Hogyan készül a festék: lépésről lépésre a festékgyártási folyamathoz

Egy ningbói festéküzem vezetője megnyitotta az előző heti gyártási naplót, és ismerős problémát talált: a 2417-es és a 2418-as tétel ugyanazt a formulát, ugyanazokat a pigmenttételeket és ugyanazokat a folyamatadatokat használta, de a 2418-as tételből származó levonás alacsonyabb színerősséget és durvább őrlést mutatott. A probléma nem az összetevőkkel volt. Ez volt az a mód, ahogyan a szétszórt és a leeresztő lépéseket végrehajtották.

A festékgyártás a diszperzió, a keverés, a tesztelés és a töltés ellenőrzött sorozata. Stabil, konzisztens bevonat érhető el, ha minden lépést a megfelelő berendezésekkel és folyamatparaméterekkel hajtanak végre. Ez a cikk elmagyarázza, hogyan gyártják a festéket egy tipikus kereskedelmi üzemben, mely folyamatszakaszok számítanak leginkább, és melyik keverő- és tárolóberendezés működik a legjobban az egyes pontokon.

A festékgyártás áttekintése: négy ellenőrzött szakasz

Függetlenül attól, hogy egy üzem építészeti festékeket, ipari alapozókat vagy autóbevonatokat gyárt, a gyártási sorrend ugyanazt a struktúrát követi. Az alábbi négy szakasz gyakorlatilag minden festékgyártási folyamatban megjelenik.

A fenti táblázat összefoglalja a teljes áramlást. A következő szakaszok gyakorlati szempontból ismertetik az egyes szakaszokat, különös figyelmet fordítva a berendezéssel kapcsolatos döntésekre, amelyek befolyásolják a tételek közötti konzisztenciát.

1. szakasz: Pigment diszperzió

A pigmentek finom por formájában érkeznek a festékgyárba, de az elsődleges részecskék természetesen agglomerátumokká csoportosulnak. Szállított állapotban ezek a klaszterek általában mérnek 50-100 mikron vagy több . A kész festékben a pigmentrészecskéket általában a 15-30 mikronos tartomány , és néha finomabb is a magasfényű felületekhez.

A diszperzió az a mechanikai folyamat, amely szétbontja ezeket az agglomerátumokat. Három dolog történik egyszerre: a pigment felületének megnedvesítése a kötőanyag-oldattal, nyíróerő alkalmazása a klaszterek szétválasztására, és az elválasztott részecskék stabilizálása, hogy ne agglomerálódjanak újra a folyamat hátralévő részében.

Ipari nagy nyírású keverő pigment diszperzióhoz Ez a keverő nagy nyomatékú motort és speciális diszperziós tárcsát használ a pigment agglomerátumok feltörésére, egyenletes színt és sima felületet biztosítva a nagy szilárdanyag-tartalmú festék- és bevonatolási alkalmazásoknál. Termék megtekintése →

Az ehhez a lépéshez szükséges mechanikai energiát egy rotor-állórész keverő biztosítja. A forgórész nagy sebességgel forog egy álló állórész belsejében, ami nagyjából a csúcssebességeket generálja 20-50 m/s . A szuszpenziót beszívják az állórészbe, és nagy sebességgel kilökik, hidraulikus nyíró- és ütközési erőket hozva létre, amelyek az agglomerátumokat egyedi pigmentszemcsékre hasítják.

Az egyszerű lapátos keverőgépekről a célra épített diszperziós berendezésekre korszerűsítő festéküzemek esetében a pigment- és festékőrléshez egy speciális ipari, nagy nyírású keverővel órákról percekre lerövidíthető a diszpergálási idő, miközben láthatóan egyenletesebb malomalapot eredményez.

Tipikus diszperziós paraméterek egy kereskedelmi festéktételhez

• A rotorcsúcs sebessége: 20-50 m/s, a pigment keménységétől és a kötőanyag-rendszertől függően
• Tételhőmérséklet: tartsa 50-60°C alatt az oldószer elpárolgása és a gyanta lebomlásának korlátozása érdekében
• Diszperziós idő: tételenként 30-90 perc, Hegman-mérővel igazolva
• Finomsági cél: Hegman skála 6-7, ami nagyjából 15-25 mikronnak felel meg a legtöbb ipari festéknél

2. szakasz: Leengedés és keverés

Miután a pigment teljesen szétoszlott, a koncentrált malombázist egy keverőtartályba visszük át. Ide adják hozzá a többi képletkomponenst: gyantaoldatok, oldószerek, habzásgátlók, nedvesítőszerek, biocidek és tixotróp sűrítőszerek. Ezt a szakaszt leengedésnek nevezik, és ez határozza meg a festék végső viszkozitását, folyási viselkedését és felhordási tulajdonságait.

Az összetevők hozzáadásának sorrendje számít. Ha a gyantát túl gyorsan öntik be, a helyi csapadék kis géleket vagy foltokat képezhet, amelyeket nehéz újra eloszlatni. Egy tipikus leállási sorrend így néz ki:

1. Indítsa el a keverőt alacsony fordulatszámon, és töltse be a malom alapot a keverőtartályba.
2. A gyantát és a lágyítószert egyenletes áramlásban adjuk hozzá, ne egyetlen öntéssel.
3. Lassan adagolja be az oldószereket, miközben figyeli az adag hőmérsékletét, hogy elkerülje a felforrást.
4. Keverje hozzá az adalékokat, habzásgátlókkal a ciklus elején és sűrítőkkel a végén.
5. A mintavétel előtt egy rövid homogenizálási lépéssel fejezze be, hogy stabilizálja a diszperziót.

A vízbázisú festékek különösen igényesek a leengedés során. Ezek emulziók, ami azt jelenti, hogy a túlzott nyírás eltörheti a cseppeket és destabilizálhatja az egész tételt. A stabil kémiai emulziókhoz készült SS316L homogenizáló tartály ebben a szakaszban szabályozott nyírást biztosít a festékgyártó számára, elegendő rugalmassággal az alacsony viszkozitású és a magas szilárdanyag-tartalmú készítmények kezelésére is.

SS316L homogenizáló tartály reaktív emulziókhoz A korrózióálló, 316 literes rozsdamentes acélból és egy nagy teljesítményű homogenizátorból készült tartály megakadályozza a fémek szennyeződését, és megfelel az igényes kémiai keveréseknek, polimer módosításoknak és nagy tisztaságú feldolgozásnak. Termék megtekintése →

A keverőtartály kialakítása éppúgy számít, mint a keverési sebesség. A különböző keverőgeometriák nagyon eltérő áramlási mintákat hoznak létre, és a megfelelő konfiguráció megakadályozza a holt zónák kialakulását, ahol a keveretlen anyag összegyűlik a tartály aljának közelében. A keverőtartályok működésének gyakorlati áttekintéséért és a különböző folyamatokhoz megfelelő konfigurációkért tekintse meg cikkünket mi az a keverőtartály .

3. szakasz: Minőségvizsgálat

Mielőtt a festéket a töltősorra küldené, minden gyártási tételnek át kell mennie egy kis folyamatellenőrzési teszten. Ezek a vizsgálatok nem igényelnek teljes analitikai laboratóriumot; úgy tervezték, hogy néhány perc alatt elkapják a leggyakoribb tételhibákat.

• Az őrlés finomsága: Hegman-mérővel mérve. Az ipari festékek célértéke jellemzően 6-7, ami nagyjából 15-25 mikronnak felel meg.
• Viszkozitás: Brookfield rotációs viszkoziméterrel mérve. A folyékony festékek 25°C-on általában 1-30 poise (100-3000 mPa·s) között mozognak.
• Sűrűség: megerősíti, hogy a pigment és a kötőanyag aránya a specifikáción belül van.
• Szín erőssége: a lehívást összehasonlítják az előző elfogadott tétel jóváhagyott referenciamintájával.
• Száradási idő: egy gyors filmlehúzás ellenőrzése megerősíti, hogy a térhálósodási profil nem mozdult el.

Ha egy tétel e tesztek bármelyikén sikertelen, a szokásos korrekciós intézkedés az, hogy vissza kell vinni a leeresztő tartályba a viszkozitás beállításához vagy egy további diszperziós lépéshez. Az őrlési finomságú festéket nem lehet egyszerűen kiszűrni; a részecskék szűrés után újra megjelennek, így a helyes válasz egy újabb áthaladás a nagy nyíróerővel rendelkező berendezésen.

4. szakasz: Töltés és tárolás

A minőségi jóváhagyás után a festék egy jellemzően 100-200 mikronos szűrőn halad át, majd a töltősorra kerül. A töltőedénynek folyamatosan finoman mozgatnia kell a festéket. Ha hagyjuk leülepedni a pigmenteket, az első tartályok vékonyabbak lesznek, mint az utolsók, és az egész tételt hibásnak ítélik meg, annak ellenére, hogy átment a laboratóriumi vizsgálatokon.

A kész festéket 1 literes kannáktól 200 literes hordókig terjedő tartályokba csomagolják, vagy tartályokban tárolják a szállítás előtt. A töltés közbeni gondos kezelés megőrzi a korábban elért konzisztenciát a diszperzió és a leengedés során.

A megfelelő berendezés kiválasztása festékgyártáshoz

Amikor egy üzem kapacitásbővít, vagy egyik festékcsaládról a másikra vált át, például oldószer alapú ipari zománcról vízbázisú építészeti bevonatra, a berendezések sorát újra meg kell vizsgálni. Az alábbi táblázat összehasonlítja a festékgyártás három leggyakoribb felszerelését.

Az oldószeralapú festékeket és közepes viszkozitású készítményeket kezelő gyártósorok esetében a változtatható sebességű, nyitott tetejű edény rugalmas keverési kapacitást kínál mérsékelt tőkeköltséggel. A nagy sebességű, nyitott tetejű vegyszerkeverő edény egy gyakorlati példa, amelyet úgy terveztek, hogy egyetlen tartályban kezelje a diszperziós és leengedési feladatokat.

Nagy sebességű, nyitott tetejű edény vegyi keveréshez Változtatható sebességű, akár 960 fordulat/perc fordulatszámú járókerekekkel és nyitott tetejű kialakítással ez az edény gyorsan beépíti a porokat, és kezeli a pigment diszperziót és az agresszív folyadékkeverést, megerősített szerkezettel. Termék megtekintése →

Gyakorlati kiválasztási kritériumok

• Felépítési anyag: Az SS304 általános az oldószer alapú festékeknél; Az SS316L vízbázisú rendszerekhez és klorid tartalmú adalékokhoz előnyös.
• Köpenyezett fűtés vagy hűtés: akkor szükséges, ha a viszkozitást szabályozni kell a diszperzió és a leengedés során.
• Helyben tisztíthatóság: csökkenti az átállási időt a színek vagy termékcsaládok közötti váltáskor.
• A tartály kapacitása a sarzsméret függvényében: hagyjon legalább 15-20% szabad helyet az oldószer hozzáadásához és a nyírás által kiváltott fröccsenéshez.
• Sebességszabályozás: a változtatható frekvenciájú hajtások lehetővé teszik, hogy egy tartály az alacsony nyíróerejű keverésről a nagy nyírású diszperzióra váltson.

A festékgyártás kívülről egyszerűnek tűnik: keverje össze a pigmentet, a gyantát és az oldószert, majd csomagolja be az eredményt. A gyakorlatban az egyes szakaszok, a diszperziótól és a leeresztéstől a tesztelésig és a töltésig különböző mechanikai követelményeket támasztanak a berendezéssel szemben. Az adag konzisztenciáját kevésbé a képlet határozza meg, hanem az, hogy a keverő- és diszpergáló berendezés mennyire illeszkedik a pigmentrendszerhez, a viszkozitási tartományhoz és a gyártási mérethez.

Ha új festékgyártó sort tervez, egy meglévő üzemet korszerűsít, vagy növeli a diszperziós kapacitást, akkor segít megbeszélni a folyamatot egy berendezés beszállítójával, aki képes a tartályokat, keverőket és nagy nyíróerővel rendelkező keverőket az Ön speciális összetételéhez igazítani. Vegye fel velünk a kapcsolatot hogy áttekintse a projekt követelményeit.