摘 要

在防腐涂料中，聚氨酯防腐涂料因其有强的耐磨损、耐化学性以及附着力强、成膜温度低、室温可固化等诸多优点而被广泛使用，且已达到工业化生产水平，工艺已相当完备。但传统聚氨酯防腐涂80%以上均是溶剂型涂料，所添加的有机溶剂对人类以及生存环境造成非常严重的危害。国家环保法对有机溶剂用量的限制也越来越大，水性聚氨酯防腐涂料的研究近年越来越受到科学家重视。双组分水性聚氨酯防腐涂料性能优异，工艺路线趋于成熟，适合工业化生产，但国内目前缺乏完备生产线设计。本设计通过比照传统溶剂型涂料与水性涂料的不同，设计出水性聚氨酯防腐涂料生产线。生产线应用PLC（Programmable Logic Controller）、PLM（Product Lifecycle Management）系统，工艺先进、电气控制现代化。

关键词：防腐涂料；水性聚氨酯；生产线；PLM系统

Abstract

In the anti-corrosion coating, polyurethane anti-corrosion coating is widely used because it has strong wear resistance,chemical resistance,strong adhesion,low film temperature,room temperature curing and many other advantages,and has reached the industrial scale of production,The process has been quite complete.But the traditional polyurethaneanti-corrosion coating more than 80% are solvent-based paint,add organic solvents cause very serious harm to human and environment.The national environmental law on the amount of organic solvents is also increasing the amount of water-based polyurethane anti-corrosion coating research made more and more scientists attention in recent year.The two-component water-based polyurethane anti-corrosion coating excellent performance,the process route tend to mature,it also hand suitable for industrial production,but at the present time we ack of complete production line design.This design by comparing the traditional solvent-based paint and water-based paint is different from the design of water-based polyurethane anti-corrosion coating production line.Production line application PLC and PLM system,advanced technology,electrical control modernization.

Key Words：anticorrosive coating；waterborne polyurethane；production line；PLM system

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 设计目的与意义 1

1.3 生产线研究现状 1

1.4 水性涂料与溶剂型涂料生产线的区别 2

1.5 课题的提出 2

第2章 生产配方以及工艺的选择 3

2.1 生产配方的选择 3

2.1.1 生产配方 3

2.1.2 性能指标 4

2.1.3 主要原料规格 4

2.2 生产工艺流程以及生产线的选择 6

2.2.1 生产工艺流程图 6

2.2.2 新型生产线设计 7

第3章 物料衡算 8

3.1 物料衡算任务及依据 8

3.1.1 物料衡算的任务 8

3.1.2 物料衡算依据及收集数据 8

3.2衡算过程及结果 8

第4章 主要设备的设计选型 10

4.1 前言 10

4.2 高速分散机的选型 10

4.3 砂磨机的选型 11

4.4 调漆罐的设计 12

4.4.1设计依据； 12

4.4.2 调漆罐制造材料的选择 12

4.4.3 调漆罐几何尺寸的确定 13

4.4.4 调漆罐壁厚的确定 13

4.4.5 水压试验应力校核 14

4.4.6 调漆罐数据统计 14

4.5 过滤设备的选择 15

4.6 灌装设备的选择 15

第5章 附属设备选型 16

5.1 支座的选型 16

5.2 搅拌器的设计 16

5.3 罐的传动装置及搅拌轴 16

5.3.1 常见电机及其连接尺寸 16

5.3.2 搅拌器轴功率 17

5.3.3 调漆罐使用的减速机规格标准及其选型 17

5.4 进料管道以及出料管道的选型 17

5.5 参数检测装置的选择 18

5.5.1 前言 18

5.5.2 压力以及温度检测 18

5.5.3 重量以及液位检测 18

5.5.4 黏度测量 18

5.6 人孔的选型 19

5.7 视镜的选型 19

第6章 车间平面布置设计 20

6.1 前言 20

6.2 储存区 20

6.2.1 原材料储存区 20

6.2.2 成品存放区 20

6.3 辅助车间区 21

6.4 生产区 21

6.4.1 输送系统 21

6.5 中央控制区 22

第7章 涂料生产的三废与治理及安全生产 23

7.1 涂料生产污染物概述 23

7.2 涂料生产废水来源及组成 23

7.2.1 涂料生产废水来源 23

7.2.2 涂料生产废水组成 23

7.3 涂料生产粉尘来源 23

7.4 涂料生产废渣来源 24

7.5 涂料工业三废治理 24

7.6 安全生产 24

7.6.1 电气自动化的设计 24

7.6.2 防爆设计 25

第8章 结论 26

附 录 27

参考文献 29

致 谢 30

第1章 绪论

1.1 引言

现阶段，腐蚀为社会带来的资源消耗、环境污染等各方面问题已成为全人类必须应对的挑战。2016年，我国腐蚀总成本约为GDP的5%，腐蚀造成的经济代价大于所有自然灾害损失的总和^[1,2]。在各国，防腐蚀研究越来越受到重视，在众多的防腐蚀措施中，防腐涂料是目前在实际使用过程中简单易行、成本不高的防腐措施之一。

聚氨酯防腐涂料具有硬度高、耐磨损、柔韧性好、耐化学品性、附着力强、成膜温度低、室温可固化等优异的性能，在防腐蚀中被广泛使用。

1.2 设计目的与意义

传统聚氨酯防腐涂料80%以上是溶剂型涂料，有机溶剂容易挥发，对环境造成严重危害。近几年，随着社会环境保护意识的增强，限制VOC（Volatile Organic Compound，挥发性有机化合物）的排放量成为了世界涂料发展的共识，水性聚氨酯防腐涂料的工业化生产研究也变得尤为紧迫。

水性聚氨酯防腐涂料主要包括以下三种：单组分水性聚氨酯、双组分水性聚氨酯以及改性水性聚氨酯。单组分水性聚氨酯是研究时间最长，最先用于生产的水性聚氨酯涂料,其施工简单，拥有了水性涂料的特征，在成膜过程中没有有害溶剂的挥发,不构成危害,符合环保的要求。但是其耐化学品性、力学性能、耐溶剂性和耐水性都比较差。双组分水性聚氨酯涂料不仅物理性能优异,并且具有优异的耐老化、耐强酸、耐强碱、耐盐雾和耐盐水、耐油等特性,水性双组分聚氨酯涂料在防腐蚀领域有着广阔的应用前景。改性水性聚氨酯涂料目前处于理论研究阶段，工业化生产还有一定得差距。因此选择双组分水性聚氨酯防腐涂料进行生产线的设计。

1.3 生产线研究现状