第七章 涂 料 Chapter 7 Coatings

一、概述 二、色漆配方制订程序 三、颜料的分散及稳定 四、涂料生产设备 五、涂料生产工艺过程 六、涂料质量检验与性能测试 第五节 涂料生产设备与涂料生产过程 一、概述 二、色漆配方制订程序 三、颜料的分散及稳定 四、涂料生产设备 五、涂料生产工艺过程 六、涂料质量检验与性能测试

一、概述 涂料组成 清漆 色漆

１、清漆 （1）定义：清漆是仅由树脂(成膜物质)、溶剂和必要的少量助剂组成的涂料 清漆：保留木材纹路色彩 减少文字说明，增加图片说明 由于涂料和涂膜都是透明的，因而也称透明涂料。常用的清漆有酚醛清漆、醇酸清漆、聚氨酯清漆和丙烯酸清漆等。 酚醛清漆价廉，其涂膜光洁坚韧，并具有很好的耐入性、耐水性和耐光性，缺点是涂膜硬度不高，耐热性差，在紫外光的作用下易黄变等。 醇酸清漆的特点是涂膜的透明度好、附着力强、光泽度高、耐久性也比酚醛清漆好。 聚氨酯清漆除了具有醇酸清漆的特性外，还具有涂膜硬度高、物理性能更好、耐磨性好，以及耐干、湿擦和耐腐蚀等多种优异性能。缺点是涂料为双组分，混合后应在很短的期限内用完，使用不方便等。 丙烯酸清漆具有良好的耐候性、保光性和耐黄变性，且为单组分，使用方便，价格低于聚氨酯清漆。

（2）清漆的生产 清 漆 成膜物质、助剂溶解分散于溶剂中 助 剂 成膜物质 溶 剂 稀释剂 减少文字说明，增加图片说明 由于涂料和涂膜都是透明的，因而也称透明涂料。常用的清漆有酚醛清漆、醇酸清漆、聚氨酯清漆和丙烯酸清漆等。 酚醛清漆价廉，其涂膜光洁坚韧，并具有很好的耐入性、耐水性和耐光性，缺点是涂膜硬度不高，耐热性差，在紫外光的作用下易黄变等。 醇酸清漆的特点是涂膜的透明度好、附着力强、光泽度高、耐久性也比酚醛清漆好。 聚氨酯清漆除了具有醇酸清漆的特性外，还具有涂膜硬度高、物理性能更好、耐磨性好，以及耐干、湿擦和耐腐蚀等多种优异性能。缺点是涂料为双组分，混合后应在很短的期限内用完，使用不方便等。 丙烯酸清漆具有良好的耐候性、保光性和耐黄变性，且为单组分，使用方便，价格低于聚氨酯清漆。 助 剂 溶 剂 稀释剂 清 漆

（3）醇酸树脂清漆配方举例 成膜物质 催干剂 溶剂、稀释剂

２、色漆 是由成膜物质和一定数量的颜料及其他助剂，经研磨调配而成的有色涂料，分为底漆和面漆 颜料对色漆性能的影响 颜料的颗粒形态和状态：平均粒度及分布、粒子硬度、结晶状态、含水量（干燥程度）等 颜料的吸油量：100ｇ颜料耗用精制亚麻油的克数；吸油量决定（颜料／漆料树脂）配比 颜料粒子的表面性质：影响颜料的润湿分散及稳定性

二、色漆配方制订程序 PVC↑ →涂膜光泽度↓ （一）颜料在色漆中的用量 1. 颜料体积浓度（PVC） ＰＶＣ值与面漆光泽度关系 2.颜基比（质量比） PVC↑ →涂膜光泽度↓ 有光 半光 无光（亚光） 3~20% 40~55% 45~60%

二、色漆配方制订程序 （二）基础配方（标准配方）的拟定 树脂、颜料、溶剂、助剂选择 （三）生产配方的拟定 PVC值不变，其他指标调整

三、颜料的分散及稳定 （一）色漆-颜料在漆料中的分散体系 各组分原始状态： 混合状态 分散目标 固体粉末状颜料 黏稠状液体漆料树脂 稀薄的液体溶剂 少量助剂 混合状态 不稳定，易分离 分散目标 体系稳定，外观均匀 施工后涂膜均匀，颜色均匀、性能一致

（二）颜料分散的过程 1.颜料的润湿 与表面张力有关 水性涂料：需润湿剂 2.颜料的解聚（研磨与分散） 能耗最大的工序 常用研磨分散设备：

涂料生产：研磨分散设备 A 高速分散机 B 球磨机 C 砂磨机 D 三辊机 解决问题： 颜料细度的保证及均匀、稳定的分散 增加色浆图片及混合情况 解决问题： 颜料细度的保证及均匀、稳定的分散

三、颜料的分散及稳定 （三）分散体系的稳定 解聚与絮凝 1、分散稳定的机理 2、存放稳定性 （1）电荷稳定作用：双电层结构 （2）空间位阻稳定作用： 极性基团：-OH,-COOH 2、存放稳定性 触变剂：非牛顿流体

三、颜料的分散及稳定 （四）工艺配方（生产配方） （五）研磨漆浆的方式 单颜料磨浆法 多颜料混合磨浆法 综合颜料磨浆法 （六）研磨漆浆的组成

四、涂料生产设备 （一）分散设备 （二）研磨设备 （三）过滤设备 （四）输送设备

A、高速分散机 Speed Mixers

高速分散机工作过程

B、球磨机Ball Mills 球磨机筒体内装有不同直径的研磨球（钢球、钢棒、钢段、砾石）。筒体由电动机、减速器、周边传动齿轮等拖动旋转。被粉碎的物料由给料器经中空轴送入磨矿机内。         球磨机当筒体旋转时，装在筒体内的研磨介质在磨擦力和离心力作用下，随着筒体回转而被提升到一定高度，然后按一定的线带度而抛落，球磨机中于是对筒内物料产生冲击、磨削和挤压，使物料粉碎。 卧式球磨机

B、球磨机Ball Mills 立式球磨机 球磨机筒体内装有不同直径的研磨球（钢球、钢棒、钢段、砾石）。筒体由电动机、减速器、周边传动齿轮等拖动旋转。被粉碎的物料由给料器经中空轴送入磨矿机内。         球磨机当筒体旋转时，装在筒体内的研磨介质在磨擦力和离心力作用下，随着筒体回转而被提升到一定高度，然后按一定的线带度而抛落，球磨机中于是对筒内物料产生冲击、磨削和挤压，使物料粉碎。

球磨机工作原理

球磨机工艺流程图 颜料投放 分色研磨漆浆 混合调色制漆 流程图体现操作规律： 四种组分，两个阶段：成膜物质、助剂、稀释剂在两个阶段里面都添加；颜料及颜料分散用助剂只在分色研磨阶段添加。 教学建议：增加参考资料来源说明。

C、砂磨机Bead Mills 卧式砂磨机 卧式砂磨机 Copyright cdytjx.com(2008) 成都市新都永通机械厂 版权所有 蜀ICP备08010954号 技术支持：028-66386880　服务热线：13980515028　传真：028-83290812 , 重庆分公司　电话：023-86139036 传真:023-86139038 客户地区主要分布：四川、重庆、云南(昆明)、贵州(贵阳)、广西(南宁)、湖南(长沙)、湖北(武汉)、陕西(西安)、甘肃(兰州) C、砂磨机Bead Mills 卧式砂磨机 卧式砂磨机 研磨珠直径范围在0.3-2.5mm之间（特殊情况可以到3-4mm） 卧式砂磨机适用范围Horizontal Sand Mills 卧式砂磨机适用于油漆涂料、油墨、颜料染料、药品、化妆品、食品、造纸、电子原料等中黏度液体原料的研磨制造；特别适用于粘度大、细度小、易挥发的物料(密闭式研磨)。 卧式砂磨机工作原理 卧式砂磨机是连续操作的全密闭式的湿法研磨分散机械，由泵浦输送液体原料进入卧式砂磨机密闭研磨缸内，再由主机推动介子研磨珠高速运转，使原料在狭窄的研磨珠间隙中经加压高速旋转冲击，产生混合、乳化、分散、搓揉、滚动等研磨功能，迅速将物料颗粒磨细和分散聚集体，从而达到原料要求的细度和很窄的粒度分布范围。 研磨后再由高速旋转的坚硬钨钢分离隙缝输出研磨缸外，而研磨珠仍被留在缸内。为一次循环研磨作业，连续循环研磨细度可达5μm以下。 Paints and inks, Pigments and Dyestuffs, Cosmetics, Food processing, Pharmaceuticals, Electronics materials and other medium to high viscosity liquid materials. Horizontal Type Sand Mills The four shaft high viscosity planetary mixer uses gears transmission to drive two low speed impellers rotating in the same directions, producing the interactive kneading, twisting and dispersing effects. Horizontal type sand mill was designed to grind in high speed within a closed and pressure chamber to prevent the solvent from volatilization. This will ensure the operators working in healthy environment. Furthermore, save the energy to reduce the production costs. He work flows are begun by pumping liquid raw materials into the closed chamber, followed by starting Main motor to drive the grinding medium bead to rotate in high speed, which force raw materials dwell in a very narrow space and impacted by the high speed accelerated movements and rotation of the grinding beads, After mixing, emulsification, dispersing, kneading, and rotating, the raw materials will achieve its fineness. The finished raw materials will be out through the high speed rotation tungsten steel separation gap. Horizontal type sand mills are ideal for passage and circulation process as well. The circulation process can achieve fineness under 5µ. When cell suspensions are agitated in the presence of small steel or glass beads (usually 0.2 -.1.0 mm diameter) they are broken by the high liquid shear gradients and collision with the beads. The rate and effectiveness of enzyme release can be modified by changing the rates of agitation and the size of the beads, as well as the dimensions of the equipment. Any type of biomass, filamentous or unicellular, may be disrupted by bead milling but, in general, the larger sized cells will be broken more readily than small bacteria. For the same volume of beads, a large number of small beads will be more effective than a relatively small number of larger beads because of the increased likelihood of collisions between beads and cells. Bead mills are available in various sizes and configurations from the Mickle shaker which has a maximum volume of about 40 ml to continuous process equipment capable of handling up to 200 Kg wet yeast or 20 Kg wet bacteria each hour. The bead mills that have been studied in most detail are the Dyno-Mill and the Netsch-Molinex agitator, both of which consist of a cylindrical vessel containing a motor-driven central shaft equipped with impellers of different types. Both can be operated continuously, being equipped with devices which retain the beads within the milling chamber. Glass Ballotini or stainless steel balls are used, the size range being selected for most effective release of the enzyme required. Thus 1 mm diameter beads are satisfactory for the rapid release of periplasmic enzymes from yeast but 0.25 mm diameter beads must be used, for a longer period, to release membrane-bound enzymes from bacteria. 立式砂磨机适用范围Vertical Bead Mills 立式砂磨机又称立式珠磨机，广泛应用于油漆涂料、化妆品原料、食品、日化、染料、油墨、药品、农药、磁记录材料、铁氧体等工业领域，对其液固物料进行湿式搅拌、砂磨、分散的高效研磨分散设备。与球磨机、辊磨机、胶体磨等研磨设备相比较，砂磨机具有生产效率高、连续性强、成本低等优点。。 立式砂磨机工作原理 立式砂磨机的研磨作业是送料泵将经过预分散、湿润处理的浆液由研磨缸下方往上送进研磨缸内，研磨珠比重较重会往下掉，使原料在具有压力的研磨缸内产生上下对流，原料在研磨珠间隙中经加压及高速旋转交亘冲击中, 产生乳化、分散、搓揉、研磨等功能，而能快速达到要求的细度，研磨后再由高速旋转的坚硬钨钢分离隙缝输出研磨缸外，为一次循环研磨作业，连续循环研磨细度可达5μm以下。 立式砂磨机的特性是原料由下往上压送由上方出料，所有送入研磨缸内的原料百分百经过完全研磨，所以能达到完整的研磨效果；且在全密闭的研磨缸内运转研磨，所以没有溶剂挥发污染空气的问题，能确保工作人员的身心健康。 Vertical Type Bead Mills The vertical and integrated design of grinding mechanism, feed pump and electric controlled box make the mill ideal for easy operations and space saving. The inner layer of the cooling jacket design grinding chamber made from heat treated chrome steel hardness reached to HRC62°. The wear-resistant characteristic is the best in its category. The outer layer made from SUS304 Stainless steel. The circulating cooling system effectively maintains the optimal operating temperature. The grinding chamber can be rotated 360° for easy dismantle, cleaning, assemble and adjustment maintenance. Loading grinding beads is easy.

砂磨机内部旋转盘片

砂磨机研磨介质 Bead 氧化锆珠研磨珠

卧式砂磨机结构

卧式砂磨机结构示意图

C、砂磨机Bead Mills（续） 立式砂磨机

立式砂磨机

陶瓷材质研磨内腔 研磨内腔、转子等零部件均为陶瓷材质，特别适用于对金属污染有要求的粉体研磨场合，如医药、生物、食品、电子等行业的粉体研磨。

C、砂磨机Bead Mills（续） 篮式砂磨机 Basket Mills

砂磨机动画

五、涂料生产工艺过程 1、清漆生产工艺 2、色漆生产工艺 3、乳胶漆生产工艺 4、生产过程中应注意的问题

色漆生产工艺 砂磨机工艺 球磨机工艺 三辊机工艺 轧片工艺

砂磨机工艺过程 备料、配料预混合、研磨分散、调色制漆、过滤包装

砂磨机工艺流程图

六、涂料质量检验与性能测试 （一）涂料产品本身性能 （二）涂料施工性能 （三 ）涂膜性能

细度检测 自动刮板细度计

黏度检测-涂-4杯