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摘 要

本课题以流体力学理论为基础、以丹尼尔流动点等相关色浆研磨理论为指导，对工厂汽车漆车间白色浆的研磨配方进行了优化探讨，通过确定高速搅拌的转速和1.5LCMC研磨机的填充参数，考察色浆在研磨机中的滞留时间、研磨方式（Pass、Cycle）对研磨效率的影响以及研磨过程中颜料色浆粘度与细度的对应关系，并结合丹尼尔流动点和砂磨机色浆组成图，最终验证或优化了四张生产单的研磨配方，同时分析了该实验存在的不足以及改进方法。

在后期应用阶段，以前期实验为指导，结合现场篮式研磨机的实况，找到了满足车间生产的较优砂磨粘度，进而以颜基比和配方粘度为研究对象，对车间主要研磨产品进行大规模的优化，从而提高了车间的研磨效率。

关键词：颜料色浆 丹尼尔流动点 颜基比 色浆粘度 砂磨机

The optimization and application for grinding process of pigment

Abstract

This paper is based on the theory of fluid mechanics, the Daniel flow and other related color paste grinding theory are also as the guidances, the grinding formula on the factory car paint shop white pulp were optimized and discussed. Through built the filling parameters of filling, high speed stirring and 1.5LCMC grinding machine, research the influence on the grinding efficiency of the residence time of the color paste in the grinding machine and the grinding method (Pass, Cycle), also the relationship between pigment paste viscosity and fineness in the grinding process have been researched, and combined with the Daniel flow and sand mill paste composition diagram, the final validation or optimization of four production of single abrasive formula, also the deficiency of the experiment and the improving method have been analyzed.

In the application stage, with guide of the prophase experiment, combining with the live of the basket grinder, the better grinding viscosity that satisfy the production of the workshop has been found, and then the binder ratio and formula viscosity as the research object, to carry out large-scale optimization of grinding products workshop, thereby improving the grinding efficiency of the workshop.

Key words: pigment paste； Daniel Flow Point； binder ratio； paste viscosity； sander.

目 录

摘要 I

Abstract II

1前言 1

1.1在涂料生产中颜料研磨的意义 1

1.1.1 颜料介绍及研磨的发展 1

1.1.2 颜料研磨效率提升在涂料生产周期中的重要意义 2

1.2 当前涂料生产中研磨的主要设备及其不同的研磨理论 3

1.2.1 涂料生产中研磨的主要设备 3

1.2.2 当前常见的研磨设备的研磨理论 4

1.3 影响研磨效率的主要因素 5

1.3.1 砂磨机类型以及研磨分散设备与研磨效率的关系 5

1.3.2研磨介质以及研磨介质与研磨效率的关系 5

1.3.3 黏度与研磨效率的关系 5

1.4 本文研究思路和方法 7

2实验探讨与应用 10

2.1实验方法 10

2.1.1主要物料及实验设备 10

2.1.2 实验步骤 11

2.2 探索颜料研磨效率的优化 11

2.2.1 实验重要参数的确定 11

2.2.2 滞留时间对循环式研磨效率的影响 13

2.2.3 研磨中体系粘度与细度的变化关系 14

2.2.4 关于Pass和Cycle两种研磨方式的对比 15

2.2.5 丹尼尔流动点与砂磨机色浆组成三角图的差异对车间研磨配方的指导 16

2.3 颜料研磨工艺优化实验的应用 18

2.3.1 应用一卷钢涂料颜基比的优化 18

2.3.2 应用二对篮式研磨机研磨配方的优化 22

3结论与展望 29

3.1 结论 29

3.2 展望 29

参考文献 31

致 谢 32

1前言

1.1在涂料生产中颜料研磨的意义

1.1.1 颜料介绍及研磨的发展

颜料是一种有色细颗粒粉状物质，一般不溶于水、油、溶剂和树脂等介质中，但能分散于各种介质中。它具有遮盖力、着色力、相对稳定的光性能，常用于配制涂料、油墨以及着色塑料和橡胶，因此又称为着色剂^[1]。颜料按结构可分为有机颜料和无机颜料，无机颜料一般是矿物性物质，人类很早就知道使用无机颜料，利用有色的土和矿石，在岩壁上作画和涂抹身体。有机颜料一般取自植物和海洋动物，如茜蓝、藤黄和古罗马从贝类中提炼的紫色。颜料通常具备下列性能：颜色（彩色颜料是一种对可见光能选择性吸收和散射的颜料，可以在自然光条件下呈现黄、红、蓝、绿等颜色）、着色力（着色颜料吸收入射光的能力）、遮盖力（在成膜物质中覆盖底材表面颜色的能力）、耐光性（颜料在一定光照下保持其原有颜色的性能）、耐候性（颜料在一定的天然或人工气候条件下，保持其原有性能的能力）、挥发物（主要指水分，一般规定不超过1%）、吸油量（指100克颜料形成均匀团块时所需的精制亚麻仁油的克数，以吸油量小者为好，吸油量与颜料颗粒的比表面积和结构有关）、水溶物（颜料中含有的能溶于水的物质，以占颜料的质量百分数表示）等。颜料是不能溶于普通溶剂的着色剂，故要获得理想的着色性能，需要用机械方法将颜料均匀分散于塑料中。无机颜料热稳定性、光稳定性优良，价格低，但着色力相对差，相对密度大；有机颜料着色力高、色泽鲜艳、色谱齐全、相对密度小，缺点为耐热性、耐候性和遮盖力方面不如无机颜料。在涂料行业中一般采用研磨对颜料进行分散。而研磨是采用磨料进行加工的精密机械制造工艺，早在新石器时代，人类就开始使用简单研磨方法制造玉器和珠宝，制造精巧。

公元2000年出现了对日取火的放大镜，是使用天然研磨剂，依靠手工研磨和抛光方法制造的。1450年发现了金刚石粉，发明了宝石研磨机，当时就有了手握磨具的研磨方法，这种方法迄今仍在使用。近代研磨技术则向材质多样化和型面多样化发展，近年来, 研磨工艺向微观化发展，国外出现两种新超精密光整加工方法：一种是“弹性发射切削加工”；另一种是“机械一化学研磨”，这两种超精密光整加工方法，在某种意义上说，是微观化的特种研磨加工^[2]，目前广泛的使用在涂料行业中。

1.1.2 颜料研磨效率提升在涂料生产周期中的重要意义

涂料中所使用的颜料是一种既不溶于基料，也不溶于稀释剂的极细粉状物( 体质颜料除外)^[3]，在涂料工业中，颜料分散得好坏显著影响着涂料的贮存稳定性、涂装作业难易及涂膜外观等，并且在涂料工业中研磨被定义为将已经分得很细的颜料颗粒，在载色剂中得到初级粒子的分散体^[4]。初级颗粒的细度对涂料工业已是足够了，但由于多种原因使初级粒子粘附在一起，成为聚集体。要分离这些聚集的初级粒子，涂料工业是使用各种研磨分散设备来进行物理的分离^[4]，从而制备色漆。而色漆也是一种含颜料的涂料，涂膜具有不透明性 (采用透明颜料时则例外)，具有保护、装饰或其他特殊功能^[5]，且不同的色漆能够调配出大量符合不同要求的涂料，对涂料的制造缩短了大量的工时。而色漆的生产工艺决不是颜料、漆料的简单混合搅拌，必须通过有效的加工，先将颜料分散在漆料中制成色浆，因此如何提高色浆的研磨效率则成为色浆生产过程中主要考虑的问题^[5]。

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