1引言

　　粉末涂料作為高效、節(jié)能、省資源和環(huán)保型的涂料品種，得到世界各國的重視，特別是得到我國的重視。

　　雖然我國的粉末涂料工業(yè)起步較晚，但是由于得到國家和全民的重視，改革開放30年來發(fā)展很快，現(xiàn)在已經(jīng)成為世界粉末涂料生產(chǎn)第一大國，占世界粉末涂料總產(chǎn)量的一半。

　　據(jù)有關(guān)資料顯示：2008年的產(chǎn)量為72萬t，預(yù)估2009年的產(chǎn)量比2008年增長15%達到80萬t以上。

　　粉末涂料工業(yè)的發(fā)展也促進了相應(yīng)的環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、固化劑、助劑等配套原材料工業(yè)的發(fā)展，同時也促進了配套的粉末涂料制造設(shè)備工業(yè)的發(fā)展。

　　現(xiàn)在包括外資企業(yè)在內(nèi)絕大部分企業(yè)都使用國產(chǎn)粉末涂料制造設(shè)備，不僅大中小型生產(chǎn)設(shè)備和實驗室用設(shè)備都可以制造，產(chǎn)品質(zhì)量也得到了很大的提高，每年有相當數(shù)量的成套設(shè)備出口到世界各國。

　　粉末涂料的產(chǎn)品質(zhì)量，不僅取決于原材料的質(zhì)量，還取決于粉末涂料制造設(shè)備和工藝條件的控制。眾所周知，粉末涂料的制造設(shè)備主要由高速混合機、擠出機、冷卻輥、冷卻帶、破碎機、空氣分級磨、旋風分離器及過篩機等組成。

　　從生產(chǎn)工藝考慮包括：原材料稱量和高速混合機預(yù)混料工序；擠出機熔融擠出混合、冷卻輥和冷卻帶冷卻及破碎機破碎工序；空氣分級磨細粉碎和旋風分離器分級及過篩機分離工序；產(chǎn)品包裝工序等。

　　關(guān)于粉末涂料的制造設(shè)備、生產(chǎn)工藝方面的問題有很多文章報道[1-2]，下面根據(jù)多年的生產(chǎn)經(jīng)驗，具體談粉末涂料生產(chǎn)設(shè)備和工藝控制中應(yīng)該注意的有關(guān)問題。

　　2稱量和預(yù)混合

　　稱量是粉末涂料制造中最關(guān)鍵的工序之一，稱量用具感量的選擇和稱量過程的準確性是決定配方的準確性和粉末涂料產(chǎn)品品質(zhì)的重要因素。

　　因此必須根據(jù)配方中物料的質(zhì)量多少，選擇合適感量的量具進行稱量，最好使用稱量方便的電子秤，有條件的情況下，在稱量過程中應(yīng)進行復(fù)核。

　　為了在稱量和投料中的方便，對量大的樹脂、鈦白粉、硫酸鋇等原料，經(jīng)對物料的整包裝質(zhì)量復(fù)核后，能夠整包裝投料的就整包裝投料，其余的零頭進行具體稱量。

　　稱量好的物料進行預(yù)混合，在預(yù)混合中使用的設(shè)備一般是高速混合機和自動混合機。高速混合機的優(yōu)點是設(shè)備簡單，價格低廉，使用也方便；缺點是設(shè)備固定在一個地方不能隨意移動，料罐底部清掃不方便，換色時也稍微麻煩。

　　自動混合機的優(yōu)點是設(shè)備自動化程度高，清掃和換色比高速混合機方便，設(shè)備可以移動，可以供多臺擠出設(shè)備使用；缺點是設(shè)備大移動不方便，價格高，一次投資大。

　　在使用預(yù)混合設(shè)備時，應(yīng)注意如下問題：

　?、耪J真檢查設(shè)備，尤其是電機轉(zhuǎn)動軸等部位的密封情況，及時排除密封和連接部位物料的堵塞或黏結(jié)等問題。

　　⑵認真清掃設(shè)備，防止對新物料的干擾和污染。

　?、歉鶕?jù)物料情況，選定好破碎時間和混料時間。

　?、葹榱耸刮锪匣旌暇鶆?，對環(huán)氧和聚酯樹脂等顆粒大的物料進行預(yù)粉碎。

　　⑸對于同一配方，每次投料的物料順序應(yīng)保持一致，混料時間也固定不變，在配方中量少的顏料和助劑等物料避免放在攪拌軸芯部位，盡量放在料罐的邊緣部位使物料在攪拌分散時分散得更均勻。

　?、蕿榱耸刮锪匣旌暇鶆颍瓌t上投料量不要超過混料罐容量的80%。

　　⑺從安全和衛(wèi)生考慮，混料罐上面應(yīng)安裝排風設(shè)備，在配料和混料時及時排除產(chǎn)生的粉塵。

　　3熔融擠出混合和冷卻破碎

　　為了使粉末涂料配方中的各種成分分散均勻，并使每個粉末涂料粒子中的組成成分完全一樣，預(yù)混合的物料需再用擠出機進行熔融擠出混合，使配方中的物料更好地分散均勻。

　　因為用這種工藝處理可以保證粉末涂料粒子中的成分一致，從而保證粉末涂料靜電噴涂時的帶電性能和涂膜性能的穩(wěn)定，所以熔融擠出混合工序是保證粉末涂料內(nèi)在質(zhì)量的最重要工序。

　　為了防止物料繼續(xù)進行化學(xué)反應(yīng)影響粉末涂料質(zhì)量，并把熔融擠出的物料冷卻和細粉碎，一般使用冷卻輥和冷卻帶進行冷卻至室溫；同時用破碎機破碎成可以進行細粉碎的1mm×5mm×5mm左右的漆片。

　　熔融擠出機目前國內(nèi)主要使用的是雙螺桿擠出機和往復(fù)式單螺桿擠出機，其中雙螺桿擠出機使用得更普遍。

　　從擠出機的熔融混合效果、設(shè)備的清洗容易程度、物料的溫度控制等性能方面比較，往復(fù)式單螺桿擠出機的性能優(yōu)于雙螺桿擠出機。

　　但設(shè)備的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，維修和更換螺筒和螺桿配件比雙螺桿擠出機麻煩、加工物料的要求高（例如不能進入金屬異物）和設(shè)備的價格比較貴等是往復(fù)式單螺桿擠出機的缺點，因此需根據(jù)生產(chǎn)的粉末涂料品種的要求選擇性價比合適的擠出機的類型。

　　隨著我國粉末涂料制造設(shè)備的技術(shù)進步，設(shè)備的品種增多，產(chǎn)品質(zhì)量也有很大提高，單從擠出機來說加工精度和生產(chǎn)效率比以前提高很多，因此粉末涂料的分散效果得到改進，同樣螺桿直徑下生產(chǎn)量提高很多。

　　然而由于螺桿之間的間隙減少和螺桿轉(zhuǎn)速的提高，使物料的擠出溫度明顯提升，由原來的120℃提高到現(xiàn)在的140℃左右。

　　因此對擠出機的溫度控制提出更高的要求，同時對擠出物料的冷卻也提出更高的要求。

　　從雙螺桿擠出機來說，一般螺桿的送料段和熔融段之間的固體至熔體的過渡段的磨損最大，需要考慮這一部分的螺桿材料選擇耐磨性好的材質(zhì)，并采用容易更換的模塊結(jié)構(gòu)是非常必要的。

　　這樣可以延長設(shè)備的使用壽命和保證設(shè)備使用的穩(wěn)定性。雖然單螺桿擠出機的冷卻是可以通過螺桿內(nèi)部通水來控制，但是雙螺桿擠出機的螺桿內(nèi)部冷卻技術(shù)的難度是很大的。

　　曾有單位試驗過雙螺桿內(nèi)部通水冷卻的方法，然而螺桿的密封的穩(wěn)定性等問題沒有得到滿意的解決。因此雙螺桿擠出機的螺桿冷卻技術(shù)還沒有得到滿意的解決，這是控制擠出機擠出物料溫度的關(guān)鍵問題。

　　另外，由于擠出機轉(zhuǎn)速的提高使擠出機的生產(chǎn)量得到提高，然而變速箱的噪聲變大，噪聲加大的影響問題也需要解決。

　　如上所述的擠出機擠出物料的溫度升高和控制擠出物料溫度難是出現(xiàn)的新問題。在擠出機的加料漏斗上，為了防止物料架空，最好安裝振動或脈沖裝置來防止物料斷流，保持加料速率的穩(wěn)定性也是必要的。

　　在使用擠出機時應(yīng)注意下列問題：

　?、鸥鶕?jù)粉末涂料品種，選擇好擠出機送料段、熔融段和均化段的控制溫度。

　?、崎_始生產(chǎn)時，用配方中的物料或樹脂清洗擠出機；為了防止涂膜產(chǎn)生質(zhì)點（顆粒），經(jīng)一段時間使用（或生產(chǎn)一定量）以后定期用聚氯乙烯、聚乙烯、稻谷、玉米等物料清洗擠出機，清除附著在螺桿和螺筒上的膠化物，特別是對生產(chǎn)涂膜外觀要求高的品種時更要注意這個問題。

　?、歉鶕?jù)設(shè)備的生產(chǎn)能力，調(diào)節(jié)好擠出機主電機的轉(zhuǎn)速和加料器的加料速度。

　?、葟奈锪系幕瘜W(xué)穩(wěn)定性考慮，擠出機的內(nèi)部物料溫度在足以使物料熔融混合均勻的條件下，盡量在低溫下進行熔融混合，特別是低溫固化粉末涂料品種，使擠出物料溫度保持在較低的溫度，避免物料在擠出過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而影響粉末涂料的質(zhì)量。

　?、稍跀D出機停機時，必須用配方中的樹脂推出螺筒里含有固化劑的物料，防止物料在螺筒中固化而影響設(shè)備的使用；而且重新開機時，必須用生產(chǎn)配方中的物料擠出螺筒中的樹脂物料，而且這些樹脂物料須單獨放置，清機時使用或作為廢料處理，防止這些物料進入正常生產(chǎn)產(chǎn)品中，干擾產(chǎn)品涂膜外觀等質(zhì)量。

　?、试谑褂脭D出機時，定期除去擠出機出料口的附著物并與正常產(chǎn)品分離開。因為這種附著物中的膠化物多，如果帶進細粉碎工藝，容易造成涂膜的質(zhì)點（顆粒），因此把這些物料與副產(chǎn)品單獨處理。

　?、嗽谂R時停電時，一方面加大冷卻水使擠出機中的物料迅速冷卻，另一方面加少量樹脂用手工搖動棒搖電機推出部分物料，防止物料固化在擠出機螺筒內(nèi)。

　　為了使擠出的物料迅速冷卻和防止繼續(xù)進行化學(xué)反應(yīng)，一般先用冷卻輥壓成1mm左右厚度的漆片并進行冷卻，再用冷卻帶冷卻至室溫，然后用齒輪破碎機破碎至可以進行細粉碎的物料。

　　冷卻輥一般是用輥筒內(nèi)部通冷卻水的方法進行冷卻，根據(jù)水溫情況夏季可以使用冷凍水或冷卻塔處理的涼水。

　　冷卻帶的冷卻方法很多，其中有水冷卻、風冷卻、風水結(jié)合冷卻等；冷卻帶有鋼帶、履帶、網(wǎng)帶等形狀；冷卻帶的結(jié)構(gòu)有封閉式、敞開式等，其各有各的特點，根據(jù)用戶的要求和環(huán)境條件選擇合適的冷卻設(shè)備和冷卻方式。

　　在選擇和使用冷卻設(shè)備時應(yīng)注意如下問題：

　　⑴擠出機的生產(chǎn)能力與冷卻設(shè)備的生產(chǎn)能力要相匹配，特別是夏季高溫季節(jié)冷卻設(shè)備的生產(chǎn)能力要滿足擠出機生產(chǎn)能力的要求。

　?、评鋮s輥的直徑、長度，冷卻帶的寬度、長度等設(shè)備參數(shù)要完全滿足擠出物料冷卻至破碎時所需要的溫度，特別是夏季高溫季節(jié)生產(chǎn)量和生產(chǎn)溫度的要求。

　?、歉鶕?jù)產(chǎn)品涂膜外觀質(zhì)量的要求，選擇封閉式或敞開式的冷卻設(shè)備。對涂膜外觀要求比較高的家用電器用粉末涂料的生產(chǎn)，最好選擇封閉式冷卻系統(tǒng)，這有利于防止環(huán)境中的粉塵等污染物對粉末涂料質(zhì)量的影響，特別是對涂膜外觀清潔度和質(zhì)點（顆粒）等的影響。

　?、葟姆勰┩苛袭a(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性考慮，一般破碎物料的溫度不要超過35℃，最好是33℃以下，特別是夏季生產(chǎn)時環(huán)境溫度較高，注意破碎物料的溫度不要太高，防止粉末涂料產(chǎn)品溫度過高而影響粉末涂料的貯存穩(wěn)定性。

　?、蓮募毞鬯榈男士紤]，破碎漆片的厚度和大小不要太大。

　?、蕯D出物在冷卻后移動和在破碎摩擦過程中容易產(chǎn)生靜電，為了防止設(shè)備帶靜電，所有設(shè)備都要接地，特別是裝漆片的移動料槽也要做好接地，防止靜電對人體的刺激而造成意外傷害。

　　4細粉碎和分級過篩

　　經(jīng)熔融擠出混合后破碎的物料，為了達到靜電粉末涂裝要求的粉末涂料粒度分布，還需要用空氣分級磨（俗稱ACM磨）進行細粉碎，然后用旋風分離器分離除去超細粉末涂料，再用過篩設(shè)備除去過粗粉末涂料，得到適用于粉末涂料靜電涂裝的產(chǎn)品。

　　細粉碎工藝是保證粉末涂料粒度分布和靜電粉末涂裝效果的重要環(huán)節(jié)。在這個工藝中，空氣分級磨的性能是決定粉末涂料粒度分布的關(guān)鍵設(shè)備。

　　如果設(shè)備的性能好，粉末涂料的粒度分布適用于靜電粉末涂裝的要求，粗粉和超細粉含量少，產(chǎn)品的收率很高，達到96%以上。

　　在空氣分級磨中，粉碎的物料通過副磨進行分級，達到設(shè)定粒度要求的粉末進入旋風分離器進行分離，未達到要求的粗粉仍留在空氣分級磨中進行再粉碎。

　　進入旋風分離器的粉末，分離出的超細粉末送至布袋過濾器進行回收，粗粉輸送至篩粉機進行分離；通過篩粉機篩網(wǎng)的是產(chǎn)品，未過篩網(wǎng)的過粗粉是副產(chǎn)品。在整個細粉碎和過篩過程中，引風機起到輸送物料的作用。

　　在使用空氣分級磨時應(yīng)注意如下問題：

　?、趴諝夥旨壞サ纳a(chǎn)能力應(yīng)與擠出機的生產(chǎn)能力配套，特別是還要考慮到空氣分級磨生產(chǎn)能力受氣溫的影響，在夏季生產(chǎn)能力下降的實際問題。

　?、瓶諝夥旨壞サ纳a(chǎn)能力還要跟篩粉機的生產(chǎn)能力相配套。

　?、强諝夥旨壞シ鬯榈姆勰┩苛狭６确植紳M足靜電粉末涂裝要求，通過空氣分級磨的主磨電機速度、副磨電機速度、加料電機速度的調(diào)節(jié)來控制粉末涂料的粒度分布，還通過旋風分離器的分離效果、引風機的風門大小等參數(shù)來控制超細粉的含量，一般超細粉的含量應(yīng)不超過2%。

　?、纫驗闅鉁赜绊懛勰┩苛系姆鬯樾Ч?，特別是夏季和冬季的粒度分布差別較大，具體表現(xiàn)在生產(chǎn)量上，為了保證粉末涂料的粒度分布穩(wěn)定，在不同季節(jié)測定粒度分布，并及時調(diào)整粉末涂料的粒度分布相接近，使粉末靜電涂裝效果不發(fā)生較大的變化。

　?、稍谙募拒囬g環(huán)境溫度較高，影響破碎漆片的細粉碎效果，最好在空氣分級磨的進風口安裝冷風機，降低粉碎物料和粉碎設(shè)備的溫度，保證粉碎產(chǎn)品的溫度低于35℃，防止粉末涂料結(jié)塊，保證粉末涂料的松散性和貯存穩(wěn)定性。如果有條件，生產(chǎn)車間使用中央空調(diào)更好。

　　⑹對于粉末涂料成品中添加助劑如松散劑等時，過去一般采用從空氣分級磨的進風口添加，這種方法有利于助劑的分散均勻，但是容易使助劑抽吸到布袋過濾器中，助劑的損失嚴重；

　　近來采用在旋轉(zhuǎn)閥下面往篩粉機里添加的方法，這樣不僅可以做到助劑沒有損失，還可以做到助劑的分散均勻，根據(jù)用戶的設(shè)備情況和助劑品種選擇合適的生產(chǎn)工藝。

　?、朔乐乖O(shè)備產(chǎn)生靜電，做好設(shè)備接地。

　?、虖沫h(huán)境保護和安全考慮，存放產(chǎn)品的附近安裝排風裝置，防止粉塵污染和粉塵爆炸等危害。

　?、蜑榱颂岣呱a(chǎn)速度和生產(chǎn)效率，破碎漆片的料槽的底部和空氣分級磨的進料口直接用管道連接，可以避免物料的搬運，利用料槽底部的送料機和引風機的吸引力把破碎物料吸進空氣分級磨進行粉碎。

　　在使用篩粉機和布袋過濾器時應(yīng)注意如下問題：

　　⑴篩粉機的篩網(wǎng)目數(shù)，根據(jù)粉末涂料涂裝工藝要求和涂膜厚度要求或者粉末涂料粒度分布要求進行選擇，對于要求薄涂層的要選擇目數(shù)高的，要求厚涂層的選擇目數(shù)低的篩網(wǎng)。

　?、票仨毥?jīng)常檢查篩網(wǎng)的破損情況，不要等到篩網(wǎng)破損以后再更換，最好根據(jù)篩網(wǎng)磨損情況的生產(chǎn)經(jīng)驗，每次篩網(wǎng)生產(chǎn)量達到一定程度后及時更換，避免中途篩網(wǎng)破損而影響產(chǎn)品質(zhì)量。

　?、菫榱朔乐巩a(chǎn)品中的超細粉末過多，及時檢查布袋過濾器的過濾效果，必要時對布袋進行清洗或更換新的布袋。為了容易清掃和回收使用超細粉末，在生產(chǎn)品種單一、產(chǎn)量又大的粉末涂料時，盡量使用布袋容易清掃和更換布袋的設(shè)備。

　　⑷在過篩后留下的粗粉中，因為容易引起涂膜質(zhì)點（顆粒）的成分多，如果集中粉碎會影響粉末涂料的產(chǎn)品質(zhì)量，所以根據(jù)產(chǎn)品涂膜外觀的要求，對于產(chǎn)品質(zhì)量要求高的把粗粉作為副產(chǎn)品處理，要求不高的每次少量分多次分散加到細粉碎物料中粉碎處理。

　　5產(chǎn)品包裝

　　為了防止粉末涂料吸潮和包裝的牢固，最好采用雙層塑料袋包裝，從粉末涂料的貯存穩(wěn)定性考慮，最好在粉末涂料物料溫度低于35℃以下時進行包裝。在大批量生產(chǎn)中，最好進行自動或半自動包裝以減輕勞動強度，提高生產(chǎn)效率。

　　6結(jié)語

　　粉末涂料制造設(shè)備和工藝的控制與粉末涂料用原材料質(zhì)量一樣，同樣是決定粉末涂料產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。

　　特別是選擇好粉末涂料制造配套設(shè)備以后，要控制好各個工序設(shè)備的工藝參數(shù)，重視關(guān)鍵設(shè)備例如高速混合機、擠出機、冷卻帶、破碎機、空氣分級磨、篩粉機等在使用中的注意事項是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。

更新日期：2020-04-27

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