Процесс производства красок

Thread Content

Технология производства красок. Глава 1. Процесс изготовления красок. 1. Основные компоненты красок: смолы, красители, растворители, добавки. 2. Процесс изготовления: предварительное диспергирование – измельчение – смешивание и настройка состава – подбор цвета – контроль качества – фильтрация и упаковка. 3. Схема процесса изготовления. Примечание: QC1 – сырье； QC2 — это контроль качества производства ； QC3 – контроль готовой продукции: номер партии, проблемы с качеством, основные причины, способы решения, меры предотвращения.
5. Ухудшение качества краски из-за изменения её консистенции (проблема с тонкостью состава):
1. Не происходит немедленное перемешивание после добавления растворителя, или же его добавляется слишком много.
2. После дополнительного добавления растворителя также не происходит немедленное перемешивание.
3. В процессе хранения краска становится гуще и теряет свои свойства.
Решения:
1. Следует строго соблюдать правила эксплуатации, контролировать качество краски на трех этапах: перед выгрузкой, после очистки и после дополнительного добавления растворителя.
2. Необходимо контролировать количество краски на складе, чтобы сократить время её хранения.
3. Технический отдел должен регулярно проверять качество краски на складе.
6. Несоответствие требованиям по тонкости состава краски (проблема с тонкостью состава):
1. Качество краски или красящего вещества не соответствует стандартам; при подготовке краски происходит упущение или ошибка в проверке качества.
2. Неправильный способ разбавления краски; красящее вещество добавляется без перемешивания, что приводит к его осаждению.
3. Используется неправильный вид красящего вещества или разные виды красящих веществ в одной краске; это приводит к плохой совместимости смол, что в свою очередь влияет на качество краски.
4. Рабочая ёмкость не чиста, или в неё попадают посторонние примеси.
Решения:
1. Если клиент согласен, краску можно выпустить в продажу.
2. Если клиент не согласен, краску необходимо переработать или использовать для других целей.
3. Если проблема связана с плохой совместимостью смол, можно попробовать добавить соответствующий растворитель для улучшения совместимости.
1. Перед использованием необходимо проверить качество краски и красящего вещества.
2. Необходимо тщательно следить за процессом приготовления краски, чтобы избежать посторонних примесей.
3. Состав краски должен быть оптимальным, с учётом её совместимости с другими компонентами.
II. Оборудование для производства краски
Процесс производства краски выглядит следующим образом: предварительное разделение компонентов – измельчение – подготовка краски – фильтрация и упаковка.
Теперь рассмотрим оборудование, используемое в процессе производства краски. Глава 1. Оборудование для предварительной диспергировки. Предварительная диспергировка позволяет смешать пигмент с частью краски, в результате чего получается полуфабрикат в виде пигментного сложения. Это первый этап производства красочной суспензии. Цель: ① Обеспечить равномерное смешивание красителей ； ②Частично увлажнить краску ； ③Предварительное разрушение крупных агрегатов красителя. Относится к категории смесей; выполняет функцию частичного разделения компонентов, готовя их к последующей процедуре измельчения. Качество предварительного диспергирования напрямую влияет на качество и эффективность процесса измельчения и диспергирования. Основным оборудованием является высокоскоростной диспергатор. Высокоскоростной диспергатор может использоваться не только в качестве оборудования для диспергирования, но и как оборудование для производства красок. Например, если пигменты, используемые для производства красок, легко поддаются диспергированию, или если требования к степени измельчения краски не высоки, тогда можно прямо использовать высокоскоростной диспергатор для её производства. Его структура показана на рисунке 2-1. (Для напольного высокоскоростного диспергатора) состоит из корпуса, привода, основного вала и лопастей. Рисунок 2-1. Внешний вид наземного высокоскоростного диспергатора. Корпус оборудован гидравлическим механизмом подъема и поворота; для подъема используется гидравлический насос, который создает давление необходимое для поднятия верхней части устройства. При опускании устройство опускается под действием собственного веса; скорость опускания регулируется с помощью клапана регулировки хода. Устройство вращения позволяет поворачивать головку на 360°, после вращения ручка служит для фиксации положения. Привод осуществляется с помощью двигателя, который передает крутящий момент посредством ремня типа V. Двигатель может работать в трех или двух скоростях, либо иметь непрерывную регулировку скорости с использованием ремня, либо регулировку скорости с помощью частотного преобразователя. Частота вращения составляет от нескольких сотен оборотов в минуту до десятков тысяч оборотов в минуту, а мощность — от нескольких десятков до сотен киловатт. Ключевым компонентом высокоскоростного диспергатора является лопастной ротор в форме зубчатого диска, как показано на рисунке 2-2. Рисунок 2-2. Схема лопастей высокоскоростного диспергатора. Диаметр лопастей напрямую связан с размером резервуара для смешивания. По экспериментальным данным, при диаметре резервуара, равном φ=2,8–4,0D (где D – диаметр лопастей), эффективность диспергации является наилучшей. Высокая скорость вращения ротора приводит к образованию вихревого потока красочной смеси и создает сильный вихрь. На расстоянии 2,5–5 см от края ротора образуется зона турбулентности. В этой зоне частицы красителя подвергаются сильному сдвиговому и ударному воздействию, что позволяет им быстро рассеиваться в красочной смеси. Для достижения удовлетворительного эффекта диспергирования скорость вращения ротора должна составлять примерно 20 м/с, что соответствует скорости движения частиц по окружности ротора. Слишком высокий уровень приводит к разбрызгиванию красочной смеси и увеличению расхода энергии. Vmax=20–30 м/с. Способы установки диспергаторов включают: наземную установку, подходящую для работы с цилиндрами, и установку на стойке, которая позволяет использовать один диспергатор для нескольких фиксированных резервуаров. В настоящее время существует множество модификаций высокоскоростных диспергаторов, каждая из которых обладает своими особенностями, что расширяет сферу их применения. Например: высокоскоростной диспергатор с двумя валами и двумя лопастями, см. рисунок 2-3 ； Двухскоростные высокоскоростные диспергаторы (диспергаторы с двумя осями и одним лопастным элементом, миксеры с двумя осями и двумя скоростями) и т. д. Рисунок 2-3. Высокоскоростной диспергатор с двумя валами и двумя лопастями. Глава 2. Оборудование для измельчения и диспергирования. Оборудование для измельчения является основным оборудованием при производстве красок. Существует два основных типа такого оборудования: первый тип включает в себя средства для измельчения, такие как шлифовальные машины и барабанные мельницы; второй тип не содержит средств для измельчения, а использует силу трения для диспергирования, как, например, трехвалковые и одновалковые машины. Устройства с абразивным материалом используют абразивные частицы (такие как стеклянные шарики, **, галька и т. д.), которые при ударах, а также при взаимном катании или скольжении создают силы удара и сдвига, необходимые для измельчения и разделения материала. Обычно используется для производства красочных смесей средней и низкой вязкости с хорошей жидкостностью; позволяет получать большие объемы продукции при высокой эффективности диспергирования. Оборудование для измельчения и диспергирования без использования абразивного материала может применяться для производства материалов с очень высокой вязкостью, даже имеющих консистенцию пасты. Теперь по отдельности рассмотрим вертикальные шлифовальные машины и трехвалковые машины. Раздел 1. Вертикальные шлифовальные машины. Их внешняя конструкция показана на рисунке 2-4. Машина состоит из корпуса, главного двигателя, приводных элементов, барабана, устройства для распыления, системы подачи материала и электрической системы управления. Рисунки 2–4. Схематическое изображение конструкции вертикальной шлифовальной машины. 1 – Отверстие для выгрузки материала/шлифовального наполнителя ； 2—Вход воды для охлаждения ； 3—труба подачи ； 4—Автоматическая коробка передач ； 5—насос для подачи материала ； 6—Ручка регулировки скорости ； 7—Панель управления кнопками ； 8—Распылитель ； 9—Центробежный сцепление ； 10—Корпус подшипника ； 11—сито ； 12—Принцип работы: см. рисунки 2–5. Предварительно разведенная краска подается сверху с помощью насоса для подачи материала; скорость подачи можно регулировать. Нижний клапан 8 представляет собой специальный однократный клапан, который предотвращает обратный поток стеклянных шариков после остановки насоса. После подачи лака включается шлифовальная машина; вал диспергатора заставляет диск диспергатора вращаться с высокой скоростью. Частота вращения края диска составляет примерно 10 м/с (частота вращения вала диспергатора находится в диапазоне от 600 до 1500 об/мин). Краска и стеклянные шарики, находящиеся вблизи поверхности диска для диспергирования, под действием сил вязкости двигаются вместе с этим диском. Они попадают на стенки цилиндра шлифовальной машины, а затем возвращаются обратно в центр. В результате чего частицы красителя подвергаются сдвигу и ударам, что способствует их равномерному распределению в краске. Разбавленная красочная смесь вытекает через сито на выходе, в то время как стеклянные шарики задерживаются ситом. Рисунки 2–5. Схематическое изображение принципа работы обычной шлифовальной машины. 1 – Водяная оболочка ； 2 — Типичная форма потока красочной смеси, находящейся между двумя дисками для размешивания (двойное вращательное измельчение в форме кольцевых структур): 3 — Сито ； 4—Выход красочной смеси после диспергирования ； 5 — дисперсионный диск: 6 — смесь красочной суспензии и абразивного вещества: 7 — балансирный диск ； 8—нижний клапан ； 9 — Вход для предварительно смешанной красочной смеси. Если после первого разделения красочная смесь все еще не соответствует требуемой степени тонкости, ее можно снова измельчить с помощью шлифовальной машины до получения желаемого результата. Также можно использовать несколько (от 2 до 5) шлифовальных машин последовательно. С помощью шлифовки можно добиться размера частиц около 20 мкм. Диаметр стеклянных шариков — 1–3 мм; из-за износа их необходимо регулярно чистить, просеивать и пополнять. Во время работы абразивной машины из-за трения выделяется большое количество тепла, поэтому вокруг корпуса цилиндра создается вакуумная оболочка для охлаждения с помощью холодной воды. Лабораторные шлифовальные машины, как правило