粉末涂料用聚酯生产工艺优化--浅谈树脂产品间污染预防

Corail-Jean Francois Maljean 来自安徽景成 00:00 08:04

摘要：通过对聚酯出料过程的研究，分析在聚酯出料过程中，现场的操作会对聚酯可能出现的污染现象有重大影响，通过对聚酯出料过程中操作步骤的优化，既确保树脂出料管线被清洗干净，有可减少操作过程中清洗出料管线用时过长等方面的时间损失。

粉末涂料是一种100%固体成分、以粉末形态进行涂装的涂料，它与一般溶剂型和水性涂料的最大不同在于不使用溶剂或水作为分散介质。因而粉末涂料在涂装过程中洒落的涂料也可回收再利用，并且在涂装过程中无溶剂挥发，生产施工安全，可实现涂装自动化，提升生产效率，并且方便运输、贮存，符合国际上通认的“4E”法则：经济（Economical）、环保（Environmental）、高效（Effectiveness）和性能卓越（Excellence），从而成为发展迅猛的涂料品种。

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问题陈述

粉末涂料是由成膜树脂、助剂、颜料、填料等混合、粉碎、过筛而成，其中成膜树脂是涂料的主要组成部分，决定了涂料的基础性能，因此树脂的性能就显得尤为关键。在树脂生产过程中务必确保树脂成分的一致性，这样按照粉末涂料配方所制造出来的粉末涂料才能具备应有的性能。由于树脂配方设计的不同，树脂的某些原料会对另一牌号树脂的正常使用存在严重的干扰，容易导致制备的粉末涂料会出现橘皮、针孔等不良影响。这就是我们通常所说的产品污染。

在树脂的生产过程中，产品污染主要发生在工艺过程的后段，即产品出料阶段。前一批次树脂出料结束后，残留在出料管线内的少量树脂随着温度降低会固化在出料管线内，被当前出料批次的树脂熔融后，混合在该批产品中而出现产品污染问题。

为消除这一影响，工厂在产品下料前，会对下料系统进行清洗操作，由于清洗下料管线的操作方式不统一，就会出现不同操作人员在操作时，清洗的标准不同，导致清洗时间长短不一，也就出现了因清洗而导致的时间损失，为此，需要制定一套切实可行的下料清洗操作流程，以统一操作人员对下料清洗的操作，既要保证产品没有被前一批次污染的风险，又要减少因清洗而导致的时间损失。

02

树脂出料过程分析

如图1所示，高温熔融树脂通过管线流到树脂分配器中，经过树脂分配器缓慢流到冷却钢带上，随着钢带的转动，树脂在钢带上呈现为一定厚度的树脂薄层，在冷却水的冷却作用下，当树脂到打碎机前时，树脂已经变成玻璃状物质，经打碎机粉碎成颗粒状产物即为聚酯成品。

当产品被污染时，其表现最明显的是胶化时间会有很大差异。

这也是粉末涂料出现橘皮、针孔、流平不好的主要原因。所以在清洗规则制定时，树脂的胶化时间是一个很重要的测试指标，其测试方法如下。

1）筛分一定量的树脂粉末；

2）在称量盘上称取180mg的树脂粉末（偏差±1mg）；

3）待树脂重量稳定后，在同一称重盘上称取一定量的固化剂（偏差±1mg）使树脂和固化剂的总重量为200mg；

4）将混合物小心倒入温度设定为200℃的测量盘中，同时开始用秒表计时；

5）待树脂熔化后，用搅拌棒以画圆的方式均匀地搅拌混合物，注意搅拌棒要与测量盘相接触；

6）在此温度下，树脂和固化剂的混合物开始反应，形成分子量更高的聚合物，其黏度开始上升，当混合物沿搅拌棒向上附着时，在测量盘的中心搅拌；

7）若混合物黏度增加，且与测量盘之间的附着断裂，可终止计时，该时间即为树脂的胶化时间。

03

确定树脂清洗量方案

为简化操作要求，并确保产品被污染的风险降低到最低，选择树脂助剂差别最大的两个产品进行测试，即前一批产品的胶化时间很短，后一批产品胶化时间较长。在出料前，启动出料设备，分别使树脂充满树脂分配器后，停树脂分配器前端的树脂输送泵，然后将分配器内的树脂排空到冷却钢带上，经破碎包装。重复这样的操作两次，并对清洗树脂进行取样，测试树脂的胶化时间，同时考虑到清洗树脂破碎后首先进入料仓存放，并且破碎后的树脂颗粒在输送过程中因相互之间的碰撞会产生细粉，前面清洗部分的树脂颗粒和细粉有可能黏贴在料仓壁上，在包装过程中与当前包装批次产品混合后被包装出来，可能继续对产品性能有所影响，因此一并取样测试胶化时间，其有结果如表1所示。

由表1的胶化时间数据可以看出，清洗一次树脂分配器后，其清洗树脂的胶化时间就接近工厂出货检验的第10t产品的胶化时间了，也就是说用当批出料树脂充满一次树脂分配器后就可以保证前一批次残留的树脂被清洗干净了，所以后面的第二次、第三次清洗所用的时间就是制程时间的损失。为减少这样的不必要的时间损失，定义了树脂清洗方法。

充满一次，即用当批出料树脂充满树脂分配器一次；

全部包出，即把充满在树脂分配器中的树脂通过钢带冷却并经过存储料仓后，将其全部包装出来与后面的树脂有效隔离开。

留下10包，将正常下料产品包装的前10包留下作为再制品，并把该清洗要求编入工厂的操作说明书《树脂出料操作说明》中，并沟通到所有操作人员，使其充分理解并执行此清洗要求。通过该方法的执行，产品间的污染得到了有效预防。

文/曹银波1,2

1.上海大学环境与化学工程学院

2.帝兴树脂（昆山）有限公司

音乐：Corail-Jean Francois Maljean

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