年产600万吨苯丙乳胶漆生产车间设计.doc
文献综述
前言
乳胶漆: Emulsion Paint. 乳胶漆又称为合成树脂乳液涂料,是有机涂料的一种,是以合成树脂乳液为基料加入颜料、填料及各种助剂配制而成的一类水性涂料。乳胶漆具有高雅、清新的装饰效果,无毒、无味的环保特点,是一种目前较流行的装修材料,受到许多消费者的青睐。
与传统的墙面装修材料相比,乳胶漆有很多优点:无毒、安全、环保、耐水,可擦洗、防潮防霉。
二、乳胶漆的简要介绍
2.1 乳胶漆的分类
根据生产原料的不同,乳胶漆主要有丙乳胶漆、乙丙乳胶漆、
纯丙烯酸乳胶漆、聚醋酸乙烯乳胶漆苯等品种;根据产品适用环境的不同,又可分为外墙乳胶漆和内墙乳胶漆两种;根据装饰的光泽效果的不同又可分为无光、哑光、半光、丝光和有光等类型。
2.2 乳胶漆的组成及选择
乳胶漆由合成树脂乳液,颜料和填料,助剂和水四个部分组成。
2.2.1 合成树脂乳液
乳胶漆的乳液决定了乳胶漆的附着力,耐水性,耐沾污性,耐
老化性,成膜温度,储存稳定性等根本性能。随着涂料技术的发展进步,现在已经有多种性能不同,用途相异乳液可供选择,如苯丙,酯丙,叔醋,纯丙,硅丙,弹性乳液等。选择合适的乳液生产乳胶漆是
至关重要的。制造乳胶漆的乳液是由多种单体经乳液聚合合成的,共聚单体的选择将直接决定乳液乃至乳胶漆的性能。
2.2.2 颜料和填料
乳胶漆的重要成膜物质之一。颜料主要提供遮盖力和色彩,并保持长时间不会丧失这种功能。填料的作用是提供粒度分布和对比率,以便改善施工性能,提高颜料遮盖效率和增强涂层理化性能。填料在乳胶漆中通常的作用是使涂膜消光、改进涂料流动性、略微改进涂料的遮盖力、降低成本增加体积。
各种颜填料的密度
颜填料名称密度
金红石型钛白粉 4.2
锐钛型钛白粉 3.9
轻重钙 2.7
滑石粉 2.8
瓷土 2.6
不同颜填料的颜色,遮盖力,着色力,粒度,晶型结构,表面电荷,极性等物理性能均不相同,也决定了其化学性能 (耐化学品性,耐侯性,耐光性,耐热性 )的不同,因此合理选择颜填料的数量品种在乳胶漆的生产中也很重要,它决定了乳胶漆分散性能的好坏、耐老
化性、外观状态、遮盖能力、储存稳定性等各种性能。
2.2.3 助剂
乳胶漆中使用的助剂有润湿剂,分散剂,增稠剂,消泡剂,成
膜助剂, PH 调节剂,防腐剂,防霉剂等。其中分散剂和增稠剂的使
用尤为重要。增稠剂主要品种为纤维素衍生物类(HEC) ,聚丙烯酸酪乳液增稠剂 (碱膨胀增稠剂 )和缔合型增稠剂三大类,可分别使用,也
可以相互合理搭配使用。特殊品种助剂有着明显的作用:硅助剂可以明显改变乳胶漆的附着力,蜡助剂可以使乳胶漆呈现荷叶效果,氟碳助剂则极大的改变了乳胶漆的附着力,防水性能和耐沾污性。
2.2.4 水
乳胶漆的分散介质。占乳胶漆总量的35%~50%。水是容易忽略而又不能忽略方面。假如水中有电介质,尤其是多价金属离子,就会影响
乳胶漆的稳定性;假如水中有微生物,乳胶漆就有霉变得危险等。
2.3 乳胶漆的特点
乳胶漆具有以下八个优点:
(1)色彩丰富,造型美观
(2)性能优异,功能多样,品种齐全
(3)自重轻、施工容易、造价低
(4)更新容易
(5)低污染、省能源
(6)耐水性好
(7)耐擦洗性好
(8)弹性好。
三、配方设计
3.1 基料的选择
乳胶漆是由基料(合成树脂乳液)、颜填料、分散剂、消泡剂、增稠剂、成膜剂等各种助剂和分散介质(水)组成。其中基料的
选择对涂层的性能起着重要作用。目前,用于生产乳胶漆的合成树脂乳液有十余种,主要有:苯丙,酯丙,叔醋,纯丙,硅丙,弹性乳
液等。国内大量生产的乳液主要有苯丙乳液、纯丙乳液、VAE 乳液和醋酸乙烯酯乳液。
3.2 助剂的选择
任何助剂都有负面影响,有利有弊;要注意助剂之间的相互作
用。
3.3 颜填料的选择
常规颜色为红、黄、蓝、绿、白、黑、金属色等,对乳胶漆来说,一
般白色用的比较多。不同颜填料的颜色,遮盖力,着色力,粒度,晶
型结构,表面电荷,极性等物理性能均不相同,也决定了其化学性能(耐化学品性,耐侯性,耐光性,耐热性)的不同,因此合理选择颜填料的数量品种在乳胶漆的生产中也很重要,它决定了乳胶漆分散性能的好坏、遮盖能力、耐老化性、外观状态、储存稳定性等各种性能。
填料为轻钙、重钙,为的是降低成本。
3.4 颜基比
所谓颜基比就是指颜料和填料的百分数对固体树脂百分数之比,以
P/B 表示。不同乳胶漆的颜基比如图所示。
乳胶漆有光乳胶漆半光乳胶漆外墙乳胶漆内墙乳胶漆P/B0.4~0.60.6~2.00.4~5.00.6~7.0
四、乳胶漆的研究进展介绍
4.1 研究的现状与趋势
我国目前乳胶漆的生产能力为 1 500 kt/a 但实际产量与生产能力相差甚远。国家统计局数据表明, 1998 年我国乳胶漆产量只有460 kt/a, 2000 年的产量为 56312 kt/a。
科技引导中国乳胶漆工业走过了从低档产品逐步向高档产品的
过渡 , 由单一品种逐步向多品种及配套技术的过渡, 形成了具有高、中、低档层次乳胶漆品种的局面。中国乳胶漆由20世纪80年代初的年产十多万吨到现在的年产六十余万吨, 保持了百分之十几的年增长率, 科技在其中起了积极的作用。但是, 这些年来我国乳胶漆的科技工作基本上以仿制发达国家的产品为主。随着科技工作的日益深化以及
知识产权保护法规的逐步健全, 仿制型科技已经接近终点, 创新科技即将开始 , 所以说中国乳胶漆的科技工作正处于划时代的转折点。
4.2 研究展望
乳胶漆的生产有 3 个关键要素为乳液的聚合、合适的助剂、复
杂的配方。在三要素的作用下, 国内乳胶漆最近几年有了较快发展。
概括而言 , 采用新颖的合成技术 , 研制完全无有机溶剂的高性能( 涂刷性、抗回粘性、耐碱、耐污、耐水洗刷性等) 乳胶漆将是新的发展动
向。
市场上下列产品的前景比较好:
( 1) 苯丙乳胶漆 , 耐候性好 , 有高光泽度 ;
(2)有机 - 无机复合乳胶漆 , 耐候性好 , 有高光泽度 ;
( 3) 叔碳酸乙烯酯 - 乙酸乙烯乳胶漆 , 耐水、耐候 ;
(4)低温成膜的交联乳胶漆 , 可运用在寒冷地区 ;
( 5) 单罐装常温固化水性聚氨酯乳胶漆, 有优良的耐火性、耐候性和突出的光泽 ;
( 6) 具有弹性的乳胶漆 , 如以橡胶型弹性丙烯酸酯乳液做基料的乳胶
涂料 , 防水、装饰、耐久性好 ;
(7) 水性有机硅改性丙烯酸单罐装涂料,耐用 15~ 20 年;
( 8) 乳胶漆专用助剂 , 现在的品种太少 , 不成系列 ;
( 9) 有机硅和含氟乳胶漆 , 防酸雨 ;
(10)内墙高性能涂料 , 如水包水多彩涂料 ,使之防潮、防震、耐磨、附着力强 ;
( 11) 乙烯 - 乙酸乙烯 - 氯乙烯乳胶漆 ;
( 12) 功能性涂料 , 如杀虫、防火涂料 , 厨房、卫生间专用涂料 , 隔声、保温涂料。
随着现代化建筑的兴起和环境保护意识的普及, 人们对建筑涂料的要求越来越高。用户追求涂料的装饰效果、耐久性、光度性和无污染
性,施工单位追求施工的方便、效率和价格 , 涂料生产企业要考虑产品的节能、成本和市场。因此 , 水性乳胶漆有十分广阔和诱人的。
苯丙乳胶漆的工厂车间设计
一、简介
1.1 项目名称:
苯丙建筑内墙乳胶漆6000 吨/ 年
1.2 项目内容:
1.5 产品方案
苯丙建筑内墙涂料乳胶漆6000 吨 / 年
考虑装置的大修,开工时间:一年按330 天,一天按 24 小时全装置采用五班三倒制,每班8 小时工作制
二、生产配方选择
2.1 生产配方
2.1.1 配方 1
组成名称规格型号质量份水去离子219
增稠剂AES-60 20
氨水28% 10
分散剂DA 5
三聚磷酸钠10% 15
成膜助剂CS-12 20
消泡剂8034 0.5
钛白粉锐钛型140 立德粉工业优质品90
活性碳酸钙800 目50
硅灰石粉800 目130 轻质碳酸钙325 目100 漆浆小计799.5
将上述组分按顺序加入高速分散机,经高速分散至细度30μm以下,低速加
入下述组分,搅拌均匀,出料、过滤、包装、入库
漆浆799.5
苯丙乳液BC-01 200
消泡剂8034 0.5
防霉剂0.2
总计1000.2
用途:属一般中档的内用乳胶漆,主要用于一般居室装饰和大型工程用漆。
2.1.1 配方 2
组成名称规格型号质量份
水去离子280
增稠剂AES-60 15
氨水28% 10
六偏磷酸钠10% 50
成膜助剂己二醇30
成膜助剂CS-12 7
消泡剂8034 0.5
钛白粉B-101 50
立德粉B311 150
轻质碳酸钙325 目92
滑石粉400 目15030
漆浆小计834.5
将上述组分按顺序加入高速分散机,经高速分散至细度30μm以下,低速加入下述组分,搅拌均匀,出料、过滤、包装、入库
漆浆834.5
苯丙乳液BC-01 155
消泡剂8034 0.5
防霉剂0.2
氨水28% 10
总计1000.2
用途:属经济型内用乳胶漆,主要用于一般工程用漆。根据需要选用
合适的色浆调制不同颜色的浅色漆。
2.1.3 配方 3
组成名称规格型号质量份
水去离子102.6
HEC 2%水溶液200
膨润土38
六偏磷酸钠10% 30
钛白粉锐钛型100
硅灰石粉800 目90
轻质碳酸钙800 目290
漆浆小计850.6
将上述组分按顺序加入高速分散机,经高速分散至细度30μm以下,低速加
入下述组分,搅拌均匀,出料、过滤、包装、入库
漆浆850.6 苯丙乳液BC-01 129
乙二醇丁醚工业20
氨水28% 5.0
消泡剂8034 0.5
防霉剂0.2
总计1005.3
特点:便宜成本低,有良好的耐候性、耐水性、抗玷污性,属于中高档建筑内墙涂料,与水泥附着力好,耐洗刷性好,可以用于潮气较大的部位。
用途:属经济型内用乳胶漆,主要用于一般居室装饰。
苯丙乳液配方
原料用量原料用量
去离子水75.84ml 甲基丙烯酸甲 2.85ml
酯
苯乙烯33.2ml 甲基丙烯酸丁34.4ml
酯
丙烯酸 1.2ml 聚乙烯醇0.3g
阴离子表面活 1.31g 过硫酸钾0.38g
性剂
非离子表面活 3.28ml 碳酸氢钠0.1896g
性剂
氨水