廖红（重庆华银机电开发有限公司）
摘要：随着环保风暴席卷全国，各行各业都感受到了环保升级的巨大压力，水性涂料替代溶剂型涂料从而降低排放的发展势头看好，但是水性涂料的生产中还存在着不小的难度，物料的研磨分散一直不能取得最优的效果，本文对水性砂磨机的设计原理和工作条件做了探讨，重新诠释了高性价比水性砂磨机的定义。
关键词：水性 分散 研磨机 性价比
0 前 言
水性涂料作为环保涂料的一个重要的组成部分，大多时候都是以建筑涂料的形式被用于民用市场。但近年来国家环保力度的逐渐加码，其在工业领域的应用也逐渐地提上了日程。
水性工业涂料用水做稀释剂，排放低，但是跟溶剂型工业涂料相比，它在生产加工上却存在着不小的难度。从理论上来讲，由于水对涂料中颜填料的润湿程度远远低于溶剂，要把他们加工到溶剂型涂料的状态，进而达到溶剂型涂料涂层的性能，除了配方组分中的原材料品种要大大改变和增加之外，涂料的加工过程尤其重要。
涂料作为一种混合物，颜填料在其中的占比很大，并且起到非常关键的作用，涂料的固含量、粘度、储存稳定性，以及涂层的性能如厚度、阻断性、光泽、手感、遮盖能力等多项性能都与颜填料品种和其在涂料中分散的好坏是分不开的。那么此时，除了配方的配比组成外，一台高效低耗的研磨分散设备就显得尤其重要了。本文就水性砂磨机的工作原理、工艺设定和研磨效率展开讨论，重新给“高性价比”砂磨机的下一个定义。
1、高效水性砂磨机的定义
1.1水性砂磨机的特殊性
由于水性涂料原材料的特殊性，高效水漆砂磨机归结起来通常有如下几个要求：
1、研磨工况要求温度低：
水性涂料根据原材料的不同，通常要求研磨过程温度低于45℃，有时候研磨过程温度可以放宽到低于55 ℃，但也会有更高要求的低于 30 ℃，而溶剂型砂磨机的研磨过程温度通常都在65 ℃左右，这个工况要求决定了水性砂磨机跟传统溶剂型砂磨机完全不同的设计思路。
2、水性砂磨机内部与物料接触的部位要做到耐磨和不生锈
由于水容易导致锈蚀的缘故，所以水性砂磨机跟传统溶剂型砂磨机的内部构成材质是完全不同的，水性砂磨机内部材质应完全杜绝生锈且需坚硬耐磨。
1.2一台高效砂磨机的要求：
砂磨机要做到高效，必须要做好以下几点：
1、大流量、出料不堵塞、易清洗和换色、易保养维修；
2、研磨细度要求高：通常要求研磨细度在15μm以下，更高的在5μm以下，普遍在10μm以下；
3、高产能：即在尽可能短的时间内获得达标的最大的物料量。如：有著名外企要求50升砂磨机，每小时通过量为1吨。
2、影响砂磨机研磨分散的主要因素
研磨分散影响主要因素构成图
研磨介质：密度，粒径，圆度和磨耗率
砂 磨 机：容积 动力 分散器 材质 冷却
物 料：固体颗粒粒径 研磨细度 研磨允许温度 粘度 颜色 稠度
从这其中可以看出，要达到高效率的分散效果，必须综合考虑研磨机和研磨物料的每个环节。
3、重要工况解析
3.1低温工况研磨的原理
低温研磨要求需要能耗的低输入，而细度的高要求通常要求高能耗的输入，如何处理这两个因素的矛盾？这是新一代砂磨机的技术关键。
传统的做法是增加冷却能力，以对抗高输入能耗，即所谓对抗性措施。通过将冷却能力提高更多，适当增加能耗输入，来降低研磨过程的温度。
传统的做法简单粗糙，数据精准度不够，不能达到良好物料分散研磨效果。通过反复研究发现：研磨细度与设备结构，研磨介质，物料颗粒性质，粘度，稠度、研磨温度、能耗等因素高度复杂相关联，必须进行精准计算后才能进行设备的选型使用。
3.2砂磨机结构精细化设计和研磨介质精准计算与计量：
需对设备、研磨介质和能量部分进行精细计算研究和实验验证，才能得出最优的工艺参数，重点影响因素如下：
3.2.1研磨分散结构
包含了设备的分研磨器组，数量、大小、形状和速度，研磨介质的装填量。
3.2.2研磨介质
研磨介质的密度，粒径，圆度，材料和磨耗等因素。
3.2.3能量部分
这其中涉及到能量输入的方式、途径、降温处理设计与途径；
准确的能量输入，正确的输入途径与降温方式是获得砂磨机高效产出的要求；而要获得这个结果则需对上述每个因素进行定性与定量分析实验，并需掌握对应的研究方法与优化途径；
例如，传统做法认为物料细度越细需要输入的能量越多。实际研究的结果是：过度能量输入会导致物料返粗，且具有普遍现象，当其他条件一样时物料通常会遵循逐渐变细，然后开始变粗的这样一个过程；每一种研磨模式状态下的最细粒径是不一样的，即A与B的2种不同的设备在研磨同一种物料时的最小粒径是不同的，在跨过这个最小粒径点后，物料粒径会重新变粗，所以不同的研磨设备有不同的最佳工艺点。
4、研磨机的性价比
4.1性价比计算公式
V=Q/(C+P/N)
Q：产值：持续的收益
C：持续消耗（人、水、电、易损件费用）
P：砂磨机价格：一次性投入
N：有效使用寿命（一般8—15年），
4.2性价比的影响因素：
性价比V的重要影响个影响因素：
1. 高产出Q就是高效益，与性价比V成正比；对性价比影响最大最直接；
2. 当产出Q为零时，性价比V为零，产出不合格时，性价比V也为零；
3. 持续消耗C：是人、电、易损件等持续消耗，对性价比影响大；
4. 价格P与使用年限N：价格属于一次性投入，且要除以使用年限N，对性价比影响不大。计算证明：价格增加10%，性价比影响只有1%左右。
4.3实例计算：
下面分别就华银机电的SP100、AP50、SP50来计算性价比从表格来看，一台好的砂磨机，当使用期限达到10年时，节省的综合费用惊人，能体现出超高的性价比。
5、结论
很多涂料生产厂家，在选择砂磨机时往往不够有针对性。设备看似买得便宜，其实损失损耗惊人。加上不能做到对设备工况和配方组成的综合调整，涂料生产企业常常只用到了设备能力的1/3，而且产品输出的效果并不好， 按照10年使用周期计算，损失能达到上千万元。
正确的做法是：根据物料的基本特征，初始粒径，温度限制，粘度，稠度，目标细度等指标与所选的设备进行精确的匹配，要在进行涂料设备采购的时候就综合考虑这些因素，而一台针对物料特性、工况设计的设备才是真正高性价比的设备。
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