年产两千吨紫外光固化木器漆工艺探究及生产线设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

涂料是覆盖于物体表面且能结成坚韧保护膜的物料的总称，以前常被称为“油漆”是因为采用植物油作为成膜物质。自20世纪以来，由于各种合成树脂获得迅速发展，用其作主要成分配置的涂装材料被更广义的称为“涂料”。

传统涂料在满足人们生活需求和推动社会发展中作出了重要贡献，但是它以有机溶剂做稀释剂，在制造和施工过程中会产生大量对人体有害的有机挥发物(voc)，污染环境。从20世纪60年代开始，全球环保意识增强，严格限制了有机挥发物的排放量，并且由于有机溶剂价格上涨，低耗、高效的紫外光(uv) 固化涂料以及含量较低甚至不含有机溶剂的水性涂料问世。欧美等国的水性涂料起步比我国早且普及率很高，德国的水性涂料普及率甚至达到了93%。我国水性涂料在近5年时间里得到了不错的发展，工业和民用建筑涂料已基本实现水性化，在木器、汽车涂装、皮革等领域也有很广泛的应用。目前，涂料的研发倾向于低耗、绿色、高人机适应性，兼顾了水性和紫外光固化两种涂料优点的水性 uv 固化涂料以其优异的施工可操作性和环保性能，具有很大的研究价值。

水性uv光固化涂料已经广泛应用于纸张上光油、木器清漆、丝印油墨等领域，与此同时，水性uv光固化涂料也逐步开始应用于水显影型光成像阻焊剂、油墨领域、皮革表面涂料、织物涂料等。水性uv光固化涂料在木器和木材的涂饰领域均存在着很高的应用价值，当在木器表面使用低固含量的清漆时，能够使木器具有比较优异的木纹展现性，可以使木器的观赏性能大大提高。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容：

(1) 通过对相关文献的查阅，对设计产品的步骤进行评价，提出拟采用工艺的依据及合理性；确定产品的生产工艺流程。

(2) 对整个生产过程进行物料衡算，能量衡算；进而对所需设备进行选型，选择合适的，先进经济的设备。

(3) 完成车间工艺设计（工艺流程图，车间平、立面布置图，工艺管道布置图，主要设备装配图），并使其符合相关标准。

(4) 完成不少于5000字的英文翻译及编写不少于10000字的设计说明书。

2.2拟采用的技术方案：

根据相关参考文献拟采用以下配方：

2.2.1 UV光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的合成

向反应釜中加入异佛尔酮二异氰酸酯和聚乙二醇, 通入氮气，在 40 ℃以下搅拌混合均匀后，缓慢升温至 85 ℃并进行反应。待体系中异氰酸酯基（-NCO)达到预定值，降低温度至 75℃，然后加入二羟甲基丙酸和二月桂酸二丁基锡，保持反应在 75℃下进行反应，然后降低温度到 60℃，加入季戊四醇三丙烯酸酯和对羟基苯甲醚，并在 60℃下保温反应4h，随后，降低温度至 40℃，加入三乙胺进行中和、去离子水对树脂进行乳化并搅拌 1h，即得到紫外光固化的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液 （UV-WPUA)。

2.2.2 UV光固化水性木器涂料的制备

称取一定量的纳米二氧化硅加入到15个乙氧基的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中，在800r/min 的转速下分散均匀，得到分散有纳米二氧化硅的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。将水性聚氨酯丙烯酸酯分散液投入反应釜中，在800-l000r/min的转速下，先加入分散有纳米二氧化硅的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，再加入一定量的硅烷偶联剂、光引发剂、N，N-二甲基甲酰胺、去离子水、润湿剂、消泡剂和流平剂，分散半小时后达到均匀，即获得 UV 光固化水性木器涂料。

本设计拟建设一条工艺装备先进、电气控制现代化生产该水性UV光固化木器涂料生产线。

2.3设计遵循的原则

(1)本设计为光固化水性涂料生产线设计，在设计中严格遵循相关国家标准。

(2)对设备的选择，应考虑其是否能够完成生产任务，且具有节能高效，经济方便，实用可行，自动化程度高等优点。

(3)遵守防火，安全，卫生，环保，劳动保护等相关规范制度。

(4)严格质量管理制度，推行质量责任制，严格保证工艺设计质量。

3. 研究计划与安排

第01—02周：查阅文献资料，完成开题报告;

第03—05周：确定工艺流程并进行物料衡算，绘制生产工艺流程图;

第06—08周：对关键设备进行计算，对其他设备计算选型并绘制关键设备图；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 张志丰,余文君,秦羊阳, 等.水性光固化丙烯酸酯聚丙烯酸酯的合成研究[j].中国涂料,2018,33(5):23-28，47.

[2] 刘国杰.uv 固化水性木器涂料的性能及影响因素[j].中国涂料,25(6):18-23.

[3] 王建龙. 紫外光固化水性聚氨酯的制备及在涂料中的应用研究[d]. 株洲：湖南工业大学,2013.