摘 要

基材腐蚀给国家和社会造成的的损失巨大，而将涂料涂敷在基材表面是防止基材腐蚀，减少材料损失的有效方法之一。随着国家环保法规的完善和人们环保意识的增强，当前涂料生产环保、生产安全、生产自动化已是现代社会的主旋律^[1]。本设计通过半连续种子乳液聚合法合成磷酸酯单体改性的丙烯酸乳液，进而制备年产3万吨的水性丙烯酸防腐涂料，并对其生产进行工艺探究和生产线设计。主要工作包括对生产过程进行了物料衡算、热量衡算、主要生产设备的选型、设计合理的工艺流程和车间布局以及三废处理。本设计工艺先进、无污染，而且本设计的生产线设计采用PLC系统，针对乳液合成和涂料制备的生产配方较为针对性的选择了主要生产设备，自动化程度高，减小了人工成本，增大了生产过程的安全性能。近年来，国家对于企业生产过程中污染排放问题十分重视，本设计针对乳液生产过程中产生的废弃物进行了针对性的处理，确保排放达标。

关键词：水性丙烯酸防腐涂料；水性丙烯酸乳液合成；水性丙烯酸防腐涂料制备；生产线设计；PLC系统

Abstract

Corrosion of substrates has caused huge losses to the country and society, and applying paint to the surface of substrates is one of the effective methods to prevent substrate corrosion and reduce material losses. With the improvement of national environmental protection regulations and the enhancement of people's awareness of environmental protection, the current environmental protection of paint production, production safety, and production automation have become the main melody of modern society^[1]. This design uses a semi-continuous seed emulsion polymerization method to synthesize phosphate monomer-modified acrylic emulsion, and then prepare an annual output of 30,000 tons of waterborne acrylic anticorrosive paint, and conduct process exploration and production line design for its production. The main work includes material balance calculation, heat balance calculation, selection of main production equipment, reasonable design process flow and workshop layout, and three waste treatments. The design process is advanced and pollution-free, and the design of the design of the production line adopts a PLC system. The main production equipment is selected for the production formula of emulsion synthesis and paint preparation. The degree of automation is high, the labor cost is reduced, and the increase is increased. The safety performance of the production process. In recent years, the country has attached great importance to the problem of pollution emissions during the production process of enterprises. This design has targeted the waste generated during the production of emulsions to ensure that the emissions meet the standards.

Key Words：Waterborne Acrylic Anti-corrosion Coatings; Synthesis of Waterborne Acrylic Emulsion; Preparation of Waterborne Acrylic Anti-corrosion Coatings; Production line design; PLC 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

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 水性丙烯酸乳液合成配方与生产工艺 3

2.1.2 水性丙烯酸乳液性能指标 4

2.1.3 水性丙烯酸防腐涂料的制备与生产工艺 5

2.1.4 水性丙烯酸防腐涂料防腐性能 5

2.1.5 主要原料规格 5

2.2 生产线的选择和生产工艺流程 7

第3章 物料衡算及热量衡算 9

3.1 物料衡算 9

3.1.1 物料衡算任务 9

3.1.2 物料衡算依据 9

3.1.3 计算 9

3.1.4衡算结果 9

3.2 热量衡算 11

3.2.1 热量衡算任务 11

3.2.2 热量衡算依据 11

3.3.3计算 11

第4章 生产设备选型及计算 13

4.1 主要生产设备 13

4.2 分散设备选型计算 13

4.3 砂磨机选型 13

4.4输送设备的选型 14

4.4.1泵的选型 14

4.4.2粉料输送机的选型 14

4.5 聚合釜设计 14

4.5.1设计任务 14

4.5.2设计依据 14

4.5.3 聚合釜的材料 15

4.5.4 聚合釜的几何尺寸 15

4.5.5聚合釜壁厚的确定 16

4.6夹套几何计算 16

4.6.1夹套内径和厚度的计算 16

4.6.2夹套高度的计算 17

4.6.3传热面积的计算 17

4.7水压试验的应力校核 18

4.7.1筒体水压试验应力校核 18

4.7.2夹套水压试验应力校核 18

4.8数据统计 19

4.9 过滤设备的选择 19

4.10 选择灌装设备 19

第5章 附属设备选型 20

5.1 支座选型 20

5.1.1选型依据 20

5.1.2选型 20

5.2 搅拌器的设计 20

5.2.1设计任务 20

5.2.2 搅拌器型式、尺寸及转速 20

5.2.3 搅拌器轴功率 21

5.3釜的传动装置 21

5.3.1常见电机及其连接尺寸 21

5.3.2釜用减速机类型、标准及其选用 22

5.3.3机架的选型 22

5.3.4安装底盖的选型 22

5.3.5凸缘法兰的选型 22

5.4轴封装置的选型 22

5.5 进料管道以及出料管道的选型 22

5.5.1计算依据 22

5.5.2进出料管道尺寸计算及法兰选型 24

5.6 选择参数检测装置 24

5.6.1 压力以及温度检测 24

5.6.2 重量测量 24

5.6.3液位检测 24

5.7 人孔的选型 25

5.8 视镜的选型 25

第6章 生产车间的平面布置 26

6.1 原材料储存区布置 26

6.2 辅助生产区布置 26

6.3 生产区布置 26

第7章 三废处理 27

7.1 废气 27

7.2 废水 27

7.3废渣 27

第8章 结论 28

参考文献 29

附 录 31

附录A 重要符号表 31

附录B 设备一览表 33

致 谢 34

第1章 绪论

1.1 引言

当前，国家出台的环保法规已经变得越来越完善，人们的环保意识也在变得愈来愈强，环境保护已然成为了现代社会的主旋律。对于涂料，就需要从源头做起，两方面考虑：第一，生产低VOC的水性涂料；第二，涂料生产的主要环节要做到污染小，密闭式生产。因此，改变现在的传统生产技术尤为重要，而自动化生产设备便顺应时代而生^[2]。

从安全上讲，水性涂料他不仅仅限于保护环境这一个优点，他还能够在涂料制作过程和涂料涂装过程中保护工作人员的安全；从价格上来说，因为它是以水作为溶剂，水资源来源广泛，价格低廉，故而水性涂料在经济实用方面也是具有巨大的优势；再从其前景来说，当前我国的石油资源已日趋匮乏，水性涂料以水代替有机溶剂作为原料，不但解决了涂料高污染性的难题，更为国家缓解石化能源压力找到了新的新途径。但是总的来说，我国目前在水性涂料领域的发展还处于摸索当中，统计表明在我国目前水性涂料的销售占比只有四成不到，这就显示出我国在水性涂料领域的发展还具有巨大的潜力^[3]。