单组分聚氨酯防水涂料自动化生产中相对黏度的控制

    新闻资讯 2024-12-11 18:37:35


    连续式聚氨酯防水涂料生产线的生产工艺

    “连续式聚氨酯防水涂料生产线”是中国建筑科学研究院以“减少干扰、提效降耗、提升稳定性”为目标,开发的一套聚氨酯防水涂料生产系统。

    生产线根据聚氨酯防水涂料生产的工艺特点,分为上料单元、预处理单元和合成单元3部分,可实现连续化自动化聚氨酯防水涂料生产。


       

     生产中涂料黏度的波动现象


    相对黏度是涂料的基本性能指标,与施工性和成膜后的力学性能有直接关系。在实际的单组分聚氨酯防水涂料生产中,相对黏度的波动非常常见。在传统生产中,通常是在涂料灌装前抽取小样检测黏度值,如达到工艺要求的黏度范围就可以灌装;否则,需要工艺员根据实际情况调节黏度。但是,在自动化生产中,黏度异常波动应被视为产出不稳定,需要通过工艺调整,将这种不稳定现象消除。



    单组分聚氨酯防水涂料的特殊性


    ①涂料中的液体填料和粉体填料的质量份较大,约为有效组分的2~3倍。

    ②聚氨酯防水涂料对水敏感,主要原材料都需要脱水处理。考虑到经济性,通常填料与聚醚是混合后一起脱水的。因此,在涂料合成过程中,始终有填料作为杂质存在于体系中,不利于合成的平稳进行。

    ③完成预处理的混合物通常黏度较大,难以分散,不利于合成的目标控制。


    生产中相对黏度波动的影响因素探讨


    含水量的影响

    以2017年5—8月生产的单组分聚氨酯防水涂料黏度与含水量的实测值为例,混合料含水量在满足工艺要求的前提下,与成品相对黏度没有明显的线性关系,并且有相对黏度骤增的个例出现。仅考虑混合料含水量是无法解释的。


    相对黏度与含水量关系图


    合成前期温度的影响

     

    混合料经过脱水后,降至工艺温度时,开始加入异氰酸酯进行合成反应。此时反应体系的温度即为合成前期温度。在每个合成反应釜中的不同位置安装了6个温度传感器,用来检测是否有局部温度过热现象。可以看出,不同监测点间是存在温度差的,监测点3、监测点5的平均温差最大,为4.6 ℃;而两监测点温度在批次间是稳定的,说明在合成前期的反应釜中,是存在局部温度不均匀现象的。另外,在第7批次中,涂料的相对黏度变大,但前期温度正常,也从侧面反应前期温度不超过工艺要求范围时,不会明显影响相对黏度。



    局部温度不均匀现象虽然没有直接对黏度产生影响,但造成了生产过程的不稳定,也可视为产生产品质量波动的因素之一。


    异氰酸酯的影响因素


    异氰酸酯的加入速度也可能对产品的相对黏度产生影响。生产中,根据工艺要求的加入时间,分别进行了加速和降速的调整。可以看出,随着异氰酸酯加入时间的增长,相对黏度呈下降趋势。也就是说,在单位时间内,异氰酸酯单体的加入量,与成品的相对黏度有关。


    在采用原工艺要求的加入时间的生产批次中,出现的黏度波动,可视为在单位时间内,出现了异氰酸酯加入量不均匀的现象,也从侧面说明反应釜局部分散不均匀。


    生产中黏度控制的措施


    根据上述对相对黏度的影响因素分析,并且结合现有生产设备的条件,以及考虑生产的经济性,对生产线生产工艺进行了两处调整:

    ①提高了合成反应釜的搅拌转速,在原转速基础上提高了8~15 r/min;并在监测点3、监测点5附近增加扰流板,提升物料的流动性。

    ②在原工艺要求的加入时间的基础上,增加了5~10 min。



    工艺调整后,在2017年10月的20批次中,涂料的相对黏度波动范围变小,最大值与最小值间的差值小于400 mPa·s。此后,连续6个月的生产中,涂料相对黏度表现出很好的稳定性。


    聚氨酯防水涂料
    没有更多
    在线留言