散设备以辊磨机为主,与其配套的是各种类型的搅浆机,近年来,研磨分散设备以砂磨机为主流;与根配套的也改用高速分散机,它是目前使用最广泛的预分散设备。高速分散机由机体、搅拌轴、分散盘、分散缸等组成,主要配合砂磨机对颜、填料进行预分散用,对于易分散颜料或分教细度要求不高的涂料也可以直接作为研磨分散设备使用,同时也可用作调漆设备。高速分散机具有以下优点(1
4、)结构简单、使用成本低、操作方便、维护和保养容易;(2)应用范围广,配料、分散、调漆等作业均可使用,对于易分散颜料和制造细度要求不高的涂料,可以混合、分敞、调漆可直接制成产品;(3)效率高,可以一台高速分敬机配合数台研磨设备开展工作;(4结构简单,清洗方便。缺点:其剪切力低,从而分散能力较差,不能分散紧密的颜料,对高粘度漆浆不适用。高速分散机工作时漆浆的粘度要适中,太稀则分散效果差,流动性差也不合适。合适的漆料粘度范围通常为0.1-0.4pa.s。近几年来高途分散机又开发了一些新的品种,如双轴双叶轮高速分散机,它能产生强烈的汽蚀作用,具有很好的分散能力,同时产生的旋涡较浅,漆浆罐的装量系数也可
5、提高;双轴高速分散机的双轴可在一定范围内作上下移动,有利于漆浆罐内物料的轴向混合;双轶高低速搅拌机适用高粘度物料拌合,如用于生产信基铣笔漫、醇酸腻子等。在各种研磨分散设备中,三辊机和五辊机是加浆的,与之配套的预分散设备通常是搅浆机-、研磨设备粘稠深研磨分散设备是色漆生产的主要设备,其基本型式可分为两类,一类带自由运动的研磨介质(或称分散介质,古一类不带研磨介质,依靠抹研力进行研磨分散。常用研磨分散设备有砂磨机、辊磨、高途分散机等,砂磨机分散效率高,使用于中、底粘度漆浆,软磨可用于粘度很高的甚至成膏状-物料的生产=砂磐机、球磐机依靠研磨介质在冲击和相互漠动时产生的冲击力和剪切力进行研磨分散,由于
6、效率高、操作简便,成为当前最主要的研麒分散设备。砂磨机中盛有适量的玻璃珠、氧化锆珠、石荣砒等研磨介质。经预分放的漆浆用送料泵从底部输入,电动机带动分散轲高速旋牧,研磨介质随着分散盘运动,抛向砂磨机的简壁,又被弹回,漆浆受到研磨介质的沥击和剪切得到分散。砂磨机主要立式砂磨机和卧式砂磨机两大类。立式砂磨机研磨分散介质容易沉底,卧式砂磨机研磨分散介质在轶向分布均匀,避免了此问题。砂磨机具有生产效率高、分散细度好、操作简便、结构简单,便于维护等特点,因此成为了研磨分散的主要设备,但是进入砂磨机必须要有高速分散机配合使用,而且深色和浅色润浆互相换色生产时,较难清洗十浑,目前主要用于低粘度的漂浆球磨机机体
7、内装有钢球,鹅卵石或瓷球等研磨介质,运转时,圆筒中的球被向上提起,然后落下,球体问相互撞击或摩擦使颜料囡粒受到冲击和强剪切作用,分散到漕料中。球磨机无需预混作业,完全密闭操作,适用于高挥发分漆及毒性大的润浆的分散,而昆操作简单、运行安全,但其效率低,变换额色图难,漆浆不易放浑;不适宣加工过于粘稠的源栓。辑磨利用转速不同的辍简问生产的剪切作用进行研磨分散,能加工粘度很高的漕浆,适宥于难分散漆浆,换色时清洗容易,以三辑磨侠用最普道。三、过滁设备在色漕制造过程中,仍有可能湾入杂质,如在加入颜、填料时,可能会带入一些机械杂质,用砂磨分散时,浩浆会混入琦的研磨介质(如玻璃珠,此外还有未得到充分研磨的颜料
8、颗粒。用于色漕过滤的常用设备有罗筏、振动筛、袋式过溪器、管式过溏咤和自清洗过溪机等,一般根据色溱的细度要求和产量大小选用适当的过漓设备。第三节工艺过程一、基本工艺1)清漕生产工艺清漆生产中,由于不涉及颜、填料分散,工艺相对比较简单,包括树脂溶解、调漆(主要是调节粘度、加入助剂、过滤、包装。2)色源生产工艺色涞生产工艺是指将颜、填料均匀分散在基料中加工成色漆成品的物料传通或转化过程,核心是颜、填料的分散和研磨,一般包括混合、分散、研磨、过滤、包装等工序。通常依据产品种类、原材料特点及其加工特点的不同,首先选用适宜的研磐分散设备,确定基本工艺模式,再根据多方面的综合考虑,选用其它工艺手段,制订生产
9、工艺过程通常色漆生产工艺流程是以色漆产品或研磐漆茯的流动状态,颜料在漕料中的分教性、漆料对颜料的渴涧性及对产品的加工精度要求这四个方面的考虑为依据,结各其它因素如溶剂毒性等首先选定过程中所使用的研磐分散设备,从而确定工艺过程的基本模式。砂磨机对于颗粒细小而又易分散的合成颜料、粗颗粒或微粉化的天然颜料和填料等易流动的漆浆,生产能力高、分散精度好、能耗低、噪音小、溶剂挥发少、结构简单、便于维护、能连续生产,是加工此类涂料的优选设备,在多种类型的磁漆和底漆生产中获得了广泛的应用。但是,它不适用于生产膏状或厚浆型的悬浮散体,用于加工炭黑等分散困难的合成颜料时生产效率低,用于生产磨蚀性颜料时则易于磨损,此外换色时清洗比较困雅,适合大批量生产。球磨机同样也适用于分散易流动的悬浮分散体系,适用于分散任何品种的颜料,对于分散粗颗粒的颜料、填料、磨蚀性颜料和细颗粒又难分散的合成颜料有着突出的效果。卧式球磨机由于密闭操作,故适用于要求防止溶剂挥发及含毒物的产品。由于其研磨精度差,世清色换色囱难,故不适于加工高精度的漆浆及经常调换花色品种的场合。
