Экономические основы технологии производства краски

Приготовление водного полуфабриката  проводят в смесителях. Используют деминерализованную (т. е. освобожденную  от минеральных солей) воду. В ней  растворяют эмульгаторы, стабилизаторы, структурирующие добавки, пеногасители, антиоксиданты и др. Полученный раствор  используют для диспергирования  пигментов и наполнителей. Для  этой цели применяют, как правило, шаровые  мельницы и бисерные диспергаторы.

При составлении краски пигментную пасту совмещают в смесителе  при умеренном перемешивании  с эмульсией полимера, добавляют  пластификатор, антифриз и другие необходимые  добавки. Готовую краску очищают  фильтрованием через сетчатые фильтры  и фасуют.

2.3.Технологическая  схема производства краски.

Производители красок, лаков, эмалей и лакокрасочных материалов лакокрасочные заводы России при  производстве своей продукции используют следующую технологию схему:

В специальную  емкость (дежу) наливается определенное количество воды; вносят ингредиенты.

 Запускается работа дисольвера;

Производится диспергирование  раствора;

Упаковка готовых лакокрасочных  материалов по емкостям.

Основной, наиболее сложной  и энергоемкой стадией получения  красок является диспергирование пигментов  в пленкообразователях и их растворах. Выбор типа оборудования для диспергирования  и установление оптимального режима его работы требует знания сложных  физико-химических процессов, протекающих  при проведении диспергирования. Существенной особенностью машин для диспергирования  пигментов и наполнителей в пленкообразователях  или их растворах (диспергаторов), является жестокое или свободное движение в них рабочих тел. В первом случае скорость движения рабочих тел  не зависит от вязкости диспергируемой суспензии или пасты, во втором зависит  в большой мере, вплоть до прекращения  их движения.

В таблице №1 перечислены  диспергаторы, применяемые в настоящее  время для получения различных  лакокрасочных материалов (в т.ч. краски). Выбор диспергатора определяется не только видом получаемого материала, но и характером диспергируемых пигментов  и наполнителей.

Таблица №  1

Диспергаторы, применяемые  для получения лакокрасочных  изделий (краски)

Во всех случаях проводимый на машинах процесс называют диспергированием. К новому виду диспергаторов относится  диспергатор с зигзагообразными и лабиринтными каналами и быстровращающимся  ротором, характеризующийся высокой  объемной производительностью.

Основными операциями технологического процесса производства краски является: смешение пигментов (наполнителей) с раствором олигомера (полимера), т.е. приготовление пигментной пасты; диспергирование пигментной пасты; составление краски; очистка и фасовка краски.

Схема № 1 «Технологическая схема производства цветных красок способом однопигентных паст»: 1-3 - бисерные диспергаторы;4-6 – дисольверы; 7-9 -  бункера; 10-14 -  шнековые  дозаторы; 13-15,21 - дозировочные агрегаты; 16-18 – накопители; 20 – смеситель; 19-23  - насос; 22 – фильтр

3. Описание готовой продукции. 

3.1. Виды красок

Все виды краски делятся  по назначению. Существуют краски универсальные, для наружных и внутренних работ. Краски для наружных работ обладают высокой устойчивостью к воздействию  внешних факторов (солнечные лучи, влага, дождь, колебания температуры). Ими нельзя окрашивать поверхности  внутри помещения из-за их токсичности.

Краски для внутренних работ характеризуются низкой устойчивостью  и не применяются вне помещений.

Универсальные краски применяются  как для наружных, так и для  внутренних работ. Они имеют водную основу и поэтому не токсичны.

Полимерные  краски. Полимерная краска представляет собой суспензию пигмента в растворе полимера или перхлорвиниловой смолы. К числу хорошо зарекомендовавших себя фасадных красок принадлежат кремнийорганические эмали, перхлорвиниловая краска, эпоксидно-полиамидная композиция. Вследствие высокой атмосферостойкости краски отделка фасада здания сохраняется 10-12 лет и более, ее можно очищать от пыли, промывая водой. Кремний-органические покрытия непроницаемы для капельно-жидкой воды, но пропускают водяной пар из помещения наружу. Такие покрытия не препятствуют естественной вентиляции помещений, но в то же время защищают наружные степы зданий от увлажнения. Полимерные краски широко применяют для отделки стеновых панелей и блоков полной заводской готовности, а также для окраски и восстановления фасадов построенных зданий. Затраты на отделку единицы поверхности полимерными красками, отнесенные к одному году эксплуатации, ниже по сравнению с другими красочными составами. Каучуковые краски получают путем диспергирования хлоркаучука в летучем растворителе. Поскольку каучуковые краски химически стойки и обладают высокой водостойкостью, то их применяют для защиты от коррозии металлических и железобетонных конструкций.

Положительным свойством хлоркаучуковых и кумаронокаучуковых красок является высокая эластичность пленки, благодаря чему защитное покрытие следует за деформациями конструкции  и сохраняется без трещин, Эфироцеллюлозные краски представляют собой пигментированные дисперсии нитро- или этилцеллюлозы  в летучих растворителях. Нитролаки  часто применяют взамен масляных красок, причем эти лаки высыхают значительно  быстрее масляных красочных составов. Как видно, полимерная краска содержит органический растворитель в таком  количестве (30-50% по массе), которое необходимо для придания составу малярной консистенции. После нанесения покрытия растворитель испаряется (улетучивается) и на окрашиваемой поверхности образуется атмосферостойкая пленка.

Дисперсия полимера в летучем растворителе должна смачивать  материал, тогда она проникает  в поры материала (бетона, кирпича  и т. д.), обеспечивая прочное сцепление  образующейся пленки с основанием. Полимерные краски быстро высыхают, однако при этом безвозвратно теряются ценные продукты - летучие органические растворители. Большинство растворителей горит, их пары огнеопасны и взрывоопасны. Накапливаясь в закрытых помещениях, пары растворителей вредно влияют на здоровье людей; кроме того, они могут  быть причиной пожара, поэтому при  их использовании должны соблюдаться  установленные меры охраны труда  и противопожарной безопасности. Более безопасными и экономичными являются эмульсионные красочные составы  па основе полимеров, не содержащие летучих  растворителей или содержащие их в небольших количествах.

Полимерные  эмульсионные (латексные) краски. Полимерной эмульсионной краской называют красочный состав из двух несмешивающихся жидкостей, в котором частицы (глобулы) одной жидкости (дисперсная фаза) распределены в другой жидкости (дисперсионная среда или внешняя фаза). Для получения устойчивой, практически не расслаивающейся эмульсии необходимо при ее изготовлении ввести соответствующий эмульгатор.

Эмульгатор  представляет собой поверхностно-активное вещество, которое адсорбируется  одной из жидкостей на поверхности  раздела фаз, понижая ее поверхностное  натяжение. Вместе с тем вокруг частиц (глобул) дисперсной фазы образуется механическая прочная оболочка, препятствующая укрупнению и слиянию глобул. К числу эмульгаторов относятся преимущественно вещества, обладающие значительной полярностью, они содержат активную полярную и  неактивную группы. Полярная группа нередко  представлена гидроксилом ОН, карбоксилом  СООН, а также группами COONa. При  изготовлении эмульсий, применяемых  в строительстве, эмульгаторами  часто служат лигносульфонаты (обычно в виде сульфитно-дрожжевой бражки), натриевые соли нафтеновых кислот (мылонафт), абиетат натрия (омыленная канифоль) и др.

Эмульсионные  красочные составы типа «полимер в воде» содержат полимер, диспергированный в воде, в виде мельчайших глобул. Кроме пленкообразующего вещества (синтетической смолы или каучука) и воды, красочный состав содержит эмульгатор, пигмент и добавки, улучшающие свойства краски. Эмульсионные краски обычно поставляют в виде пасты, которую  на месте применения разбавляют водой  до малярной консистенции. Воду из нанесенной на поверхность эмульсионной краски частично впитывает пористое основание (бетон, штукатурка и т.п.), а оставшаяся в покрытии вода испаряется. В результате эмульсия распадается и через 1-2 ч образуется прочное гладкое  матовое покрытие, свето- и водостойкое. Благодаря своей пористости покрытие газопроницаемо. Поэтому эмульсионными  красками нередко окрашивают непросохшие  поверхности штукатурки или бетона, так как влага из материала  подложки может испаряться через  поры покрытия.

Эмульсионные  краски нетоксичны, пожаро- и взрывобезопасны. Их применяют для наружных и внутренних малярных работ. Поливинилацетатная краска представляет собой пигментированную водную дисперсию поливинилацетата, пластифицированную дибутилфталатом; применяют для окраски по бетону, штукатурке, дереву, для отделки древесно-волокнистых плит и деталей из гипсобетона. Бутадиенстиролъную краску используют преимущественно для высококачественной окраски внутри зданий. Для этой же цели применяют эмульсионную краску марки СЭМ, состоящую из глифталевого лака, воды, эмульгатора и специальных добавок. Акрилатные краски, отличающиеся высокой атмосферостойкостью, применяют для долговечной окраски фасадов зданий, а также для отделки влажных помещений. Их выпускают белого, оранжевого и других цветов. Водостойкие эмульсионные красочные покрытия можно промывать водой с мылом.

Полимерцементные  краски. Полимерцементные краски изготовляют на основе водной дисперсии полимера и белого портландцемента, в них обычно вводят пигмент и наполнитель (известковую муку, тальк и т.п.). Для получения полимерцементных красок нередко используют поливинилацетатную дисперсию. Полимерцементные составы применяют для заводской отделки крупных панелей и блоков, а также для окраски фасадов зданий (по бетону, штукатурке, кирпичу).

Эмалевые  краски. Эмалевой краской (или сокращенно эмалью) называют композицию из лака и пигмента. Пленкообразующими веществами в эмалевых красках являются полимеры - глифталевые, перхлорвиниловые, алкидно-стирольные, синтетические смолы, эфиры, целлюлозы.

Строительные  эмали из глифталевых смол чаще всего  используют для внутренних отделочных работ по штукатурке и дереву, а  также для заводской отделки  асбестоцементых листов, древесно-волокнистых  плит.

Нитроглифталевые  и пентафталевые эмали применяют  для внутренних и наружных малярных работ. Перхлорвиниловые эмалевые краски водостойки: их применяют преимущественно  для наружной отделки. Битумную эмалевую краску получают, вводя в битумно-масляный лак алюминиевый пигмент (алюминиевую  пудру). Эти эмали стойки к действию воды, поэтому их предназначают для  окраски санитарно-технического оборудования, стальных оконных рам, решеток.

Масляные  краски. Масляные краски выпускают в виде однородных суспензий, в которых каждая частица пигмента окружена адсорбированным на ее поверхности связующим веществом - олифой. На заводах масляные краски изготовляют путем тщательного растирания олифы с пигментом и наполнителем в специально предназначенных машинах. Выпускают густотертые и жидкотертые масляные краски.

Густотертые краски - в виде паст - доводят до рабочей вязкости добавлением олифы  па месте работ. Жидкотертые краски выпускают готовыми к употреблению с содержанием 40-50 % олифы. К таким краскам относятся, например, титановые и цинковые белила.

Масляные  краски применяют с учетом вида олифы  и пигмента, входящих в их состав. Краски на натуральной олифе используют для защитной окраски стальных конструкций  мостов и гидротехнических сооружений, стальных опор и т.п., а также для  окраски оконных переплетов, полов  и других деревянных элементов с  целью предохранения древесины  от увлажнения. Нижние части стен больничных и школьных помещений, подвергающиеся частой промывке, окрашивают масляной краской. Матовое покрытие получают, применяя водоэмульсионные масляные составы, к тому же более дешевые, чем масляная краска.

3.2. Область применения  красок

После производства продукции на лакокрасочном заводе, она отправляется конечному потребителю. Большая часть продукции от лакокрасочных  заводов России отправляется в магазины розничной продажи, так как именно частные лица приобретают большую  часть красок, эмалей и лаков. Другая часть продукции лакокрасочных  заводов России отправляется напрямую строительным компаниям или другим организациям, которым требуется  большие объемы лаков, красок и эмалей. Производитель лакокрасочных материалов лакокрасочные заводы в первую очередь  ориентируют свое производство на широкие  массы, что позволяет обеспечить неплохую прибыль. Основные виды лакокрасочных  материалов: акриловые краски, масляные краски, водоэмульсионные краски, автомобильные  краски, фасадные краски, порошковые краски, эмали и лаки. 

3.3. Основные производители  красок.