Производство порошковых красок.

Основные принципы подборе оборудования для составления аппаратурно-технологических схем.

 Технологический процесс производства порошковых красок включает следующие основные операции: измельчение полимера (олигомера); смешение исходных компонентов (полимера, пластификатора, модификатора, стабилизатора, пигментов, наполнителей и др.); диспергирование; выпуск готовой продукции.

 Как и при производстве традиционных (жидких) пигментированных лакокрасочных материалов основой технологического процесса является диспергирование. Выбор способа проведения операции и оборудования для диспергирования определяет и аппаратурное оформление большинства других операций технологического процесса.

Машины для диспергирования

 Диспергирование при производстве порошковых красок проводится под выпуском готовой продукции в этом технологическом процессе подразумевается все операции обработки материала после его диспергирования сухим способом или в расплаве.
Способ диспергирования в расплаве может применяться при получении порошковых красок из любых композиций и поэтому является универсальным.

 При диспергировании в расплаве чаще всего используются обогреваемые двухвинтовые экструдеры в которых процесс проводится в непрерывном режиме с большой скоростью, при достаточно высокой вязкости обрабатываемой массы и температуре 100-140 С. Развивающиеся в экструдере большие сдвиговые усилия обеспечивают высокое качество диспергирования.

 При сухом диспергировании стабильные не расслаивающиеся смеси можно получить только при соблюдении ряда условий, например, при использовании бливких по полярности компонентов, высокой степени дисперсности смешиваемых веществ и т.п. Поэтому сухое диспергирование следует применять только для получения порошковых красок, рецептура которых составлена с учетом упомянутых выше требований. Этим способом получают порошковые краски на основе попивинилбутираля, этилцеллюлозы, эмульсионного полистирола и некоторых других полимеров.

 Если все исходные компоненты краски твердые, то диспергирование может проводиться в шаровых и вибрационных мельницах, центробежных смесителях волчкового типа, червячно--лопаточных, плужных смесителях, коллоидных мельницах и др. При этом следует заметить, что гидрофильные полимеры (поливинилбутираль, эфиры целлюлозы, полиамиды) легче диспергируются, чем гидрофобные (полиолефины, фторопласты), поэтому выбор диспергирующего оборудования для гидрофобных полимеров должен быть более тщательный.

 При получении порошковых красок из композиций, в состав которых наряду с твердыми входят и жидкие компоненты, диспергирование рекомендуется проводить в быстроходных смесителях типа "Ангер" "Папенмайер" или других, снабженных рубашками для нагрева и охлаждения. В этих смесителях диспергирование происходит за счет интенсивного перемешивания массы (частота вращения мешалки от 400 до 1200 об/мин), причем вначале оно сопровождается нагреванием, а к концу - охлаждением. В результате интенсивного перемешивания и нагревания жидкие компоненты впитываются частицами полимера.
 Иногда процессу диспергирования в быстроходных смесителях предшествует предварительное получение пигментных паст (из пигментов, наполнителей и жидких компонентов - пластификаторов, модификаторов) на валковых красно терочных машинах. В этом случае диспергированию в быстроходном смесителе подвергается смесь предварительно полученной пигментной пасты с полимером.

 Процесс диспергирования сухим способом несложен и выгоден в экономическом отношении, гак как при этом очень упрощается аппаратно-технологическая схема на стадии выпуска готовой продукции.

 Процесс диспергирования в расплаве достаточно эффективен, но имеет существенный недостаток: после диспергирования указанным способом необходимо проведение трудоемких операций обработки получаемых сплавов, связанных с их измельчением, поэтому аппаратурное оформление процесса на стадии выпуска готовой продукции значительно усложняется.

 

Оборудование для выпуска готовой продукции

 Аппаратурное оформление выпуска готовой продукции определяется способом диспергирования. При сухом диспергировании эта операции чаще всего сводится к просеиванию полученных, в результате диспергирования сухих тонкодисперсных порошков на виброситах и их затариванию. Необходимость дополнительной обработки порошка после диспергирования возникает очень редко. При диспергировании не в расплаве на стадии выпуска обязательно предусматривается охлаждение и измельчение полученного сплава. Охлаждение может проводиться на противнях или специальных охлаждающих агрегатах (валкового или ленточного типов), измельчение сплава - в дробилках и мельницах различного типа, в том числе в ударно-крестовых и щековых дробилках, шаровых мельницах и размольном оборудовании других типов.

 Иногда сплав измельчают при глубоком охлаждении (в присутствии хладагентов: жидкого азота или воздуха, твердой двуокиси углерода). Это особенно целесообразно, когда для получения порошковой краски используется эластичный полимер.

 Дальнейшее аппаратурное оформление выпуска готовой продукции такое же, как и при сухом диспергировании: просеивание измельченного порошка и его затаривание.

 Оборудование для измельчения полимеров (олигомеров)

 Полимеры (олигомеры), использует."ые в производстве порошковых красок, очень часто выпускаются в виде крупных гранул, кусков и даже монолитов, поэтому их необходимо измельчать. Измельчение -первая операция, с которой начинается технологический процесс производства порошковых красок. Если для изготовления порошковых красок используются полимеры в виде тонкодисперсных порошков (например, полученные эмульсионной полимеризацией, полимеризацией и поликонденсацией в растворителе с последующим осаждением и т.п.), эта операция в технологический процесс не включается.

Для измельчения чаще всего применяются центробежные, вибрационные, вихревые, молотковые и некоторые другие мельницы, причем, как указывалось, эластичные полимеры целесообразно измельчать при глубоком охлаждении. После измельчения мате риал, как правило, просеивается через вибросита.

Оборудование для смешения исходных компонентов

Операция смешения проводится в том случае, если диспергирование выполняется в расплаве. Наиболее часто диспергирование производится в вкструдерах, а для смешения используются смесители с планетарными шнековыми мешалками.