第一篇：水性漆在工業(yè)涂裝上的研究和應用總結

目錄

水性漆在工業(yè)涂裝上的研究和應用...............................................................................................1 1 引言.......................................................................................................................................1 2 法規(guī)依據(jù)...............................................................................................................................1 水性漆的大致分類和特點...................................................................................................1 4 水性漆應用的特點和注意事項...........................................................................................2 5 水性漆的市場應用分析.......................................................................................................3 6 結語.......................................................................................................................................4

水性漆在工業(yè)涂裝上的研究和應用 引言

防腐蝕涂層是防止基材腐蝕的主要方法之一，目前各防腐蝕涂層多采用溶劑型防腐涂料，該涂料最大的缺點是含有大量的溶劑，污染環(huán)境、易燃，對人體和人類 的生存環(huán)境造成危害。另外油漆中的溶劑大部分來自石油和煤炭，這些資源均為不可再生資源，人類過度開發(fā)終將造成資源的匱乏。這些資源的浪費和污染環(huán)境與世 界低碳經(jīng)濟的發(fā)展要求相背。從國內(nèi)外涂料的發(fā)展趨勢，以及技術進步的可能性分析開發(fā)環(huán)保的防腐漆是涂料業(yè)發(fā)展不可逆轉的趨勢。本文詳述了環(huán)保型的水性涂料 分類以及在工業(yè)涂裝領域的應用研究。法規(guī)依據(jù)

1986 年德國制定了《大氣凈化技術綱要TA-LUFT》。1988年日本制定了《碳化氫排出抑制指導方針》。1990美國通過的CAAA《清潔空氣法修正案》要 求采取嚴格措施。1992年UNEP國際議定書通過《大氣污染的防治VOC消減計劃》。1994年歐洲提出了《限制汽車涂裝過程中排放物溶劑控制指令》。2005年美國啟用更為嚴格的VOC法規(guī)，工業(yè)維護涂料的VOC含量限制在350g/L，其中底漆和中涂的VOC含量限制在250g/L。我國政府也越來 越重視涂料中VOC的問題，國家質檢總局2001年12月10日發(fā)布了《10項室內(nèi)裝飾裝修材料中要害物質限量的強制性標準》。2005年國家環(huán)境保護總 局頒布了HJ/T201―2005《環(huán)境標志產(chǎn)品技術要求―水性涂料》明確規(guī)定了水性工業(yè)漆產(chǎn)品的VOC含量小于250g/L。2010年6月1日發(fā)布的 強制性國家標準GB24409-2009《汽車涂料中有害物質限量》對汽車涂料中VOC含量進行了限制。水性漆的大致分類和特點

按成膜樹脂分目前較成熟的水性漆可分為單組份水性丙烯酸類、水性醇酸類、水性環(huán)氧酯類、水性氨基類、雙組份水性環(huán)氧類、和雙組份水性聚氨酯類等。

1）水性丙烯酸類是水性漆中使用量最大應用面最廣的一類水性漆。該類產(chǎn)品以水性丙烯酸樹脂（乳液）為成膜基料，附以其他成分可以制備出非常豐富的水性丙烯酸涂 料。由于水性丙烯酸樹脂（乳液）采用不同的軟硬單體，制備出不同硬度甚至彈性的乳液；采用特殊的功能單體，可以制備在多種底材上具有優(yōu)異附著力或優(yōu)異耐腐 蝕性的乳液，等等。因而可以制成不同性能要求的水性漆。如側重于耐腐蝕性的水性防銹型丙烯酸漆，側重于耐光老化和高裝飾性的水性丙烯酸面漆。水性丙烯酸類 涂料具有助溶劑含量少、漆膜干燥速度快、施工效率高、色彩豐富、漆膜豐滿等諸多優(yōu)點。但也存在一些不足之處，比如環(huán)境溫度和濕度的變化對漆膜干燥和性能影 響較大，對底材處理要求比較嚴格，輕微的底材銹蝕或雜質即可能造成大面積的閃銹發(fā)生。

2）傳統(tǒng)的醇酸樹脂漆在油漆的使用中占有相當大的比例，將醇酸樹脂水性化，在技術上可行，從可持續(xù)發(fā)展角度也非常必要，因為生產(chǎn)水性醇酸樹脂所需的原材料基本 不依賴于石油產(chǎn)品。水性醇酸樹脂干燥速度較慢，同時其涂膜早期硬度、耐水性和耐溶劑性也較差，另外，由于水性醇酸樹脂在油類選擇和油度確定上還沒有像溶劑 型醇酸樹脂那么豐富，因此，高裝飾性、高豐滿度、色彩艷麗的水性醇酸漆，還有待深入開發(fā)。為進一步提高水溶性醇酸樹脂的性能，需要對其進行各種改性。常用 的改性方法有有機硅改性和丙烯酸改性。通過改性后可以獲得良好的保色性、保光性、耐候性、耐久性、耐腐蝕性、快干性及高硬度等，克服了常規(guī)水性醇酸樹脂涂 料貯存穩(wěn)定性差，干燥速度慢，早期硬度、耐水性和耐溶劑性較差等弊病。

3）水性烘干漆通常以含羥基的水性聚酯樹脂或水性丙烯酸樹脂與水性氨基樹脂或水性封閉型多異氰酸酯為交聯(lián)劑在高溫下反應固化成膜的一類涂料。該類涂料具有附著 力好、耐水性、硬度高、韌性好、光澤高、外觀效果好、生產(chǎn)效率高等諸多優(yōu)點，是汽車工業(yè)或流水涂裝作業(yè)的理想水性漆產(chǎn)品。但是為了滿足烘干涂裝效果，水性 烘干漆中還是要加入一定量的助溶劑，會對VOC的控制有影響。

4）水性環(huán)氧涂料以水性環(huán)氧乳液、防銹顏料、功能填料、水性助劑配以水性環(huán)氧固化劑組成。水性環(huán)氧樹脂以相反轉乳化法制備的水性環(huán)氧乳液在穩(wěn)定性和耐腐蝕性方 面較佳，分子中含有極性的羥基、醚鍵等，對多種底材形成較強的吸引力。而且環(huán)氧樹脂分子中沒有不飽和鍵，漆膜固化時收縮力小，僅為2%左右，分子中的醚鍵 使分子鏈柔軟便于旋轉，可以消除冷熱變化造成的內(nèi)應力，這樣可以保證整個配套漆膜在受到外界環(huán)境破壞時，整個漆膜的良好配套性。

5）雙組份水性聚氨酯涂料一般使用含大量羥基的水分散型多元醇制漆，配以脂肪族異氰酸酯固化劑固化成膜，因樹脂中酯鍵和脲鍵的存在，漆膜的柔韌性、機械強度、耐磨性等十分優(yōu)異。高聚物分子之間可形成非環(huán)和環(huán)形氫鍵，在外力作用下，氫鍵可分離而吸收外來的能量。當外力去除后可重新形成氫鍵，如此的氫鍵裂開又形成 的可重復性使漆膜具有高度的可修復性和耐光老化性。水性漆應用的特點和注意事項

我們在生產(chǎn)、使用等各個環(huán)節(jié)應該正確把握水性漆的特點，發(fā)揮其長處避免其缺點，無論在生產(chǎn)還是使用，水性漆除了環(huán)保，還有易清潔、現(xiàn)場環(huán)境好清理、火災隱患低等優(yōu)點。最大的問題是如何保證良好的施工質量和漆膜性能。

由于水的特性較有機溶劑有較大的差別，熟知這些差異非常重要。水的表面張力比有機溶劑大的多，但是可以通過加入助劑的方法降低表面張力，對底材潤濕、表面流平方面略遜于溶劑性油漆，但應用基本影響不大。

水的汽化溫度高，會導致涂料噴涂時不易揮發(fā)、霧化時不易蒸發(fā)、蒸發(fā)時受環(huán)境濕度影響大。溶劑的揮發(fā)受溫度影響大，但可以采用不同沸點的溶劑進行調(diào)整；水的蒸發(fā)受濕度影響大，只能通過環(huán)境濕度調(diào)整。

大多數(shù)水性漆為非牛頓流體，在施工粘度上有別于溶劑性油漆，可以通過試驗確定在原漆中的加水比例，因為加水量和粘度變化并非呈線性關系。

水性漆的應用需特別控制氣泡的產(chǎn)生。水性涂料采用與溶劑型涂料相同的烘烤工藝，易導致漆膜中水分的殘留從容產(chǎn)生氣泡，因此在水性涂料中導入預熱工藝，從而防止烘烤時出現(xiàn)氣泡、控制因體積收縮造成的流掛以及表面流平。水性漆的市場應用分析

水性漆的研究方向和應用領域主要集中在四個大的領域：鋼結構行業(yè)、汽車零部件和機械設備、汽車涂裝、軌道交通涂裝等。

鋼 結構行業(yè)用水性漆品種以水性丙烯酸、水性醇酸、水性環(huán)氧酯、水性無機富鋅、水性環(huán)氧類為主，其中水性丙烯酸、水性醇酸、水性環(huán)氧酯以防銹為主，水性無機富 鋅、水性環(huán)氧漆可以達到中度耐腐蝕的要求，從產(chǎn)品性能和應用結果來看，總體效果不錯，性能有保障。但是也暴露出一些問題，由于施工環(huán)境差、溫濕度難控制、室外作業(yè)和底材處理不到位等原因，漆膜易出現(xiàn)閃銹、開裂、干燥慢、防銹性變差等問題。

基 于環(huán)保、降低工人危害、降低火災隱患的要求，汽車零部件（車橋、傳動軸等）、機械設備等的涂裝越來越多的由溶劑型油漆更換成水性漆。應用的品種以水性丙烯 酸漆、水性醇酸漆、水性環(huán)氧酯漆為主，根據(jù)不同的施工條件選用不同的產(chǎn)品。該類漆可以滿足汽車零部件對油漆性能的要求，某些產(chǎn)品的性能甚至超過了溶劑型同 類產(chǎn)品。但同樣在施工環(huán)境方面需要改進，以適應水性漆的特點。

汽 車是油漆涂料行業(yè)的用漆大戶，用量僅次于建筑涂料，汽車漆也是性能要求最高，涂裝技術要求最高的品種。水性汽車漆的應用時間較短，經(jīng)過了十多年的發(fā)展，其 涂膜性能與溶劑型涂料相比不相上下，但受設備投資大、作業(yè)環(huán)境要求嚴格等制約，推廣和普及還需時日。目前比較成熟的水性汽車漆配套體系為陰極電泳漆+水性 中涂漆+水性底色漆，罩光清漆還采用溶劑型產(chǎn)品。其中水性中涂漆為水性聚酯氨基類產(chǎn)品，水性底色漆以水性丙烯酸氨基類產(chǎn)品為主。

軌 道交通車輛用涂料的發(fā)展也趨于水性化，歐美發(fā)達國家已經(jīng)逐步將水性漆在軌道車輛上開始應用，阿爾斯通公司、西門子公司、龐巴迪公司都有水性漆項目在應用。國內(nèi)尚處于起步階段。軌道車輛用水性漆基本采用自干或低溫烘干雙組份體系，涂層結構為水性環(huán)氧底漆+水性聚氨酯中涂+水性丙烯酸聚氨酯面漆。水性環(huán)氧底漆 具有附著力好、耐腐蝕性優(yōu)、配套性好的特點；水性聚氨酯中涂具有封閉膩子層缺陷、提高被涂物表面平整度、易打磨的優(yōu)點，同時與底、面層的配套性良好；水性 丙烯酸聚氨酯面漆具有耐老化、光澤高、耐污染的特點，兼具保護性和裝飾性于一體。結語

我 國涂料行業(yè)的發(fā)展正處于重要的戰(zhàn)略機遇期，在政策導向和環(huán)保法規(guī)的要求下，大力發(fā)展和應用環(huán)境友好型的水性涂料對中國涂料企業(yè)和應用企業(yè)責無旁貸，為改善 我們的生存環(huán)境做出努力，發(fā)展的同時創(chuàng)造的是綠色GDP。從技術角度講我們與國外涂料巨頭在這一領域的差距并不大，我們也應該以此為契機體現(xiàn)民族工業(yè)的創(chuàng) 造力和創(chuàng)新能力。對于水性漆的使用者也應該加大設備改造的投入力度，改善施工環(huán)境，為水性漆的良好應用創(chuàng)造條件。

第二篇：工業(yè)控制與PLC應用總結

工業(yè)控制與PLC應用總結

經(jīng)過一段時間的學習、使用，對可編程邏輯控制器（PLC）在工業(yè)領域中的應用有了比較深刻的理解，PLC為我們實現(xiàn)某種流程或過程的自動化搭建了一種控制系統(tǒng)硬件平臺，其實際上與傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)已經(jīng)沒有嚴格的區(qū)分，是工控領域中最基本、最常用的控制設備，也是我們最應該會使用的一種控制器。

從本質上講，PLC僅僅是實現(xiàn)控制目的的一種工具，一種具有特殊功能和特點的工具，工具本身的使用方法很簡單，大部分功能通過“傻瓜式”的組態(tài)設置而實現(xiàn)，重要的是在使用此工具完成某種任務的過程中所體現(xiàn)的思想和技巧。我認為實現(xiàn)一臺機器自動化的過程，就是賦予此機器“靈魂”的過程，而PLC是我們賦予機器靈魂的工具，“靈魂”即是在實現(xiàn)工藝要求的控制程序中所體現(xiàn)的編程者的思想，顯然，相比而言重點是“靈魂”而不是工具。

下面是我在編寫程序和調(diào)試過程中的一些體會和思考，供大家參考。

一、理解工藝

實現(xiàn)工藝要求是控制的核心目的，因此工藝的要求即是我們編寫程序的根本依據(jù)和衡量程序質量的最終標準，對工藝特點理解的深淺程度也就決定了編寫程序框架的完善程度。需要強調(diào)的是，要站在控制的角度去分析工藝，要精確到每一個輸入輸出控制點，每一個設備的執(zhí)行動作及對其他設備或動作的影響，而不是僅僅停留在宏觀的、整體的流程，因為控制人員得到的幾乎所有工藝流程資料都是工藝人員要求的最佳運行狀況，也是所要實現(xiàn)的控制目的，它僅僅是一個目標狀態(tài)，而要實現(xiàn)這種目標運行狀態(tài)還需要考慮大量的非理想情況，這就需要思考在工藝流程中，哪些地方、環(huán)節(jié)會出現(xiàn)哪些異常情況，這些信息對于控制人員而言，算是工藝要求中的隱含信息，需要去分析尋找，分析的越細越好，總之，沒有最細只有更細。

因此，理解工藝的重點就是去思考那些可能的異常情況，它與確定的工藝要求有著直接的關系，這種對工藝的認識思想是必要的。比較重要的思考方向大體有以下幾點：

1、根據(jù)整體工藝和設備特點，需要將整體流程細分為哪些子工序。

2、子工序之間是否存在接口不統(tǒng)一的問題。

3、整個工藝中的控制難點是什么。

4、哪些設備或動作之間存在著嚴格的互鎖，或者說是哪些動作必須考慮安全因素。

5、生產(chǎn)如何連續(xù)進行，需要整體考慮循環(huán)運行的狀況。

以上內(nèi)容僅僅列出了一部分，不容否認，對工藝特點和各種狀況的思考深淺程度是和經(jīng)驗有關系的，應該在學習中逐漸積累經(jīng)驗并培養(yǎng)這種思考習慣。

二、順序控制法編程

順序控制法是相對于經(jīng)驗控制法而言的，使用順序控制法編寫梯形圖程序的優(yōu)點是邏輯縝密、思路清晰、可讀性好，同時便于維護和差錯修改，這種特點在工程中是非常重要的，尤其對于邏輯復雜的大型項目，沒有順序控制思想，很難實現(xiàn)編寫高質量的程序。

其實順序控制的原理很簡單，很容易理解，即當前步有效的條件是上一步有效且滿足當前步有效的其他條件，當前步無效的條件是下一步變?yōu)榛顒硬剑⑶乙笤诔绦蛑械哪骋豁樞蜻壿嫸沃兄挥幸粋€活動步，且步有效與否不直接對應輸出，只體現(xiàn)工藝要求的具體執(zhí)行邏輯。這種用步來體現(xiàn)程序執(zhí)行過程的方式的特點就是邏輯非常清晰。然而需要指出的是，只分析兩步之間的順序控制并不能完整體現(xiàn)順序控制法的好處，最好便是在一個控制邏輯復雜一些的大程序中去體會這種編寫方法的優(yōu)點。我認為順序控制法是一種思想，其表現(xiàn)形式也沒有像書上所表述的那么嚴格，非得下一步有效即關閉上一步，或者只有一個活動步，主要還是看程序的具體內(nèi)容，步是一種概念，并不一定就是指一行梯形圖程序，它們之間可以理解為是本質和表現(xiàn)形式的關系，只要在程序中思路清晰，可以多行程序表示為一步；相反，對步的認識不全面，反而會限制編寫程序的靈活性。

在閱讀或調(diào)試程序中去理解順序控制法的思想會更加深刻，否則很難體會到其優(yōu)點，也很難變?yōu)樽约旱木幊塘晳T，容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象：談及順序控制方法很簡單，但是編寫梯形圖程序卻又體現(xiàn)不出這種思想。所以只看資料無助于養(yǎng)成使用順序控制法的編程習慣，應該多實踐和經(jīng)驗交流。

另外，關于程序的組織方式并不固定，有很多不同的模式，實驗室以往做過的工控項目主要使用了西門子系列PLC的S7-300，并形成了統(tǒng)一的編程方法和模式，主要思想是：輸入輸出點統(tǒng)一映射到PLC內(nèi)部存儲器中，所有的輸出信號以“起保?！钡姆绞皆趩为毜墓δ軌K中統(tǒng)一處理，這樣也便于應用順序控制法編寫程序；在控制功能實現(xiàn)方式上，將整體工藝細分為不同的子工藝，即可以在手動模式下單獨執(zhí)行，也可以由另一程序在自動運行模式下按照某種邏輯調(diào)用。有些專業(yè)公司的編程模式會不同，也是由其編程人員在實踐中總結形成的，但是，目前實驗室的這種模式是相對很成熟和規(guī)范的，我們應該繼續(xù)發(fā)展和完善，程序組成如圖1所示，具體情況可了解實際工程案例。

輸入映射自動/手動程序其他OB檢修程序OB1/主程序系統(tǒng)功能塊子程序1子程序n數(shù)據(jù)塊輸出程序輸出映射 圖1 程序一般組成內(nèi)容

三、程序編寫

當其他工作已經(jīng)準備就緒，開始著手編程，編程期間的主要工作就是完成控制流程圖繪制，寫流程圖的本質就是寫程序，其好處就是在一段時間內(nèi)集中思考如何實現(xiàn)工藝流程的控制要求，并以文本形式記錄下來，這樣便于保持在思考如何實現(xiàn)控制要求時的思維連續(xù)性和縝密性，同時也生成了一份控制程序詳細文檔，為程序的后續(xù)修改、維護提供了直接技術資料，完整的流程圖應該體現(xiàn)控制所需的全部程序。據(jù)我了解，很多從事工控職業(yè)的控制人員并不知道流程圖概念，他們是直接上機編程，問題就是程序質量比較低，也許是項目太簡單，或者是工藝太熟悉，總之，給人的感覺很不正規(guī)。編寫流程圖是我們實驗室的優(yōu)良傳統(tǒng)，其是完成工控項目的核心步驟之一，通過流程圖編程也應該是工控領域的正統(tǒng)做法。

在工藝熟悉后，要根據(jù)具體的工藝特點劃分出若干個子工藝，做到這些子工藝組合起來即是整體工藝，關于如何劃分子工藝的問題，沒有固定的規(guī)范，因編程者、工藝特點等而不同，但是一般而言，子工藝劃分的越多，程序會越靈活，而程序越靈活，對一些條件的要求也會相應增多。因此，工藝劃分的粗細程度可以視情況具體權衡。

子工藝劃分完成后，可以編寫與其一一對應的子程序了，細分后的子工藝對應的子程序一般不會有太復雜的邏輯，因此寫起來會容易的多，子程序在整個控制程序中是一個個具體的主體程序，之所以是主體程序，是因為設備的有序運行是由它們實際控制的，自動程序也不過是組織這些子程序按照某種邏輯或時間順序執(zhí)行而已，所以子程序的編寫質量對控制系統(tǒng)的性能十分重要。鑒于此，在寫子程序時需要特別注意一些問題，主要體現(xiàn)在以下幾點。

1、程序執(zhí)行的條件

一般稱為程序入口條件，考慮這一點時，主要判斷依據(jù)對工藝的深刻理解，對當前子程序對應的子工藝包含哪些設備和輸入輸出點，是如何動作的，運行時需要哪些機構處在哪些狀態(tài)，是否存在程序互鎖等，必須有清晰明確的認識，在確定啟動條件時一定要找到關鍵條件，其實關鍵條件的確定貫穿于編寫程序的整個過程。需要強調(diào)的是要考慮其他子工藝的結束狀態(tài)，如果其他工藝與當前工藝有直接關聯(lián)且其結束狀態(tài)不滿足當前工藝的啟動條件，這時要考慮如何處理，是在其他工藝結束時處理還是在當前工藝執(zhí)行時處理或是其他的處理方式，依據(jù)實際情況而定。另外，需要判斷子程序手動模式單獨執(zhí)行同自動模式調(diào)用是不是使用同一入口，有時是需要不同入口的。

2、程序的結束狀態(tài)

跟入口條件類似，程序的結束狀態(tài)有可能會影響到其他子工藝的啟動，所以結束狀態(tài)也是需要考慮權衡的，與程序執(zhí)行條件類似，不再詳述。需要注意的是，結束狀態(tài)同樣存在手動模式程序退出與自動模式程序退出是否使用同一出口的問題，根據(jù)工藝特點，有可能需要設置自動模式和手動模式從不同出口退出程序。

3、程序體編寫

重要的工作是考慮程序如何處理異常情況，僅僅按照工藝流程寫出程序邏輯是很簡單的事情，應該考慮到各種各樣的狀況，而不是僅僅停留在“如果A則B，如果B則C”這樣的思路上，這種邏輯是不嚴密的，應該考慮到所有的條件可能性并編寫與其對應的處理程序，我覺得可以形象地比喻為把一個“房子”的漏洞都堵上，僅留下固定的入口和出口。

另外，寫子程序時，每寫一步都應該知道設備會如何動作，我覺得與其說是編寫程序控制設備不如說是構思設備的工作流程后映射出程序，這樣有利于考慮問題更加全面。當子程序編寫完成時，其一般具有這樣的特性：

（1）程序啟動后退出以前，任何信號都無法再次啟動它。（2）程序運行結束后，可以再次啟動，或者說是可以反復啟動。（3）程序運行結束后，程序內(nèi)沒有任何活動步。

（4）急停信號有效時，除非有特殊設置，否則必須立刻清掉所有活動步，即使有特殊設置，最終也必須清掉所有活動步，并且不影響下次啟動。

（5）如果程序內(nèi)存在循環(huán)，當程序停止信號有效時，若正在執(zhí)行循環(huán)程序段，應該跳出當前循環(huán)程序段，執(zhí)行完剩余程序后退出。

（6）至于程序的功能性，考慮到設備有可能處在任何狀態(tài)下，除非出現(xiàn)特殊情況，否則必須在滿足工藝要求的基礎上，保證在程序上做到安全可靠。

以上幾條特點，基本上反映了對子程序的要求，但是絕不局限于這些，所有的程序都是為工藝服務的，一切要以具體工藝而定。

子程序編寫完成后，就要考慮如何使它們組合起來完成整體工藝的要求，這就需要另外編寫一個程序以確定他們執(zhí)行的節(jié)拍，這個程序即是所謂的自動程序，有時候也不一定單獨編寫一個程序塊，可以在主程序中去處理，當遇到子程序較多且邏輯復雜的時候，為了使程序結構清晰一些，一般會單獨編寫自動程序。自動程序與子程序沒有本質的區(qū)別，但是有一些特點：程序段之間往往沒有嚴密的順序邏輯，具有關鍵條件的單獨指令比較多，沒有直接的輸出信號而主要是反復地調(diào)用子程序等。這時就需要整體考慮工藝流程了，比較重要的工作就是尋找流程中的一些關鍵條件，這也是難點，這些條件與子程序的劃分有關系，如果關鍵條件找的恰當，在功能實現(xiàn)上就會容易的多，編寫思路也會清晰的多。

自動程序的實現(xiàn)方式多種多樣，某些細節(jié)體問題的處理完全取決于編程者的思想，但同時也受子程序的影響，最好由編寫子程序的人員一并完成自動程序。由于工藝的不同，自動程序會體現(xiàn)出截然不同的特點，所以對于具體的技巧、方法問題很難概括，一般需要注意的問題有以下幾條。

（1）調(diào)用子程序脈沖時序問題

也許這種問題不經(jīng)常遇到，但是在編寫時需要有意識地去分析，尤其對于初學者，其出現(xiàn)時序問題的原因會是多樣的，主要存在子程序的啟動條件中。比如如果某一子程序的某一啟動條件同樣與自動程序發(fā)出的啟動脈沖有關，則容易出現(xiàn)時序問題，還跟此條件位在程序掃描過程中處于那一子程序的前后有關，具有不確定性，時序問題與簡單的邏輯問題相比一般不容易被發(fā)現(xiàn)，因此寫程序時盡量不要使用這種邊緣的、不確定的方法。

（2）異常情況處理問題

這一點還是體現(xiàn)在關鍵條件的確定上，也就是調(diào)用子程序的條件，由于自動程序包含了所有的工藝流程，為了達到某些環(huán)節(jié)的穩(wěn)定和可靠，需要考慮異常情況的處理，體現(xiàn)為邏輯條件往往會相對比較復雜。比如如果在執(zhí)行自動程序過程中，某一工藝流程受條件限制必須結束但又沒有完成相應的功能任務，造成下面的環(huán)節(jié)無法進行，可是考慮到自動程序的循環(huán)特點，在下一循環(huán)周期，沒有完成任務的工藝流程會繼續(xù)工作并完成功能任務，所以在這種異常情況下，需要考慮某些子程序不執(zhí)行對整體程序運行的影響。異常情況可能是多種多樣的，總之，希望自動程序能夠自動處理并保持生產(chǎn)的連續(xù)性。

（3）效率問題

整體工藝流程是由自動程序調(diào)用子程序來實現(xiàn)的，應該盡可能地保證程序執(zhí)行的緊湊性，以提高生產(chǎn)效率。效率問題實現(xiàn)起來沒有難點，應該是一種意識問題，關鍵是要有對實際生產(chǎn)的理解，站在生產(chǎn)人員的角度考慮問題。

（4）初始化問題

自動程序運行時，必須首先對設備進行初始化操作，對設備進行初始化是基于這樣一種考慮：自動運行時，設備有可能處于任何一種狀態(tài)下，必須使設備回到符合自動運行條件的初始位置，這也是基于安全考慮。

（5）循環(huán)執(zhí)行

關于自動程序的循環(huán)執(zhí)行，不能簡單地理解為“A—B—C?D—A—B?”模式，有的情況可以那樣去處理，有的情況則不能那樣去處理，要擺脫這種思維的限制，這種簡單的理解也許可以通過一些處理解決大部分自動程序中的邏輯，但是會使程序變得很僵硬，并且不穩(wěn)定不靈活，有時候這種思維也會影響子程序的編寫質量，這是我個人體會。

（6）靈活性

靈活性可以理解為根據(jù)設備運行的不同狀態(tài)作出不同的調(diào)整，簡單地調(diào)整一些參數(shù)或設置就可以自動適應，無需修改程序本身，這種功能對實際生產(chǎn)來說非常有價值，實現(xiàn)起來相對會比較困難一些，但是是程序編寫質量的一個重要標準，也應該是編程者的努力方向。

靈活性可以體現(xiàn)為整體程序具有可組態(tài)功能，算是一種比較新的編程思想，為了實現(xiàn)這種可組態(tài)功能，需要搭建一個“組態(tài)平臺”，這種“平臺”即是經(jīng)過分析得出的所有子工藝的邏輯組合，由操作人員具體選擇當前運行哪種組合，由于每個子工藝都由子程序去控制完成的，所以每種組合都一一對應著一種自動程序。

實現(xiàn)這種功能應該從以下幾個方向考慮：

a.必須根據(jù)工藝特點在滿足安全生產(chǎn)的條件下，統(tǒng)計出所有可能的運行工況。

b.子程序的調(diào)用條件必須重新考慮，因為調(diào)用條件中增加了工況組合內(nèi)容。c.要保證每種組合都能順序執(zhí)行，甚至考慮組合的靈活、實時切換。d.靈活性高也一定程度上意味著可靠性低，所有尤其要思考程序的安全性。總之，自動程序運行后，整體上應該具有以下特點；

（1）自動程序運行后，除非急停信號有效，否則操作人員無法停止程序執(zhí)行。

（2）自動程序運行后，為了避免不穩(wěn)定因素，除非某些特殊參數(shù)，否則不應該支持在線參數(shù)修改。

（3）自動程序運行后，可以正常退出程序和自動運行模式，沒有任何活動步保留，并且不能影響程序再次啟動。

（4）自動程序運行后退出以前，無法再次啟動，或者說再次給出啟動信號是無效的。

（5）急停信號有效時，除非有特殊設置的保護條件，否則應該立刻依次清除所有活動步和狀態(tài)位，并且任何時候急停后，都不能影響程序的再次啟動。

（6）一次正常運行不能說明程序是穩(wěn)定的，自動程序尤其具有這樣的特點，至少需要連續(xù)自動循環(huán)運行10次以上。

四、關于程序運行模式和停止、急停

1、運行模式

整體程序依據(jù)調(diào)試和生產(chǎn)要求會設置成不同的運行模式，基本上都會設置成檢修、手動和自動三種運行模式，某些簡單工藝的程序也會設置為手動和自動兩種運行模式，這時的手動模式和檢修模式效果是一樣的。

檢修模式。檢修運行模式下，操作人員只能操作單一的輸出點對應的設備，只能一個一個地去動作控制對象。需要注意的是要考慮動作之間的關聯(lián)情況，不當操作會造成事故的設備應該設置程序互鎖，但也并不是互鎖越嚴密越好，那樣會影響檢修操作的靈活性，如何平衡是情況而定。手動模式。手動運行模式下，可以單獨啟動事先編寫的子程序，也就是說可以運行某一子工藝，設備會有一連串的動作按照相應邏輯在執(zhí)行，在不相互影響的前提下可以同時運行多個子程序，需要根據(jù)工藝在子程序之間做嚴格的互鎖條件。

自動模式。自動運行模式下，設備完全按照自動程序進行動作，無需人員參與。

2、停止與急停

在多種程序運行模式中，會有不同的啟動、停止及急停信號，程序在不同狀態(tài)下應對停止、急停信號有不同的反應，具體的實現(xiàn)方法不在此詳述，只明確停止信號的分類、名稱和停止或急停信號有效時的常規(guī)要求。

系統(tǒng)停止，即是運行模式的停止，包括“檢修停止”、“手動停止”和“自動停止”；“程序停止”即是手動運行模式下的子程序停止；“系統(tǒng)急?！笔浅绦蜻\行中的緊急停止?？梢酝ㄟ^以下描述來體現(xiàn)停止或急停信號有效時的常規(guī)要求：

（1）無論程序運行于哪種模式下，“系統(tǒng)急?！庇行r，除非有設置的特殊保護功能，應該立刻、依次清除所有活動步和狀態(tài)標志位。

（2）檢修運行模式下，“檢修停止”與“系統(tǒng)急?！钡男Ч耆粯?。（3）手動運行模式下，是否設置“程序停止”信號，取決于子程序的特點，往往在程序包含循環(huán)時設置“程序停止”，當“程序停止”有效時，要求子程序執(zhí)行結束后退出，若還沒執(zhí)行到循環(huán)程序段，則不再體現(xiàn)循環(huán)特點，若正在執(zhí)行循環(huán)程序段，則跳出循環(huán)，其他不變。若某個或某幾個子程序正在執(zhí)行，這時“手動停止”有效時，不影響當前子程序的執(zhí)行，程序也不會立刻退出手動運行模式，而是等所有子程序運行結束后，才退出手動運行模式，并且在退出手動運行模式之前，無法啟動其他沒有運行的子程序，“手動停止”兼有“程序停止”的功能。

（4）自動運行模式下，“自動停止”有效時，與手動運行模式下的“程序停止”有些類似，可以當所有子程序運行標志位無效時退出，也可以執(zhí)行完一個整體工藝流程后退出，依據(jù)具體情況而定，方式方法可以討論，集思廣益。

另外，關于“系統(tǒng)急?！钡膶崿F(xiàn)方法需要特別說明，一般而言，系統(tǒng)急停信號來自為了應對突發(fā)事件而設置的緊急停止按鈕，因此還不能將急停的作用簡單等同為清除所有活動步、輸出位和狀態(tài)標志位，其最終目的是設備發(fā)生異常情況時，按下此按鈕使得設備、人員安全，損失最小，清除活動步或狀態(tài)位只是實現(xiàn)設備、人員安全目的的程序變化情況之一。為了實現(xiàn)急停功能，主要考慮程序結構及生產(chǎn)工藝特點，與之對應的處理方法是使用分步急停和設置急停附加流程。

（1）分步急停。由于程序中存在運行模式的選擇和嵌套調(diào)用，所以不能在同一時刻清除所有活動步、輸出位和狀態(tài)標志位等，這會影響下一次程序的運行，解決的方法是使用分步急停，依據(jù)嵌套順序由里向外依次清除活動步和狀態(tài)標志等。

（2）急停附加流程?？紤]的具體工藝要求和實際控制對象特點，可能存在不能保證任意時刻復位所有輸出位是安全的，這與上述的“設備、人員安全，損失最小”的目標相違背，所以這就需要判斷急停信號有效時所處的生產(chǎn)階段，根據(jù)不同階段希望系統(tǒng)做出不同的反應，有時必須在急停信號清除其他所有活動步和狀態(tài)位的同時適時啟動急停附加流程以應對急停信號在生產(chǎn)的特殊階段有效時所產(chǎn)生的不良后果。

五、程序調(diào)試

程序編寫完成需要經(jīng)過全面調(diào)試才能應用于生產(chǎn)，程序調(diào)試即是在保證安全的前提下，按照要求逐一檢驗系統(tǒng)功能，由于程序是第一次聯(lián)機控制設備運行，這時可能會遇到各種各樣的問題，所以安全因素就變得尤其重要，最基本的原則是不管以哪種方式進行調(diào)試，必須保證設備和人員是安全的。

調(diào)試應該按照從簡單到復雜的順序有序進行，按照預先制定的調(diào)試計劃從控制系統(tǒng)接線情況到程序功能實現(xiàn)效果等逐一進行，具體步驟為：檢修→手動→自動。除驗證程序功能之外，程序調(diào)試需要做的工作和注意事項還有：

1、制定調(diào)試計劃

制定調(diào)試計劃是為了避免沒有針對性和目的性的盲目調(diào)試，需要分析程序的關鍵部分并有針對性地去驗證，這樣可以在最短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)程序中的問題。調(diào)試計劃一般包括調(diào)試時間、調(diào)試內(nèi)容等，即便沒有書面的調(diào)試計劃，調(diào)試人員至少要有清晰的調(diào)試思路，方式方法依據(jù)個人經(jīng)驗和能力而定，但是應該養(yǎng)成制定調(diào)試計劃的習慣。

2、完成調(diào)試記錄

在調(diào)試過程中，需要將調(diào)試的效果和出現(xiàn)的問題詳細記錄下來，以便于繼續(xù)完善程序，同時也總結了實踐經(jīng)驗。調(diào)試記錄一般包括調(diào)試時間、參加人員、調(diào)試內(nèi)容及實際效果、出現(xiàn)的問題及原因等。

3、雖然控制臺/柜在出廠之前一般已經(jīng)測試完畢，但是在系統(tǒng)從新運行之前，必須再次測試，內(nèi)容是檢查所有電源線路是否存在短路情況，保證控制系統(tǒng)設備安全，其他信號線可以等系統(tǒng)運行后測試。

4、一定要和現(xiàn)場人員保持密切、流暢的溝通，根據(jù)實時工況合理設置參數(shù)，并且必須得到現(xiàn)場人員的認可后才能進行操作。

5、應該首先調(diào)試系統(tǒng)急停功能，系統(tǒng)急停有效是最基本的要求，而且要驗證任意時刻的系統(tǒng)急停功能，要保證在調(diào)試其他功能出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)急停的有效性。

6、調(diào)試中發(fā)現(xiàn)有程序編寫錯誤或其他問題，若需修改程序，要盡量做到程序與流程圖同步修改，并且務必做到程序備份，并記錄備份程序的內(nèi)容。

調(diào)試過程中的其他事宜會根據(jù)工藝的不同而不同，但是必須強調(diào)的是，要時刻將安全因素放在首位，要盡可能全面、完整地模擬實際生產(chǎn)的工況，以檢驗程序的穩(wěn)定性、可靠性。

六、控制系統(tǒng)設計流程

以上內(nèi)容主要是總結了在控制系統(tǒng)設計各階段中需要特別注意的事項，跟實踐經(jīng)驗的關系比較密切，下面從整體的角度概括控制系統(tǒng)設計的流程，其一般步驟為：

1、制定控制系統(tǒng)總體方案

控制系統(tǒng)總體方案主要是明確項目的控制功能、控制指標、工藝流程分析、控制對象及I/O點統(tǒng)計、需求分析、設計思路、系統(tǒng)總體框架、設備選型、程序設計思路、控制柜設計思路、現(xiàn)場布線思路和其他接口等，要以文本的形式明確以上內(nèi)容。

2、繪制控制系統(tǒng)電氣接線原理圖

圖紙內(nèi)容主要包括圖紙目錄、設計說明、電機設備、電氣設備、系統(tǒng)框圖、控制柜正面組合圖、控制柜電氣原理圖、系統(tǒng)DI原理圖、DO原理圖、AI原理圖、AO原理圖、儀表原理圖等，要求圖紙設計必須清晰、規(guī)范，是第三方加工控制柜的技術依據(jù)，也是向甲方提供的竣工資料之一。

3、繪制控制系統(tǒng)現(xiàn)場施工圖

主要是依據(jù)現(xiàn)場實際情況，確定控制柜與現(xiàn)場設備之間的線纜連接情況，一般與甲方人員會商后根據(jù)現(xiàn)場情況確定。

4、明確控制系統(tǒng)采購清單

以上內(nèi)容確定之后，就應該確定所有的系統(tǒng)材料采購清單，主要包括名稱、品牌型號、單價、數(shù)量、有無附件、供貨周期等。

5、編寫控制系統(tǒng)程序流程圖 其實本質是開始編寫程序，不再詳述

6、編寫控制系統(tǒng)上位機設計說明書

內(nèi)容是介紹上位機監(jiān)控界面的設計原則，主要包括組態(tài)軟件介紹、系統(tǒng)畫面組成和畫面設計風格，另外還需詳細介紹操作畫面的功能設置。

7、程序調(diào)試

8、整理其他技術資料

主要內(nèi)容有控制系統(tǒng)編程資料，包括內(nèi)存分配、通信設置、IO點地址分配等，除此之外，還有操作說明書和維護說明書。

以上內(nèi)容主要體現(xiàn)了工控領域編程的大體要求以及某些工程思想，對寫程序流程圖、繪制電氣接線原理圖和編程方法、技巧等具體問題涉及不多，主要是我認為工控思想的建立比編程本身要高一個層次。總之，控制領域入門簡單卻又深不可測，上述有不妥、不對之處，望能給予指正，彼此學習，共同進步！

陳成瑞 2012.08.27

第三篇：熱重法的研究和應用

熱重法的研究和應用：

1、無機、有機和聚合物的熱分解

2、金屬在高溫不同氣氛的腐蝕

3、固態(tài)反應

4、礦物的焙燒

5、液體的汽化

6、煤、石油和木材的裂解

7、濕氣、揮發(fā)物和灰分的測定

8、汽化和升華的速率

9、脫水與吸濕性研究

10、聚合物的熱氧化裂解

11、共聚物組成，以及添加劑的含量測定

12、爆炸物質的分解

13、反應動力學研究

14、新化合物的發(fā)現(xiàn)

15、吸附與解吸附曲線

16、磁學性質，如強磁性體居里點的測定，熱重法的溫度標定

17、熱重法本身的研究與發(fā)展

第四篇：工業(yè)地坪涂料用水性聚氨酯的研究現(xiàn)狀與最新進展（共）

工業(yè)地坪涂料用水性聚氨酯的研究現(xiàn)狀與最新進展

許飛

摘要：簡述了水性聚氨酯地坪涂料的應用現(xiàn)狀，綜述了雙組分水性聚氨酯地坪涂料的水性多元醇組分，指出了水性聚氨酯地坪涂料今后的發(fā)展趨勢。關鍵詞:地坪涂料;水性聚氨酯;研究進展

Research status and latest progress of waterborne polyurethane for

industrial floor coatings

XUFei Abstract:The application of waterborne polyurethane(WPU)floor coatings was briefly introduced．The new development of polyols of the two-component WPU floor coatings was summarized．And the Future trends of WPU floor coatings was pointed out．

Keywords:floor coating;waterborne polyurethane;research progress

0引言

地坪涂料指的是應用于水泥基層等非木質地面用的涂料，屬于地面涂料的一類。近年來，各種公共場合(如超市、購物中心、體育場館、醫(yī)院手術室、實驗室、工業(yè)廠房、車間等)對地面裝飾物的要求從清潔、安全、舒適發(fā)展到要具有耐磨、防滑、耐腐蝕、防靜電、耐沾污等功能性，隨著要求的不斷提高，地坪涂料產(chǎn)品逐漸受到市場重視而迅速發(fā)展。地坪涂料按成膜物質分類可分為：環(huán)氧地坪涂料、聚氨酯地坪涂料、噴涂聚脲彈性體地坪涂料以及其他地坪涂料等，其特征和應用如表 1 所示。

其中，目前市場上用量最大的品種為環(huán)氧地坪涂料，聚氨酯地坪涂料目前所占的比例還較小，但相對環(huán)氧地坪涂料而言，聚氨酯地坪涂料具有的柔韌性、可以調(diào)整和環(huán)保等優(yōu)勢，從而能滿足不同的客戶需求。在歐洲，聚氨酯技術在地坪涂料體系中已占到 25%份額，因此，聚氨酯地坪涂料在中國具有較大的發(fā)展空間。其在地坪領域所占的份額也將會越來越大。1水性聚氨酯WPU 水性聚氨酯WPU地坪涂料按使用形式可分為單組分和雙組分。1.1單組分水性聚氨酯WPU 單組分水性聚氨酯WPU是PU最早的水性化產(chǎn)物，其具有較高的斷裂伸長率和適當?shù)膹姸?，并能常溫物理干燥，但是其相對分子質量較低，交聯(lián)度不高，與溶劑型雙組分聚氨酯涂料相比，單組分水性聚氨酯地坪涂料的耐化學品性和耐溶劑性不良，涂膜硬度以及表面光澤度均較低，硬度、表面光澤度和鮮艷性都較低，目前僅應用于建筑涂料領域及其它一些使用要求不高的場合?？梢酝ㄟ^交聯(lián)改性來獲得優(yōu)異的力學性能、耐水性、耐溶劑性以及耐老化性，從而滿足地坪涂料的要求。（通過交聯(lián)、復合改性的單組分從一定程度上提升了水性聚氨酯WPU涂料的性能［1］。）1.2雙組分水性聚氨酯WPU 雙組分水性聚氨酯涂料是以水為介質，由含—OH 基的水性多元醇(通常稱為 A 組分)和含—NCO 基的多異氰酸酯固化劑組成(通常稱為 B 組分)。水性雙組分聚氨酯涂料與溶劑型雙組分聚氨酯涂料對比見表2。

雙組分水性聚氨酯WPU 地坪涂料按用途分類主要可分為彈性地坪涂料和防滑地坪涂料。為了更好地滿足需求，使水性聚氨酯WPU地坪涂料的性能接近溶劑型雙組分PU地坪涂料，近年來的研究開發(fā)趨向于雙組分交聯(lián)型 WPU 地坪涂料。沈劍平，等［2］研究發(fā)現(xiàn)，只要選材得當，雙組分 WPU 涂料可以實現(xiàn)非常優(yōu)異的綜合性能。用基于多元醇分散體Bayhydrol AXP 2695 和多異氰酸酯 Bayhydur XP2487 /1 研發(fā)的白漆，以 60 kg 的壓力將 40 mm × 40 mm 的冬季防滑胎壓放在涂料樣板上，常溫壓放 1 d 后，在 50 ℃ 下壓放 3 d，發(fā)現(xiàn)其漆膜表面僅留下輕微的印痕，并且可以用乙醇輕易地擦拭干凈。最新的研究表明，某些高交聯(lián)密度的雙組分WPU地坪涂料具有優(yōu)異的抗熱胎痕的性能。另外雙組分水性聚氨酯WPU 自身所具有的易清洗、耐磨性、耐刮擦性、耐化學品等優(yōu)異的性能，在地坪領域應用也十分廣泛。陳凱［3］研究一種雙組分 WPU 地坪涂料，是由硅丙水分散體的 OH 基團和多異氰酸酯 NCO 基團兩組分配制而成。結果發(fā)現(xiàn)，有機硅氧烷單體加入量、羥基含量、酸值、固化劑的選擇等對涂膜性能均有顯著的影響。當硅氧烷單體質量分數(shù)為 5% ～ 10%、羥基量為 2.8% ～ 3.0%、酸值在 25 ～ 36 mg KOH/g、玻璃化轉變溫度為 40 ～ 58 ℃ 條件下合成高性能含羥基硅丙樹脂，將其與固化劑配制的地坪涂料涂膜性能最佳;其涂膜堅硬、耐久，具有很好的耐水性、耐蝕性、耐劃傷性和耐擦洗性。

1.2.1雙組分水性聚氨酯地坪涂料的基本原理

多年前，很多人認為雙組分水性聚氨酯涂料是難以實現(xiàn)的。一個重要原因是人們認為多異氰酸酯中的 NCO 基團會與水反應生成聚脲，同時生成 CO2，而難以得到致密的漆膜。但 Bayer 的化學師在實踐中發(fā)現(xiàn)某些多異氰酸酯在水中可以長時間穩(wěn)定存在，在多異氰酸酯液滴與水的界面上會形成一層具有臨時性保護作用的聚脲薄膜，這一薄膜的存在可以較長時間阻止多異氰酸酯與水的進一步反應，從而使雙組分水性聚氨酯涂料技術可能得以實現(xiàn)。進一步的研究表明，將某一親水改性的 HDI 三聚體分散在水中，經(jīng)過 7 h 后，—NCO 的保留率仍然大于 90%。雙組分水性聚氨酯涂料的成膜機理與一般的聚合物乳液涂料如丙烯酸乳液的成膜有很大的區(qū)別，同時與溶劑型聚氨酯涂料的成膜機理也完全不同。圖 1 為雙組分水性聚氨酯涂料的固化成膜示意圖。

由圖1可見，在雙組分水性聚氨酯涂料的成膜過程中，多異氰酸酯在前期并沒有過多的與多元醇或水發(fā)生化學交聯(lián)反應，一直到大部分水分蒸發(fā)后，乳液與固化劑粒子相互接觸并擠壓，此時多元醇中的羥基以及殘余的水開始大量地與固化劑中的—NCO基團發(fā)生化學反應。由此可知，雙組分水性聚氨酯涂料適用期的表現(xiàn)形式與雙組分溶劑型聚氨酯涂料可能是完全不同的。很多時候，雙組分水性涂料體系的黏度變化會一直保持在遠遠低于初始黏度2倍的范圍內(nèi)，這就意味著，在溶劑型涂料中行之有效的通過黏度上升判斷適用期的方法，在雙組分水性聚氨酯體系中是不適用的。實際上，我們需要通過測試漆膜某些性能(如光澤、霧影、硬度、耐化學品性等)的突變點來判斷其適用期。

另一個需要注意的問題是：如何確定雙組分水性聚氨酯涂料中—NCO與—OH的比值。一般來說，多異氰酸酯與多元醇的反應速度比與水反應更快，但兩者仍然具有競爭關系。為了補償多異氰酸酯和水的副反應而產(chǎn)生的損失，一般使用過量的多異氰酸酯，—NCO/—OH比率會選擇1.5~3.0。通?！狽CO/—OH比例越高，涂膜的耐化學性越好，但干燥時間越長，成本越高。一般情況下，—NCO/—OH的比例控制在1.5左右，這樣就能得到最佳的性價比。

2雙組分聚氨酯地坪涂料的水性化

水性雙組分聚氨酯地坪涂料是由含羥基水性多元醇組分和水性多異氰酸酯固化劑組成，它將雙組分聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低 VOC 相結合，是當前地坪涂料的研究熱點和發(fā)展方向。

2.1 羥基組分的水性化

根據(jù)水性雙組分聚氨酯地坪涂料中使用的含羥基組分在水中的粒子大小和制備方法的不同，可將其分為乳液型丙烯酸多元醇和水分散體型多元醇，它們各具不同的特點。2.1.1 乳液型丙烯酸多元醇

乳液型多元醇是通過乳液聚合而成的具有多種結構的丙烯酸乳液多元醇，其主要特點為［4］：乳液型多元醇的相對分子質量大，羥基當量大，配制雙組分涂料所需的異氰酸酯固化劑少，成本低,涂膜干燥速度快。但其對異氰酸酯固化劑的分散能力差，必須使用親水性強的水性異氰酸酯固化劑。孔霞［5］以甲基丙烯酸羥乙酯為羥基單體，結合即時中和與極性單體分段滴加等方法合成了新型聚丙烯酸酯雜合乳液(PAH)，相較于常規(guī)羥基聚丙烯酸酯乳液(PAE)，PAH 的粒徑分布更寬，平均粒徑更小。以此樹脂與親水改性脂肪族多異氰酸酯固化劑制成的水性雙組分聚氨酯涂料涂膜固化時間短，涂層結構致密平整。史立平，等［6］以自制的核殼型丙烯酸羥基乳液為羥基組分研制雙組分 WPU 地坪涂料，該核殼型丙烯酸羥基乳液的羥基官能團活性高，與親水改性異氰酸酯固化劑反應速度快，提高了綜合性能，制得的雙組分 WPU 地坪涂料已在生產(chǎn)車間、倉庫、戶內(nèi)外籃球場等工程中得到實際涂裝應用并獲得了市場認可。殷武，等［7］采用乳液聚合法，以甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸等為原料，合成了一種具有核殼構型的乳液型羥基丙烯酸樹脂。該樹脂可作為羥基組分與親水改性多異氰酸酯固化劑制備雙組分涂料，不僅 VOC 含量低，固含量高，而且所形成涂層的硬度、柔韌性、附著力和耐候性等性能優(yōu)良。即使這樣，得到高光涂膜仍很困難，而且涂膜在室溫下干燥速度快，在化學交聯(lián)前已物理干燥成膜，因而涂膜的物理機械性能和耐化學品性不佳［8-9］。

2.1.2 分散體型多元醇

分散體型多元醇也稱第 2 代水性羥基樹脂。分散體型多元醇按化學結構可分為聚酯多元醇分散體、丙烯酸多元醇分散體、聚氨酯多元醇分散體等。聚氨酯分散體型多元醇的制備方法為先合成聚氨酯預聚體，然后采用含羥基的鏈終止劑進行擴鏈封端。由聚氨酯多元醇分散體配制的水性雙組分聚氨酯地坪涂料具有優(yōu)異的機械性能，如柔韌性和耐磨性，以及優(yōu)異的耐化學品性，但其使用成本較高，在實際中使用較少。［10］。

張旭東，等［11］以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N210)為主反應體系，以二羥甲基丙酸(DMPA)為親水擴鏈劑，三羥甲基丙烷(TMP)為交聯(lián)劑合成制備了端 NCO 基聚氨酯預聚體，用二乙醇胺(DEA)封端引入羥基，合成了雙組分 WPU 的聚氨酯多元醇分散體組分。

亞金德 A L，等［12］選用 α，β-二醇與 Guerbet 醇混合后與多異氰酸酯反應合成了聚氨酯多元醇。使用該聚氨酯多元醇制備的雙組分或多組分涂料的罩面涂層的撓曲性強、柔韌性好，可施用于任何底材上，當用于地坪表面涂裝時，可給行人帶來舒適感，且不易開裂。2.1.3丙烯酸多元醇分散體

丙烯酸多元醇分散體是由含羥基丙烯酸單體和丙烯酸（酯）單體在溶劑中通過自由基聚合，中和分散在水中制得的，有時需要脫除部分或全部溶劑。該類分散體的相對分子質量較低，羥基官能團含量較高，與水性異氰酸酯固化劑配合制成地坪涂料后，具有較好的流平性，干燥速度慢，涂膜干燥后具有較好的豐滿度和光澤，同時具有良好的物理機械性能和耐化學品性，基本達到溶劑型聚氨酯地坪涂料的性能，這種分散體是目前水性雙組分聚氨酯地坪涂料研究和開發(fā)的熱點。

陳凱［3］選用有機硅氧烷與羥基丙烯酸酯反應，制得了具有核殼結構的含羥基硅丙水分散體，并用該分散體配制了雙組分 WPU 地坪涂料。實驗結果表明，當硅氧烷單體的質量分數(shù)為 5% ～10%，羥基質量分數(shù)為2.8% ～3.0%，酸值在25 ～36 mg KOH/g，玻璃化轉變溫度為 40 ～ 58 ℃條件下，合成的含羥基硅丙樹脂性能較好，將其與脂肪族異氰酸酯固化劑配制的地坪涂料涂膜性能最佳。

前者通過外加乳化劑(離子型或非離子型)對多異氰酸酯進行物理包裹，使其分散在水中，但外加的乳化劑對后期乳液成膜造成了不良影響，目前較少使用。內(nèi)乳化法是采用親水組分對多異氰酸酯進行改性，作為內(nèi)乳化劑，有助于固化劑在水相中的分散。根據(jù)親水組分親水基團的不同，內(nèi)乳化法可分為非離子改性、離子改性、非離子以及離子混合改性 2.2 水性異氰酸酯固化劑

未改性的異氰酸酯在水性雙組分聚氨酯地坪涂料中的應用受到限制，因為它們很難與水性羥基組分混合均勻，兩相間容易分離。要想使異氰酸酯和水性羥基組分的相容性明顯提高，其根本途徑是將異氰酸酯水性化。而親水改性方法通常有外乳化法和內(nèi)乳化法。2.2.1外乳化法

早期使用陽離子型或非離子型外部乳化劑強制乳化使異氰酸酯分散在水中［14］，其乳化劑用量大，分散后粒子較粗、貯存穩(wěn)定性差、涂層的耐化學品性差。目前此法較少使用。2.2.2內(nèi)乳化法

以德國 Bayer 公司對異氰酸酯水性化的研究最為成功。到目前為止，已成功將第 3 代水性異氰酸酯固化劑產(chǎn)品市場化［15］。第 1 代水性異氰酸酯通過用不足量聚醚醇對如 HDI 或 IPDI 三聚體進行部分氨基甲酸酯化，這樣，親水改性的異氰酸酯（如Bayhydur 3100）易于手動乳化于水中，但是這種改性卻導致異氰酸酯平均官能度降低，因而所得的涂膜交聯(lián)密度低，降低了其耐化學品性。第 2 代水性異氰酸酯在第 1 代產(chǎn)品的基礎上，通過脲基甲酸酯化，提高產(chǎn)品的官能度，產(chǎn)品更疏水，制備的涂膜綜合性能優(yōu)良，其代表產(chǎn)品是

Bayhydur305。第 3 代水性異氰酸酯，采用氨基磺酸鹽改性異氰酸酯，即使體系中含有較少的磺酸鹽基團時，也可在水中很好地分散，產(chǎn)品具有較低的親水性，其代表產(chǎn)品有

BayhydurXP2547、Bayhydur XP2655，可廣泛用于環(huán)境友好型水性雙組分聚氨酯地坪涂料中，涂料的干燥、固化和耐化學品等性能，完全可比擬溶劑型雙組分聚氨酯地坪涂料。

德國 Bayer 公司成功采用丙烯酸多元醇分散體和新研制的第 3 代水性異氰酸酯固化劑配成水性雙組分聚氨酯地坪涂料，對奧運會場館——國家游泳中心的泡泡吧地坪進行了涂裝，涂裝和使用效果受到大家的認可，整個體系近于零 VOC，其環(huán)保性更是完全貼合“綠色奧運”之理念［16］

3展望

隨著人們對性能和環(huán)保要求的不斷提高，聚氨酯涂料地坪涂料的用量和品種得到了發(fā)展。但是WPU 地坪涂料的應用也面臨著新的問題。因此開發(fā)新的具有特殊性能要求的聚氨酯地坪涂料品種(如重防腐、耐高溫蒸汽等)、降低 WPU 地坪涂料的使用成本是當前和今后地坪涂料工作者的主要任務。另外水性雙組分聚氨酯地坪涂料將雙組分聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低 VOC 相結合，也是當前地坪涂料的研究熱點和發(fā)展方向。用丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂等復合改性研究目前也相當成熟，而納米粒子改性 WPU 涂料也已經(jīng)成為研究的熱點[16]。

參考文獻

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第五篇：工業(yè)工程學科研究與應用發(fā)展狀況（范文）

工業(yè)工程學科研究與應用發(fā)展狀況

工業(yè)工程學科簡介

工業(yè)工程是對有關人員、物資、設備、能源和信息等組成的整體系統(tǒng)進行規(guī)劃、設計、改進和實施的學科。

發(fā)展：

經(jīng)典工業(yè)工程：工作效率、生產(chǎn)管理、成本規(guī)劃、質量管理

現(xiàn)代工業(yè)工程：系統(tǒng)集成、數(shù)字制造、全球協(xié)用、知識管理

競爭核心：生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質量

工業(yè)工程是將現(xiàn)代科學技術轉化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的技術。它采用系統(tǒng)化、專業(yè)化和科學化的思維方法，是工程技術和管理科學有機結合的交叉學科，其理論基礎包括數(shù)學、運籌學、經(jīng)濟學、管理學、工程學和系統(tǒng)科學等。近年來，IE學科領域兼收并蓄了計算機科學、現(xiàn)代制造工程學等最新科學成果，發(fā)展成為包括多種現(xiàn)代科學知識的綜合性學科。

近年來,服務業(yè)蓬勃發(fā)展,無論是就業(yè)人口數(shù)還是產(chǎn)值均大幅上升。面對服務業(yè)時代的來臨，如何將工業(yè)工程在制造業(yè)中的經(jīng)驗及技術轉換到服務業(yè)等非制造領域，成為目前工業(yè)工程應用的主要課題之一。雖然目前制造現(xiàn)場和制造領域仍是我國工業(yè)工程技術應用的主體，但隨著經(jīng)濟的發(fā)展，在流通、商貿(mào)、服務業(yè)等非制造領域工業(yè)工程技術也會得到廣泛應用。例如，可以將工業(yè)工程技術應用在公共衛(wèi)生體系的建立上。在這些領域應用所產(chǎn)生的示范作用將會促進社會發(fā)展，并推動工業(yè)工程學科的自身建設。

目前，制造業(yè)已從單一規(guī)格的大規(guī)模批量生產(chǎn)發(fā)展到根據(jù)不同用戶的具體需求生產(chǎn)的柔性制造系統(tǒng)，這是制造業(yè)或加工業(yè)發(fā)展的最高階段。通過應用先進的信息通信技術，實現(xiàn)柔性制造，這也是我國工業(yè)工程發(fā)展的方向之一。用戶需求與柔性制造系統(tǒng)獲知此類信息之間的時延是影響柔性制造系統(tǒng)響應能力的主要因素之一，進而也會影響到柔性制造系統(tǒng)其他優(yōu)勢性能的充分發(fā)揮。如果不能及時、準確獲取有效的需求信息，“柔性制造”就成了一句空話。

工業(yè)工程在企業(yè)管理中的重要性。應用IE技術解決企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中存在的諸多問題，并已在增效降耗、生產(chǎn)管理、質量保證、現(xiàn)場管理、項目開發(fā)和實施等方面發(fā)揮了積極作用。工業(yè)工程成為企業(yè)加強科學管理、實現(xiàn)經(jīng)濟增長方式轉變的切入點，隨著時間的推進，必將產(chǎn)生更加顯著的經(jīng)濟效益和社會效應。但是，應當清醒地認識到，我國企業(yè)在管理方面存在著許多亟待解決的問題，主要表現(xiàn)在管理層次過多、管理職責混亂、管理模式粗放、企業(yè)生產(chǎn)過程欠優(yōu)化、企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)集成功能不強。這些問題的存在，使得工業(yè)工程的應用變得十分復雜。對于工業(yè)工程應用的復雜性，我們決不能掉以輕心，更不能畏葸不前，只有采用“具體問題具體分析”的原則，才能推動工業(yè)工程在中國的深入推廣與發(fā)展。

我國的工業(yè)工程是隨著改革開放而發(fā)展的。在今后相當長的時間內(nèi),我國的經(jīng)濟環(huán)境與發(fā)展趨勢必然需要工業(yè)工程的深入研究與廣泛應用。面對21世紀全球知識經(jīng)濟化、信息化的挑戰(zhàn)，在我國全面推行IE勢在必行。展望新世紀，以制造業(yè)為中心，基于現(xiàn)代技術與管理理念(特別是與信息通信技術相關的管理理念)的工業(yè)工程應用將為我國的經(jīng)濟發(fā)展和現(xiàn)代化建設做出重大貢獻。