關于醇酸漆的制備及其涂裝醇酸樹脂的合成原料一、多元醇制造醇酸樹脂的多元醇主要有丙三醇（甘油）、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、季戊四醇、乙二醇、1，2－丙二醇、1，3－丙二醇等。分子中羥基的個數稱為該醇的官能度，丙三醇為3官能度醇，季戊四醇為四官能度醇。根據醇羥基的位置，有伯羥基、仲羥基和叔羥基之分。它們分別連在伯碳、仲碳和叔碳原子上。羥基的活性順序為：伯羥基＞仲羥基＞叔羥基。用三羥甲基丙烷合成的醇酸樹脂具有更好的抗水解性、抗氧化穩定性、耐堿性和熱穩定性，與氨基樹脂有良好的相容性。此外還具有色澤鮮艷、保色力強、耐熱及快干的優點。乙二醇和二乙二醇主要同季戊四醇復合使用，以調節官能度，使聚合平穩，避免膠化。第2頁,共99頁，2024年2月25日，星期天二、有機酸有機酸可以分為兩類：一元酸和多元酸。一元酸主要有：苯甲酸、松香酸以及脂肪酸（亞麻油酸、妥爾油酸、豆油酸、菜籽油酸、椰子油酸、蓖麻油酸、脫水蓖麻油酸等）；多元酸包括：鄰苯二甲酸酐（PA）、間苯二甲酸(IPA)、對苯二甲酸(TPA)、順丁烯二酸酐(MA)、己二酸(AA)、癸二酸(SE)、偏苯三酸酐（TMA）等。多元酸單體中以鄰苯二甲酸酐最為常用，引入間苯二甲酸可以提高耐候性和耐化學品性，但其溶點高、活性低，用量不能太大；己二酸(AA)和癸二酸(SE)含有多亞甲基單元，可以用來平衡硬度、韌性及抗沖擊性；偏苯三酸酐（TMA）的酐基打開后可以在大分子鏈上引入羧基，經中和可以實現樹脂的水性化，用作合成水性醇酸樹脂的水性單體。第3頁,共99頁，2024年2月25日，星期天一元酸主要用于脂肪酸法合成醇酸樹脂，亞麻油酸、桐油酸等干性油脂肪酸感性較好，但易黃變、耐候性較差；豆油酸、脫水蓖麻油酸、菜籽油酸、妥爾油酸黃變較弱，應用較廣泛；椰子油酸、蓖麻油酸不黃變，可用于室外用漆和淺色漆的生產。苯甲酸可以提高耐水性，由于增加了苯環單元，可以改善涂膜的干性和硬度，但用量不能太多，否則涂膜變脆。第4頁,共99頁，2024年2月25日，星期天三、油脂油類有桐油、亞麻仁油、豆油、棉籽油、妥爾油、紅花油、脫水蓖麻油、蓖麻油、椰子油等。植物油是一種三脂肪酸甘油酯。三個脂肪酸一般不同，可以是飽和酸、單烯酸、雙烯酸或三烯酸，但是大部分天然油脂中的脂肪酸主要為十八碳酸，也可能含有少量月桂酸（十二碳酸）、豆蔻酸（十四碳酸）和軟脂酸（十六碳酸）等飽和脂肪酸，脂肪酸受產地、氣候甚至加工條件的重要影響。第5頁,共99頁，2024年2月25日，星期天四、催化劑若使用醇解法合成醇酸樹脂，醇解時需使用催化劑。常用的催化劑為氧化鉛和氫氧化鋰（LiOH）。由于環保問題，氧化鉛被禁用。醇解催化劑可以加快醇解進程，且使合成的樹脂清澈透明。其用量一般占油量的0.02％。聚酯化反應也可以加入催化劑，主要是有機錫類。如二月硅酸二丁基錫、二正丁基氧化錫等。第6頁,共99頁，2024年2月25日，星期天五、催干劑干性油（或干性油脂肪酸）的“干燥”過程是氧化交聯的過程。該反應由過氧化氫鍵開始，屬連鎖反應機理。第7頁,共99頁，2024年2月25日，星期天體系中形成的自由基通過共價結合而交聯形成體形結構：第8頁,共99頁，2024年2月25日，星期天上述反應可以自發進行，但速率很慢，需要數天才能形成涂膜，其中過氧化氫物的均裂為速率控制步驟。加入催干劑（或干料）可以促進這一反應，催干劑是醇酸涂料的主要助劑,其作用是加速漆膜的氧化、聚合、干燥，達到快干的目的。通常催干劑又可再細分為兩類。（1）主催干劑：也稱為表干劑或面干劑，主要是鈷、錳、釩(V)和鈰(Ce)的環烷酸（或異辛酸）鹽，以鈷、錳鹽最常用，用量以金屬計為油量的0.02%～0.2%。其催干機理是與過氧化氫構成了一個氧化－還原系統，可以降低過氧化氫分解的活化能。第9頁,共99頁，2024年2月25日，星期天

同時鈷鹽也有助于體系吸氧和過氧化氫物的形成。主催干劑傳遞氧的作用強，能使涂料表干加快，但易于封閉表層，影響里層干燥，需要助催干劑配合。第10頁,共99頁，2024年2月25日，星期天（2）助催干劑：也稱為透干劑，通常是以一種氧化態存在的金屬皂，它們一般和主催干劑并用，作用是提高主干料的催干效應，使聚合表里同步進行，如鈣(Ca)、鉛（Pb）、鋯（Zr）、鋅(Zn)、鋇(Ba)和鍶(Sr)的環烷酸（或異辛酸）鹽。助催干劑用量較高，其用量以金屬計為油量的0.5%左右。傳統的鈷、錳、鉛、鋅、鈣等有機酸皂催干劑品種繁多，有的色深，有的價高，有的有毒。近年開發的稀土催干劑產品，較好地解決了上述問題，但也只能部分取代價昂物稀的鈷劑。開發新型的完全取代鈷的催干劑，一直是涂料行業的迫切愿望。第11頁,共99頁，2024年2月25日，星期天醇酸樹脂的分類一、按改性用脂肪酸或油的干性分：（1）干性油醇酸樹脂：由高不飽和脂肪酸或油脂制備的醇酸樹脂，可以自干或低溫烘干，溶劑用200號溶劑油。該類醇酸樹脂通過氧化交聯干燥成膜。干性油漆膜的干燥需要很長時間,原因是它們的相對分子質量較低,需要多步反應才能形成交聯的大分子。（2）不干性油醇酸樹脂：不能單獨在空氣中成膜，屬于非氧化干燥成膜,主要是作增塑劑和多羥基聚合物（油）。用作羥基組分時可與氨基樹脂配制烘漆或與多異氰酸酯固化劑配制雙組分自干漆。（3）半干性油醇酸樹脂：性能在干性油、不干性油醇酸樹脂性能之第12頁,共99頁，2024年2月25日，星期天二、按醇酸樹脂油度分：長油度醇酸樹脂短油度醇酸樹脂中油度醇酸樹脂油度表示醇酸樹脂中含油量的高低。油度(OL)的含義是醇酸樹脂配方中油脂的用量（W0）與樹脂理論產量（Wt）之比。其計算公式如下：

OL=W0/Wt(%)第13頁,共99頁，2024年2月25日，星期天以脂肪酸直接合成醇酸樹脂時，脂肪酸含量（OLf）為配方中脂肪酸用量（Wf）與樹脂理論產量之比：

OLf=Wf/Wt(%)Wf=單體用量—生成水量＝甘油（或季戊四醇）用量＋油脂（或脂肪酸）用量－生成水量為便于配方的解析比較，可以把OLf換算為OL。油脂中，脂肪酸基含量約為95%,即

OLf=OL×0.95(%)第14頁,共99頁，2024年2月25日，星期天引入油度（OL）對醇酸樹脂配方有如下的意義：(1)表示醇酸樹脂中弱極性結構的含量。因為長鏈脂肪酸相對于聚酯結構極性較弱，弱極性結構的含量，直接影響醇酸樹脂的可溶性,如長油醇酸樹脂溶解性好，易溶于溶劑汽油；中油度醇酸樹脂溶于溶劑汽油-二甲苯混合溶劑；短油醇酸樹脂溶解性最差，需用二甲苯或二甲苯/酯類混合溶劑溶解。同時，油度對光澤、刷涂性、流平性等施工性能亦有影響，弱極性結構含量高，光澤高、刷涂性、流平性好

(2)表示醇酸樹脂中柔性成分的含量。因為長鏈脂肪酸殘基是柔性鏈段,而苯酐聚酯是剛性鏈段,所以,OL也就反映了樹脂的玻璃化溫度（Tg）,或常說的“軟硬程度”，油度長時硬度較低，保光、保色性較差。第15頁,共99頁，2024年2月25日，星期天合成醇酸樹脂的反應原理甘油和苯酐的摩爾比按2︰3投料，則該體系的的平均官能度為：（2×3＋3×2）/（2＋3）＝2.4，其Crothers凝膠點為Pc＝2/2.4＝0.833,因此，若官能團的反應程度超過凝膠點，就生成體型結構縮聚物。這種樹脂遇熱不融，亦不能溶于有機溶劑，具有熱固性，不能用作成膜物質。所以制造醇酸樹脂時先將甘油與脂肪酸酯化或甘油與油脂醇解生成單脂肪酸甘油酯，使甘油由3官能度變為2官能度，然后再與2官能度的苯酐縮聚。此時體系為2－2線型縮聚體系，苯酐、甘油、脂肪酸按1:1:1摩爾比合成醇酸樹脂的理想結構為：第16頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第17頁,共99頁，2024年2月25日，星期天醇酸樹脂的配方設計合成醇酸樹脂的反應是很復雜的。根據不同的結構、性能要求制備不同類型的樹脂，首先要擬定一個適當的配方，合成的樹脂既要酸值低、分子量較大、使用效果好，又要反應平穩、不致膠化。配方擬定還沒有一個十分精確的方法，必須將所訂配方反復實驗、多次修改，才能用于生產。第18頁,共99頁，2024年2月25日，星期天（1）根據油度要求選擇多元醇過量百分數，確定多元醇用量。油長（％）＞6565－6060－5555－5050－4040－30甘油過量（％）000－1010－1515－2525－35季戊四醇（％）0－55－1515－2020－3030－40多元醇用量＝酯化1摩爾苯酐多元醇的理論用量（1＋多元醇過量百分數）使多元醇過量主要是為了避免凝膠化。油度越小，體系平均官能度越大，反應中后期越易膠化，因此多元醇過量百分數越大。第19頁,共99頁，2024年2月25日，星期天（2）由油度概念計算油用量油量＝油度×（樹脂產量－生成水量）（3）由固含量求溶劑量（4）驗證配方。即計算f、Pc。例1現設計一個60％油度的季戊四醇醇酸樹脂（豆油：梓油＝9：1），醇過量10％，固體含量55％。200號溶劑汽油：二甲苯＝9︰1。已知工業季戊四醇的當量為35.5。計算其配方組成。第20頁,共99頁，2024年2月25日，星期天解以1摩爾苯酐為基準。工業季戊四醇的用量為：2×（1＋0.1）×35.5＝78.1（g）1摩爾苯酐完全反應生成水量：18g由油度概念可得：油脂用量＝60%(苯酐量＋季戊四醇量－生成水量)/(1－60％)＝60%(148＋78.1－18)/(1－60％)＝312.15（g）因此豆油用量＝312.15×90％＝280.94（g）梓油用量＝312.15×10％＝31.22（g）理論樹脂產量＝苯酐量＋季戊四醇量＋油脂量－生成水量＝148＋78.1＋312.15－18＝520.25（g）溶劑用量＝（1－55％）×520.25/55％＝425.66（g）溶劑汽油用量＝425.66×90％＝383.09（g）二甲苯用量＝425.66×10％＝42.57（g）配方核算主要是計算體系的平均官能度和凝膠點。此時，應將1摩爾油脂分子視為1摩爾甘油和三摩爾脂肪酸。第21頁,共99頁，2024年2月25日，星期天合成工藝醇酸樹脂的合成工藝按所用原料的不同可分為（1）醇解法；（2）脂肪酸法。從工藝上可以分為（1）溶劑法；（2）融融法。熔融法設備簡單、利用率高、安全，但產品色深、結構不均勻、批次性能差別大、工藝操作較困難，主要用于聚酯合成。醇酸樹脂合成主要采用溶劑法生產。溶劑法中常用二甲苯的蒸發帶出酯化水，經過分水器的油水分離后重新流回反應釜，如此反復，推動聚酯化反應的進行，生成醇酸樹脂。釜中二甲苯用量決定反應溫度，存在如下關系。第22頁,共99頁，2024年2月25日，星期天二甲苯用量/%1087543反應溫度/0C188～195200～210205～215220～230230～240240～255醇解法與脂肪酸法則各有優缺點。詳見下表：醇解法脂肪酸法優點（1）成本較低（2）工藝簡單易控（3）原料腐蝕性小（1）配方設計靈活，質量易控（2）聚合速度較快（3）樹脂干性較好、涂膜較硬缺點（1）酸值不易下降（2）樹脂干性較差、涂膜較軟（1）工藝較復雜，成本高（2）原料腐蝕性較大（3）脂肪酸易凝固，冬季投料困難第23頁,共99頁，2024年2月25日，星期天一、醇解法醇解法是醇酸樹脂合成的重要方法。由于油脂與多元酸（或酸酐）不能互溶，所以用油脂合成醇酸樹脂時要先將油脂醇解為不完全的脂肪酸甘油酯（或季戊四醇酯），不完全的脂肪酸甘油酯是一種混和物，其中含有單酯、雙酯和沒有反應的甘油及油脂，單酯含量是一個重要指標，影響醇酸樹脂的質量。其反應如下：第24頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第25頁,共99頁，2024年2月25日，星期天1．醇解醇解時要注意甘油用量、催化劑種類和用量及反應溫度，以提高反應速度和甘油一酸酯含量。此外，還要注意以下幾點：（1）用油要經堿漂、土漂精制，至少要經堿漂。（2）通入惰性氣體保護（CO2或N2）,也可加入抗氧劑，防止油脂氧化。（3）常用LiOH作催化劑，用量為油量的0.02％左右。（4）醇解反應是否進行到應有深度，須及時用醇容忍度法檢驗以確定其終點。用季戊四醇醇解時，由于其官能度大、溶點高，醇解溫度比甘油高，一般在230～250℃之間。干性油、不干性油及長油度時，溫度應稍高些。第26頁,共99頁，2024年2月25日，星期天2．聚酯化反應醇解完成后，即可進入聚酯化反應。將溫度降到180℃，分批加入苯酐，加入回流溶劑二甲苯，在180～220℃之間縮聚。二甲苯的加入量影響脫水速率，二甲苯用量提高，雖然可加大回流量，但同時也降低了反應溫度，因此回流二甲苯用量一般不超過8％，而且隨著反應進行，當出水速率降低時，要逐步放出一些二甲苯，以提高溫度，進一步促進反應進行。聚酯化易采取逐步升溫工藝，保持正常出水速率，應避免反應過于劇烈造成物料夾帶，影響單體配比和樹脂結構。另外，攪拌也應遵從先慢后快的原則，使聚合平穩、順利進行。保溫溫度及時間隨配方而定，而且與油品和油度有關。干性油及短油度時，溫度易低。半干性油、不干性油及長油度時，溫度應稍高些。第27頁,共99頁，2024年2月25日，星期天聚酯化反應應關注出水速率和出水量，并按規定時間取樣，測定酸值和黏度，達到規定后降溫、稀釋，經過過濾，制得漆料。下圖為為醇解法溶劑法生產醇酸樹脂的工藝流程簡圖。第28頁,共99頁，2024年2月25日，星期天二、脂肪酸法脂肪酸可以與苯酐、甘油互溶，因此脂肪酸法合成醇酸樹脂可以單鍋反應。同聚酯合成工藝、設備接近。脂肪酸法合成醇酸樹脂一般也采用溶劑法。反應釜為帶夾套的不銹鋼反應釜，裝有攪拌器、冷凝器、惰性氣體進口、加料、放料口、溫度計和取樣裝置。為實現油水分離，在橫置冷凝器下部配置一個油水分離器，經分離得二甲苯溢流回反應釜循環使用。第29頁,共99頁，2024年2月25日，星期天醇酸樹脂合成反應釜加熱方式醇酸樹脂是涂料工業中用量最大的合成樹脂之一，因此涂料生產廠一般都有醇酸樹脂生產設備。醇酸樹脂生產工藝包括醇解和酯化(脂肪酸法只有酯化)兩個過程，醇解溫度在240℃以上，酯化溫度為l80～230℃，因此選擇何種加熱方法是醇酸樹脂生產工藝設計中必須慎重考慮的問題之一。理想的加熱方法應滿足：安全、經濟、操作方便、加熱均勻、熱效率高、熱交換條件好，能滿足工藝要求的升溫和降溫速度，并能實現溫度的調節和控制。加熱方法還關系到生產周期長短、產品質量優劣、是否符合環境保護和國家能源政策，應因地制宜、綜合考慮。第30頁,共99頁，2024年2月25日，星期天1.加熱方法國內外生產醇酸樹脂的加熱方法不外乎兩類，一是直接加法，如爐灶法等，二是間接加熱法，即用熱能載體再加熱反應釜的方法，如各種電加熱法、導油加熱法等：1.1爐灶法爐灶法是將燃料燃燒的熱能直接加熱安裝在爐膛內的反應釜，所用燃料有煤、焦炭、柴油、煤氣及天然氣等。第31頁,共99頁，2024年2月25日，星期天1.2電加熱法電加熱法是將電能轉變為熱能的加熱方法，常見的有工頻電感加熱、遠紅外電阻加熱和電熱棒等。2.我國是發展中國家，現階段電力供需矛盾突出，同時又是石油進口大國，因此采用電加熱和燃燒輕柴油的加熱技術筆者認為是不可取的。而我國煤炭資源豐富，年開采量在15億t以上，又是煤和焦炭的出口大國，為此我們推薦以下兩種加熱方法。

(1)燃燒焦炭的活動爐灶加熱法。此法系明火加熱，只要將爐灶與反應釜之間設置防火墻隔離(即將反應釜裝在室內，爐灶安設于室外)，同時又可噴水進行冷卻降溫，投資少，又簡單易行，對一般涂料廠仍是優先選擇的方法之一。采用此法的廠家甚多，但有爆炸危險廠房的防爆應符合GB50016-2006第3.6節要求。第32頁,共99頁，2024年2月25日，星期天(2)燃燒煙煤的導熱油爐加熱法。對于大中型涂料廠及專業樹脂生產廠家，醇酸樹脂、聚酯樹脂產量大，具有多種規格的反應釜，推薦采用燃燒煤的導熱油爐具有加熱和冷卻系統的加熱流程。以利于反應各階段溫度的調控和提高產品質量。此法的優點前已敘述，對于導熱油的氧化部分結焦，可采用高效抗氧劑，以及導熱油的再生和清洗技術的進步是可以克服的。第33頁,共99頁，2024年2月25日，星期天醇酸樹脂合成實例一、短油度椰子油醇酸樹脂的合成（1）配方及核算：原料用量/kg分子量摩爾數/kmol精制椰子油127.8626620.19395%甘油79.31092.10.818苯酐148.01481.000油內甘油

0.193油內脂肪酸

3×0.193第34頁,共99頁，2024年2月25日，星期天油度＝127.862/（127.862＋79.310＋148.0－18）＝38％醇超量＝（3×0.818－2×1.000）/(2×1.000)＝0.227平均官能度＝2×(2×1+3×0.193)/（0.818+0.193+1+3×0.193）=1.992P0＝2/1.992＝1.004不易凝膠。第35頁,共99頁，2024年2月25日，星期天（2）合成工藝①將精制椰子油及甘油得60％加入反應釜，升溫，同時通CO2，120℃時加入黃丹，；②用2h升溫至220℃，保溫醇解至無水甲醇容忍度達到5（即在25℃，1ml醇解油中加入5ml無水甲醇體系仍透明。）。③降溫到180℃，加入剩余甘油，用20min加入苯酐；④停通CO2，從油水分離器加入單體總量6%的二甲苯；⑤在2h內升溫至195～200℃，保溫2h；⑥取樣測酸值、黏度。當酸值約8mgKOH/g（樹脂）、黏度（加氏管）達到10s，停止加熱，出料到兌稀罐，110℃加二甲苯，過濾，收于儲罐。第36頁,共99頁，2024年2月25日，星期天二、中油度豆油季戊四醇醇酸樹脂的合成（1）單體配方及核算：原料用量/kg分子量摩爾數/kmol豆油酸305.892851.073季戊四醇138.111361.016苯酐148.01481.000第37頁,共99頁，2024年2月25日，星期天脂肪酸油度＝305.886/（305.886＋138.114＋148.0－18－1.073×18）＝55％醇超量＝（4×1.016－2×1.000－1.073）/(2×1.000＋1.073)

＝0.322平均官能度＝2×(2×1+1.073)/（1.073+1.016+1+1.000）=1.990P0＝2/1.990＝1.005

不易凝膠。第38頁,共99頁，2024年2月25日，星期天（2）合成工藝①將豆油酸、季戊四醇、苯酐和回流二甲苯（單體總量的8％）全部加入反應釜，通入少量CO2，開慢速攪拌，用1h升溫至180℃；保溫1h；②用1h升溫至200～220℃，保溫2h，抽樣測酸值達10mgKOH/g、黏度（加氏管）達到10s為反應終點。如果達不到，繼續保溫，每30min抽樣復測；③達到終點后，停止加熱，冷卻后將樹脂送入已加入二甲苯（固體分55％）的兌稀罐中；④攪拌均勻（30min），80～90℃過濾，收于貯罐。第39頁,共99頁，2024年2月25日，星期天三、60％長油度苯甲酸季戊四醇醇酸樹脂的合成（1）單體配方及核算：原料用量/kg分子量摩爾數/kmol雙漂豆油253.718790.2886漂梓油28.198460.0333苯甲酸67.661220.6924季戊四醇94.161360.5546苯酐148.01481.0000豆油中甘油

0.2886豆油中脂肪酸

3×0.2886梓油中甘油

0.0333梓油中脂肪酸

3×0.03333回流二甲苯45.10

第40頁,共99頁，2024年2月25日，星期天油度＝（253.71＋28.19）/（253.71＋28.19＋67.66＋94.16＋148.0－18－0.5546×18）＝60％醇超量＝（4×0.6924－2×1.000－0.5546）/(2×1.000＋0.5546)

＝0.082平均官能度＝2×(2×1+0.5546+3×0.2886+3×0.0333)/（0.2886+0.0333+0.5546+3×0.0333+3×0.288+0.6924+1.000）＝1.990P0＝2/1.990＝1.005

不易凝膠。第41頁,共99頁，2024年2月25日，星期天（2）合成工藝①將雙漂豆油、漂梓油加入反應釜,開慢速攪拌，，升溫，同時通CO2，120℃時加入0.03％的LiOH；②升溫至220℃，逐步加入季戊四醇，再升溫至240℃醇解，保溫醇解至醇解物：95％乙醇(250C)＝1：3～5達到透明。③降溫到200－220℃，分批加入苯酐，加完后停通CO2；④加入單體總量5%的回流二甲苯；⑤在200～220℃保溫回流反應3h；⑥抽樣測酸值達10mgKOH/g、黏度（加氏管）達到10s為反應終點。如果達不到，繼續保溫，每30min抽樣復測；⑦酸值、黏度達標后即停止加熱，出料到兌稀罐，120℃加200號汽油兌稀，冷卻至50℃過濾，收于儲罐供配漆使用。第42頁,共99頁，2024年2月25日，星期天醇酸漆的制備及其涂裝

醇酸樹脂清漆及其助劑第43頁,共99頁，2024年2月25日，星期天醇酸清漆

1．特性和用途

季戊四醇醇酸樹脂型。室外一般木質和金屬表面涂飾或涂層罩光。

2．配制操作要點：混勻即成，過篩。第44頁,共99頁，2024年2月25日，星期天3．性能原漆顏色(鐵鈷)／號≤12干燥時間／h原漆透明性透明無機械雜質表干≤6不揮發物含量／％≥45實干≤15流出時間(6號杯)／s≥25耐水性(浸18h)無異常結皮性不結皮耐溶劑油性(120＃溶劑汽油4h)施工性刷涂無障礙無異常漆膜外觀無異常耐候性(廣州地區一年天然曝曬)／級≤2(失光)，2(裂紋)，0(生銹)酸值／(mgKOH／g)≤12；彎曲試驗／mm≤2。第45頁,共99頁，2024年2月25日，星期天通過以上，發現其組成為：1、醇酸樹脂長油度的醇酸樹脂耐候性好，容易涂刷，但干燥較慢；中油度醇酸樹脂干燥較快，但耐候性較差。2、催干劑（又稱干料）是可變價金屬的皂類溶液。其中金屬部分可為：鈷、錳、鉛、鋅、鈣系列；鈷、鋯、鈣系列；鈷、稀土系列或復合稀土類。每個系列中各種金屬皂所起的作用不一樣，要配合使用。第46頁,共99頁，2024年2月25日，星期天3、防結皮劑防止清漆在儲存過程中，由于罐內存有空氣而發生結皮現象。4、溶劑常用芳烴類和/或脂肪烴類溶劑，用來調節粘度、比重并有利于涂刷。第47頁,共99頁，2024年2月25日，星期天醇酸漆的制備及其涂裝

醇酸樹脂色漆第48頁,共99頁，2024年2月25日，星期天酵酸色漆生產工藝流程

色漆生產的工藝流程—般分為：配料—研磨一調漆一過濾包裝四道工序。國內外各生產企業，生產工藝程序也都大同小異。從生產場地工藝設計來看。分立體和平面布置兩種。采用立體生產工藝布置可以減輕勞動強度，便于工序管理、質量管理和環境污染治理。下圖色漆生產工藝流程：第49頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第50頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第一道工序——配料配料應掌握內容開啟齒輪泵，按產品工藝配方要求將漆料、溶劑經計量后打入配料罐中．開啟高速分散機攪勻，再逐漸加入經計量的顏料和體質顏料及需要進行研磨的那部分助劑，經過充分攪拌潤濕，制成主色漆漿，同時在只一配料罐中制得副色漆漿。送入下道工序。

第51頁,共99頁，2024年2月25日，星期天配料工序操作應掌握的操作程序要點配料工序也稱為預混合工序．它是色漆生產的關鍵崗位。色漆配方在生產中的付諸實現，其他后續工序的正常進行．色漆質量、性能實現工藝的要求．配料工序都在其間起著基礎的但有著決定性意義的作用。因此，要掌握好以下操作要點：第52頁,共99頁，2024年2月25日，星期天（1）配料前根據生產配方的要求，檢查配料罐內是否干凈、整潔，計量工具準確無誤，設備運轉正常。（2）原料及半成品符合配方要求和配料操作要求品種規格正確，加料數量準確。（3）投料操作順序：①首先將漆料加入到配料罐內，再加入配方中規定的溶劑，攪拌均勻，然后加入顏料（桶裝漆料應過篩后加入）；②加顏料時，先加輕質顏料、再加密度大的顏料，并嚴防將包裝袋、線繩等雜質掉入罐內，以免堵塞管線和影響分散質量；③認真填寫原始操作記錄；④對配好的漆漿，認真攪拌進行預分散，直至漆漿均勻無干粉為止，合格后將原始記錄單交下一道研磨工序。第53頁,共99頁，2024年2月25日，星期天配料工序操作應注意問題配料工序操作中應該注意的問題主要有以下五點：①投料前檢查物料外觀質量，如漆料是否清澈透明，溶劑是否含水發揮，顏料是否受潮結塊。發現問題及時處理完畢再投料。②生產不同的花色品種時，先將配料耀刷洗干凈。不同花色品種的漆漿混合會直接影響產品質量。③加漆料及溶劑時先行檢查有關開關閥門，避免混料誤投。④配鉻綠、華藍色漿時要攪拌均勻，及時分散。漆漿液面上不能有干粉，以免自燃起火。⑤配料工具分品種專用。必須混用時，一定要將工具刷洗干凈。稱量顏料零頭或投量小的顏料所用的鐵鍬、鏟、勺等工具，混用會造成涂料色相不正。第54頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第二道工序——研磨分散研磨分散應掌握內容

將攪拌均勻的主色漿經過濾缸送砂磨機進行分散，并在砂磨中間罐進行循環研磨直到細度合格后。再經漆漿計量槽送至調漆工序(參見圖6-3)。副色漆漿也要經過另一套裝置的研磨工序達到細度標準，輸入漆漿計量槽計量待用。第55頁,共99頁，2024年2月25日，星期天研磨工序應掌握的操作程序要點（1）接受上道工序的漆漿，驗收產品的型號、名稱、質量、顏色類別及預混合的質量，并與生產記錄單核準。（2）檢查砂磨機主軸及進漿齒輪泵是否正常。（3）打開配料預混合罐的出料閥門、開啟砂磨進漿閥門及夾套冷卻水閥門。（4）開動進漿齒輪泵以最低速度進漆至頂篩處見液面后停泵。用點動法啟動砂磨機待運轉正常后調整進漿速度，保持頂篩液面在合適位置。第56頁,共99頁，2024年2月25日，星期天（5）保持砂磨機正常運轉，將漆漿研磨分散，每研磨一道，測一次細度。嚴禁打循環磨漿，以免影響質量及降低分散效率。（6）當漆漿細度合格后，開啟輸漿齒輪泵匠漆漿打入計量槽交調漆工序，并將加料情況、漆漿細度及研磨時間如實填寫原始記錄。（7）關閉砂磨機。需要指出的是，我們著重以砂磨工藝為主介紹生產操作設備如球磨、三輥、單輥等工藝僅僅是設備的操作方法不同，其余內容基本相同。第57頁,共99頁，2024年2月25日，星期天研磨工序操作中應注意問題

（1）研磨時若稠度過高，可加適量溶劑稀釋，但用量應如實記錄(研磨副色漿時嚴禁加溶劑)．敞開式砂磨機的頂篩和貯漿罐應隨時刷洗干凈。（2）有需要換品種或顏色的生產任務時。應在安排作業計劃時就按由淺至深、由深至淺的原則做好生產順序的調整，花色品種之間轉換中應注意用漆料或稀料沖洗砂磨機，并把容器刷洗干凈。（3）關閉砂磨機時研磨筒內漆漿較稠，先向研磨筒內輸入適量溶劑．然后停機（以防漆漿過稠冷卻后粘度再度加大影響重新開磨。第58頁,共99頁，2024年2月25日，星期天（4）關閉進漿閥門及冷卻水閥門。冬季氣溫低時．將夾套冷水放光。（5）應把砂磨機頂篩刷洗干凈。操作砂磨機時還應注意以下幾點：（1）砂磨機嚴禁開空車．設備運轉時注意工作是否正常，有無松動及雜音，電流是否穩定；（2）定期清洗砂磨機并檢查分散盤是否需要更換，以免發生意外事故。第59頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第三道工序——調漆配色調漆配色應掌握知識調漆工序，也稱兌稀工序；是色漆生產技術性較強的崗位，涂料顏色、光澤、粘度、細度等性能指標都在此工序控制實現，漆漿組成也在本工序得以平衡調整，具體步驟如下：對照生產記錄單驗收研磨工序交來的漆漿，包括：名稱、規格、數量、顏色、細度、粘度等，符合質量要求后，再弄清加溶劑及使用沖磨漆料或研磨補漆料情況，填寫接漿記錄單。第60頁,共99頁，2024年2月25日，星期天按工藝配方要求，將漆漿量換算成應補加的漆料、催干劑、助劑等，經計量準確后加入調漆罐中攪拌均勻，再經調整顏色，即加入適量調色漿，攪拌均勻，待顏色確實調標準后，檢查粘度、細度，合格后交下道包裝工序。若生產復色漆時，則需在攪拌情況下緩緩加入副色漆（調色漿），將漆液調配至標準的顏色。第61頁,共99頁，2024年2月25日，星期天調漆工序應掌握的操作程序要點與注意事項加料調色時應注意：依據實際接漿數量及生產記錄單記載的加料數據計算調漆工序實際加料量、經校驗無誤后，將漆料和催干劑（或交聯劑）經計量后加入調漆罐中攪拌均勻。平衡配方時應注意：顏色合格后，依據實際加調色漿量與規定加調色漿的差值補加漆料、催干劑（或交聯劑）。測試調整時應注意：加料完畢．測試并調整粘度達到要求的范圍內，然后檢驗顏色、細度、光澤（半光、無光漆）等內容。檢驗合格后留樣并認真填寫記錄，移交過濾罐裝工序第62頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第四道工序——過濾、灌裝過濾、灌裝應掌握知識驗收調漆工序交來的成品，包括產品型號、名稱、顏色、數量和質量等，并對照生產記錄單復核。①按規定的規格備好色漆包裝捅，并印貼好商標和生產情況記錄，包括名稱、質量及批號等內容。②灌漆前開動調漆罐攪拌，將漆液攪勻，然后將過濾后的色漆，計量灌裝。③將灌裝好的成品運送入庫。④認真填寫生產記錄，包括：桶數、實際質量、入庫地點等⑤將容器刷洗干凈、過濾裝置沖洗干凈。保持好環境整潔。第63頁,共99頁，2024年2月25日，星期天工藝配方設計和研磨漆漿組成一、標準配方和工藝配方標準配方也稱基本配方或技術配方。它是指導色漆生產的基礎性的技術資料。通常是由涂料工作者依據用戶對漆液和涂膜性能的要求，經過實驗室研究，精心選擇原料，確定其適宜配比后所獲得的技術性成果的具體體現。表5—3—1是標準配方的一個具體實例。第64頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第65頁,共99頁，2024年2月25日，星期天標準配方一般包括以下9項內容：（1）產品型號(也可以用企業自己的產品代號)；（2）產品名稱(也可以是商品名稱)：（3）色卡名稱及編號；（4）原料名稱；（5）原料規格；第66頁,共99頁，2024年2月25日，星期天（6）規定的數量；（7）某原料在配方組成中所占的質量百分數（8）產品控制的技術指標；（9）必要的文字說明(規定研磨制漿方式或中間控制的特殊要求)。其核心內容是確定了色漆產品的組成及配比以及產品所能達到的技術水平第67頁,共99頁，2024年2月25日，星期天標準配方雖然決定了色漆產品的最終組成，但是卻不能直接用它配制研磨漆漿。這是由于以下兩個原因決定的。一是因為色漆生產中隨著生產規模和所采用的設備大小不同，總是要將實際操作批次的投料量在標準配方的基礎上擴大一定的倍數。第68頁,共99頁，2024年2月25日，星期天二是因為在色該生產中，欲在最短的時間內將顏料分散到要求細度，除了選用優質顏料和高效研磨設備等條件以外，還要考慮加工的方法。在同一臺研磨機上研磨顏料含量高的漆漿比研磨顏料含量低的漆漿的效率要高得多。這是因為在研磨漆漿中顏料含量較高(或曰富顏料組成)，那么在細度合格的漆漿中就可以補加較大量的其他組分(漆料、溶劑等)而得到數量較多的色漆產品。第69頁,共99頁，2024年2月25日，星期天因此，在色漆生產時通常是將全部顏料和部分漆料，部分溶劑和要求在研磨漆漿中加入的助劑(如分散劑、濕潤劑、防沉劑等)一起加入配料罐經過預混合和研磨分散而制得研磨漆漿，而在調漆階段再向合格的研磨漆漿中加入余下的漆料、溶劑和要求在調漆階段加入的助劑(如催干劑、防結皮劑、流平劑等)混合均勻后制得色漆產品。第70頁,共99頁，2024年2月25日，星期天二、研層漆漿的組成1．單顏料磨漿的重要性各種顏色的有機顏料、無機頗料和各種體質顏料的種類繁多，色漆配方中都可以選用。有時在一個配方中各種類型的顏料、填料同時存在。色漆生產工藝的要求是按照配方將這些顏(填)料均勻地分散在漆料中而形成穩定的分數體系。但是由于各種顏(填)料各有特性，有的易分散，有的難分散；有的很純凈(如合成顏料)，有的含雜質(如天然顏料)：如果將它們混合在一起進行研磨，勢必造成難分散的影響易分散的，含雜質的影響較純凈的。因此，色漆生產宜于采取單顏料磨漿的方式，以便保證質量，降低消耗，提高產量。第71頁,共99頁，2024年2月25日，星期天由上所述，不難看出采用單顏料磨漿法進行顏料的研磨分散，從分散效率的角度講應該是合理的。因此，我們在討論研磨漆漿組成時，皆是基于單顏料磨漿法進行討論的。但是，我們并不否定，在色漆生產實踐中，出于其他方面諸因素的考慮，除“單顏料磨漿法”以外，也有采取“多種顏料磨漿法”和“綜合顏料磨漿法”的。不過只要掌握了“單顏料磨漿法”研磨漆漿組成的確定方法，也能容易地計算出其他磨漿方式的研磨漆漿的組成。第72頁,共99頁，2024年2月25日，星期天2．研磨漆漿的組成

研磨分散的理論意義就在于使顏料的二次粒子有效地解聚，而在生產實踐中所體現出來的宏觀價值，就是消耗較少的時間和能源，制得較多的合格漆漿，而欲達此目的除了選用適用的研磨設備等因素外，以適合該設備特點的研磨漆漿進行研磨也是一個十分重要方面。第73頁,共99頁，2024年2月25日，星期天(1)解聚力及研磨設備分類

目前用于涂料生產的研磨設備．從其解聚力的類型分類，大致可分為以下三類，即抹研式分散，撞擊式分散——進一步又可分為錘擊式和彈子撞擊式，以及同時具備上述方式效應的混合型分散。圖5-3-5表示了這些研密分散力的示意。①撞擊式與抹研式研磨設備有三個明顯的區別：其一，撞擊式作用力的最佳方向是垂直于被分散物，而抹研式作用力的最佳方向是平行于被分散物；其二，撞擊式研磨機的研磨漆漿粘度必須小，而抹研式的研磨漆漿的粘度必須最大；其三，撞擊式研磨機要求最大速度，而抹研式分散機速度小。②對于指定的研磨設備，應加入適合其特點的研磨漆漿(指研磨漆漿中顏料，固體樹脂和溶劑量的合適配比)。才能獲得最佳的分散效果。③在沒有大的粘性阻力時，撞擊式設備最有效，而抹研式設備恰恰相反，必須用于高粘性阻力的條件，才能有效。在確定研磨漆漿組成的過程中，注意到了這些理論觀念，便能得到優良的顏料分散體系。第74頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第75頁,共99頁，2024年2月25日，星期天(2)顏料體積分數和漆漿粘度的關系

研磨漆料的顏料體積分數及漆料的粘度在很大程度上控制著研磨漆漿在高剪切速率下的粘度。式(5-3-5)給出了研磨漆漿中顏料體積分數、漆料粘度和研磨漆漿粘度的關系式；第76頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第77頁,共99頁，2024年2月25日，星期天終極顏料體積分數的意義是：堆積顏料的所有空隙正好為漆料(注意，這里所講的漆料是由固體樹脂溶于溶劑后形成的樹脂溶液)所充滿的那個體積分數。它與臨界顏料體積濃度UPVC不同點在于，后一種情況下，堆積顏料的所有空隙是為基料(系指不含溶劑的100％固體含量的樹脂)所充滿。而在終極顏料體積分數情況下，全部漆料正好填充該堆積顏料粒子的空隙，而無多余量，假設在研磨漆漿中使用的漆料是不含溶劑的100％樹脂時，U和UPVC的數值則是相同的。第78頁,共99頁，2024年2月25日，星期天對于不同的研磨設備，研磨漆漿組成也不同。通常抹研式設備，如三輥機，要求高粘度。一般加入高粘度（實際上是高固體分）的漆料及高顏料體積分數的顏料組成研磨漆漿。而高速分散機則以低粘度（實際上為低固體含量）的漆料及高顏料體積分數的顏料組成研磨漆漿。反之，對于撞擊式或混合式研磨設備（如砂磨機、球磨機等），研磨漆漿的組成應以低粘度(實際上為低固體含量)的漆料及低顏料體積分數的顏料組成研磨漆漿。第79頁,共99頁，2024年2月25日，星期天(3)高速分散機的研磨漆漿組成

高速分散機用于顏料分散時、其運動中的研磨漆漿應呈層流狀。其研磨漆漿應是相當粘稠的(但仍是可以流動的)，其理想的流體狀態是稍呈膨脹型流動。這種高粘稠度漆漿的配制可以采取高粘度漆料也可以采取高顏料含量，或綜合上述兩種方式。從經濟和研磨效率兩方面考慮，認為采取較低固體含量的中等粘度漆料和高顏料含量的方式是適宜的。這是因為：第80頁,共99頁，2024年2月25日，星期天①高顏料含量的漆漿，可使研磨分散設備，單位時間和單位體積內處理的顏料量較大，以合格的漆漿可以調制出相對數量較多的色漆產品，所以研磨分散效率高；②高顏料含量的漆漿由于顏料粒子堆積緊密，容易導致研磨漆漿趨于膨脹型流功————產生對于高速分散機適宜的漆漿流變狀態；③中等粘度的漆料滲入顏料附聚體，聚集體間隙的速度鉸快，利于漆料對顏料的濕潤；第81頁,共99頁，2024年2月25日，星期天④之所以采用較低含量中等粘度的漆料是基于研磨漆漿穩定性的考慮。因為單純從濕潤的觀點來看，幾乎全由溶劑組成的漆料才盡理想。這樣，液體粘度極低，表面張力又小，能很快地滲入顏料孔隙并極快地在暴露的顏料表面展開，達到濕潤的目的。但是這種含揮發性溶劑比例過高的液體漆料，使得顏料的分散成為短暫的現象，我們要求得到的相對穩定的顏料分散體系，應當是基料（即100％不揮發分的固體樹脂）而不是溶劑優先濕潤顏料的表面。為了得到持久的研磨料分散休，就必須加入足夠量的基料，使顏料周圍有一個連續的永久性的包覆層，這樣就可以保證顏料粒子的穩定性。因為在決定漆料粘度時，總是在基于穩定性前提下考慮濕潤效果，因此，要選擇中等粘度的稍低固體含量(而不是越低越好)的漆料來組成研磨漆漿。這一基本原則在其他撞擊式或混合式研磨設備(如砂磨機和球磨機)研磨漆漿的設計時也始終貫徹如一。第82頁,共99頁，2024年2月25日，星期天實驗證明，漆料中樹脂的固體含量至少應為15％，加之考慮在制漆階段加入的調漆用漆料和研磨漆漿的含量不宜相差過大，以利于保持漆漿分散狀態的穩定，建議采納的漆料固體含量在20％～35％范圍內。在此漆料中添加足夠的顏(填)料，制得的高粘稠度研磨漆漿．在剪切速率為400S-1時，粘度值約為30Pa·s即為合適。第83頁,共99頁，2024年2月25日，星期天(4)砂磨機的研磨漆漿組成砂磨機的研磨漆漿組成，同樣也適用于臥式球磨機。“砂磨機研磨漆漿組成實用配方區域圖“簡稱三角坐標圖，不失為一種簡捷而實用的方法。下表是過三角坐標圖中各區域的中點．依照一定程序求出的各種顏料砂磨機研磨漆漿的配方組成。第84頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第85頁,共99頁，2024年2月25日，星期天色漿制備用設備第86頁,共99頁，2024年2月25日，星期天分散葉輪是高速分散機的關鍵性部件。下圖為常見鋸齒型葉輪，在葉輪的邊緣上交替彎出齒型，傾斜角為沿切線方向成20°～40°，每個齒的立緣面可產生強沖擊作用。齒外緣面推動物體向外流動，形成循環與剪切力。實際上，齒附近的物料一部分向內減速滑過齒內緣面，這就強化了剪切作用，漆料循環到齒附近，不斷受到加速和減速．在強度剪切下被分散，孔可以形成氣蝕以增加大顏料粒子的磨損作用，從軸到葉輪也應為連續面，否則會降低分散效率。第87頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第88頁,共99頁，2024年2月25日，星期天葉輪轉速一般推薦為25m/s以上，分散膨脹型漆料可低至15m/s。物體能否循環對良好分散作用極為重要。即使具有相同的線速度。小葉輪也比大葉輪效果差，原因是循環作用不完全，外部物料不能循環到分散區域，加大葉輪直徑或改變葉輪型式，可改善物料循環狀態。葉輪直徑與罐體直徑和裝料深度之間關系如下圖所示，一般配料預混合時取下限，調