連續(xù)式聚氨酯防水涂料生產線的生產工藝
“連續(xù)式聚氨酯防水涂料生產線”是中國建筑科學研究院以“減少干擾、提效降耗、提升穩(wěn)定性”為目標，開發(fā)的一套聚氨酯防水涂料生產系統。
生產線根據聚氨酯防水涂料生產的工藝特點，分為上料單元、預處理單元和合成單元3部分，可實現連續(xù)化自動化聚氨酯防水涂料生產。
生產中涂料黏度的波動現象
相對黏度是涂料的基本性能指標，與施工性和成膜后的力學性能有直接關系。在實際的單組分聚氨酯防水涂料生產中，相對黏度的波動非常常見。在傳統生產中，通常是在涂料灌裝前抽取小樣檢測黏度值，如達到工藝要求的黏度范圍就可以灌裝；否則，需要工藝員根據實際情況調節(jié)黏度。但是，在自動化生產中，黏度異常波動應被視為產出不穩(wěn)定，需要通過工藝調整，將這種不穩(wěn)定現象消除。
生產中相對黏度波動的影響因素探討
含水量的影響
以2017年5—8月生產的單組分聚氨酯防水涂料黏度與含水量的實測值為例，混合料含水量在滿足工藝要求的前提下，與成品相對黏度沒有明顯的線性關系，并且有相對黏度驟增的個例出現。僅考慮混合料含水量是無法解釋的。
相對黏度與含水量關系圖
合成前期溫度的影響
混合料經過脫水后，降至工藝溫度時，開始加入異氰酸酯進行合成反應。此時反應體系的溫度即為合成前期溫度。在每個合成反應釜中的不同位置安裝了6個溫度傳感器，用來檢測是否有局部溫度過熱現象?？梢钥闯?，不同監(jiān)測點間是存在溫度差的，監(jiān)測點3、監(jiān)測點5的平均溫差最大，為4.6 ℃；而兩監(jiān)測點溫度在批次間是穩(wěn)定的，說明在合成前期的反應釜中，是存在局部溫度不均勻現象的。另外，在第7批次中，涂料的相對黏度變大，但前期溫度正常，也從側面反應前期溫度不超過工藝要求范圍時，不會明顯影響相對黏度。
局部溫度不均勻現象雖然沒有直接對黏度產生影響，但造成了生產過程的不穩(wěn)定，也可視為產生產品質量波動的因素之一。
異氰酸酯的影響因素
異氰酸酯的加入速度也可能對產品的相對黏度產生影響。生產中，根據工藝要求的加入時間，分別進行了加速和降速的調整?？梢钥闯觯S著異氰酸酯加入時間的增長，相對黏度呈下降趨勢。也就是說，在單位時間內，異氰酸酯單體的加入量，與成品的相對黏度有關。
在采用原工藝要求的加入時間的生產批次中，出現的黏度波動，可視為在單位時間內，出現了異氰酸酯加入量不均勻的現象，也從側面說明反應釜局部分散不均勻。
生產中黏度控制的措施
根據上述對相對黏度的影響因素分析，并且結合現有生產設備的條件，以及考慮生產的經濟性，對生產線生產工藝進行了兩處調整：
①提高了合成反應釜的攪拌轉速，在原轉速基礎上提高了8~15 r/min；并在監(jiān)測點3、監(jiān)測點5附近增加擾流板，提升物料的流動性。
②在原工藝要求的加入時間的基礎上，增加了5~10 min。
工藝調整后，在2017年10月的20批次中，涂料的相對黏度波動范圍變小，最大值與最小值間的差值小于400 mPa·s。此后，連續(xù)6個月的生產中，涂料相對黏度表現出很好的穩(wěn)定性。