年产1500吨醋酸乙烯乳胶漆—溶解釜的设计

1、年产 1500 吨醋酸乙烯乳胶漆 溶解釜的设计 目录 摘 要.1 ABSTRACT.1 1 概述.2 1.1 乳胶漆的定义.2 1.2 乳胶漆的组成.2 1.2.1 乳液.2 1.2.2 颜料.2 1.2.3 填充料.2 1.2.4 助剂.3 1.3 乳胶漆的物理性质.3 1.4 乳胶漆的分类.3 1.5 乳胶漆的发展.5 1.6 乳胶漆的应用现状.5 1.7 全世界的发展情况.6 1.8 我国的发展情况.7 1.9 三废的处理.7 1.9.1 废水.7 1.9.2 废水成分.8 1.9.3 处理方法和工艺.8 1.9.4 处理结果.8 1.9.5 清洁生产.8 2 生产方案的确定.9 2.1 醋酸乙烯乳胶漆的生产工艺.9 2.2 聚醋酸乙烯乳胶漆合成工艺条件.10 2.2.1 引发剂对乳液粘度、固含量的影响.10 2.2.2 乳化剂用量对乳液粘度的影响.11 2.2.3 反应温度对乳液粘度、固含量的影响.12 2.2.4 单体纯度对乳液粘度、固含量的影响.13 2.3 聚醋酸乙烯乳液的配方.13 2.4 聚醋酸乙烯乳液常用乳胶漆的配方.14 3 生产流程简述.15 3.1 乳液流程.

2、15 3.1.1 乳液的生产流程.15 3.1.2 乳液生产流程框图.16 3.2 乳胶漆生产.16 3.2.1 聚醋酸乙烯乳液生产乳胶漆工艺流程框图.16 4 乳胶漆的质量及性能指标.16 4.1 聚醋酸乙烯的质量指标.16 4.2 乳胶漆的性能指标.17 5 溶解釜的设计及计算.18 5.1 设计要求和条件.18 5.2 物料计算.18 5.3 反应器内径和高度计算.19 5.4 溶解釜夹套的直径、高度和传热面积.20 5.5 溶解釜厚度的计算.21 5.5.1 夹套筒体、封头厚度.21 5.5.2 内筒筒体厚度的计算.22 5.6 溶解釜搅拌器的设计.23 5.6.1 搅拌机的型式与选择.23 5.6.2 反应釜的传动装置.24 5.6.3 搅拌轴的加工要求.24 5.7 热量衡算.24 6 设备工艺计算结果.26 结束语.27 参考文献.28 谢辞.29 1 年产 1500 吨醋酸乙烯乳胶漆的生产工艺 溶解釜的设计 摘 要： 聚醋酸乙烯乳胶漆作为一种水性涂料，它的出现和发展适应了改善人类对生存 环境的要求。它是白色粘稠液体，可加入各色色桨配成不同颜色的涂料。主要用于建筑物 的内

3、外墙涂饰，还可以用作金属表面的涂饰。该涂料以水为溶剂，所以具有安全无毒、施 工方便的特点，易喷涂、刷涂和滚涂，干燥快、保色性好、透气性好。聚醋酸乙烯乳胶漆 采用乳液聚合的生产工艺。乳液聚合的基本工艺有间歇聚合、半连续聚合、连续聚合、预 乳液以及种子乳液聚合等。半连续分批加料乳液聚合能很好地控制聚合速度和操作弹性， 且适应性强，单体转化率高（99） ，乳液性质稳定。该生产工艺目前还是工业化生产 聚醋酸乙烯乳胶漆的主要方法。 关键词：乳胶漆，溶解釜，半连续乳液聚合，分批加料 *交稿日期：2013-5-28 指导老师：张孟民 作者简介：高宝玉（1991-） ，男，陕西宝鸡人，化学化工系 2013 届毕业生 2 1500Tons of Vinyl Acetate Emulsion Paint Production Process Dissolve The Axe - Design Abstract: As a kind of coating, the polyvinyl acetate emulsion paint appears to the development and improvem

4、ent of the living environment of mankind. It is white viscous liquid, can add different colors of color of the paint. It is mainly used for building exterior daub and can also be used as a metal surface finishing. This coating with water for solvent, so is non-toxic, convenient construction, easy spraying, brush and roll, fast drying, it good, good permeability. Polyvinyl acetate emulsion paint by emulsion polymerization process. The basic technology of emulsion polymerization is intermittent po

5、lymerization, the semi-continuous polymerization, continuous emulsion polymerization, such as seed emulsion polymerization. The semi-continuous partial charging emulsion polymerization can easily control polymerization rate and elasticity of operation, and high adaptability (99), monomer latex properties stable. The production technology or industrial production according to the main method of emulsion paint of vinyl acetate. Keywords: emulsion paint, Dissolve The Axe, half a continuous emulsion

6、 polymerization, partial charging 3 1 概述 1.1 乳胶漆的定义 在我国，人们习惯上把以合成树脂乳液为基料，以水分为分散介质，加入 颜料、填料（也叫体质颜料）和助剂，经一定工艺过程制成涂料，叫做合成树 脂乳胶漆，简称乳胶漆，要有叫乳胶涂料。乳胶漆是合成树脂固体微粒在水 （严格说来，各种助剂的水溶液）中的分散体和颜料、填料颗粒在水（严格来 说，也是各种助剂的水溶液）中分散体的混合物。 1.2 乳胶漆的组成 通常，乳胶漆由合成树脂乳液、颜料、填料、助剂和水组成。其中乳液是 核心，一般决定乳胶漆的性能。 1.2.1 乳液 乳液是影响乳胶漆性能的最主要的原料，外观类似牛奶。由一些石油化工 原料如醋酸乙烯、丙烯酸酯、苯乙烯等，在水中经过聚合化学反应制成。因采 用的原料和工艺的不同，乳液在性能上也有差别。它的主要作用是起到粘结、 抗水、抗碱和抗日光老化的性能。 1.2.2 颜料 乳胶漆大多数是白色或以白色为基础的浅淡颜色，颜料主要采用钛白粉和 立德粉（锌钡白）。彩色颜料多数对人体无害。但劣质颜料含铅。 1.2.3 填充料 填充料起填充作用。填充料可以充实漆膜，

7、增加遮盖力，有些还赋予乳胶 漆不易沉淀和良好的涂刷性等。常用的填充料有碳酸钙（大白粉）、滑石粉、 高岭土（瓷土）、硫酸钡（重晶石粉），硅灰石粉等，这些都是天然矿物原料， 对人体无害。 1.2.4 助剂 4 助剂的种类较多。有增稠剂、成膜助剂和杀菌剂。为了防止乳胶漆在贮运 过程中沉淀，以及涂刷垂直表面时不流坠，要添加增稠剂等助剂，常用的是纤 维素醚类。为了在气温较低的情况下，也能使乳胶漆膜干燥延长施工季节，一 般厂家均加入一些成膜助剂，常采用多元醇类及其衍生物等。乳胶漆在贮存过 程中，或干燥成膜后，受到无处不在的微生物的污染，加之有适宜温度和湿度， 很易使漆桶中的漆败坏，破乳产生恶臭，漆膜则滋生霉菌，发黑脱落。为了防 止微生物的滋生，生产厂家要加入杀菌剂。 1.3 乳胶漆的物理性质 它以水为分散介质，无毒无味，安全，属环境友好型涂料。他可用水稀释， 用水清洗，使用方便他的成膜物质是不溶于水的合成聚合物，只是以微粒的形 式分散于水中，所以干燥成膜后，涂膜也不溶于水。切保留了一定的毛细孔， 因此具有拒水透气性。 1.4 乳胶漆的分类 1.4.1 水溶性内墙乳胶漆 水溶性内墙乳胶漆无污染、无毒

8、、无火灾隐患，易于涂刷、干燥迅速，漆 膜耐水、耐擦洗性好，色彩柔和。水溶性内墙乳胶漆，以水作为分散介质，无 有机溶剂性毒气体带来的环境污染问题，透气性好，避免了因涂膜内外温度压 力差而导致的涂膜起泡弊病，适合未干透的新墙面涂装。 1.4.2 水溶性涂料 水溶性涂料价格低廉，具有一定的装饰性和保护性。生产工艺简单，所用 的资源丰富，原材料易得，耐擦洗性不如乳胶漆，一般在 10 次以下，易起皮、 脱落、开裂、起泡，耐候性差。在农村市场占有较大份额。 1.4.3 溶剂型内墙乳胶漆 溶剂型内墙乳胶漆，以高分子合成树脂为主要成膜物质，必须使用有机溶 剂为稀释剂，该涂料用一定的颜料、填料及助剂经混合研磨而制成，是一种挥 5 发性涂料，价格比水溶性内墙乳胶漆和水溶性涂料要高。因此类涂料使用易燃 溶剂在施工中易造成火灾。但在低温施工时性能好于水溶性内墙乳胶漆和水溶 性涂料有良好的耐候性和耐污染性，有较好的厚度、光泽、耐水性、耐碱性。 但在潮湿的基层上施工易起皮起泡、脱落等。 1.4.4 通用型乳胶漆 通用型乳胶漆代表一大类通用型乳胶漆，适合不同消费层次要求，是目前 占市场份额最大的一种产品，最普通的为

9、无光乳胶漆，效果白而没有光泽，刷 上确保墙体干净、整洁，具备一定的耐刷洗性，具有良好的遮盖力。典型的是 一种丝绸墙面漆，手感跟绸缎面一样光滑、细腻、舒适，侧墙可看出光泽度， 正面看不太明显。这种乳胶漆对墙体比较苛刻，如若是旧墙面返新，底材稍有 不平，灯光一打就会显示出光泽不一至，因此对施工要求也比较高，施工时要 求活做得非常细致，才能尽显其高雅、细腻、精致之效果。 1.4.5 抗污乳胶漆 抗污乳胶漆是具有一定抗污功能的乳胶漆，对一些水溶性污渍，例如水性 笔、手印、铅笔等都能轻易擦掉，一些油渍也能沾上清洁剂擦掉，但对一些化 学性物质如化学墨汁等，就不会擦到恢复原析，只是耐污性好些，具有一定的 抗污作用，不是绝对的抗污。 1.4.6 抗菌乳胶漆 人们对健康洁净的生态化居住环境的追求越来越强烈，对抗菌功能的产品 也越来越重视。抗菌乳胶漆除具有涂层细腻丰满、耐水、耐霉、耐候性外，还 个有抗菌功能，它的出现推动了建筑涂料的发展。目前理想的抗菌材料为无机 抗菌剂，它有金属离子型无机抗菌剂和氧化物型抗菌剂，对常见微生物、金黄 色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌及酵母菌、霉菌等具有杀灭和抑制作用。 选用

10、抗菌乳胶漆可在一定程度上改善生活环境。 1.4.7 叔碳漆 叔碳漆的基料是基于叔碳酸乙烯酯的共聚物。由于叔碳酸乙烯酯上有一个 6 庞大的多支链的叔碳基团，对基料分子链起到保护作用，并具有溶剂性的增塑 作用，因此叔碳漆具有出色的漆膜性能，同时具有优异的耐受性能、装饰性能、 施工性能、环保健康性能，不含甲醛，VOC 极低。 1.5 乳胶漆的发展 乳胶漆的发展长河中是短暂的。涂料的发展已有以千年计的历史，而如乳 胶漆的发展只有 50 多年的历史。可见，乳胶漆还是涂料中的年轻一员。 1.6 乳胶漆的应用现状 发达国家日前建筑涂料以乳胶漆为主。美、法、英、荷、意、德等国乳胶 漆的产量已占建筑涂料总产量的 50；日本的建筑外墙 80采用了乳胶漆。世 界乳胶漆的年产量已达 600 万吨。国外乳胶漆的品种繁多，主要品种有：醋酸 乙烯系、丙烯酸酯系、苯乙烯系、聚氨酯系、环氧系、氯乙烯系、含氟系、马 来酸系、无皂乳液系、核/壳乳液系。各国所采用乳液合成方法也有十多种。但 世界各工业发达国家对使用乳胶漆的品种也有所偏重，如美国以发展纯丙烯酸 和醋酸乙烯乳液涂料为主；日本以苯乙烯丙烯酸酯乳液涂料为主；西欧各国

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