涂料生產(chǎn)混合機等機械設備現(xiàn)狀分析
粉末涂料的生產(chǎn)設備
粉末涂料的制造過程,更接近于塑料加工工藝而不同于一般的涂料制作工 藝,粉末涂料的制造技術是基于塑料和微粉化工業(yè)廣泛使用的設備,因此、粉 末涂料工廠的設計完全不同于一般的液體涂料。
粉末涂料的生產(chǎn)包括以合理的順序連接的不同工段工作 (包括預混合步驟的準備時間、主設備的準備時間和質量控制時間)。 通常規(guī)模較小的粉末涂料工廠生產(chǎn)過程可以是不連續(xù)的,對于具有較高生產(chǎn)能力的工廠來說,通常是將各個單獨的工序集合成連續(xù)的生產(chǎn)工藝。
圖 1.1 描述了現(xiàn)代化工廠連續(xù)生產(chǎn)粉末涂料的設計示意圖。分別稱出各物料,然后投到預混器中進行予混合,混和均勻的物料再以均勻的速度進行擠出,在進入到粉碎機前,必須將擠出的物料冷卻和破碎成粒狀, **的生產(chǎn)步驟包括粒子分級,并把超大的顆粒返回到粉碎機中循環(huán)使用。 生產(chǎn)粉末的設備布置可以因生產(chǎn)線的產(chǎn)能和產(chǎn)品的類型不同而不同。
1.1 預混合
在熱熔混合前、將粉末涂料的各種組分進行預混合是決不可忽視的重要過程,這個步驟對粉末涂料的性能起著決定性的作用。特別是那些用量很少的助劑和著色顏料,如果預混和不充分,是不能夠在第二階段的熱熔擠出過程中得到補償?shù)?。熱熔擠出是一個連續(xù)的過程,在整個擠出過程中保證均一的喂料速度是保證產(chǎn)品質量的先決條件。如果**步驟中的預混和不充分將導致涂膜組成不均一,從而造成涂層表面的流平不好、機械性能差、涂層表面顏色不均一、光澤度低、表面有缺陷等。
圖 1.1 :粉末涂料連續(xù)生產(chǎn)裝置
一般來說粉末涂料的原料都是固體狀的,只有當所需要混合的各種成分都具有同樣的大小才能在預混合階段獲好的效果,但這顯然是不可能的,因為樹脂和顏料兩者的粒度差了幾個數(shù)量級,少量的助劑,如流平劑或催化劑的加入,我們可以通過使用制作母料技術加以克服。
為了防止基料被過分粉碎,采取適當?shù)幕旌蠒r間是非常重要的。預混合后基料的理想粒度應該在 2 -4 毫米 ,如果顆粒太小,在擠出工序的喂料期間將傾向于流化,如果顆粒太大則需要增加功率才能使預混合料在混合機中流動。
混合機的選擇依據(jù)是混合強度、換色頻率、以及操作工藝是連續(xù)生產(chǎn)還是間歇生產(chǎn),因為更換品種的清潔時間對整個生產(chǎn)操作至關重要,因此粉末涂料工廠生產(chǎn)的配方的品種也會影響混合機的選擇。對于要經(jīng)常換色的生產(chǎn)線, 應有選高速預混合機或容器預混合機,因為他們很容易清洗且混和時間較短,只需 2 ~ 3 分鐘,對于不經(jīng)常換色的生產(chǎn)線,螺條混合機是很有優(yōu)勢的, 它只要很低的投資,且每批產(chǎn)量大。
除操作工藝以外,為了制造一致性能的涂膜或對混合設備本身的損耗考慮,我們必然特別關注混合機的結構,混合機需要適當?shù)臉嬙煸O計。特別重要的提出是, 在混合機工作期間,它可能會被突然的原因停止或者有意地停下來,檢查運轉過程。對于這種情況下驅動裝置必須能承受滿負荷反復起動這個基本的要求。比較好的裝配是直流電動機,它能比一般的正常起動提供2-3倍的附加扭矩。當這種驅動裝置還不能滿足要求時,可以使用帶有不同直流驅動裝置(如滑動環(huán)、液力聯(lián)軸器和離心 式離合器或者使用 V 形帶傳送的間接裝置)。
目前常用的粉末涂料高速混合機是干法制粉工藝非常有效的混合設備,這個類型的典型款式是廣泛使用的“ Mixaco ” 容器混合機。這種類型的混合機用于快速混合,即粉末、球狀顆粒、和含有填料的黏性液體、顏料或其他助劑,可在 10 秒到幾分鐘內(nèi)完成混合。它的設計允許混合機頭部容易為多個容器同時使用,每次一個。當需要頻繁換色時,混合設備頭部很容易且快速地被清理干凈?;旌限D子以 5m /s 的圓周速度運轉,也可生產(chǎn)雙速型的混合機,轉子的圓周速度分別為以 5m /s 和 10 m /s 。
預混合步驟的操作順序是將一批物料加到容器中后, 將容器推到混合頭的下面,然后容器在氣動作用下升高,并且根據(jù)容器型號由手動或氣動作用促進夾具自動鎖緊混合頭。經(jīng)由一個齒輪傳動裝置將頭部反向裝進容器中的混合位置,在這個位置中,頭部視為混合室?;旌限D子設計在反向的操作位置,靠離心作用將材料拋到混合室中和容器壁上。 當物料上升并接觸到容器的倒轉錐形區(qū)域時,會退到混合回轉軸上。這個 流動模式在幾秒鐘之內(nèi)發(fā)生并且在混合周期內(nèi)連續(xù)運轉,因此能使物料混合均勻。計時混合周期完成之后,將混合機傾斜,卸下容器?;旌蠙C便可為另外的一個容器使用。
與緩慢運動的攪拌機相比,高速混合機有幾個優(yōu)點,使他們成為粉末涂料制造中非常誘人的混合設備。這種機器的一個顯著特征是用非常短的混合時間便可達到極高的混合效果,甚至是少量的著色顏料亦可很容易地被預混合,并能被均勻地分散。因為快速混合作用有利于充分展色,為獲得淡雅優(yōu)美的色彩,可以降低所使用的顏料用量,從而能達到節(jié)約的目的。 少量的液體也能被均勻分散,對于液體助劑來說就不需要再花昂貴的經(jīng)費去制作母料??傊?,可快速清洗、加上幾個混合容器可公用一個混合頭的優(yōu)點,以及短的混合時間至少在預混和階段消除了頻繁換色所產(chǎn)生的問題。
1 . 2 熔融擠出
粉末涂料的混合包括幾個步驟, 而這些步驟都分別在獨立的設備中完 成。在這個步驟生產(chǎn)中,基料和固化劑(不一定有)被熔融并進行分子級的混合,顏料團被破碎成原始粒子并和添加劑一起被均勻地分散在熔融的基料 / 固化劑混合物中,同時顏料粒子的表面被熔融的基料所潤濕。
原則上有三種機器可用于熱熔擠出。盡管也能使用象 Z 型葉片捏合機 和能加熱的雙輥研磨機這樣的簡單機器,但主要的設備還是擠出機。
熔融基料所需要的能量, 一部分來自于擠出機內(nèi)壁和要擠出的物料之 間的熱傳遞,另一部分熱量是由于機械的高剪切梯度所產(chǎn)生的。
將顏料團破碎分散混合是一個需要很高能量的過程 , 而將顏料的原始 粒子均勻地分散到全部熔融的基料中進行混合所需的能量相對較少。
有人曾經(jīng)研究過擠出過程中顏料團的解聚集機理,指出分散過程的效果取決于分散過程的所謂的有效擠出體積的能量密度 。 對于一個指定體積流量的擠出機 , 所消耗的全部能量與剪切速率和停留時間成正比[9] 。
常用于生產(chǎn)制作粉末涂料的機械設備:單螺桿擠出機,雙螺桿擠出機,行星螺桿擠出機 。 三種擠出機都可以在無壓力情況下進行操作,在其螺筒的壁上有一些可供加料的開口。可通過螺桿設計的變化表征體系的特性 , 在雙螺桿擠出機中應用傳輸 、 空擋、 和反向傳輸?shù)哪蠛蠅K , 在共捏合機中采用了傳送 、 半傳送或者多種捏合結 構 (改變捏合塊的數(shù)量 、 捏合塊之間的間隙和壁上的銷釘 ),或者在行星式螺桿擠出機中采用連續(xù)旋轉過程來影響混合和捏合操作。
可以簡單的描述了擠出機生產(chǎn)粉末涂料的過程。預混合容器被放置在計量臺上,作為計量單元的一個喂料裝置。計量單元可以保 證用容積式流量表計量的預混合物均勻地,連續(xù)地通過螺旋加料器口傳送到擠出機中。為了要保護下游的設備元件,預混物料在計量之后先經(jīng)過一個金屬探測器。對于所有型號的擠出機,套筒區(qū)域和螺桿都是由水控制溫度的。因此,可以先將擠出機的溫度預熱到被加工樹脂熔點以上 10 到 20 ℃ 來加速設備的啟動。一旦熔融的材料從螺筒中流出,將熱控制器切換到冷卻模式以帶走多余的熱量。結果,物料在分散混煉時產(chǎn)生的機械熱量就被移走了。這反過來又會加速分散混煉過程,并保證累積熱適度,這是該類型機器的典型特征 。 通常不希望出現(xiàn)影響產(chǎn)品質量的放熱峰,尤其是在處理快速固化粉末涂料時,依靠這種操作原理可以排除放熱峰。電子控制的加 熱 / 冷卻單元可以將溫度精確地控制在預設的溫度內(nèi)
根據(jù)被擠出產(chǎn)品的類型, 可以使用兩種方法來加熱螺桿和螺筒 。一個 系統(tǒng)由水組成的,水在螺桿的內(nèi)側循環(huán),其溫度由獨立的儀器控制。另一個是由電加熱和冷卻水組成的聯(lián)合系統(tǒng),可直接控制套筒內(nèi)的溫度。在近期生產(chǎn)的擠出機內(nèi) , 用外形與捏合銷釘相同的熱電偶替換一個或多個捏合銷釘,可以更精確地控制內(nèi)部加工溫度。
在擠出的時候,需要能量用于打碎細級分顏料和填料所形成的聚集團。 然而靠高的沖擊壓力形成的能量可能導致局部過熱,和使粉末涂料固化形成凝膠粒子。為了要避免這些影響,用“弱化”力取代高沖擊能,提供適度的能量,即使是快速擠出或者低溫固化粉末涂料都能夠安全處理。這種所謂的 “微混合”功效能提供某些分子級的均勻性,這對粉末涂料均勻固化和薄涂層的應用是非常重要的。
人們比較關注在擠出機套筒里面的傳熱效率,在筒壁形成的絕熱層會大大降低傳熱效率 , 但是新一代的擠出機的自擦凈和精確控制間隙公差,可以有效地減少絕熱層的形成。另外,機筒內(nèi)套和螺桿冷卻中心的厚度保持最小化,可以減少對傳熱的阻力。
在擠出期間控制熱固性粉末涂料的反應性是非常重要的,因此、保證停留時間短 , 停留時間分配窄和自清潔效率高是很必要的。
雙螺桿擠出機的制造商們?yōu)檫m應現(xiàn)代熱固性粉末涂料的要求已經(jīng)為改進這種機器的混煉效果對設計進行了許多修改。
一般擠出機生產(chǎn)商給出以下對比來表明他們的擠出機在經(jīng)濟和技術上的優(yōu)勢:
對于單螺桿擠出機:好的溫度控制和高的速度;
對于雙螺桿擠出機:好的分散效果和高的速度;
對于行星螺桿擠出機:用于金屬粉末和回收精細粉。
1 . 3 細粉碎
在熱熔擠出之后進行細粉碎。原料離開擠出機頭之后,通過冷的滾筒 擠壓,并在 傳輸冷卻帶上進一步冷卻使之變成脆容易破碎的連續(xù)薄片,并使用破碎機破碎。原料通常被收集在可移動的容器中,被傳送到研磨機中。一般為保證涂料的儲存穩(wěn)定性,用于配制粉末涂料的樹脂的玻璃化溫度至少在 40 度以上 。 如果在室溫下對材料進行粉碎 , 應采用適當?shù)姆椒▽⒎鬯檫^程中產(chǎn)生的熱量及時地帶走,使材料在玻璃化轉變溫度之下由機械力的作用粉碎。用于制造熱固性粉末涂料的聚酯、環(huán)氧或者丙烯酸的分子量一般在 3000 到 6000 之間,在這樣的分子量下,在低于玻璃化溫度時, 這些基料是具有低模量的脆性樹脂,可以毫無問題地進行粉碎。然而高分子量的熱塑性基料一般更堅韌并富有彈性。低溫研磨是降低這種熱塑性粉末涂料粒徑的**辦法。
粉末涂料生產(chǎn)商會使用不同類型的粉碎機,以使涂料的粒度符合所期 望的范圍。所有這些設備都是利用磨碎原理來制造的,在這種情況下,粒 子粒徑的下降是由固體顆?;蚱呐c研磨機表面進行碰撞或者相互碰撞 而造成的。當代的粉碎體系是成套供給的,它包括粒度分級器和除塵器,
從 20 世紀 60 年代開始,研磨機的制造商們就集中精力開發(fā)能將粉碎和分級放在一起的成套設備以簡化工廠的設計。
在 1962 “ Mikro ACM ”作為**個空氣分級磨出現(xiàn)在市場上,其后得 到了不斷地發(fā)展,以進一步適應市場的需求。它適用于所有工業(yè)不同產(chǎn)品 降低粒徑的要求 , 當然也包括 粉末涂料。 ACM 的簡潔和清 晰的元件排 列 , 撞擊破碎和完整的動力學 分級相結合為細碾磨和細碾磨標準和中等標準的產(chǎn)品 提供了的解決方案。
ACM 其操作原理如下所述: 由氣動作用將產(chǎn)品加入磨內(nèi),依靠物質顆粒與旋轉磨 的表面或固定的襯套之間的 碰撞可使顆粒粒徑減小。當分級輪的撞擊速度達到 140m /s時,粒徑可達到 d 97 =10 μ m 。
圖 2 : AC M 空氣分級單元
傳輸和分級用的空氣通 過下游的鼓風機進入磨粉機, 然后經(jīng)過護環(huán)的葉片將計量 加入的材料帶走 。 “ Mikro ACM ” 的典型特征是它完整的動力 學分級。
1 :帶有銷或者其他研磨 5 :研磨區(qū) 表面的研磨馬達 6 :分離區(qū)
2 :襯墊 7 :研磨馬達驅動
3 :有罩輪 8 :分級馬達
4 :分級輪 9 :出料噴嘴
空氣 / 產(chǎn)品混合物被葉片均勻地分散到旋轉分級器中。歸因于二個相 反的作用和材料顆粒的不同質量,在分級器中被分為粗顆粒和細顆粒。質量高的顆粒由離心作用力拋出,不合格的粒子又重新返回到碾磨區(qū)。而細粉則被空氣帶走,經(jīng)過分級器到達出口。圖 2 給出了“ Mikro ACM ”磨的示意圖。 切分點可以通過調(diào)整分級器的速度來改變,甚至在粉碎操作期間都可以無級調(diào)整。
“ Mikro ACM ”可以有不同的設計。在幾十年期間的發(fā)展和改進中, 許多重要的特征都得到了優(yōu)化。
ACM 分級器的一個特殊的特征是分級器和研磨盤的驅動軸是同軸的。 緊湊的轉子包括以下幾個部分:分級器、粉碎盤、軸承和 V 型帶滑輪。傳動軸承具有可靠的密封系統(tǒng) , 可以避免產(chǎn)品滲入同時也能避免潤滑劑外漏。 這即是長時間的操作也能避免產(chǎn)品污染。
國內(nèi)生產(chǎn)設備企業(yè)在制粉設備國產(chǎn)化方面做了大量的工作,為粉末生產(chǎn)提供了保證。經(jīng)過多年的發(fā)展制粉設備企業(yè)已經(jīng)逐步走向成熟,并在產(chǎn)品研發(fā)方面投入資金,邦定混料設備、立體薄涂生產(chǎn)線、采用了 PSR11 防爆技術的磨粉機組已經(jīng)投放市場,與此同時國產(chǎn)制粉設備還遠銷海外。但是 制粉設備行業(yè)存在以下幾個方面的問題:( 1 )設備品種單一,許多品種都是仿造派生的,自主研發(fā)的設備產(chǎn)品太少,絕大多數(shù)廠家均是從混合、擠出到粉碎、篩分所有設備均生產(chǎn)。德國是制粉設備的主要生產(chǎn)國,這些企業(yè)僅專做一種設備,沒有一家公司能夠提供整條生產(chǎn)線,因此德國的設備專業(yè)化、精細化程度非常高;( 2 )設計投入人員少,研發(fā)不夠;( 3 )科研單位與高等院校技術投入太少,研究力量沒有放在這方面:( 4 )企業(yè)發(fā)展艱難,管理不健全,尤其是資金投入、技術與市場開拓方面更顯不足。( 5 )價格競爭越演越烈,不僅使粉末涂料行業(yè)門檻降低,也使企業(yè)利潤大大削弱,企業(yè)無力進行產(chǎn)品的技術革新和改造。我們應當充分認識這些問題。
高剪切一體化涂料成套生產(chǎn)設備
主要特點:該成套設備能獨立完成分散、研磨、細化、冷卻、過濾、真空自動吸料、半自動灌裝等全過程、大大降低勞動強度,該成套設備是傳統(tǒng)成套設備耗時的 1 / 5 ,縮短了加工時間,并易清洗。采用該成套設備產(chǎn)品細度化傳統(tǒng)設備進一步細化,分散效果進一步提高,可在真空狀態(tài)下操作,無氣泡生產(chǎn),無粉塵飛揚,產(chǎn)品質量大幅度提高。
工藝流程
· 制漿部份:
將水通過液體計量器加入到液體原料加入槽,用真空吸入到乳化分散釜內(nèi),開動低速錨式攪拌,將粉料用真空吸入到乳化分散罐內(nèi)連續(xù)攪拌 10 分鐘左右,再開動兩臺立式高剪切乳化 10 分鐘,**開動臥式乳化機連續(xù)循環(huán) 30 分鐘后,漿料即制作完畢。
· 調(diào)漆部份:
用真空將乳液、成膜助劑從液體吸入槽吸入到低速攪拌釜內(nèi),開真空將漿料通過袋式過濾器吸入到低速攪拌機將乳液、助劑、漿料攪拌均勻,然后加入助劑(增稠劑等)進行調(diào)漆。
· 過濾包裝:
調(diào)好漆后,真空消泡 5 分鐘后,停止攪拌,通過袋式過濾涂料到半自動灌裝機進行包裝。
工作過程概述
在高速旋轉的產(chǎn)生的離心力作用下,圖中的物料從工作頭的上下進料區(qū)同時從軸向吸入工作腔。
強勁的離心力將物料從徑向甩入轉子之間狹窄精密的間隙中,同時受到離心擠壓,撞擊等作用力,使物料初步分散乳化。
在高速旋轉的轉子外端產(chǎn)生至少 15m/s 以上的線速度作用下,形成強烈的液力剪切、液層磨擦、撕裂碰撞,使物料充分的分散、乳化、均質、破碎,同時通過定子糟射出。
物料不斷高速地從徑向射擊,在物料本身和容器的阻力下改變流向,與此同時在轉子區(qū)產(chǎn)生的上、下軸向抽吸力的作用下,又形成上、下兩股強烈的翻動紊流。物料經(jīng)過數(shù)次循環(huán),啊終完成分散、乳化過程。
工作原理概述
高剪切分散乳化就是高效、快速、均勻地將一個相或多個相分布到另一個連續(xù)相中,而通常情況下各個相是互不相溶的。由于轉子高速旋轉所產(chǎn)生的高切線速度和高頻機械效應帶來強勁動能,使物料在定、轉子狹窄的間隙中受到強烈的液力剪切、離心擠壓、液層摩擦、撞擊撕裂和湍流等綜合作用,從而使不相同的固相、液相、氯相在相應成熟工藝和適量添加劑的共同作用下,瞬間均勻分散乳化,經(jīng)過高頻的循環(huán)往復,最終得到穩(wěn)定的高品質產(chǎn)品。
性能比較
與傳統(tǒng)設備、同類設備比較,具有以下優(yōu)勢
1 、依照工藝配方從液體計量器里放出需要的水量,稱量準確、操作簡便。
2 、鈦白粉、輕鈣、重鈣等粉料從從粉體原料槽通過管道真空加入,避免了生產(chǎn)區(qū)的粉塵污染。
3 、乳化罐內(nèi)高剪切機采用德國技術生產(chǎn)的乳化頭,設計上在罐內(nèi)呈一高一低結構,使物體乳化進行更加充分。
4 、漿料通過臥式高剪切機和靜態(tài)混合器循環(huán)時的進料頭,采用網(wǎng)狀噴灑結構,使?jié){料形成散狀結構浮在表面,使?jié){料循環(huán)更為充分,避免死角。
5 、釜內(nèi)采用爪式高剪切和釜外臥式高剪切粉碎功能的同時作用,保證了物料的進一步細化,并大大縮短操作時間。
6 、對細粉采用高剪切機循環(huán)打漿辦法,但對相對粗的粉料采用臥式砂磨機和高剪切機同時使用的辦法,使?jié){料更為細化。
7 、靜態(tài)混合冷卻效率高于夾套式冷卻 5—8 倍,保證生產(chǎn)過程連續(xù)進行。
8 、特殊的抽真空設計,保證物料在真空狀態(tài)下生產(chǎn),避免了生產(chǎn)過程中氣泡的產(chǎn)生,同時可實現(xiàn)真空自動吸料過程,減輕勞動強度。
9 、涂料出料時采用兩個袋式過濾器,使用中可相互切換,不影響灌裝速度。
10 、采用德國技術生產(chǎn)的半自動灌裝機,使整條生產(chǎn)線更為經(jīng)濟、實用、氣派。灌裝生產(chǎn)出來的乳膠漆,開罐效果好,無氣泡產(chǎn)生。
***涂料包裝產(chǎn)品市場概況及展望
1 、國外涂料產(chǎn)品包裝概況
目前在許多發(fā)達國家中,對涂料產(chǎn)品沒制訂專門的包裝標準,如日本、聯(lián)邦德國、英國、法國、美國等,但都制訂了一套完整的鋼桶標準。這些標準適用于各種化工產(chǎn)品和食品的包裝,亦可用作涂料產(chǎn)品包裝。而蘇聯(lián)標準與美國聯(lián)邦規(guī)范有了關于涂料產(chǎn)品包裝的具體規(guī)定。
1. 1. 涂料專用包裝
蘇聯(lián)制訂了 гOCT5798-78( 涂料用桶,技術條件》標準,明確規(guī)定了該標準是用于涂料的運輸和貯存。標準中規(guī)定:鋼桶為縮口鋼桶,容積為 40 升,壁厚 0.9~1.1 毫米,共分為四種規(guī)格 :1) 鍍鋅鋼桶 ,2) 內(nèi)襯聚乙烯層鋼桶 ,3) 內(nèi)涂層鋼桶 ,4) 無涂層鋼桶。另外蘇聯(lián) гOCT9980.3-86 《涂料包裝》標準中,提出了有關涂料運輸包裝,銷售包裝及出口包裝的規(guī)定。
美國聯(lián)邦規(guī)范 PPP-P-1892-74 《涂料、清漆、揮發(fā)性漆及有關物料的包裝及標志》標準引用了美國聯(lián)邦規(guī)范標準,如 PPP-P-704 提桶(運輸用鋼桶 1-12 加侖); PPP-D-732 金屬桶、回收的 55 加侖(非腐蝕物料運輸用); PPP-D-729 鋼桶(運輸及貯存用 55 加侖); PPP-D-705 鋼桶(運輸用,大于 12 和小于 55 加侖)等。標準同時對容器(外包裝、運輸包裝)的適合性、滲漏、預留容積、包裝、包裝件標志和工藝提出了具體規(guī)定,對質量檢驗,檢驗責任,以及對容器包裝件的檢驗也提出了具體規(guī)定。
1. 2. 通用包裝鋼桶
日本、聯(lián)邦德國、英國、法國和美國現(xiàn)已有一套完整的鋼桶標準,適用于各種產(chǎn)品的包裝。
以上這些國家的鋼桶標準內(nèi)容及格式基本上是相同的,只是文字敘述及格式順序有些不同,這些國家標準的基本內(nèi)容為:鋼桶的型式;容積只寸;使用鋼板厚度及質量;鋼桶的技術要求;試驗方法;檢驗規(guī)則及有關引用標準六個部分。
這些國家鋼桶標準的主要特點是 :
1 、每種桶型具有多種規(guī)格,每種規(guī)格采用多種鋼板厚度,不嚴格規(guī)定內(nèi)盛物。
2. 從國外鋼桶資料上看,國外制桶都采用鋼板厚度來劃分鋼桶級別。而且根據(jù)鋼桶的部位不同,采用不同厚度的鋼板,以節(jié)約鋼材用量。例如( JISZ1601-84 )將制桶鋼板厚度分為 H 、 M 、 LM 、 L 等 4 級,而且在 L 、 H 級中,對桶底、頂和桶身用鋼板分別做出規(guī)定。英國標準 (BS814-74) 將鋼桶分為七級,各自規(guī)定了鋼板的厚度。聯(lián)邦德國、美國、法國的規(guī)定也與以上兩個國家大同小異。
3. 在這五國的鋼桶標準中,一些技術參數(shù)都不規(guī)定**數(shù)值或即使規(guī)定了數(shù)值,也要寫上 “ 本條款可根據(jù)合同協(xié)商 ” 規(guī)定出執(zhí)行的余地。標準條款較為原則化,有利于標準的貫徹執(zhí)行。
2 、國內(nèi)涂料產(chǎn)品包裝情況
近年來,我國涂料的產(chǎn)量約 30 萬噸,其中水性涂料 5 萬噸。共分為十八大類。涂料產(chǎn)品 100 多種,輔助材料 50 余種。每年出口量在 5000 噸左右。目前涂料主要生產(chǎn)廠家十幾個,一般生產(chǎn)廠家約 150 個。
1987 年,我國制定了《涂料產(chǎn)品的包裝標志》國家標準。
該標準規(guī)定: “ 涂料產(chǎn)品應貯存于清潔,干燥密閉的容器中,容器附有標簽,說明產(chǎn)品型號、名稱、批號、容量、生產(chǎn)廠名及生產(chǎn)日期 ” 。標準中沒有對包裝容器的材質、容積、檢驗規(guī)則等做出規(guī)定,以致全國涂料廠家對涂料產(chǎn)品包裝沒有統(tǒng)一的要求。
當前我國涂料產(chǎn)品包裝比較混亂,盛裝涂料產(chǎn)品的容器五花八門,規(guī)格繁雜,所使用的包裝容器有玻璃瓶,塑料容器等。涂料產(chǎn)品多數(shù)為易燃、易爆流動性物料 ( 水性涂料除外 ), 應使用鋼桶包裝運輸。但建國四十年來,我國僅有 GB325-84 《 200 升 閉口鋼桶》國家標準,這遠遠滿足不了制桶行業(yè)的需要。從已收集到的 85 家制桶廠的《鋼桶規(guī)格調(diào)查表》看,有 24 家是無標生產(chǎn),占調(diào)查廠的 28.24%, 而被調(diào)查的這些廠,大多數(shù)是制桶大廠,就全部制桶廠來看,估計無標生產(chǎn)的比例還要大。目前我國制桶廠,其車間設備陳舊,工藝落后,很多廠還是手工式加工,車間內(nèi)噪音大,工人操作條件十分惡劣,因此鋼桶質量不能完全保證。每年涂料產(chǎn)品包裝破損率達 3%( 要求為 0.3%) 給國家造成很大的經(jīng)濟損失。
另外從調(diào)查 85 家制桶廠的產(chǎn)品來看,我國鋼桶容積檔次多,從 17 升 小桶到 210 升 大桶之間共分為 38 個檔次,分別為 :210 、 200 、 160 、 157 、 150 、 135 、 120 、 107 、 100 、 95 、 80 、 75 、 70 、 65 、 60 、 59 、 58 、 55 、 50 、 48 、 47 、 45 、 40 、 38 、 37 、 36 、 35 、 33 、 32 、 30.5 、 30 、 26 、 25 、 23 、 22 、 20 、 18 、 17 升 。在這 85 家企業(yè)的標準中,同一容積和類別鋼桶的直徑和桶高都不相同。例如在 85 家企業(yè)中,有 30 家生產(chǎn) 100 升 的鋼桶,共有 31 種桶型。其內(nèi)徑從 400-447 毫米,分別采用了 15 種不同尺寸。桶身高從 525-870 毫米,分別采用了 20 種不同尺寸。在這 31 種鋼桶規(guī)格中,僅有 2 個企業(yè)標準的桶身高和內(nèi)徑是相同的,即內(nèi)徑為 442 毫來,外高為 730 毫米。
由于鋼桶的規(guī)格繁雜 ( 部分為手工制桶 ), 也造成了涂料灌裝機械品種規(guī)格繁多。據(jù)了解山東夏津縣機械廠就做過 100 套灌裝機,以適應涂料灌裝的需要。但有很多制桶廠家,桶口件位置安裝不標準,還需手工灌裝。
另外,我國制訂的 G13325-84 鋼桶國家標準,對鋼桶用板料厚度規(guī)定為:輕型桶 1.25 毫米,重型桶為 1.5 毫米,而生產(chǎn)實踐證明,用 1.2 毫米厚的鋼板制桶,就能滿足實際應用和標準規(guī)定的技術要求。其它規(guī)格的鋼桶使用板料厚度較為復雜。但從我國制桶行業(yè)看,使用鋼桶板材較發(fā)達國家厚。
近幾年,我國先后建成了 30 條制桶生產(chǎn)線,其中鋼桶生產(chǎn)線 20 條,方便桶生產(chǎn)線 10 條。各廠部分別采用引進國家的鋼桶標準和方便桶標準,以致使我國制桶行業(yè)采用的標準更為混亂。
3 、對國內(nèi)涂料產(chǎn)品包裝的幾點意見 200L 翻新鋼桶推薦
3.1. 盡快制訂出涂料產(chǎn)品包裝通則國家標準,統(tǒng)一涂料產(chǎn)品包裝容器。
涂料產(chǎn)品大部分為危險品,易燃易爆。若盛裝容器不好,易滲漏和破損,不僅造成嚴重污染,而且極易發(fā)生危險,對國家和企業(yè)造成很大的損失。從***涂料產(chǎn)品包裝看,目前都用鋼桶盛裝 ( 水性涂料除外,應杜絕用玻璃瓶,塑料容器作為涂料包裝容器,盡快制定出涂料產(chǎn)品包裝通則等國家標準。
3.2. 盡快制訂出一套完整的通用型鋼桶國家標準,避免重復性勞動,節(jié)約資金,使包裝容器統(tǒng)一化和合理化。
從幾個**工業(yè)國家看,他們很早就制訂了一套鋼桶國家標準,以適用于本國各行業(yè)產(chǎn)品包裝的需要。而我國則不同,到目前為止,只有 GB325-84 一個鋼桶國家標準,這與我國的工業(yè)發(fā)展是極不相稱的。因此,我國應盡快制訂出一套具有**性,又符合我國國情的鋼桶國家標準。避免制訂單個包裝鋼桶標準,這樣不但為國家節(jié)約大量的人力和資金,而且使包裝容器 ( 鋼桶 ) 統(tǒng)一化、規(guī)格化、合理化,滿足我國各行業(yè)產(chǎn)品對鋼桶包裝的需要。
3. 3. 應改進制桶用鋼板厚度。
我國制桶用鋼板厚度明顯偏高。據(jù)國外有關鋼桶資料介紹,目前采用薄鋼板制桶的傾向越來越明顯。如美國薄鋼桶產(chǎn)量已達鋼桶產(chǎn)量的 1/3, 每只薄板鋼桶可減輕 5 公斤重量,即 15% 。鋼板厚度,已有 60% 的 200 升 鋼桶,由原來的 1 毫米改為壁厚和桶底頂分別為 0.8 和 1 毫米。為了使薄鋼桶強度同樣達到原鋼桶強度,他們在鋼桶設計結構上加以改進。如桶身增加波紋,桶底頂與桶身的封口改為七層卷邊結構等。因此大大降低了鋼桶重量和制造成本,相應地也減少了運費。因此在制定鋼捅國家標準時,應采用國外已成熟的部分并兼顧我國現(xiàn)實生產(chǎn)情況和原材料情況,制訂出各種鋼桶用板材的合理厚度及變化范圍,從而避免可以制造出的鋼桶不符合國標的現(xiàn)象。如有的廠根據(jù)合同用 1 毫米板材制造出 200 升 鋼桶,但不符合國家標準。
3. 4. 方便桶也應制訂國家標準。
由于錐形方便桶可以疊放,便于運輸和貯存,所以方便桶的使用在***都很盛行,但這種桶成本稍高于國內(nèi)使用鋼桶( 3-4 元 ), 應提倡回收使用,即使多用一次,也必將給企業(yè)和國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟效益。國外很早就制訂出方便桶國家標準,而我國至今還沒有與其相應的標準。近幾年我國部分涂料廠、制桶廠都分別引進了國外方便桶生產(chǎn)線,而且執(zhí)行各自標準,因此我國也應盡快制訂出方便桶國家標準。
涂料油墨測試儀器
(一)﹑ 涂料油墨測試儀器行業(yè)概述
涂料油墨及涂裝行業(yè)目前在中國尚屬于一個比較繁榮的行業(yè)。涂料油墨生產(chǎn)和涂裝施工技術的發(fā)展,迫切要求完善和健全各自的質量檢測體系,而涂料油墨試驗方法標準﹑涂料與油墨及涂裝質量檢驗標準的制定﹑采用與推廣,涂料油墨及相關儀器的配套開發(fā)﹑生產(chǎn)與應用都與此切切相關。為保證涂料油墨產(chǎn)品及其施工質量,就必須要有必要而有效的測試手段,一般來說,涂料油墨質量檢測表現(xiàn)如下技術應用特征:
1. 檢測方法多采用物理性能試驗方法;
2. 檢測對象以涂膜質量檢測為主;
3. 由涂料轉變成涂膜,需要必要的施工過程,因而檢測應包括施工性能的現(xiàn)場測試;
4. 多項物性檢測,可通過不同試驗方法及配套儀器互補測定;
5. 對用于非常環(huán)境條件下的特殊性能,則需通過專門手段測試;
所有的測試帶動了另一個產(chǎn)業(yè)鏈 - 相關測試儀器市場:只要是涂料油墨廠家用于控制產(chǎn)品質量或進行研究開發(fā),或為了滿足客戶所提出的特殊性能檢測所使用的測試儀器都屬于這個范疇。
一般來說,涂料油墨測試儀器可以分為五大類:
1. 原漆性能測試 - 指對未成膜的涂料或油墨質量所需要的測試儀器,包括刮板細度計﹑粘度計﹑比重杯﹑比重 杯﹑酸度計﹑水份測定儀﹑有害物質限量 ( 甲醛﹑ VOC ﹑重金屬 ) 系列檢測儀器等;
2. 制膜系列 - 包括各種規(guī)格型號的制備器﹑線棒涂布器﹑噴槍等;
3. 涂膜物理性能 - 包括光澤計﹑測厚儀﹑色差儀﹑干燥時間記錄儀等;
4. 涂膜機械性能 - 包括附著力測試儀﹑硬度測試儀﹑柔韌性測試儀﹑各種耐磨測試儀﹑沖擊等;
5. 實驗室通用儀器 - 包括各種天平﹑烘箱﹑分散機以及鹽霧箱和濕熱箱等一些環(huán)境測試設備。
?。ǘ┅p 涂料油墨測試儀器政策分析
所有的測試儀器都必須是按照相關標準設計要求制造,涂料油墨試驗方法標準的制訂,為涂料油墨儀器開發(fā)提供了設計依據(jù),而涂料油墨儀器的研制與應用,又為標準的制(修)定建立了試驗驗證的實際條件。
中國許多涂料 / 油墨產(chǎn)品的測試方法和一些產(chǎn)品標準原來基本都是參照前蘇聯(lián)標準,所以原來所有的儀器基本都是按照前蘇聯(lián)的模式制作。隨著國家標準越來越多等同采用 ISO 標準以及到中國來投資的外資企業(yè)日趨增多,相應的檢測儀器也發(fā)生了重大變化。尤其是現(xiàn)在許多涂料及油墨廠家的產(chǎn)品開始出口到全世界,他們需要使用世界公認的測試儀器來測試他們產(chǎn)品的性能是否能滿足國外通用的標準。
可以說中國的涂料油墨檢測儀器市場正如國內(nèi)其它產(chǎn)品一樣,也在逐步走向國際化。同時,它的發(fā)展也與全國涂料顏料標準化委員會制定的國家標準緊密相聯(lián)。
對于計量方面,全國許多計量測試中心都可以對涂料油墨檢測儀器是否滿足相應國家標準進行精準計量。尤其對于一些諸如刮板細度計,甚至制定了專門的計量規(guī)程來計量。而且國家明確要求所有從事涂料油墨檢測儀器生產(chǎn)的廠家都必須取得當?shù)丶夹g監(jiān)督部門頒發(fā)的計量器具生產(chǎn)許可證。而相關一些實驗室認可也要求所有測試儀器每年都要定期計量。這也從源頭上減少了由于儀器本身的精度問題而影響對產(chǎn)品質量的控制。
?。ㄈ?涂料油墨測試儀器產(chǎn)業(yè)運行狀況分析
中國國內(nèi)較早開始從事 涂料油墨測試儀器生產(chǎn)的廠家有 天津市材料試驗機廠(現(xiàn)改名為天津市建儀試驗機有限責任公司) ﹑ 上海涂料工業(yè)機械廠及 廣西 梧州市 化工儀器廠。這幾個單位以前都參加過國家許多涂料油墨相關標準的制定。九十年代后,隨著國內(nèi)涂料行業(yè)的飛速發(fā)展以及外資涂料企業(yè)在中國的投資,同時也出現(xiàn)出了許多專業(yè)的涂料油墨測試儀器生產(chǎn)的廠家。據(jù)統(tǒng)計,目前國內(nèi)從事專業(yè)生產(chǎn)涂料油墨測試儀器的廠家有近 20 家,其中大部分集中在天津和上海。國內(nèi)從事相關涂料油墨測試儀器(含專業(yè)代理進口涂料油墨測試儀器)的貿(mào)易型企業(yè)及小型經(jīng)營部不下百家。
總體來說,國內(nèi)涂料油墨測試儀器的開發(fā)長期堅持多品種經(jīng)營與專業(yè)化生產(chǎn)相結合,常規(guī)性儀器與配套品種并舉,儀器開發(fā)與標準化技術同步,借鑒國外**技術與加速國產(chǎn)化進程互補的方針,迄今基本已形成與涂料油墨 ﹑ 涂裝行業(yè)生產(chǎn)力水平現(xiàn)狀基本適應 ﹑較為完善配套的儀器生產(chǎn)體系。根據(jù)對國內(nèi)目前主要本行業(yè)儀器生產(chǎn)廠家經(jīng)營品種調(diào)查統(tǒng)計,在五大類 88 項常規(guī)產(chǎn)品中,屬于 1990 年后開發(fā)的有 46 項,已經(jīng)超過了 50% ;同時符合 ISO 標準的有 65 項目,占 74% ;符合國外一些**標準的有 10 項,占 11% 。
涂料油墨測試儀器銷售主要來自以下幾方面:
1. 新建涂料或油墨廠家必須完整添置相關檢測儀器以全面控制原材料及本身產(chǎn)品品質,或進行必要的研究開發(fā);
2.. 新國家標準的制訂要求使用新的測試儀器;
3. 下游廠家(涂料油墨使用廠家如噴涂廠 ﹑印刷廠﹑家具廠﹑電器廠等 )為控制自身產(chǎn)品質量;
4. 科研院所及大學為研發(fā)新產(chǎn)品;
5. 產(chǎn)品本身的使用壽命需要更換(如刮板細度計,制備器正常使用壽命都只有兩年)
對于中國涂料油墨檢測儀器生產(chǎn)廠家來說,他們的銷售模式大部分采取傳統(tǒng)的直銷,很少在中國各個地區(qū)設置獨立的銷售點,也基本不會組織專業(yè)技術人員上門安裝調(diào)試儀器及必要的專業(yè)培訓。對于售后服務,在承諾的質保期內(nèi),他們基本都是讓客戶將有故障的儀器送回來修好調(diào)試好再重新發(fā)回客戶。
?。ㄋ模?、全國涂料油墨測試儀器市場運行狀況分析
據(jù)可靠資料統(tǒng)計數(shù)據(jù),目前在中國已經(jīng)正式注冊的涂料油墨生產(chǎn)廠家已經(jīng)超過了 1 萬家,其中外資企業(yè)超過 400 家。其中在珠江三角洲和長江三角洲的涂料廠家占了全國的 70% ,而且在這兩個區(qū)域已經(jīng)形成了一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
從各地區(qū)涂料生產(chǎn)企業(yè)中質量控制的檢測儀器配套情況來看 ( 見圖一 ) ;需要配備基本的測試儀器的廠家還有許多許多(對于一些外資企業(yè)和合資企業(yè)來說,他們實驗室基本都是配備的進口設備),同時,已配備有必要檢測儀器的廠家還需要不斷的更新設備 . 說明至少在未來幾年中中國涂料油墨檢測儀器市場前景十分光明
國外進口儀器在中國市場也占了相當大的比例。主要國外的一些涂料儀器廠商特別注重發(fā)揮企業(yè)自身優(yōu)勢﹑強調(diào)突出特色﹑全力推進專業(yè)化生產(chǎn)并能及時將一些**技術應用上去。他們往往專注某一個品種,不斷投入資金去開發(fā)研究。諸如美國 BROOKFIELD (專業(yè)生產(chǎn)各式粘度計)﹑美國 RDS (專業(yè)生產(chǎn)各式線棒)﹑美國 TABER (專業(yè)生產(chǎn)耐磨儀)﹑德國 QUANIX (專業(yè)生產(chǎn)各式測厚儀)﹑日本 MINOLTA (專業(yè)生產(chǎn)各式測色儀)﹑美國 ATLAS (專業(yè)生產(chǎn)各式環(huán)境測試設備)等。
根據(jù)對全國幾個主要涂料油墨儀器生產(chǎn)廠家及做為國外品牌的總代理的貿(mào)易公司銷售數(shù)據(jù)統(tǒng)計,我們把從 2003 年 -2006 年銷售數(shù)據(jù)統(tǒng)計了一下(此銷售數(shù)據(jù)僅供參考而不是**數(shù)據(jù)),
從上圖我們可以看出:
1. 涂料油墨檢測儀器市場整體來看每年都保持平穩(wěn)快速增長,這主要與近幾年中國經(jīng)濟強勁持續(xù)的增長有很大關系。
2. 進口儀器在國內(nèi)的銷售額始終超過總銷售額的一半以上。一是進口儀器的質量和精度確實優(yōu)于國產(chǎn)儀器,尤其一些用于測色﹑測厚﹑光澤﹑粘度儀器,國內(nèi)技術與國外還有較大差距;另一方面就目前儀器的價格體系來看,進口儀器的價格是同品種國產(chǎn)儀器價格的 8-10 倍,雖然進口儀器總體數(shù)量不如國產(chǎn)儀器,但因為其價格昂貴而使總銷售額占據(jù)較大比例。
3. 國產(chǎn)儀器出口銷售額增產(chǎn)很快。因為中國的一些機械加工技術與國外并無明顯差異,加之信息流動全球化,我國自己生產(chǎn)的部分測試儀器在國際市場尤其是一些第三世界國家很有競爭優(yōu)勢。
從 2006 年全國涂料油墨檢測儀器按五大類來分,每類銷售所占比例見圖三 :
由圖三可以看出:通用設備占了超過一半的比例,主要原因是 :
1. 天平﹑烘箱﹑分散機是普遍的設備,基本每個實驗室都有一至多臺;
2. 一些環(huán)境測試設備諸如進口氙燈老化機﹑熒光紫外老化箱等銷售價值特別高。
?。ㄎ澹?涂料油墨測試儀器行業(yè)發(fā)展趨勢及市場預測
1. 微型數(shù)據(jù)處理機應用范圍將逐漸擴大
目前許多儀器諸如色彩﹑光澤﹑測厚等儀器都配制了微機處理系統(tǒng),可以自動測量數(shù)據(jù)﹑整理﹑統(tǒng)計﹑分析﹑貯存及輸出打印數(shù)據(jù)結果,相信以后會有越來越多的其它測試儀器應用這種技術。
2. 應用在生產(chǎn)線上自動測量的儀器市場潛力巨大
現(xiàn)在國內(nèi)幾乎沒有廠家生產(chǎn)可以用來控制生產(chǎn)線上的測試儀器,實際上,許多涂料油墨廠家都希望能找到這種測試儀器,畢竟對生產(chǎn)工藝流程的控制可以直接控制他們的最終產(chǎn)品性能。國外如 BROOKFIELD 的在線粘度計就可以很方便使人們隨時了解他們產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的每一個步驟流變性質的變化。還有 FISCHER 的在線測厚儀對一些流水線上的涂裝厚度控制起到?jīng)Q定性的作用;英國 SHEEN 的在線光澤計的應用大大提高了印刷行業(yè)和涂裝行業(yè)的產(chǎn)品質量。
3. 一機多用的測試儀器會越來越多
諸如 BYK 公司的 PIG 多用涂檢測儀,可同時測量涂層厚度﹑硬度及附著力, E-4435 就可以在同一臺儀器上實現(xiàn)測厚度和測光澤兩種功能。
4. 儀器會越來越精致﹑小巧方便攜帶﹑節(jié)能和人性化
如德國 QUANIX 的系列測厚儀,整個儀器才 68 克,而且只需要一節(jié) 5 號干電池,使用十分方便。
針對國內(nèi)目前涂料油墨測試儀器市場發(fā)展來看,為了提供這個行業(yè)的整體發(fā)展,加快我國涂料油墨測試儀器與國際接軌,我們還有許多工作去做:
1. 加強***檢驗方法標準的技術協(xié)調(diào),進一步緊密試驗方法標準 ﹑試驗儀器開發(fā)和產(chǎn)品質量檢驗三者的依存互補關系,全面強化檢測手段,加速檢測儀器的推廣應用。也許我們應充分發(fā)揮國家涂料質檢中心﹑全國涂料與顏料標準化委員會及有些涂料行業(yè)協(xié)會的組織﹑協(xié)調(diào)和指導作用,推進這種“小三角”的依存互補關系,實現(xiàn)三者相互促進﹑共同發(fā)展。
2. 調(diào)整產(chǎn)品結構﹑促進市場需求:市場經(jīng)濟的發(fā)展,迫使涂料油墨儀器企業(yè)采取以市場為導向,合理調(diào)整產(chǎn)品結構,適應市場需求的經(jīng)營戰(zhàn)略。從目前這些測試儀器產(chǎn)品來看,可大致分常規(guī)性品種﹑競爭性品種﹑**經(jīng)營品種和填補配套品種四大類型。為滿足顧客需要,應采取隨時調(diào)整透產(chǎn)品種;實現(xiàn)定產(chǎn)定銷(可以客戶要求定做一些非標的測試儀器)的靈活銷售策略,其主要措施是:對常規(guī)性品種,應采取“增產(chǎn) - 降耗 - 創(chuàng)效”的經(jīng)營戰(zhàn)略;對競爭性品種,采取“質優(yōu) - 價廉 - 優(yōu)質服務”的競爭戰(zhàn)術;對**經(jīng)營品種,采取“推廣 - 改良 - 更新”的營銷對策;對填補配套品種,采取“率先開發(fā) - 規(guī)格齊全 - 方便適用”的服務方針。
3. 積極采用新材料﹑新元(器件)﹑新技術﹑新工藝(包括一些微電子技術在儀器的移植應用,增強儀器計測數(shù)據(jù)的處理﹑統(tǒng)計﹑顯示和記憶功能),致力于提高儀器的自動化水平和精密性﹑穩(wěn)定性﹑簡單方便性及與同類進口產(chǎn)品結果的可比性。
4. 推進在線自動測量技術的應用,大力開發(fā)生產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)品質量的監(jiān)控儀器,以利于產(chǎn)品加工的過程管理。
5. 發(fā)展涂裝施工現(xiàn)場檢測技術,開發(fā)輕體﹑小型﹑節(jié)能和便攜儀器。
6. 開發(fā)一機多用檢測儀器,寬展功能,提高效率,拓寬檢測應用領域
7. 全面強化儀器生產(chǎn)的工藝管理,建立起嚴格的出廠校準程序規(guī)程。