乳胶生产工艺问题研究论文

近年来，水性漆的发展十分迅速。水性漆包括水溶性漆和乳胶漆。水溶性漆以水溶性树脂为主要成膜物质。乳胶漆以乳液为主要成膜物质，这里所指的乳液通常是合成树脂乳液，合成树脂乳液的常见品种有：聚醋酸乙烯、醋丙、醋顺、醋叔、VAE、苯丙、纯丙、硅丙、氟碳乳液等。乳胶漆主要由乳液、颜填料、多种 助剂和水组成。本文简述建筑用一般乳胶漆的生产工艺流程。 1 颜填料等固体粉料的分散研磨生产乳胶漆常用的分散研磨设备 乳胶漆的分散设备常用的是高速分散机，对于高速分散机仍无法解聚的颜料聚集体还要进行研磨。研磨是对分散的补充，目的并不是将粗颗粒磨成细颗粒，而是向大量的初级粒子聚集在一起形成的难以分散的粒 子团施加高剪切力，使之分散开。常用的研磨设备有砂磨机、三辊研磨机、球磨机、胶体磨等。 1）砂磨机 该机械对颗粒细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都是高效的分散设备。其生产能力高，液料挥发少，能连续生产。砂磨机分散工艺一般需要在附有高速分散机的预混合罐中先进行研磨色浆的预混合，再以砂磨机研磨分散至要求细度。砂磨机用于加工炭黑等颗粒细而难分散的合成颜料时生产效率低，不适于生产膏状或厚浆状的悬浮分散体。此外，经过砂磨机的料需要有足够的 数量，不然清洗有色浆料易造成浪费。2）球磨机 适用于分散易流动的悬浮分散体系。对分散粗颗粒的颜料、填料和细颗粒及难分散的合成颜料有突出的效果。但由于其研磨细度难以达到15微米以下，清洗换色困难，不适于加工细度要求很高的色浆及需要经常 调换花色品种的场合。该工艺的配料预混合与研磨分散在球磨机中一并进行。 3）三辊研磨机 易于加工颗粒细又难分散的合成颜料及细度要求为5-10微米的高细度产品，适于生产高粘度色浆和厚浆型产品，生产能力一般较低。该工艺一般需在配料桶中用换罐式搅拌机对研磨料进行预混合，再送至三辊机 研磨分散至合格细度。 4）高速分散机 该设备的优点是：结构简单，操作维修容易；混合、分散、调和过程均可使用；清洗方便，生产效率高。 其缺点是：由于它是一种低剪切力的分散设备，只能用于易分散的颜料以及 其它超细粉料等。5） 胶体磨 胶体磨使用方便，研磨的浆料数量可多可少，研磨后容易清洗，还可以连续生产，稠度高的浆料也能通过， 但研磨细度较难达到要求。 颜填料在乳胶漆中的分散 颜填料在乳胶漆中的分散可分解为相互关联的3个过程： 1)润湿。以颜料润湿剂、分散剂置换原来吸附在颜料表面的空气和水，并为分散和稳定过程作好准备； 2)分散。施加剪切力于颜填料，通过高速分散机和研磨机使颜填料附聚体和聚集体分离开来，同时以润湿 剂、分散剂分散润湿新暴露的表面； 3)稳定化。分散剂在润湿颜填料表面后吸附于其上，以双电层、物理屏蔽、氢键等作用使之分散稳定化，颜料分散稳定化是颜料颗粒间相互吸引和相互排斥的平衡。为了使颜填料得到好的分散，并在涂料中保持稳定的分散状态，有两点非常重要：一是根据颜填料的特性选择合适的润湿分散剂；二是采用有效的分散、 研磨设备对颜填料进行分散（粒子分离）。分散过程的加料顺序是：先将分散、润湿等多种助剂溶解或稀释在水中，然后加入颜填料。颜填料的加入顺序是：先加入较难分散的颜料，如钛白粉、相关颜料等，然后加入相关填料。生产白色涂料时，常加入增白剂和群青，须先将它们用水溶解后再加入浆料中分散。颜填料分散加料时应进行低速搅拌，加料完毕后再提高搅拌速度。一般加料时转速为300miin/r ’ 高速分散时叶轮的线速度为1640m/min。由于颜料浆的粘度较大，高速分散时温度可能会上升较多，如果温度过高应停机冷却。为了提高分散效率，可采用适当偏心分散，以消除死角。当颜填料分散到一定细度，再延长分散时间是没有效果的，所以要注意随时检查 细度，细度合格后即可停止分散一般填料经高速分散后，细度仍可能达不到乳胶漆的生产要求（一般为+#!( 左右），所以须再用研磨机进行研磨，最普遍使用的是砂磨机。经高速分散机分散、混合均匀的浆料再加入砂磨机研磨，一般砂磨机研磨的物料粘度不宜太高，所以增稠剂常在后面调漆时加入。也有些涂料生产厂用三辊研磨机或球磨机将钛白粉、有色颜料粉等磨成色浆后加入高速分散机中和各种填料混合分散，省去了砂磨机研磨的工序。近年来，在建筑乳胶漆生产中开始大量应用各种超细粉料，由于超细粉料或超细粉料的浆料较易分散，经高速分散机分散后已经达到细度要求，就可省去研磨工序。 2. 配制初始涂料 将研磨细度合格的白浆分批慢速加入到乳液中，待前批加入搅拌均匀后再加入后一批。白浆在乳液中的混合搅拌速度一般为100-200r/min，搅拌叶轮不宜采用圆盘锯齿状的，而应该用锚式、三叶桨状式等，目的是要求整个物料在低速搅拌混合中能全部翻动而无死角这里需要特别解释的是，为什么要把白浆分批慢速加入到乳液中去，而不是把乳液分批慢速加入到白浆中去?这是因为：白浆中助剂的相对含量较高，特别是其中的成膜助剂，它对乳液有较大的凝聚性，很容易损害乳液的化学稳定性，把白浆分批慢速加入到乳液中去搅拌混合，就是为避免乳液粒子或粒子团与高浓度的成膜助剂接触，而尽量防止损伤乳液的化学稳 定性。 当然，在乳胶漆的生产配方中，如果成膜助剂用量较少，固体粉料用量很多，乳液用量也不太高，在这种情况下，无论是将白浆加入到乳液中还是把乳液加入到白浆中，都不会产生或肉眼看不出有异常现象。例如，某种高光泽乳胶漆的生产配方中，多种成膜助剂的使用总量为70-85kg(指生产1000kg 乳胶漆，下同），颜填料的使用总量为160-180kg，乳液的使用量多达600-700kg，在生产这种乳胶漆时，如果把乳液加入到研磨好的白浆中去，就极易使乳液粒子凝聚而产生象鱼仔一样的小软颗粒，这是乳液破乳的一种现象。所以，在乳胶漆生产过程中，把白浆分批慢速加入到乳液中搅拌混和的生产工艺，对防止乳液凝聚、破乳， 保证产品质量而言，是相对安全可控的。3 乳胶漆成品的配制初涂料经消泡、配色和增稠后才成为乳胶漆成品。 乳胶漆消泡 乳胶漆中抑、消泡剂的加入方法，最好是先将一部分抑、消泡剂（以抑泡剂为主，一般可取总量的1/3-1/2）在分散、研磨白浆之前加入，其余的则加入到初涂料中，甚至在乳胶漆品生产就绪、包装之前还可少量加入，后者以消泡剂为主。至于抑、消泡剂的加入品种和使用总量，应根据乳胶漆的粘稠度、乳液的品种及 用量等因素而定，还应参考抑、消泡剂 生产厂或供应商的推荐用量并通过乳胶漆制成后静置24h的涂装效果来确定。 乳胶漆的配色乳胶漆的配色，应该在色浆生产厂的指导下，通过实践、再实践的反复过程，才能达到满意的效果。 乳胶漆的增稠乳胶漆的增稠(主要针对液体类有机增稠剂而言)，通常先用水稀释，在低速搅拌下以细流方式缓慢地分批将其加入到初涂料即未增稠的乳胶漆中，并充分搅拌均匀，使乳胶漆达到满意、适宜的粘稠度。应特别提醒的是：要注意防止因局部增稠剂浓度过高而使乳液结团或形成颗粒，甚至无法有效地分散开，给生产操 作带来很大麻烦。 4.乳胶膝的生产工艺流程 普通乳胶膝的生产工艺流程如下：1）将水（最好用去离子水，地下水不能使用）和多种助剂5包括分散剂、润湿剂、流平剂、防腐防霉剂、 成膜助剂、缓冲剂、消泡剂、防锈剂、增白剂等6混合，并进行低速搅拌； 2）加入白色颜填料（固体粉料）、羟乙基纤维素（789）水溶液后进行高速分散，必要时进行研磨制成白浆； 3）把白浆分批慢速加入到乳液中，待前批加入的白浆料经低速搅拌均匀后才可加入后一批的白浆料，再继 续低速搅拌均匀得初涂料。 4）用增稠剂调整初涂料的粘稠度，用色浆调配初涂料的颜色及其深浅度，或再加些消泡剂即为乳胶漆成品， 经过滤、称量、包装、检验合格后就可入库或上市销售。