年产600万吨苯丙乳胶漆生产车间设计

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

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。

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,