涂料生产工艺1311学习教案.pptx

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1、会计学1涂料涂料(tlio)生产工艺生产工艺1311第一页，共64页。7.1 颜料颜料(ynlio)的分散过程及分散体的稳的分散过程及分散体的稳定定一、颜料的分散过程一、颜料的分散过程 1 润湿润湿(rn sh)2 颜料的研磨与分散颜料的研磨与分散 颜料的聚集体破碎分散在漆料中颜料的聚集体破碎分散在漆料中 3 颜料的稳定颜料的稳定 （1）电荷稳定作用）电荷稳定作用 水性体系水性体系 （2）立体保护作用）立体保护作用第2页/共64页第二页，共64页。第3页/共64页第三页，共64页。一个稳定颜料分散体，存放时应该不致发生下列三种一个稳定颜料分散体，存放时应该不致发生下列三种(sn zhn)现象。

2、现象。（1）颜料发生沉降；）颜料发生沉降；（2）颜料发生过分的絮凝，以致损害流变性和漆膜的表观；）颜料发生过分的絮凝，以致损害流变性和漆膜的表观；（3）颜料与介质间的物理或化学作用导致体系粘度增加。）颜料与介质间的物理或化学作用导致体系粘度增加。1、颜料的沉降、颜料的沉降二、分散二、分散(fnsn)体的稳定体的稳定作用作用Stoke公式可以描述球形粒子在液体介质中沉降的速度。公式可以描述球形粒子在液体介质中沉降的速度。r为粒子半径，为粒子半径，1为粒子密度，为粒子密度，2为液体密度，为液体密度，为液体粘度，为液体粘度，g为重力加速度。尽管为重力加速度。尽管(jn gun)颜料的沉降并不完全符合

3、该公式的要求，但可作为讨论的基础。颜料的沉降并不完全符合该公式的要求，但可作为讨论的基础。第4页/共64页第四页，共64页。（1）当颜料吸附有低分子量聚合物或表面活性剂时，）当颜料吸附有低分子量聚合物或表面活性剂时，粒子直径会粒子直径会，沉降，沉降(chnjing)。但同时粒子密度但同时粒子密度，沉降，沉降(chnjing)，后一种明显。，后一种明显。高分子量聚合物时，粒子吸附层更厚，可使沉降高分子量聚合物时，粒子吸附层更厚，可使沉降(chnjing)速度加速度加快，但因为厚的吸附层密度低且具有很好的空间保护效应，快，但因为厚的吸附层密度低且具有很好的空间保护效应，防止了絮凝，因此可防止沉降防

4、止了絮凝，因此可防止沉降(chnjing)，即使有沉降，即使有沉降(chnjing)，沉降，沉降(chnjing)层很疏松，不致有严重絮凝聚集，经搅拌易于恢层很疏松，不致有严重絮凝聚集，经搅拌易于恢复分散状态。复分散状态。防止比重大的颜料沉降防止比重大的颜料沉降(chnjing)的一个方法，便是用表面活性的一个方法，便是用表面活性剂剂 处理，如第八章中介绍的硬脂酸处理的碳酸钙。处理，如第八章中介绍的硬脂酸处理的碳酸钙。（2）防止沉降）防止沉降(chnjing)的另一个方法是增加介质粘度，的另一个方法是增加介质粘度，利用涂料利用涂料“触变性触变性”取得，即当涂料放置时，粘度很高，可成冻胶取得，即

5、当涂料放置时，粘度很高，可成冻胶状。为了使涂料有触变性可在涂料中加入触变剂或增稠剂，在溶剂型状。为了使涂料有触变性可在涂料中加入触变剂或增稠剂，在溶剂型涂料中主要有氧化蓖麻油，有机膨润土涂料中主要有氧化蓖麻油，有机膨润土(蒙脱土蒙脱土)和醇铝等。和醇铝等。第5页/共64页第五页，共64页。2、颜料、颜料(ynlio)的的絮凝絮凝 颜料粒子在介质中不断进行布朗运动，亦即热运动，每个粒子具有颜料粒子在介质中不断进行布朗运动，亦即热运动，每个粒子具有(jyu)一定动能一定动能,粒子和粒子间不断发生碰撞，如果粒子动能可克服粒子和粒子间不断发生碰撞，如果粒子动能可克服粒子间斥力便可导致相互密切的接触，从

6、而产生絮凝粒子间斥力便可导致相互密切的接触，从而产生絮凝（1）对未稳定分散体系絮凝的速度对未稳定分散体系絮凝的速度(以粒子数半衰期表示以粒子数半衰期表示)：t1/2为粒子数半衰期，即粒子数减半为粒子数半衰期，即粒子数减半(jin bn)所需的时间，所需的时间，为介质粘度，为介质粘度，k为波兹曼常数；为波兹曼常数；T为温度；为温度；kT为粒子的平均动能。为粒子的平均动能。n0为起始的粒子数。为起始的粒子数。提高粘度可减少絮凝。但实际上，单靠提高粘度并不足以稳定涂提高粘度可减少絮凝。但实际上，单靠提高粘度并不足以稳定涂料中的分散体，重要的途径是防止粒子碰撞过程中的互相接触。料中的分散体，重要的途径

7、是防止粒子碰撞过程中的互相接触。第6页/共64页第六页，共64页。（2）颜料粒子相互接近时通常有三个主要作用力：颜料粒子相互接近时通常有三个主要作用力：色散力、静电力和空间色散力、静电力和空间(kngjin)阻力。阻力。(a)色散力是吸引力；色散力是吸引力；(b)静电力可以是吸引力也可以是排斥力，静电力可以是吸引力也可以是排斥力，在涂料分散体中主要是排斥力；在涂料分散体中主要是排斥力；(c)空间空间(kngjin)阻力总是排斥力。阻力总是排斥力。这些力的总效应决定吸引或排斥谁占优势，也即决定分散体系是否这些力的总效应决定吸引或排斥谁占优势，也即决定分散体系是否稳定。分为两种情况：稳定。分为两种

8、情况：在水分散体系中通常可以加入表面活性剂或电解质在水分散体系中通常可以加入表面活性剂或电解质 (如多聚如多聚 磷酸钠或聚丙烯酸铵磷酸钠或聚丙烯酸铵)使粒子表面形成厚的使粒子表面形成厚的 双电层，这样可使粒子间发生较大的排斥力，防止絮凝。双电层，这样可使粒子间发生较大的排斥力，防止絮凝。在有机介质中不易形成双电层。粒子表面吸附的长链聚合物或表在有机介质中不易形成双电层。粒子表面吸附的长链聚合物或表面活性剂主要起空间面活性剂主要起空间(kngjin)阻碍作用，它们防止粒子接近到范阻碍作用，它们防止粒子接近到范德华引力起作用的范围。德华引力起作用的范围。第7页/共64页第七页，共64页。(3)空间

9、阻碍防止絮凝的效应空间阻碍防止絮凝的效应 和所用的聚合物或表面活性剂及溶剂和所用的聚合物或表面活性剂及溶剂(rngj)等有关，等有关，吸附层愈厚，分散体系愈稳定。吸附层愈厚，分散体系愈稳定。有关聚合物结构影响介绍如下有关聚合物结构影响介绍如下 (1)分子量：愈大，吸附层愈厚。分子量：愈大，吸附层愈厚。(2)聚合物中的极性基团：要连续排列，而要有一定间隔，聚合物中的极性基团：要连续排列，而要有一定间隔，这样才能形成稳定的厚的保护层。这样才能形成稳定的厚的保护层。例如高水解度的聚乙烯醇，它的羟基连续分布，因此分子例如高水解度的聚乙烯醇，它的羟基连续分布，因此分子 是平伏在颜料上的，吸附层很薄。是平

10、伏在颜料上的，吸附层很薄。如聚合物分子中只含部分羟基则不同，它在颜料表面如聚合物分子中只含部分羟基则不同，它在颜料表面 形成线团状分布，其空间为溶剂形成线团状分布，其空间为溶剂(rngj)所充满，所充满，平均平均 吸附层可很厚。吸附层可很厚。第9页/共64页第九页，共64页。一般一般(ybn)生产中用来做悬浮剂的聚乙烯醇的规格为：生产中用来做悬浮剂的聚乙烯醇的规格为：平均聚合度为：平均聚合度为：17002000；平均醇解度为；平均醇解度为75%89%。第10页/共64页第十页，共64页。3、贮存时粘度上升、贮存时粘度上升 主要原因：发生了物理和化学变化，特别是颜料间的絮凝。主要原因：发生了物理

11、和化学变化，特别是颜料间的絮凝。(1)粒子的聚合物吸附层中，低分子量的聚合物所占比例粒子的聚合物吸附层中，低分子量的聚合物所占比例，如醇酸树脂涂料，低分子量醇酸树脂具有相对多极性基团，如醇酸树脂涂料，低分子量醇酸树脂具有相对多极性基团，如羰基、羟基等，因此特别容易被吸附。如羰基、羟基等，因此特别容易被吸附。低分子聚合物通常看作是增塑剂或溶剂。低分子聚合物通常看作是增塑剂或溶剂。内相中低分子量部分内相中低分子量部分，外相中高分子量部分，外相中高分子量部分，导致粘度，导致粘度(2)酸性介质和碱性颜料酸性介质和碱性颜料(如如ZnO)间化学反应，间化学反应，粘度可逐渐增至凝胶。粘度可逐渐增至凝胶。(3

12、)金属颜料金属颜料(如铝粉如铝粉)与酸性介质间反应，导致凝胶。与酸性介质间反应，导致凝胶。(4)多聚磷酸盐多聚磷酸盐M2n+2PnO3n+1(M为一价金属离子，为一价金属离子，n3)不但作为水性不但作为水性(shuxng)涂料分散剂，也作为多价金属涂料分散剂，也作为多价金属(如如Ca等等)螯合剂，螯合剂，但它易水解为正磷酸盐，失去螫合作用而变成絮凝剂。但它易水解为正磷酸盐，失去螫合作用而变成絮凝剂。第12页/共64页第十二页，共64页。一、聚合物的保护作用一、聚合物的保护作用 聚合物在颜料分散中吸附聚合物在颜料分散中吸附(xf)于表面起到熵保护作用。于表面起到熵保护作用。但要控制好用量。但要控

13、制好用量。(1)过量过量,分散效率降低而且颜料分散稳定性也并不分散效率降低而且颜料分散稳定性也并不 一定好。因为颜料表面优先吸附一定好。因为颜料表面优先吸附(xf)分子量较低聚合分子量较低聚合物物 但分子量较低的聚合物稳定作用不好。但分子量较低的聚合物稳定作用不好。(2)另外，聚合物浓度过高，不利于润湿。在颜料分散另外，聚合物浓度过高，不利于润湿。在颜料分散 时，希望外加颜料，但聚合物浓度过低也起不到保护时，希望外加颜料，但聚合物浓度过低也起不到保护 作用。如何决定聚合物的含量这个关键参数呢？作用。如何决定聚合物的含量这个关键参数呢？7.2 丹尼尔点及聚合物的保护丹尼尔点及聚合物的保护(boh

14、)作用作用第15页/共64页第十五页，共64页。二、可以采用丹尼尔点的方法。二、可以采用丹尼尔点的方法。配制一系列不同浓度的树脂溶液，取一定的颜料，然后滴加配好配制一系列不同浓度的树脂溶液，取一定的颜料，然后滴加配好的溶液，同时进行研磨的溶液，同时进行研磨(ynm)，使达到一定的粘度。测出规定粘，使达到一定的粘度。测出规定粘度下溶液与颜料之比值，作图，所得曲线之最低点为丹尼尔点，该度下溶液与颜料之比值，作图，所得曲线之最低点为丹尼尔点，该点的溶液浓度为最佳树脂浓度。可用门尼公式解释。点的溶液浓度为最佳树脂浓度。可用门尼公式解释。第16页/共64页第十六页，共64页。7.3 涂料生产涂料生产(s

15、hngchn)设备设备色漆制备过程：配料色漆制备过程：配料预分散预分散研磨分散研磨分散调合调合调色调色(配色配色(pis)过滤包装过滤包装,相应生产设备相应生产设备:预分散设备、研磨分散设备、调漆设备和过滤包装设备预分散设备、研磨分散设备、调漆设备和过滤包装设备一、预分散设备一、预分散设备 目的是使各种颜料混合均匀，颜料部分润湿以及初步打碎大的目的是使各种颜料混合均匀，颜料部分润湿以及初步打碎大的颜料聚集体，为研磨分散得以颜料聚集体，为研磨分散得以(dy)正常进行正常进行预分散常采用高速分散机预分散常采用高速分散机 在低速搅拌下，逐渐将颜料加于基料中混合均匀。在低速搅拌下，逐渐将颜料加于基料中

16、混合均匀。其他预分散设备其他预分散设备 双轴高速分散机、同心轴高低速分散机、双轴高低速分散机、双轴高速分散机、同心轴高低速分散机、双轴高低速分散机、三轴高低速分散机、在线分散机三轴高低速分散机、在线分散机第17页/共64页第十七页，共64页。7.3 涂料生产涂料生产(shngchn)设备设备一、预分散设备一、预分散设备(shbi)1 高速分散机高速分散机 主要是由叶轮、分散轴和筒体组成主要是由叶轮、分散轴和筒体组成锯齿圆盘式叶轮锯齿圆盘式叶轮,高速旋转，在叶轮边缘高速旋转，在叶轮边缘2.5-5cm范围内形成湍流区范围内形成湍流区 颜料粒子在较强剪切和冲击作用而很快的分散到漆浆中。颜料粒子在较强

17、剪切和冲击作用而很快的分散到漆浆中。操作初始阶段，低速旋转防止堆在漆料表面颜料飞扬；操作初始阶段，低速旋转防止堆在漆料表面颜料飞扬；再通过提高转速来增加分散能力。再通过提高转速来增加分散能力。叶轮端部的圆周速率必须达到叶轮端部的圆周速率必须达到20m/s以上；以上；但又不宜但又不宜(by)过高，否则易导致漆浆飞溅，使分散效率降低过高，否则易导致漆浆飞溅，使分散效率降低主要适用于易分散的颜料在较低黏度漆浆中的预分散，主要适用于易分散的颜料在较低黏度漆浆中的预分散，不适用于难分散的颜料或黏度太大的浆料则。不适用于难分散的颜料或黏度太大的浆料则。在实际应用中，高速分散机除了用于预分散外，还可用于研磨

18、和最后在实际应用中，高速分散机除了用于预分散外，还可用于研磨和最后的调稀操作。的调稀操作。第18页/共64页第十八页，共64页。4000-5000rpm，圆周线速度达到圆周线速度达到(d do)2000cm/s以以上。上。第19页/共64页第十九页，共64页。图5-6 GFJ-22A 高速(o s)分散机结构第20页/共64页第二十页，共64页。7.3 涂料涂料(tlio)生产设生产设备备一、预分散一、预分散(fnsn)设备设备 1 高速分散高速分散(fnsn)机机 主要是由叶轮、分散主要是由叶轮、分散(fnsn)轴和筒体组成轴和筒体组成锯齿圆盘式叶轮锯齿圆盘式叶轮,高速旋转，在叶轮边缘高速旋

19、转，在叶轮边缘2.5-5cm范围内形成湍流范围内形成湍流区区 颜料粒子在较强剪切和冲击作用而很快的分散颜料粒子在较强剪切和冲击作用而很快的分散(fnsn)到漆到漆浆中。浆中。操作初始阶段，低速旋转防止堆在漆料表面颜料飞扬；操作初始阶段，低速旋转防止堆在漆料表面颜料飞扬；再通过提高转速来增加分散再通过提高转速来增加分散(fnsn)能力。能力。叶轮端部的圆周速率必须达到叶轮端部的圆周速率必须达到20m/s以上；以上；但又不宜过高，否则易导致漆浆飞溅，使分散但又不宜过高，否则易导致漆浆飞溅，使分散(fnsn)效率降效率降低低主要适用于易分散主要适用于易分散(fnsn)的颜料在较低黏度漆浆中的预分散的

20、颜料在较低黏度漆浆中的预分散(fnsn)，不适用于难分散不适用于难分散(fnsn)的颜料或黏度太大的浆料则。的颜料或黏度太大的浆料则。在实际应用中，高速分散在实际应用中，高速分散(fnsn)机除了用于预分散机除了用于预分散(fnsn)外，外，还可用于研磨和最后的调稀操作。还可用于研磨和最后的调稀操作。第21页/共64页第二十一页，共64页。7.3 涂料生产涂料生产(shngchn)设备设备2 其他预分散设备其他预分散设备包括双轴高速分散机、同心轴高低速包括双轴高速分散机、同心轴高低速(d s)分散机、双轴高分散机、双轴高低速低速(d s)分散机、三轴高低速分散机、三轴高低速(d s)分散机、在

21、线分散机等。分散机、在线分散机等。型型双轴单叶轮双轴单叶轮(yln)形式；形式；双轴双叶轮双轴双叶轮(yln)形式形式第22页/共64页第二十二页，共64页。7.3 涂料生产涂料生产(shngchn)设备设备2 其他其他(qt)预分散设备预分散设备双轴高速分散机适用双轴高速分散机适用 物料黏度范围较广，可减轻槽内液体打旋的现象，避免吸物料黏度范围较广，可减轻槽内液体打旋的现象，避免吸入气体，入气体，提高装料系数和分散能力。提高装料系数和分散能力。同心轴高低速同心轴高低速(d s)分散机分散机 同心双轴，同心双轴，中心轴中心轴-高速轴，叶轮，高速轴，叶轮，-分散作用；分散作用；空心轴空心轴-低速

22、低速(d s)轴，框式搅拌器轴，框式搅拌器-混合作混合作用。用。适应各种中等黏度物料的预分散，可防止物料的黏壁现象。适应各种中等黏度物料的预分散，可防止物料的黏壁现象。双轴高低速双轴高低速(d s)分散机分散机 高速轴和低速高速轴和低速(d s)轴两个轴，轴两个轴，由两台电机分别传动。由两台电机分别传动。适用于较高黏度的物料，如铅笔漆、腻子等。适用于较高黏度的物料，如铅笔漆、腻子等。三轴高低速三轴高低速(d s)分散机分散机 再增加了一根偏置的高速轴及相应再增加了一根偏置的高速轴及相应的叶轮，的叶轮，适用于黏度更高的物料。适用于黏度更高的物料。在线分散机在线分散机-德国耐驰（德国耐驰（NETZ

23、SCH）公司一种新颖的预分）公司一种新颖的预分散设备。散设备。分散效率高，预分散后漆料均匀性好；在真空状态下加料比分散效率高，预分散后漆料均匀性好；在真空状态下加料比较环保，较环保，适合于中、低黏度漆料和难润湿颜料的分散，适合于中、低黏度漆料和难润湿颜料的分散，常用于大批量、单颜料漆浆生产常用于大批量、单颜料漆浆生产第23页/共64页第二十三页，共64页。7.3 涂料生产涂料生产(shngchn)设备设备一、预分散设备一、预分散设备二、研磨分散设备二、研磨分散设备-色漆生产的主要色漆生产的主要(zhyo)设备设备,分为两大类：分为两大类：一类带自由运动研磨介质-砂磨机和球磨机，研磨介质（如玻璃

24、珠、钢球、卵石等）在冲击和相互滚动或 滑动产生剪切力和撞击力进行(jnxng)研磨分散，通常用于流动性较好的中、低黏度漆浆的生产另类不带自由研磨介质-三辊机，依靠剪切作用力进行(jnxng)研磨分散，主要适用于黏度很高甚至膏状物料的生产；高速分散机也可用作研磨分散设备，不带研磨介质目前常用研磨分散设备高速搅拌机、砂磨机、三辊磨和二辊磨，其中二辊磨主要用于无溶剂涂料的分散。第24页/共64页第二十四页，共64页。常用分散设备常用分散设备(shbi)的比较的比较机器类型高速搅拌球磨砂磨三辊二辊预混合不需要不需要需要需要需要黏度（pa.s）范围3-40.2-0.50.13-1.55-10很高处理粗聚

25、集体的能力*21521分散效率42221溶剂挥发低无低高完全挥发清洗*15422要求技术*15332操作费用低低中高很高投资费用低高中高很高*表中1表示(biosh)最好，5表示(biosh)最差；*表中1表示(biosh)容易，5表示(biosh)难。第25页/共64页第二十五页，共64页。7.3 涂料涂料(tlio)生产设备生产设备二二、研研磨磨(ynm)分散设备分散设备三辊机能加工黏度很高的漆浆，适用于含有难分散颜料的漆浆进行分散，研磨分散质量高，可达较高的细度；而且换色、清洗方便，特别适合小批量、多品种漆浆的生产和研制。三辊机为一敞开设备，溶剂应为低挥发性，否则会污染环境，并损害操作工

26、人的健康。操作安全性差、生产能力低、操作技术要求高、后期(huq)维护技术要求高等缺点，难以实现机械化。目前已逐步被砂磨机所取代1三辊磨三辊磨-三辊机，由前辊（出料侧）、中辊和后辊（加料侧）三个辊筒组成，转速不同。中辊固定在机体上，前辊可前后移动进行调节，三个滚筒的旋转方向不同（转速从后向前顺次增大），产生强大的剪切作用力以及不同速度的摩擦作用达到研磨分散。第26页/共64页第二十六页，共64页。7.3 涂料涂料(tlio)生产设备生产设备二二、研研 磨磨 分分 散散(fnsn)设备设备2球磨机球磨机卧式球磨机和立式球磨机两种，间歇式操作卧式球磨机和立式球磨机两种，间歇式操作(cozu)方式方

27、式,曾是色曾是色漆生产中主要的研磨设备，目前也逐步被砂磨机所替代，但在生漆生产中主要的研磨设备，目前也逐步被砂磨机所替代，但在生产毒性较大的船舶漆领域具有重要的应用。产毒性较大的船舶漆领域具有重要的应用。第28页/共64页第二十八页，共64页。第29页/共64页第二十九页，共64页。二二、研研磨磨(ynm)分分散设备散设备2球磨机球磨机球磨机在运转时，钢桶旋转使球上升至一定高度(god)，然后开始下落，球体之间以及气体与筒壁间频繁地发生相互撞击和摩擦，使颜料粒子受到撞击、挤压和强剪切作用而被撞碎或被磨碎；同时颜料在球空隙内处于高度(god)湍流状态，也有利于颜料粒子在漆浆中的分散。球磨机中球的

28、工作(gngzu)情况在不同转速下，球磨机中球的运动主要包括泻落、抛落和离心三种状态 第30页/共64页第三十页，共64页。二二、研研 磨磨 分分 散散(fnsn)设备设备3砂磨机砂磨机 砂磨机是砂磨机是50年代后期发展起来新型分散设备，年代后期发展起来新型分散设备，我国我国60年代引进使用。年代引进使用。球磨机的延伸机，只是所用介质球磨机的延伸机，只是所用介质(jizh)是较细的砂或珠。是较细的砂或珠。砂磨机体积小，可连续高速分散、效率高、结构简单、砂磨机体积小，可连续高速分散、效率高、结构简单、操作方便，迅速推广使用操作方便，迅速推广使用 取代了三辊机和球磨机在涂料生产中的地位取代了三辊机

29、和球磨机在涂料生产中的地位 包括立式开启式砂磨机、立式封闭式砂磨机、卧式砂磨机包括立式开启式砂磨机、立式封闭式砂磨机、卧式砂磨机 各式棒销式砂磨机和蓝式砂磨机各式棒销式砂磨机和蓝式砂磨机（1）立式开启式砂磨机）立式开启式砂磨机第31页/共64页第三十一页，共64页。立式立式(l sh)砂磨机砂磨机第32页/共64页第三十二页，共64页。二二、研研磨磨(ynm)分分散设备散设备3砂磨机砂磨机（2）卧式砂磨机20世纪70年代的产品，分散轴和筒体是水平安装的，电机置于筒体下方，结构紧凑，所占空间较小，出料系统用动态分离器代替顶筛，使拆洗方便，同时该机也是密闭操作。有立式密闭式砂磨机优点，装砂量大，研

30、磨分散效率高；拆洗装卸(zhungxi)方便，适应多品种生产；分散介质在筒体内分布均匀，降温温效果好。第33页/共64页第三十三页，共64页。三三、漆漆调调设设备备(shbi)调漆是制色漆的最后一步操作，在研磨得到的颜料色浆中加入余下的漆料及其他助剂、溶剂组分，必要时进行调色，调漆不是简单搅拌混合过程，操作不当就会导致颜料的再聚集、絮凝，以及树脂的沉淀(chndin)等所谓的“反粗”弊病。调漆设备主要是调漆罐，有搅拌器和搅拌槽两部分组成。1 搅拌器搅拌器搅拌器主要类型包括两类，搅拌器主要类型包括两类，一类是适用于高速旋转的锯齿圆盘式一类是适用于高速旋转的锯齿圆盘式叶轮搅拌器，叶轮搅拌器，另一类

31、是适合中、低速另一类是适合中、低速(d s)旋转的浆旋转的浆式、锚式或框式等的搅拌器。式、锚式或框式等的搅拌器。高速盘式分散机叶轮第34页/共64页第三十四页，共64页。三三、漆漆调调设设备备(shbi)1 搅拌器搅拌器第一类搅拌器直接利用高速分散机，第一类搅拌器直接利用高速分散机，具有简单方便、调漆速度快的优点，具有简单方便、调漆速度快的优点，缺点：消耗功率大，易造成操作台震动，缺点：消耗功率大，易造成操作台震动，漆浆产生气泡，以及不适用于高黏度物料的调漆。漆浆产生气泡，以及不适用于高黏度物料的调漆。第二类搅拌器则具有传动平稳第二类搅拌器则具有传动平稳(pngwn)、操作平和、耗、操作平和、

32、耗功少、卷吸空气量少，以及适用于高黏度漆浆调漆的特点。功少、卷吸空气量少，以及适用于高黏度漆浆调漆的特点。第35页/共64页第三十五页，共64页。三三、漆漆调调设设备备(shbi)1 搅拌器搅拌器第一类搅拌器直接利用高速分散机，第一类搅拌器直接利用高速分散机，具有简单方便、调漆速度快的优点，但也存在如下缺点：具有简单方便、调漆速度快的优点，但也存在如下缺点：消耗功率大，易造成操作台震动，使漆浆产生气泡，以及消耗功率大，易造成操作台震动，使漆浆产生气泡，以及不适用于高黏度物料的调漆等。不适用于高黏度物料的调漆等。第二类搅拌器则具有传动平稳、操作平和、耗功少、卷第二类搅拌器则具有传动平稳、操作平和

33、、耗功少、卷吸空气量少，以及适用于高黏度漆浆调漆的特点。吸空气量少，以及适用于高黏度漆浆调漆的特点。图图5-18所示为北京化工大学研制的所示为北京化工大学研制的CBY型轴流式搅拌桨，型轴流式搅拌桨，其叶片的截面形状与飞机机翼相似，叶片沿半径方向其叶片的截面形状与飞机机翼相似，叶片沿半径方向(fngxing)按近似等螺距规则变化。该类型的搅拌器适用按近似等螺距规则变化。该类型的搅拌器适用于低黏度漆料，调漆时混合效果较好，设备运转平稳，搅于低黏度漆料，调漆时混合效果较好，设备运转平稳，搅拌过程中吸入气泡少等优点。试验研究表明该搅拌器的直拌过程中吸入气泡少等优点。试验研究表明该搅拌器的直径与调漆罐直

34、径的比值在径与调漆罐直径的比值在0.44左右的时候，调漆效果最佳。左右的时候，调漆效果最佳。第36页/共64页第三十六页，共64页。三三、漆漆 调调 设设 备备(shbi)对于高黏度漆浆的调漆，除了用锚式、框式搅拌(jiobn)器外，还可采用MIG式搅拌(jiobn)桨型搅拌(jiobn)器。该类型搅拌(jiobn)器具有成本低、功耗少、搅拌(jiobn)效果好的特点。第37页/共64页第三十七页，共64页。三三、漆漆调调设设备备(shbi)2 搅拌槽搅拌槽搅拌槽以圆形截面为主，制搅拌槽以圆形截面为主，制造比较方便，但在搅拌过程中液造比较方便，但在搅拌过程中液体会随轴一起做圆周运动而影响体会随

35、轴一起做圆周运动而影响搅拌效果。如何解决这个问题呢搅拌效果。如何解决这个问题呢？首先可在罐体上加挡板；其次？首先可在罐体上加挡板；其次还可采用搅拌器偏心安装（最后还可采用搅拌器偏心安装（最后还可通过采用方形截面的搅拌槽还可通过采用方形截面的搅拌槽来避免这种现象的产生来避免这种现象的产生(chnshng)。搅拌槽的罐底以椭。搅拌槽的罐底以椭圆形或锥形为主，这样有利于出圆形或锥形为主，这样有利于出料。料。底部搅拌(jiobn)的调漆罐第38页/共64页第三十八页，共64页。四四、过过滤滤(gul)设备设备涂料配制好之后，涂料过滤的设备主要有罗筛、振动筛、挂虑袋过滤、袋式过滤器、新型过滤原件等，其中

36、挂虑袋过滤和袋式过滤器最为常用。1 简单的过滤设备该类型的过滤设备主要包括罗筛、振动筛和挂虑袋过滤。罗筛是最简单、最原始的过滤器。罗筛的规格通常以罗面上(min shn)丝网的目数来表示 2 复杂的过滤设备复杂的过滤设备(shbi)袋式过滤器、滤芯多虑器以及兼有两者功能的新型过滤原件属袋式过滤器、滤芯多虑器以及兼有两者功能的新型过滤原件属于这一类过滤设备于这一类过滤设备(shbi)。第39页/共64页第三十九页，共64页。二二、研研磨磨(ynm)分分散设备散设备3砂磨机砂磨机 砂磨机是砂磨机是50年代后期发展起来新型分散设备，我国年代后期发展起来新型分散设备，我国60年代引进使用。年代引进使用

37、。球磨机的延伸，只是所用球磨机的延伸，只是所用(su yn)介质是较细的砂或珠。介质是较细的砂或珠。砂磨机体积小，可连续高速分散、效率高、结构简单、操作方便，砂磨机体积小，可连续高速分散、效率高、结构简单、操作方便，迅速推广使用，取代了三辊机和球磨机在涂料生产中的地位迅速推广使用，取代了三辊机和球磨机在涂料生产中的地位 包括立式开启式砂磨机、立式封闭式砂磨机、卧式砂磨机、各式棒销式砂磨机和包括立式开启式砂磨机、立式封闭式砂磨机、卧式砂磨机、各式棒销式砂磨机和蓝式砂磨机蓝式砂磨机（1）立式开启式砂磨机）立式开启式砂磨机第40页/共64页第四十页，共64页。7.4 涂料的制备涂料的制备(zhbi)

38、工艺工艺色漆制备过程：配料色漆制备过程：配料预分散预分散(fnsn)研磨分散研磨分散(fnsn)调合调合调调色色(配色配色)过滤包装过滤包装第41页/共64页第四十一页，共64页。第42页/共64页第四十二页，共64页。配料要分二次完成。配料要分二次完成。首先按一定的颜料首先按一定的颜料/基料基料/溶剂比例溶剂比例(bl)配研磨颜料浆配研磨颜料浆 (pigment paste简称色浆简称色浆)，使之有最佳的研磨效率；，使之有最佳的研磨效率；(2)在分散以后，再根据色漆配方补足其余非颜料组分。在分散以后，再根据色漆配方补足其余非颜料组分。色浆料的称取要力求准确，特别是称取着色力强、用量少色浆料的

39、称取要力求准确，特别是称取着色力强、用量少的颜料分时，称量误差易造成随后调色上的麻烦。的颜料分时，称量误差易造成随后调色上的麻烦。另外，偏离了最佳配比的色浆料，那怕偏离幅度并不大，都另外，偏离了最佳配比的色浆料，那怕偏离幅度并不大，都可能造成研磨分散效率的极大下降，应引起密切重视。可能造成研磨分散效率的极大下降，应引起密切重视。1.配料配料(pi lio)material preparation第43页/共64页第四十三页，共64页。混合预分散常采用高速分散机，在低速搅拌下，逐渐将颜料混合预分散常采用高速分散机，在低速搅拌下，逐渐将颜料 加于基料中混合均匀。加于基料中混合均匀。当圆盘周边速率达

40、到当圆盘周边速率达到21m/s以上时，易分散颜料只需以上时，易分散颜料只需10分钟左右，便可分钟左右，便可微细地分散于基料中。微细地分散于基料中。对于难分散颜料对于难分散颜料(大颜料粒子、硬附聚体大颜料粒子、硬附聚体)，在高速下分散几分钟，只能，在高速下分散几分钟，只能将大的附聚粒子初步破碎，使附聚粒子的内部表面更多地展现于基将大的附聚粒子初步破碎，使附聚粒子的内部表面更多地展现于基料中而被润湿料中而被润湿,要微细分散还需研磨要微细分散还需研磨(ynm)。所以用高速分散机进行的混合过程，我们也称之预分散。预分散使得砂所以用高速分散机进行的混合过程，我们也称之预分散。预分散使得砂磨能正常生产，分

41、散细度可满足要求。磨能正常生产，分散细度可满足要求。2.预分散预分散(fnsn)pre-dispersion process第44页/共64页第四十四页，共64页。研磨设备研磨设备:砂磨机、球磨机，三辊机，二砂磨机、球磨机，三辊机，二辊机和胶体磨辊机和胶体磨 通常采用砂磨（通常采用砂磨（pebble mills）。）。(1)砂磨分散砂磨分散 是种精细研磨，对中、小附聚粒子的破碎是种精细研磨，对中、小附聚粒子的破碎(p su)很有效，但对大很有效，但对大 的附聚粒子不起的附聚粒子不起作用。故送入砂磨的色浆必须经高速分作用。故送入砂磨的色浆必须经高速分散机预分散。散机预分散。砂磨珠粒直径一般在砂磨

42、珠粒直径一般在1mm左右。左右。粒径越小，研磨接触点越多粒径越小，研磨接触点越多 越细分散效果越好，只要不妨碍越细分散效果越好，只要不妨碍色浆过滤。色浆过滤。由于砂磨粒子较小，对于膨胀性研磨料由于砂磨粒子较小，对于膨胀性研磨料(高浓高浓颜料浆颜料浆)，粒子的分散能被增加的粘滞阻力抵消，研粒子的分散能被增加的粘滞阻力抵消，研磨分散效果很差这对球磨机也是一样的，磨分散效果很差这对球磨机也是一样的，此时应换用三辊机分散。此时应换用三辊机分散。3.研磨研磨(ynm)分散分散 dispersion process第46页/共64页第四十六页，共64页。立式立式(l sh)砂磨砂磨机机第47页/共64页第

43、四十七页，共64页。砂磨研磨料的粘度一般在砂磨研磨料的粘度一般在315P之间。之间。砂磨机应采取夹套水冷却来控制研磨温度。砂磨机应采取夹套水冷却来控制研磨温度。因为研磨时产生热量使温度不断因为研磨时产生热量使温度不断(bdun)上升，过高温度会影响漆上升，过高温度会影响漆料性质并造成大量溶剂挥发损失，易引起质量与安全事故料性质并造成大量溶剂挥发损失，易引起质量与安全事故但保持一定的研磨温度对提高研磨效率又非常重要，因此但保持一定的研磨温度对提高研磨效率又非常重要，因此 在允许范围内研磨温度应采取高限。在允许范围内研磨温度应采取高限。有利于降低漆料中颜料与基料的界面张力，有利于降低漆料中颜料与基

44、料的界面张力，有助于对颜料的充分润湿；有助于对颜料的充分润湿；较高温度使研磨浆粘度降低，可提高物料流动性，较高温度使研磨浆粘度降低，可提高物料流动性，加速砂粒与研磨浆中颜料粒子的剪切作用，加速砂粒与研磨浆中颜料粒子的剪切作用，有助于研磨浆的充分分散。有助于研磨浆的充分分散。目前国外采用电力冷热水装置能更好地控制研磨温度。目前国外采用电力冷热水装置能更好地控制研磨温度。第48页/共64页第四十八页，共64页。砂磨时，珠粒子砂磨时，珠粒子(lz)与研磨料的体积比为与研磨料的体积比为11时，分散时，分散效果最好珠粒过多，则它们处于拥挤状态，效果最好珠粒过多，则它们处于拥挤状态，珠粒之间的剪切力大大降

45、低，影响分散；珠粒之间的剪切力大大降低，影响分散；拥挤珠粒还造成磨盘的过度磨损。拥挤珠粒还造成磨盘的过度磨损。珠粒太少，珠粒间距离加大，造成施加于颜料附聚粒子珠粒太少，珠粒间距离加大，造成施加于颜料附聚粒子(lz)上的上的 剪切作用过分丧失剪切作用过分丧失(例如，附聚粒子例如，附聚粒子(lz)为为2080m，若珠粒间平均距离由若珠粒间平均距离由60m增至增至120m，分散效果很差，分散效果很差)。砂磨机砂磨机:立式和卧式、分批生产和连续生产之分，立式和卧式、分批生产和连续生产之分，也有小型和大型之分。也有小型和大型之分。生产量大时宜采用大型砂磨机，生产量大时宜采用大型砂磨机，因砂磨机的功耗与砂

46、磨机容积的平方根成正比。因砂磨机的功耗与砂磨机容积的平方根成正比。例如，例如，60升的砂磨机功耗仅是升的砂磨机功耗仅是15升的升的2倍。倍。第49页/共64页第四十九页，共64页。珠粒尺寸大于珠粒尺寸大于5mm，作球磨，作球磨 ball mills研磨研磨(ynm)介质。介质。球磨没有搅拌盘，仅采用同一大小的瓷球球磨没有搅拌盘，仅采用同一大小的瓷球 或采用粒径较小的钢球或采用粒径较小的钢球(1.5mm30mm)。由于瓷球较大，人们会将较小的瓷球加到大球中去来提由于瓷球较大，人们会将较小的瓷球加到大球中去来提高分散度，但实际上大球会加剧小球的磨损。因此，从分散高分散度，但实际上大球会加剧小球的磨

47、损。因此，从分散度考虑，完全可以全部采用小球，或采用密度更大的较小钢度考虑，完全可以全部采用小球，或采用密度更大的较小钢球来产生更大的分散力。球来产生更大的分散力。球磨机装球量一般为其容积的球磨机装球量一般为其容积的1/3 1/2。1/2装球量有最佳分散效率，在其上下，研磨装球量有最佳分散效率，在其上下，研磨(ynm)产量产量都减少。都减少。低至低至1/3装球量可加入更大体积研磨装球量可加入更大体积研磨(ynm)料，但产量约料，但产量约减少减少10%研磨研磨(ynm)料的加入量以正好把球全部盖住为宜。料的加入量以正好把球全部盖住为宜。(2)球磨球磨第51页/共64页第五十一页，共64页。在装球

48、量50%时，球实际占有体积为30%，研磨料体积为20%，最多再过量5%。在研磨料加量25%时，球磨时间大约需要8h；若研磨料增加(zngji)一倍(45%50%)，球磨时间需一昼夜(增加(zngji)2倍)大型球磨机的球磨时间则比小型的要短。研磨料粘度由球体密度和大小按下式确定：(KU)=10+28.35d 式中 为Krebs单位，KU；为球体密度，gcm-3；d为球的直径，cm。第52页/共64页第五十二页，共64页。球磨机相对球磨机相对(xingdu)于砂磨机的优势在于：于砂磨机的优势在于：硬而粗大附聚粒子，它最终都能达到很高的分散度，硬而粗大附聚粒子，它最终都能达到很高的分散度，故球磨前

49、可不需要预分散。故球磨前可不需要预分散。但预分散明显节省但预分散明显节省75%80%球磨时间。球磨时间。球磨色浆一般仅是成品色漆的球磨色浆一般仅是成品色漆的1/5 1/8 (砂磨为砂磨为1/2 1/3)，密封操作又避免了溶剂的挥发损失。，密封操作又避免了溶剂的挥发损失。缺点缺点:但球磨时间往往很长，有时出料还会造成困难。但球磨时间往往很长，有时出料还会造成困难。生产的机动灵活性差，且实际生产效率并非很高，生产的机动灵活性差，且实际生产效率并非很高，因而，采用球磨生产的比例在不断地下降。因而，采用球磨生产的比例在不断地下降。第53页/共64页第五十三页，共64页。主要用于制备乳液型胶体主要用于制

50、备乳液型胶体(jio t)分分散体。散体。是精细分散设备，也可以制备是精细分散设备，也可以制备 高质量的微细颜料分散体。高质量的微细颜料分散体。胶体磨的生产率与间隙尺寸有很大关系，胶体磨的生产率与间隙尺寸有很大关系，可调间隙范围在可调间隙范围在25m3mm之间，之间，一般一般(ybn)50m75m，平均粒径可低至，平均粒径可低至2m3m 但进胶体磨的研磨料必须预分散。但进胶体磨的研磨料必须预分散。生产能力，从小型到大型，最低为生产能力，从小型到大型，最低为100L/h，最高可达最高可达5600L/h(4)胶体磨胶体磨第55页/共64页第五十五页，共64页。(5)研磨终点研磨终点(zhngdin