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涂料的概论以及生产

发布时间:2022/8/11 14:57:36   
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涂料是一种流动状态或粉未状态的物质,能够均匀地覆盖和良好地附着在物体表而形成固体薄膜。它是具有防护、装饰或特殊功能的材料。涂层(也叫漆膜、涂膜)是指经过物理化学作用,已于燥固化的涂料膜。

涂料分为有机涂料和无机涂料两大类,目前应用最广最多的是有机涂料。

涂装是将涂料涂布到被涂物体的表面,经干燥成膜的工艺。

1.涂料的作用

(1)涂料的装饰作用涂附于物休表而.提供名种色彩、光泽、立休效果等。

(2)涂料的保护作用隔绝物件与外界空气、水分、阳光、各种液休、菌类的直接接触.以免造成金属锈蚀、木材腐朽、水泥风化等破坏现象,延长基材寿命。

涂料的保护作用是涂料的首要作用。

(3)涂料的特殊功能作用随着国民经济发展和人民生活水平的不断提高,需要有越来越多的涂料品种能够为一些物质提供特定功能,以满足使用的要求,如导电涂料(电化作用)防霉,杀菌涂料(生化作用);保温、隔热涂料(热能作用);防滑涂料(机械作用);发光涂料(光能作用)等。

2.涂料的特点

①涂料的应用范围很广。

②涂料使用方便,一把刷子或滚筒就可以施工。

③涂料的漆膜可以维护和更新,漆膜旧了可以重涂、修补,或可根据市美观点随时更改漆膜外观,几乎须较大投资。

④涂料不是永久性的保护材料.涂料的漆膜一般较薄,多在1mm左右,因此涂料有一定的使川寿命,但是相对较短.经过一段时间必须维修,因此,涂料不是水久性的保护材料。

二、涂装

涂装是一个系统工程。它包括涂装前1.涂料的作用

(1)涂料的装饰作用涂附于物休表而.提供名种色彩、光泽、立休效果等。

(2)涂料的保护作用隔绝物件与外界空气、水分、阳光、各种液休、菌类的直接接触.以免造成金属锈蚀、木材腐朽、水泥风化等破坏现象,延长基材寿命。

涂料的保护作用是涂料的首要作用。

(3)涂料的特殊功能作用随着国民经济发展和人民生活水平的不断提高,需要有越来越多的涂料品种能够为一些物质提供特定功能,以满足使用的要求,如导电涂料(电化作用)防霉,杀菌涂料(生化作用);保温、隔热涂料(热能作用);防滑涂料(机械作用);发光涂料(光能作用)等。

2.涂料的特点

①涂料的应用范围很广。

②涂料使用方便,一把刷子或滚筒就可以施工。

③涂料的漆膜可以维护和更新,漆膜旧了可以重涂、修补,或可根据市美观点随时更改漆膜外观,几乎须较大投资。

④涂料不是永久性的保护材料.涂料的漆膜一般较薄,多在1mm左右,因此涂料有一定的使川寿命,但是相对较短.经过一段时间必须维修,因此,涂料不是水久性的保护材料。

二、涂装

涂装是一个系统工程。它包括涂装前对被涂物表面的处理、涂布工艺和干燥三个基本工序以及选择适宜的涂料,设计合理的涂层系统,确定良好的作业环境条件,进行质量,工艺管理和技术经济分析等重要要环节。

1涂装的作用

(1)保护作用保护金属、木材,石材和塑料等物体不被光,雨,露,水和各种介质侵蚀,使用涂料覆盖物体是最方便可靠的防护办法之一,可以保护物体,延长其使用寿命。

(2)装饰作用,涂料涂装可使物体披上一身美观的外衣,具有光彩、光泽和平滑性,被美化的环境和物体使人们产生美和舒适的感觉。

(3)特种功能,在物体上涂装上特殊涂料后,可使物体表面具备防火、防水、防污、保温、隐身、导电、杀虫、杀菌、发光及反光等功能。

2.涂料涂装枝术的特点

涂料涂装技术,指的是涂料的配制生产及涂覆成膜技术,它是表面技术这新兴综合性学科的既有代表性又具特点的重要组成部分。

表面技术,作为一个综合性学科。包括电镀,化学镀、转化膜、离子镀、离子注入、化学热处理、热喷涂及涂料涂装等多个组成部分。涂料涂装是其中最为重要的一个分支。

涂料涂装是生产应用历史最为久远的表面技术,它的最早出现可以追溯到人类文明的启蒙时期,曾是当时洞穴文化的体系。不过今天的涂料涂装技术并未因此而‘老态龙钟”,却是”鹤发欣颜””。虽然有的古老传统技艺仍在沿用。但经过不断改革创新。它在总体上仍面貌一新,并且跻身于现代技术的前沿。因此说,它也是表面技术家族中生命力最为旺盛的成员之一。

涂料涂装技术是形成表面新层种类最多的表面技术。绝大多数涂料的配方是由多种组成构成的复杂体系,同时又有多种物质材料可以充当同一功能的组分,因通过配方组分的匹配,即可得到功能截然不同的图层,又可对同类涂层在性能上做细小的调整演化,从而使得图层种类多的难以计数。

涂料涂装技术式形成涂层方式最多的表面技术,油刷涂,浸涂,淋涂,喷涂等传统工艺,又有流化床,静电喷涂等传统工艺,既可以对工件整体一次涂装,游客将其分区进行积累式的涂装,因而可对任何大尺寸工件进行涂装处理,可以工厂化地进行集中高效的涂装,又可在工件现场就地涂装等。

涂料涂装技术式应用范围最广的表面技术,形象地讲,几乎没有那个人没有接触过任何涂料涂装产品,显然这是涂层性能和涂装方法两反面的多样性的综合作用结果。涂料涂装又是受力处理面积最大的表面技术。建筑涂料式涂料的一种,仅仅这种涂料的涂覆面积九十其他任何表面技术难以达到的。

以上特点足以说明涂料涂装技术在表面技术学科重应有的重要地位和作用,不仅如此,就在范围更广的现代技术群中,它一样有一定的位置。

1植物有精炼设备

植物有是制造油基涂料的主要原料,常用的干性植物油有桐油,梓油,亚麻油等,常用的半干性植物油有豆油等,常用的不干性油有蓖麻油等。这些油脂通常含有一定的杂质(游离酸,有机和无机杂质,水分等),在制造涂料前必须进行处理,使其达到规定的技术条件,通常的处理方法有热处理(如精炼桐油),碱漂处理(如除掉亚麻油,梓油,豆油种的游离酸,水和色素)以及双漂处理(将碱漂处理过的植物油再加入白土或者活性炭等将其中的色素进一步吸附,使得颜色变浅)等。

精炼植物油的设备主要有用蒸汽间接加热的精炼锅(量少时也可采用直接加热),蒸汽锅炉,沉降池,压滤机等。设备的容量和产量则需根据生产要求设计,设备材质以碳钢为主。

2漆料热炼及树脂生产设备

漆料和漆用合成树脂是制造涂料的主要成膜物质,它们质量的好坏直接关系到涂料的质量。生产漆料和合成树脂的主要设备是用不锈钢制造的成套漆料锅和树脂反应锅,容量根据产量设计。加热方式需要根据产品工艺确定。一般反应温度在摄氏度以下的产品可采用蒸汽间接加热,反应温度在℃以上的产品采用直接火加热或者采用液相载热体间接加热,在用条件的地方可采用电阻或者电感应加热,值得注意的是漆料锅和树脂反应锅都是属于高温以及压力反应设备,必须严格按照规范进行设计,制造,安装,确保生产安全。

涂料生产设备概况

生产工艺

以下为英国卜内门化学公司(ici)设计的聚合生产中试装置,这种装置集合了高温与低温工艺及各种辅助设备之大成,在这套设备上,此公司成功生产了醇酸树脂,环氧树脂,聚酯树脂,丙烯酸聚合物乳液以及单体的精馏,堪称最新前沿技术生产装置。

涂料用树脂(聚合物)的分子设计与合成

能用于涂料的树脂有很多,有天然的和合成聚合物,但一下几种合成树脂占了90%以上:醇酸树脂,氨基树脂,环氧树脂,有机硅树脂,丙烯酸树脂。这些树脂在涂料种中作为主要成膜物质时在形态上主要有以下几种:

1有机溶剂溶液体系,有机溶剂能溶解聚合物,是均相体系,在热力学上是稳定的。

2乳液体系。是以水为连续相,聚合物不溶于水,依赖于表面活性剂,以分散形式组成的乳状液,为水包油乳液。

3水分散体系,以水为连续相,很少或不用表面活性剂,聚合物有一定的亲水性,以分散体的形式存在,体系中可含有一定的亲水性有机溶剂。

4水溶液体系,聚合物通过成盐的办法,使其称为离子聚合物,能溶于水,还可以加入一定量的水溶性有机溶剂,来提高聚合物的水溶性,是均相体系。

5非水分散体系,连续相为非水的有机溶剂,一般为非芳烃类,(如烷烃,醇类等),低毒性低气味的有机溶剂,聚合物借助于两亲性(一头亲溶剂一头亲聚合物)的特殊表面活性剂,或聚合物经改性后以分散体形式存在。

6粉末体系固体微粉状聚合物,原则上说几乎所有的树脂都能制成这些形态,但当同一种树脂制成不同形态时,其分子结构,分子量大小,溶剂及其助剂的种类和组成,合成方法等都有很大的不同,其中几类是常用的。如溶剂型涂料,乳胶漆,电泳漆粉末涂料。

涂料的生产

涂料的生产可分为以下三步骤:

1选定涂料配方即根据需要选择适合的成膜物质吗,溶剂,颜料和助剂。值得注意的是配方中原料不是唯一的,如果选配合适,可用其他原料代替,这是涂料生产的一大特点,山东莱宏机械设备有限公司为广大客户提供不同规格的涂料生产设备,分散机,研磨机。

2涂料的生产生产过程可见下图。

从涂料的生产过程可见,涂料的生产和工艺简单,通用性强。

3性能检测涂料的性能包括涂料的产品形态,组成,粗存性能,施工性能和涂膜的物理机械性能,使用性能,具体检测方法可参考国家有关标准。

涂料定额和生产成本

涂料产品的主要消耗定额包括原料消耗,包装材料(马口铁版和冷轧薄板等)的消耗,同时也包括电耗,水耗和蒸汽消耗以及人工消耗等,原料和包装材料式涂料产品的主要消耗,一般占产品总成本的90%左右,原料消耗定额一般生产每吨产品的原料量(单位为kg/t)表示,原料消耗定额按国家统计部门有关规定以原始原料计算表示,但由于多次过程生产而成,因此,有的生产厂家为了便于计算,也有用原始原料和半成品(或从市场上购买回来的原料半成品)混合量表示的。本书在各个涂料品种重尽量提供原料消耗定额或者厂品的产损耗率,以上供参考。

每吨涂料产品所消耗的包装材料(主要是镀锡薄板和冷轧薄板)量一般为-KG,按所耗包装规格的大小有所差异,如大包装(一般为18.5L)耗薄板量较低,小包装。(如3.7L1L等)耗薄板量较高。

涂料生产及投资规模

涂料产品的生产规模可大可小,投资额可高可低,主要根据涂料的品种和年产量以及生产方式而定。投资额主要包括厂房和生产设备的固定资产投资和购买原材料的流动资金,对于小型涂料厂来时,可以自制半成品,如果从外面购买半成品则可以减少生产半成品的设备投资,如生产调和漆或者其他油基油漆,聚酯家具漆,聚氨酯家具漆等,均可以从其他厂家购买漆料或者合成树脂。这样主要的生产设备只要磨漆机(一般为砂磨机或者三辊机),调漆机,少数储罐和建议的过滤包装设备等,一般投资在5w左右就可以生产了(不包括厂房投资)。生产量每日可达1T左右(按1-2班计算)。假若要自制半成品,则需要熬油设备或树脂生产设备,就要另增加投资额5-20w左右,年产t粉末涂料的生产设备投资需要50-60w。总之都要根据具体情况而定有的地方还需要运输车辆等辅助资金。

涂料生产所需的流动资金需要根据生产规模和产品销售周期确定。

色漆研磨设备

色漆制造,主要是用颜料分散设备,分散设备功能在于将颜料以一种原级粒子状态掺入到基料,从颜料厂购进的颜料其粒子大多数承附聚状态,而聚结成相对输送的团粒,分散设备只是负责打开附聚的团粒,而不能研磨细小颜料的原级粒子,整个分散过程可分为以下三种阶段。

1润湿

用漆料介质湿润颜料使得颜料和空气或水的界面变成颜料和漆料的界面。

2分散

用外力(比如机械力,粘度剪切力,超声波,气蚀等)使附聚体破裂成原级粒子和原来就存在的少量颜料聚集体。

3稳定

使已湿润和分离的颜料原级粒子均匀而稳定的永久分散在基料中,不再产生絮凝,为完成颜料的分散,根据利用外力的不同,有多种不同形式的分散设备可供选择,其选用的原则取决于批量大小,和设备的生产能力,色漆配方,工艺及其成品指标。颜料本身的分散性能,设备原始投资和运行费用,环保要求及设备检修的难易。

乳液涂料的生产,主要是颜料的分散过程费时费力,作为乳液涂料制作工艺有色浆法,干着色法和高速搅拌法,乳液漆料以白色和浅色为主,在生产线上主要是以生产白色涂料和调色涂料,彩色料浆是另行制备,在制有色乳液涂料时,将各种颜料分色研磨成色浆,最后加入白色涂料中调制。

要将颜料加入涂料基料中制成彩色漆料,就必须将颜料的聚集体颗粒进行分散,使其质点之间彼此分离,制成悬浮液也就是色浆,以便在涂料中均匀分散成为一胶态悬浮体,悬浮体的制备原理,工艺以及制备设备均同胶乳配料中的分散体制备,常用分散设备有三辊机,球磨机,高剪切一体化成套涂料设备,高速分散机,分散乳化机还有砂磨机。

三辊机

三辊机是一种开发比较早且比较常用的研磨设备,三辊机适用于高粘度浆料和厚料型涂料的生产,其特点为砂磨机和球磨机所不及,,因而被广泛使用于厚料,腻子及部分原浆状涂料的生产,三辊机易于加工细颗粒而又难分散的合成颜料及细度要求在5-10μm的产品,也被用于某些贵重颜料的研磨和高质量表面涂料的生产。三辊机的缺点是生产能力低,结构复杂,手工操作劳动强度大,由于是敞开操作,易挥发物散发损失的同时会污染环境。



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