一种绿色环保型水性涂料制备工艺的制作方法

本发明涉及一种绿色环保型水性涂料制备工艺。

背景技术：

随着经济水平的发展，现今，人们对生活质量水平要求越来越高，追求完美的生活等，对生活中的木质家具、家用电器、出行车辆等日常常用物品的用漆也有较高的要求。目前，市场上大多利用含有甲醇等有毒有害的物质漆料作为美化家具、电器等物品的材料，这样会对人体产生极大的伤害。

水性漆就是以水为稀释剂、不含有机溶剂的涂料，不含苯、甲苯、二甲苯、甲醛、游离tdi有毒重金属，无毒无刺激气味，对人体无害，不污染环境。但是现有的市场的水性漆功能比较单一，只能解决传统溶剂型油漆带来的挥发危害，但是其它综合性能又相对传统溶剂型油漆有所下降。

因此，急需一种环保、综合性能优越的水性涂料。

技术实现要素：

本发明针对上述问题提出了一种绿色环保型水性涂料制备工艺。

具体的技术方案如下：

一种绿色环保型水性涂料制备工艺，其特征在于，制备步骤如下：

（1）按照质量比例称量各个组分；

（2）将水性铝粉、羟基丙烯酸乳液、羟基丙烯酸分散体、乙二醇丁醚以及中和剂放入反应釜中进行搅拌，搅拌时间为1-2h，搅拌速率为55-75r/min，搅拌完成后得到混合物；

（3）将混合物与氨基树脂、以及去离子水加入到反应釜中进行搅拌，搅拌时间为30-40min，搅拌速率为65-85r/min，搅拌完成后得到成品。

进一步的，组成成分按照质量百分比如下：

水性铝粉5-10%

羟基丙烯酸乳液40-50%

羟基丙烯酸分散体15-20%

氨基树脂3-9%

中和剂0.5-0.8%

乙二醇丁醚5-8%

去离子水余量。

进一步的，所述水性铝粉为水性体系铝银浆。

进一步的，所述中和剂为中和剂dmae。

进一步的，所述水为去离子水。

进一步的，搅拌时的反应釜，包括反应釜壳体、搅拌工装、清洁装置；所述反应釜壳体包括釜身、传动电机支架、传动电机、人孔、进料口、出料口、支座、连接块、调节器、柱脚、柱脚螺杆、水平气泡仪，所述釜身呈圆筒状形状，为中空结构，所述传动电机支架设置于釜身顶端，与釜身垂直固定连接；所述传动电机通过传动电机支架固定设置于釜身顶端；所述人孔设置于釜身顶端一侧；所述进料口设置于釜身顶端一侧，所述出料口设置于釜身底端；所述支座包括支座底板和支座侧板，所述支座侧板垂直固定设置于支座底板两侧，所述支座周向垂直设置于釜身外侧壁，所述支座底板四角设有支座底板孔；所述连接块呈长方体结构，所述连接块设置于每个所述支座底端，所述连接块顶面四角设有连接块孔，每个所述连接块孔内设有连接块内螺纹，所述支座通过紧固件贯穿支座底板孔、连接块孔实现与连接块螺纹固定连接；所述连接块底面中心呈圆形凹槽状，形成调节器槽；所述调节器包括旋转盘、调节杆和调节桶，所述旋转盘垂直固定设置于调节杆顶端，所述旋转盘形状、大小与调节器槽相适应，所述调节桶垂直固定设置于调节杆底端，所述调节桶内设有调节桶内螺纹，所述调节器通过旋转盘卡入调节器槽实现与连接块活动连接；所述柱脚螺杆设置于柱脚顶端，所述柱脚螺杆和柱脚垂直固定连接，呈一体式结构，所述柱脚螺杆顶端设有柱脚螺杆外螺纹，所述柱脚螺杆通过柱脚螺杆外螺纹配合调节桶内螺纹实现与调节器螺纹固定连接；所述水平气泡仪数量为两个，每个所述水平气泡仪通过紧固件固定设置于釜身外侧壁；

所述搅拌工装包括搅拌轴、上搅拌板、下搅拌块，所述搅拌轴呈圆杆状结构，所述上搅拌板数量为四块，每块所述上搅拌板呈直角梯形板状结构，每块所述上搅拌板周向设置于搅拌轴上段，每块所述上搅拌板垂直设置于搅拌轴侧壁，呈一体式结构，所述上搅拌板外侧贯穿设有上搅拌板孔；所述下脚拌块数量为四块，每块所述下脚拌块侧面呈凹圆弧状，每块所述下搅拌块周向设置于搅拌轴下端，每块所述下搅拌块一侧壁垂直设置于搅拌轴侧壁；

所述清洁装置包括进水管、进水干管、喷头、清洁支架、清洁杆、清洁毛刷、清洁杆活动铰链、复位弹簧、电动绞盘、绞绳，所述进水管贯穿设置于釜身顶端，所述进水干管呈圆环状结构，所述进水干管设置于釜身内部顶端，所述进水管底端连通进水干管，所述喷头周向设置于进水干管底侧，每个所述喷头与进水干管垂直贯通连接，所述清洁支架设置于搅拌轴中端，所述清洁支架一端与搅拌轴垂直固定连接；所述清洁毛刷胶粘设置于清洁杆一侧壁，所述清洁杆一端与清洁支架一端通过清洁杆活动铰链实现活动连接，所述清洁杆一侧与清洁支架一侧通过复位弹簧连接；所述电动绞盘设置于所述搅拌轴顶端一侧，所述电动绞盘与所述搅拌轴固定连接，所述绞绳一端缠绕于电动绞盘上，所述绞绳另一侧竖直穿过清洁支架与清洁杆底端固定连接。

进一步的，所述支座数量为四个，每个所述支座周向设置于釜身外侧壁。

进一步的，每块所述支座侧板形状呈三角形结构。

进一步的，每个所述调节桶外形呈正六边形柱状结构。

进一步的，每个所述柱脚底端设有垫脚，所述每块垫脚呈长方形板状结构，每个所述柱脚与每个所述垫脚垂直固定连接，每个所述柱脚通过紧固件穿过垫脚与地面实现固定连接。

进一步的，所述水平气泡仪分别设置于釜身两侧。

进一步的，所述釜身顶面设有吊环，所述吊环数量两个，每个所述吊环分别垂直固定设置于釜身顶面两侧。

进一步的，每块所述上搅拌板侧边呈圆弧状结构。

进一步的，每块所述上搅拌板底边斜向设置角度α=120°。

进一步的，每块所述上搅拌板上的上搅拌板孔数量为八个，所述上搅拌板孔分三列均匀间隔设置于每块上搅拌板上。

进一步的，每块所述下搅拌块的顶边斜向设置角度β=120°

进一步的，所述上搅拌板与下搅拌块沿搅拌轴交错分布。

进一步的，所述喷头的数量为十个。

进一步的，所述贯通连接为通过水管配件进行螺纹连接、热熔焊接或电焊焊接形式的一种或多种。

进一步的，所述紧固件为膨胀螺丝、螺栓、螺母、螺钉、自攻螺钉中的一种或多种。

本发明的有益效果为：

采用特殊的中和剂，使用中和剂对各个材料进行中和处理，预先将各个材料调节为弱碱性，避免由于组分是酸性导致破坏成份的分子结构，从而造成产品最终稳定性差的结果发生，提高产品使用效果以及稳定性。

通过水性组分配方研究，采用水性树脂、水性羟基丙烯酸分散体以及水性羟基丙烯酸乳液，大幅度提高产品含水量，减少水机溶剂，使得水机溶剂占成品比例10%一下，能够减排节能，voc排放量低。

特殊的工艺，操作简单方便，只需要混合搅拌处理即可，工作人员制备步骤简单，简化工艺，提高企业生产效率。

附图说明

图1为本发明釜身处的剖视结构示意图。

图2为本发明的正视视图。

图3为本发明柱脚处安装示意图。

图4为本发明连接块、调节器处剖视图。

图5为本发明搅拌工装处的结构示意图。

图6为上搅拌板处局部正视结构示意图。

图7为下搅拌块处局部正视结构示意图。

附图标记：釜身1、传动电机支架2、传动电机3、人孔4、进料口5、出料口6、支座7、支座底板7-1、支座底板孔7-11、支座侧板7-2、连接块8、连接块孔8-1、连接块内螺纹8-11、调节器槽8-2、调节器9、旋转盘9-1、调节杆9-2、调节桶9-3、调节桶内螺纹9-31、柱脚10、柱脚螺杆11、柱脚螺杆外螺纹11-1、水平气泡仪12、垫脚13、吊环14、搅拌轴15、上搅拌板16、上搅拌板孔16-1、下搅拌块17、进水管18、进水干管19、喷头20、清洁支架21、清洁杆22、清洁毛刷23、清洁杆活动铰链24、复位弹簧25、电动绞盘26、绞绳27、反应釜壳体28、搅拌工装29、清洁装置30。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。

本发明实施例中所采用的水性铝粉为水性体系铝银浆，型号为ws240、ws230、wf912、wf918，购自于苏州博卡金属颜料有限公司。所采用的羟基丙烯酸乳液购自于万华化学集团股份有限公司，产品型号为678。所采用的羟基丙烯酸分散体产品型号为2507，购自于上海禹丞化工有限公司。所采用的氨基树脂型号为325，购自于湛新树脂（上海）有限公司。所采用的中和剂dmae购自于德国巴斯夫股份公司。

实施例1

一种绿色环保型水性涂料制备工艺，其特征在于，制备步骤如下：

（1）按照质量比例称量各个组分；水性铝粉6%、羟基丙烯酸乳液43%、羟基丙烯酸分散体17%、氨基树脂6%、中和剂0.7%、乙二醇丁醚6%、水余量；

（2）将水性铝粉、羟基丙烯酸乳液、羟基丙烯酸分散体、乙二醇丁醚以及中和剂放入反应釜中进行搅拌，搅拌时间为1.5h，搅拌速率为58r/min，搅拌完成后得到混合物；

（3）将混合物与氨基树脂、以及去离子水加入到反应釜中进行搅拌，搅拌时间为35min，搅拌速率为75r/min，搅拌完成后得到成品。

进一步的，搅拌时的反应釜，包括反应釜壳体、搅拌工装、清洁装置；所述反应釜壳体包括釜身、传动电机支架、传动电机、人孔、进料口、出料口、支座、连接块、调节器、柱脚、柱脚螺杆、水平气泡仪，所述釜身呈圆筒状形状，为中空结构，所述传动电机支架设置于釜身顶端，与釜身垂直固定连接；所述传动电机通过传动电机支架固定设置于釜身顶端；所述人孔设置于釜身顶端一侧；所述进料口设置于釜身顶端一侧，所述出料口设置于釜身底端；所述支座包括支座底板和支座侧板，所述支座侧板垂直固定设置于支座底板两侧，所述支座周向垂直设置于釜身外侧壁，所述支座底板四角设有支座底板孔；所述连接块呈长方体结构，所述连接块设置于每个所述支座底端，所述连接块顶面四角设有连接块孔，每个所述连接块孔内设有连接块内螺纹，所述支座通过紧固件贯穿支座底板孔、连接块孔实现与连接块螺纹固定连接；所述连接块底面中心呈圆形凹槽状，形成调节器槽；所述调节器包括旋转盘、调节杆和调节桶，所述旋转盘垂直固定设置于调节杆顶端，所述旋转盘形状、大小与调节器槽相适应，所述调节桶垂直固定设置于调节杆底端，所述调节桶内设有调节桶内螺纹，所述调节器通过旋转盘卡入调节器槽实现与连接块活动连接；所述柱脚螺杆设置于柱脚顶端，所述柱脚螺杆和柱脚垂直固定连接，呈一体式结构，所述柱脚螺杆顶端设有柱脚螺杆外螺纹，所述柱脚螺杆通过柱脚螺杆外螺纹配合调节桶内螺纹实现与调节器螺纹固定连接；所述水平气泡仪数量为两个，每个所述水平气泡仪通过紧固件固定设置于釜身外侧壁；

所述搅拌工装包括搅拌轴、上搅拌板、下搅拌块，所述搅拌轴呈圆杆状结构，所述上搅拌板数量为四块，每块所述上搅拌板呈直角梯形板状结构，每块所述上搅拌板周向设置于搅拌轴上段，每块所述上搅拌板垂直设置于搅拌轴侧壁，呈一体式结构，所述上搅拌板外侧贯穿设有上搅拌板孔；所述下脚拌块数量为四块，每块所述下脚拌块侧面呈凹圆弧状，每块所述下搅拌块周向设置于搅拌轴下端，每块所述下搅拌块一侧壁垂直设置于搅拌轴侧壁；

所述清洁装置包括进水管、进水干管、喷头、清洁支架、清洁杆、清洁毛刷、清洁杆活动铰链、复位弹簧、电动绞盘、绞绳，所述进水管贯穿设置于釜身顶端，所述进水干管呈圆环状结构，所述进水干管设置于釜身内部顶端，所述进水管底端连通进水干管，所述喷头周向设置于进水干管底侧，每个所述喷头与进水干管垂直贯通连接，所述清洁支架设置于搅拌轴中端，所述清洁支架一端与搅拌轴垂直固定连接；所述清洁毛刷胶粘设置于清洁杆一侧壁，所述清洁杆一端与清洁支架一端通过清洁杆活动铰链实现活动连接，所述清洁杆一侧与清洁支架一侧通过复位弹簧连接；所述电动绞盘设置于所述搅拌轴顶端一侧，所述电动绞盘与所述搅拌轴固定连接，所述绞绳一端缠绕于电动绞盘上，所述绞绳另一侧竖直穿过清洁支架与清洁杆底端固定连接。

进一步的，所述支座数量为四个，每个所述支座周向设置于釜身外侧壁。

进一步的，每块所述支座侧板形状呈三角形结构。

进一步的，每个所述调节桶外形呈正六边形柱状结构。

进一步的，每个所述柱脚底端设有垫脚，所述每块垫脚呈长方形板状结构，每个所述柱脚与每个所述垫脚垂直固定连接，每个所述柱脚通过紧固件穿过垫脚与地面实现固定连接。

进一步的，所述水平气泡仪分别设置于釜身两侧。

进一步的，所述釜身顶面设有吊环，所述吊环数量两个，每个所述吊环分别垂直固定设置于釜身顶面两侧。

进一步的，每块所述上搅拌板侧边呈圆弧状结构。

进一步的，每块所述上搅拌板底边斜向设置角度α=120°。

进一步的，每块所述上搅拌板上的上搅拌板孔数量为八个，所述上搅拌板孔分三列均匀间隔设置于每块上搅拌板上。

进一步的，每块所述下搅拌块的顶边斜向设置角度β=120°

进一步的，所述上搅拌板与下搅拌块沿搅拌轴交错分布。

进一步的，所述喷头的数量为十个。

进一步的，所述贯通连接为通过水管配件进行螺纹连接、热熔焊接或电焊焊接形式的一种或多种。

进一步的，所述紧固件为膨胀螺丝、螺栓、螺母、螺钉、自攻螺钉中的一种或多种。

反应釜的工作原理是：

本发明安装时，吊车通过吊环将釜身吊入目标安装区域，将连接块置于支座底面，使用螺栓贯穿支座底板孔、连接块孔将支座与连接块固定连接，将柱脚置于每个调节器下方，柱脚通过柱脚螺栓外螺纹配合调节桶内螺纹实现与调节器固定连接，安装好釜身周围的四个柱脚，观察釜身两侧水平气泡仪，安装工人使用管子钳扳动调节桶，使调节桶旋转，带动调节杆、旋转盘在调节器槽内转动，调节柱脚螺栓在调节桶的伸入量，使一侧的支座上升或下降。观察每一侧的水平气泡仪，反复多次扳动每个调节桶，调节每个柱脚高度，使每个水平气泡仪内的气泡均处于中心位置，完成釜身安装找平工作，传动电机处于竖直工作状态。

本发明使用时，将原料通过进料口输送到釜身内，启动传动电机，本搅拌装置沿搅拌轴轴线方向逆时针旋转；上层涂料经上搅拌板旋转搅拌，部分涂料经上搅拌板孔析出，下层涂料经搅拌块斜面搅拌作用与上层搅拌板的涂料混合、交换，达到反应釜内上下层涂料完全混合的效果，当搅拌结束后，打开出料口排出混合料。

当需要对本发明进行清洗时，将进水管接通二甲苯或其他油漆稀释剂溶液，溶液通过进水管进入进水干管，通过各喷头的喷洒作用，低转速启动传动电机，溶液喷撒布满釜身内壁及搅拌轴上，接着启动电动绞盘，电动绞盘将绞绳伸长，清洁杆通过自身重力作用及复位弹簧的弹力作用向釜身侧壁贴紧，清洁杆毛刷贴合于釜身侧壁，搅拌轴带动清洁支架与清洁杆转动，清洁杆毛刷刷除釜身侧壁残余的涂料；喷洒至搅拌轴及上搅拌板、下搅拌块上的溶液，经传动电机的旋转离心作用，吸附残存涂料并向下析出，最终溶液经出料口排出；当清洗结束时，启动电动绞盘，绞绳向上收紧，清洁杆向上收起直至贴合于清洁支架下端。

反应釜的有益效果为：

（1）本发明通过在釜身内加设清洁装置，避免多次使用反应釜时造成原料混染，通过油漆稀释溶液均匀喷洒与釜身内壁、搅拌装置上，可同时清洗釜身及搅拌装置，清洁效率高，清洁程度高。

（2）本发明清洁装置采用可折叠形式，满足清洁功能的同时，避免清洁装置对搅拌功能的影响，结构简单，设计合理。

实施例2

与实施例1相比，本实施例的不同之处在于，制备步骤如下：

(1)按照质量比例称量各个组分；水性铝粉5%、羟基丙烯酸乳液40%、羟基丙烯酸分散体15%、氨基树脂3%、中和剂0.5%、乙二醇丁醚5%、去离子水余量；

(2)将水性铝粉、羟基丙烯酸乳液、羟基丙烯酸分散体、乙二醇丁醚以及中和剂放入反应釜中进行搅拌，搅拌时间为1h，搅拌速率为55r/min，搅拌完成后得到混合物；

(3)将混合物与氨基树脂、以及去离子水加入到反应釜中进行搅拌，搅拌时间为30min，搅拌速率为65r/min，搅拌完成后得到成品。

实施例3

与实施例1相比，本实施例的不同之处在于，制备步骤如下：

(1)按照质量比例称量各个组分；水性铝粉10%、羟基丙烯酸乳液50%、羟基丙烯酸分散体20%、氨基树脂9%、中和剂0.8%、乙二醇丁醚8%、去离子水余量；

(2)将水性铝粉、羟基丙烯酸乳液、羟基丙烯酸分散体、乙二醇丁醚以及中和剂放入反应釜中进行搅拌，搅拌时间为2h，搅拌速率为75r/min，搅拌完成后得到混合物；

将混合物与氨基树脂、以及去离子水加入到反应釜中进行搅拌，搅拌时间为40min，搅拌速率为85r/min，搅拌完成后得到成品。