2025年涂布机考试题及答案

2025年涂布机考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种涂布方式属于转移式涂布？A.刮刀涂布B.辊涂C.狭缝式涂布D.帘式涂布答案：B2.逗号刮刀涂布中，刮刀与背辊的间隙调整主要影响：A.涂布均匀性B.涂布量C.涂层干燥速率D.基材张力答案：B3.涂布机烘箱的“三区控温”通常指：A.预热区、恒速干燥区、降速干燥区B.高温区、中温区、低温区C.前区、中区、后区D.对流区、辐射区、传导区答案：A4.涂布过程中，基材张力波动超过±5%时，最可能导致的问题是：A.涂层厚度不均B.基材断裂C.干燥温度异常D.刮刀磨损答案：A5.衡量涂布机涂胶均匀性的关键指标是：A.涂布量CV值（变异系数）B.干燥残留溶剂含量C.涂层表面粗糙度D.基材拉伸率答案：A6.狭缝式涂布头的关键设计参数是：A.模唇间隙与长度比B.刮刀角度C.背辊硬度D.烘箱风速答案：A7.涂布机张力控制系统中，常用的执行机构是：A.伺服电机+磁粉制动器B.气缸+机械离合器C.变频器+普通电机D.液压泵+液压缸答案：A8.涂层干燥过程中，“橘皮现象”主要由以下哪种原因引起？A.干燥温度过高B.涂料粘度太低C.基材表面张力不足D.烘箱风速不均答案：D9.涂布机涂胶辊与背辊的速比（涂胶辊线速度/背辊线速度）大于1时，主要作用是：A.增加涂布量B.减少涂布量C.提高涂层均匀性D.降低基材张力答案：A10.以下哪种检测设备可在线实时监测涂层厚度？A.β射线测厚仪B.千分尺C.红外水分仪D.色差仪答案：A二、填空题（每空1分，共20分）1.涂布机的核心组成部分包括放卷单元、（涂布单元）、（干燥单元）、（收卷单元）及控制系统。2.逗号刮刀的常见材质为（不锈钢）或（陶瓷），其表面粗糙度通常要求Ra≤（0.2μm）。3.涂布工艺中，涂料的关键性能参数包括（粘度）、（固含量）、（表面张力）和触变性。4.烘箱的干燥效率主要取决于（温度）、（风速）、（溶剂蒸气压）及基材运行速度。5.张力控制的闭环系统由（张力传感器）、（控制器）、（执行机构）三部分组成。6.涂层厚度计算公式为：湿膜厚度=（涂布量）/（涂料密度×固含量）；干膜厚度=湿膜厚度×（固含量）。7.涂布机的最高运行速度受限于（干燥能力）、（涂布头响应速度）和（基材抗拉伸强度）。8.常见的涂布缺陷包括（条纹）、（针孔）、（缩孔）、（边缘增厚）等。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述刮刀涂布的工作原理及优缺点。答案：刮刀涂布通过刮刀与背辊之间的间隙控制涂层厚度，基材随背辊运动，涂料由供料系统输送至背辊与刮刀之间，刮刀将多余涂料刮除，形成均匀湿膜。优点：涂布量控制精度高（±2%以内），适合高固含量、高粘度涂料；缺点：对基材表面平整度要求高（基材厚度偏差需≤5%），刮刀易磨损（寿命约500-1000小时），高速运行时易产生刮刀线（需配合超声波清洗）。2.涂布机烘箱设计需考虑哪些关键因素？答案：①温度分区控制：预热区（40-60℃）、恒速干燥区（80-120℃）、降速干燥区（60-80℃），避免溶剂剧烈挥发导致涂层起泡；②风速与风向：垂直基材表面的风速需控制在1-3m/s，避免基材抖动；③溶剂回收：溶剂浓度需低于爆炸下限（LEL）的25%，配备冷凝回收或RTO焚烧装置；④能耗优化：采用热空气循环（循环比80-90%），减少新风补充；⑤基材适应性：烘箱内导辊间距需≥基材宽度的1.5倍，防止基材跑偏。3.分析涂布过程中涂层出现“纵向条纹”的可能原因及排查方法。答案：可能原因：①刮刀局部堵塞（涂料中颗粒或凝胶）；②背辊表面划伤（深度＞5μm）；③基材表面有纵向划痕；④涂布头压力不均（左右压力差＞0.1MPa）；⑤涂料粘度波动（±10%以上）。排查方法：①停机检查刮刀刃口（用放大镜观察），清洁或更换；②检查背辊表面（用粗糙度仪测量），抛光或更换；③检查放卷基材（取样用显微镜观察）；④校准涂布头压力传感器（误差需≤0.05MPa）；⑤检测涂料粘度（每30分钟取样，用旋转粘度计测量）。4.说明张力控制对涂布质量的影响，并列举3种常用张力控制方式。答案：张力过小会导致基材松弛、起皱（皱纹间距＞10mm），张力过大会使基材拉伸变形（拉伸率＞1%）、涂层厚度变薄（偏差＞3%）。常用控制方式：①间接张力控制（通过电机扭矩反馈，精度±3%）；②直接张力控制（张力传感器+PID调节，精度±1%）；③锥度张力控制（收卷时张力随卷径增大递减，递减率5-15%）。5.简述狭缝式涂布的工艺优势及适用场景。答案：优势：①无机械接触（模唇与基材间隙0.1-0.5mm），避免基材损伤；②涂层均匀性高（CV值≤1%），适合超薄涂层（干厚≤5μm）；③高速适应性好（最高线速300m/min）；④涂料利用率高（＞95%），减少浪费。适用场景：锂电池极片涂布（干厚50-200μm）、光学膜涂布（干厚2-10μm）、电子胶膜涂布（干厚10-50μm）等对厚度精度要求高的领域。四、计算题（每题10分，共20分）1.某涂布机生产PET薄膜，基材宽度1200mm，运行速度80m/min，涂料固含量40%，密度1.2g/cm³，要求干膜厚度15μm。计算：①湿膜厚度（μm）；②每小时涂料使用量（kg/h）。答案：①干膜厚度=湿膜厚度×固含量→湿膜厚度=15μm/40%=37.5μm；②涂布面积=宽度×速度×时间=1.2m×80m/min×60min=5760m²/h；干涂层质量=面积×干膜厚度×密度=5760m²×15×10⁻⁶m×1200kg/m³=5760×0.000015×1200=103.68kg/h；涂料使用量=干涂层质量/固含量=103.68kg/h/40%=259.2kg/h。2.某涂布机烘箱有效长度12m，基材运行速度60m/min，烘箱内溶剂初始浓度为80g/m³（空气密度1.2kg/m³），要求出口溶剂浓度≤5g/m³。已知溶剂蒸发速率为0.1g/(m²·s)，基材宽度1.5m，计算：①基材在烘箱内的停留时间（s）；②所需排风量（m³/h）。答案：①停留时间=烘箱长度/速度=12m/(60m/min)=0.2min=12s；②基材面积=宽度×速度×时间=1.5m×(60/60)m/s×12s=18m²；总蒸发溶剂量=蒸发速率×面积=0.1g/(m²·s)×18m²×12s=21.6g；排风量需满足：溶剂浓度=总溶剂量/(排风量×时间)≤5g/m³；排风量≥总溶剂量/(浓度×时间)=21.6g/(5g/m³×12s)=0.36m³/s=1296m³/h。五、综合分析题（20分）某锂电涂布机生产过程中，出现极片涂层干燥后厚度偏差超标的问题（目标干厚120μm，实测110-130μm），且边缘厚度比中间厚15%。请结合涂布机结构、工艺参数及材料特性，分析可能原因并提出解决措施。答案：可能原因及解决措施：1.涂布头问题：①模唇间隙不均（左右间隙差＞5μm）：用塞尺测量模唇两端间隙（标准±2μm），调整模唇螺栓（精度0.01mm）；②供料压力波动（压力偏差＞0.05MPa）：检查齿轮泵转速稳定性（变频控制精度±0.1%），增加稳压罐（容积≥5L）；2.干燥单元问题：①烘箱温度梯度异常（左右温差＞5℃）：校准温区热电偶（误差≤±1℃），调整风嘴开度（左右偏差≤2%）；②风速不均（边缘风速比中间低30%）：优化风嘴排布（边缘风嘴密度增加20%），加装导流板（角度15-30°）；3.基材与张力问题：①基材厚度偏差（PET基膜厚度CV值＞3%）：更换基材（要求CV值≤1%），增加在线测厚反馈（精度±1μm）；②张力控制波动（实际张力±10N，目标±5N）：校准张力传感器（线性度≤0.5%），优化PID参数（比例系数0.8-1.2，积分时间0.5-1s）；4.涂料性能问题：①涂料粘度波动（25℃时粘度4000±500mPa·s）：增加恒温搅拌（温度控制±1℃），在线粘度监测（误差±2%）；②涂料触