[00142490]阳离子水性聚氨酯乳液的喷墨高光防水相纸关键工艺技术及产业化开发

一、课题的来源 潍坊恒彩数码影像材料有限公司承担的“阳离子水性聚氨酯乳液的喷墨高光防水相纸关键工艺技术及产业化开发”项目于2012年经山东省科技厅（鲁科专字〔2012〕187号）批准,列入山东省2012年自主创新专项计划（项目编号：2012CX10302）,项目执行期为2012年11月至2014年10月。 二、课题的研发意义 恒彩数码承担的“阳离子水性聚氨酯乳液的喷墨高光防水相纸关键工艺及产业化开发”项目,是着重于“阳离子水性聚氨酯乳液的合成”和“喷墨高光防水相纸涂布液-阳离子水性聚氨酯/纳米SiO2复合乳液的制备”这两个关键工艺的研究和优化。通过原料优选、新型分散工艺、自动化配料系统、涂布机设备部件结构优化、自动化控制系统研究及一种充气轴装置及其复卷机研究等多项优势技术的组合,实现了阳离子水性聚氨酯/纳米SiO2复合乳液涂布于喷墨高光防水相纸的产业化。 涂布机设备结构的优化技术成熟稳定,已达到国际先进水平。该项目产品与聚乙烯醇乳液的涂层的产品相比,聚氨酯涂层的耐水性、光泽度及附着力均优于聚乙烯醇涂层;生产工艺简单、无毒、无环境污染等优点;同时高固含的聚氨酯乳液涂层使得所耗用的热量大大降低,涂布效率大幅提高,从而有效的降低能耗。 该项目的完成,将使本公司从产品结构、产品质量及产品数量上实现新的突破。项目产品满足高端喷墨打印耗材市场的需求,从而带动喷墨打印技术的快速发展,促进喷墨打印耗材行业的良性发展,并提高恒彩产品在喷墨打印行业的国际竞争力。 三、解决的主要关键技术难点 1、阳离子水性聚氨酯乳液合成自动化配料系统的研究 恒彩阳离子水性聚氨酯乳液合成控制系统V1.0,用于控制合成反应、液料贮存、自动计量、自动灌装等合成工艺环节,实现了合成设备的自动化控制和联网控制,提高了工作效率,降低了生产成本。 2、超声乳化分散技术的研究 利用超声乳化过程中产生的机械振动、热作用及空化作用,对体系的阳离子水性聚氨酯/纳米SiO2复合乳液进行碰撞、粘合、聚并、沉降等过程,加速反应、使乳液的固含量提高7%。 3、多角度涂布方式的研究 使用坡流挤压涂布头,宽1.85米,是国内高光防水相纸行业中最先进的涂布头。这种涂布头能利用连续多角度的涂布方式,多棍之间涂布液的挤压,使涂布后的介质更均匀光滑。与刮刀涂布方式生产出来的相纸比,具有高光泽度、高白度、高色密度等优点,同时涂布液稳定性好。 4、涂布机设备部件结构的的优化; 涂布机斜面上设置有与转动轴承外表面锯齿相适配的锯齿纹路。由于滑块斜面与转动轴承之间锯齿卡合,增加了结合的牢固度,使它们不易发生滑移,从而提高了调节的精确度。解决了现有技术批量生产过程中斜面滑块和转动轴承之间滑动损失精度的问题。 5、一种充气轴装置及其复卷机的研究。 在复卷机轴承上设置孔,通过气囊的充、放气调节滑块,孔的凸起程度,相当于设置了一个直径大小可以缩放的轴承,从而适合于各种材料卷的复卷。解决了现有技术批量生产过程中材料卷和轴承结合不紧密材料卷不够紧实的问题。 6、高度节能降耗生产工艺的研究 烘干工艺中,前三节烘箱温度设置为30-40℃,消耗的能源较多。通过在烘箱体内安装风机、若干喷嘴、导热油散热器及热风预热循环装置,可将前三节的温度调整为20℃。按年产100万平方米计,可节省生物质320吨,年耗电量降低11万度,节约水650方。降低了涂布机能耗的35%。 涂布机烘箱增加到30节,全长75米,使涂布液干燥速度加快5倍,生产车速由20米/分钟提高到50米/分钟,是国内最快的车速,生产效率提高了50%。 综上所述,通过阳离子水性聚氨酯乳液及喷墨高光防水相纸涂布液生产工艺的开发,建成了高度复合节能降耗的生产线,实现配料自动化、涂布液连续化、生产自动化,从而降低生产成本和能耗,提高生产效率,提高产品质量,也提高产品在同行业中的竞争力。 四、获奖情况 该项目获得山东省中小企业科技进步奖二等奖,山东省科学技术奖三等奖。