一种基于贝壳粉末的抑菌涂料的制备方法及其制备设备与流程

本发明涉及涂料生产技术领域，尤其涉及一种基于贝壳粉末的抑菌涂料的制备方法及其制备设备。

背景技术：

随着大气环境的恶化和物资生活水平的提高，人们对室内环境的空气质量的要求日益提高。当今室内装修大量使用乳胶漆、油漆、复合板材、皮革、泡沫填充物、塑料贴面等材料，其中含有大量的挥发性有毒化合物，特别是甲醛，严重污染生活和工作环境，危害人类的健康。

随着贝壳粉技术的普及，应用领域也越来越广，贝壳粉从最初的美容行业和食品添加剂逐渐扩展到装修领域，因为贝壳粉的主要成分为碳酸钙，含少量氧化钙、氢氧化钙等钙化物，其本身又为多孔纤维状双螺旋体结构，所以具有真正的吸附甲醛的功效，同时也能吸收空气中大部分有害气体。

但基于贝壳粉末的涂料抑菌效果却有待完善，同时，基于贝壳粉末的抑菌涂料在制备过程中，对原材料搅拌的均匀程度要求颇高，而现有的搅拌设备为了提高搅拌的均匀程度，会安装多个搅拌杆用于搅拌，但因搅拌杆为固定设置，因此搅拌杆搅拌的范围仍然较小，仅限于以搅拌杆的长度为半径、搅拌杆的高度为高度的圆柱范围，因此亟需设计一种基于贝壳粉末的抑菌涂料的制备方法及其制备设备。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：基于贝壳粉末的涂料抑菌效果却有待完善，现有的搅拌设备为了提高搅拌的均匀程度，会安装多个搅拌杆用于搅拌，但因搅拌杆为固定设置，因此搅拌杆搅拌的范围仍然较小，仅限于以搅拌杆的长度为半径、搅拌杆的高度为高度的圆柱范围，搅拌的充分程度不足。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于贝壳粉末的抑菌涂料，所述涂料包括贝壳粉28-32质量份，硅藻土25-30质量份，增塑剂2-8质量份，消泡剂0.1-0.2质量份，高分子成膜材料20-25质量份，可溶性乙二醇乙醚共聚物10-12质量份，可溶性聚乙烯醇共聚物20-30质量份，无机抗菌剂0.5-1质量份。

优选的，所述无机抗菌剂由银离子抗菌剂和氧化锌抗菌剂组成，且所述银离子抗菌剂占总质量的60％-70％，所述氧化锌抗菌剂占总质量的30％-40％。

优选的，所述高分子成膜材料为“网洞”高分子成膜材料，采用分子自组装技术并结合分子修饰的方法利用天然植物提取物制备“网洞”高分子成膜材料，这种功能型的“网洞”高分子成膜材料在水相中可自发形成具有三维空间结构和热力学高度稳定的壳-核类胶束，同时，结合分子修饰的方法，将多元化功能分子基因嵌入胶束的表面，使“网洞”高分子膜可以在热、空气等外场诱导下快速固化。

一种上述基于贝壳粉末的抑菌涂料的制备方法，包括以下步骤：第一步：将硅藻土经自然干燥、风化、粉碎，使用去离子水浸泡30～40分钟，离心分离5～10分钟后，使用20～40目滤布过滤，滤液在50～60℃干燥6～8小时得到纯化后的硅藻土，将纯化后的硅藻土输送到研磨机中进行研磨，研磨后的硅藻土呈粉末状，研磨后硅藻土粉末粒径不低于800目；

第二步：将贝壳用清水清洗，清洗后投入到酸性溶液中进行浸泡，以进行除盐脱脂处理后备用，酸性溶液的ph值为3-4，浸泡时间为120-150分钟，然后将浸泡后的贝壳放入高温煅烧炉中煅烧，煅烧温度为1400-1500摄氏度，煅烧时间为60-90分钟；煅烧结束后的贝壳经冷却设备冷却后输送到研磨机中进行研磨，研磨后的贝壳呈粉末状，研磨后贝壳粉末粒径不低于300目；

第三步：将可溶性乙二醇乙醚共聚物和可溶性聚乙烯醇共聚物加入搅拌设备，然后将研磨后的硅藻土粉末和贝壳粉末投入搅拌设备，同时加入增塑剂、消泡剂、高分子成膜材料和无机抗菌剂搅拌10-12个小时得到抑菌涂料。

一种上述基于贝壳粉末的抑菌涂料的制备设备，包括外壳，所述外壳的上侧设有搅拌槽，所述外壳的上方安装有盖板,所述盖板的底部设有凹槽，所述凹槽的中心位置固定安装有搅拌电机，所述搅拌电机的驱动端固定安装有搅拌轴，所述搅拌轴上由上至下固定安装有上基座、中基座和下基座，所述上基座、中基座和下基座之间通过环形设置的多个搅拌杆相连接，所述搅拌槽内安装有多组摆动机构，多组所述摆动机构与多个搅拌杆一一对应，所述摆动机构的输出端与搅拌杆传动连接用于控制搅拌杆的摆动。

优选的，每组所述摆动机构均包括电动伸缩杆，所述上基座的底部环形设置有多个顶滑口，多组所述电动伸缩杆分别设置在多个顶滑口远离上基座中心一侧的侧壁上，多个所述搅拌杆与多个顶滑口一一对应，所述搅拌杆的顶端位于顶滑口内，所述电动伸缩杆的输出端与搅拌杆的顶端转动连接，所述中基座上环形固定安装有多个过渡板，多个所述过渡板的安装位置与多个顶滑口的设置位置相对应，每个所述过渡板上均开设有中滑孔，多个所述搅拌杆分别贯穿多个所述中滑孔，且每个所述中滑孔内均安装有安装轴，所述搅拌杆套设在安装轴上，每个所述下基座的上侧均凹设有多个底滑口，多个所述底滑口的设置位于与多个顶滑口的设置位置相对应，多个所述搅拌杆的底端分别位于多个所述底滑口内。

优选的，每个所述顶滑口内均对称固定安装有两个第一限位杆，每个所述底滑口内均对称固定安装有两个第二限位杆，所述搅拌杆的顶端部分和底端部分均对称开设有两个滑口，所述搅拌杆通过顶端部分的两个滑口套接在两个第一限位杆上，所述搅拌杆通过底端部分的两个滑口套接在两个第二限位杆上。

优选的，所述上基座、中基座和下基座的中心位置分别开设有第一焊接口、第二焊接口和第三焊接口，用于实现与搅拌轴的焊接。

优选的，每个所述中滑孔内均对称安装有两个轴承，所述安装轴的两端分别与两个轴承转动连接，每个所述搅拌杆上均开设有转动孔，每个所述搅拌杆均均通过转动孔套接在安装轴上。

优选的，所述搅拌杆上由上至下等距离对称设置有多个安装槽，每个所述安装槽内均安装有转轴，每个所述转轴上均转动连接有搅拌条，所述搅拌条通过复位弹簧与安装槽的内壁相连接。

优选的，所述外壳上对称固定安装有两个安装基座，两个所述安装基座的上方均固定安装有液压缸，所述液压缸的输出端连接有活塞杆，两个所述活塞杆的顶端均与盖板固定连接。

优选的，所述外壳靠近搅拌槽槽口位置的部分设置有透明壳区，所述透明壳区由透明塑料材质制成，且与外壳一体成型。

优选的，所述搅拌槽底部的中心位置固定安装有限位插座，所述限位插座上侧的中心位置设有限位插槽，所述搅拌轴的底端位于限位插槽内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过在涂料中添加银离子抗菌剂和氧化锌抗菌剂，用于保障涂料的抗菌和抑菌效果，在对贝壳粉末进行生物活化技术处理，从而与银离子抗菌剂和氧化锌抗菌剂相辅相成，大大提升了涂料的抑菌效果，有利于保障家居卫生和安全；

2、本发明中加入有“网洞”高分子成膜材料，该“网洞”高分子成膜材料由分子自组装技术并结合分子修饰的方法利用天然植物提取物制备“网洞”高分子成膜材料，这种功能型的“洞”高分子成膜材料在水相中可自发形成具有三维空间结构和热力学高度稳定的壳-核类胶束，同时，结合分子修饰的方法，将多元化功能分子基因嵌入胶束的表面，使“网洞”高分子膜可以在热、空气等外场诱导下快速固化，同时还具有吸附甲醛、耐水清洗、清除异味、防火阻燃、抗静电等优点；

3、本发明通过电动伸缩杆、第一限位杆、滑口、安装轴、第二限位杆可以在搅拌轴转动过程中，调整搅拌杆的状态，从而可以调整搅拌轴转动时搅拌杆的搅拌范围，从而在搅拌杆数量较少的情况下，大大提升了搅拌设备的搅拌范围，同时利用搅拌杆转动时，搅拌条受到水平方向的离心力，当搅拌杆以搅拌轴为轴心的转速超过一定程度时，即可克服复位弹簧的弹力使得搅拌条从安装槽内转出，参与搅拌，从而可在高速搅拌时提升整体的搅拌效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于贝壳粉末的抑菌涂料的制备设备正视方向的截面结构示意图；

图2为本发明提出的一种基于贝壳粉末的抑菌涂料的制备设备上基座的仰视结构示意图；

图3为本发明提出的一种基于贝壳粉末的抑菌涂料的制备设备中基座俯视方向的截面结构示意图；

图4为本发明提出的一种基于贝壳粉末的抑菌涂料的制备设备下基座的俯视结构示意图；

图5为本发明提出的一种基于贝壳粉末的抑菌涂料的制备设备电动伸缩杆伸出至极限位置上基座仰视的状态示意图；

图6为本发明提出的一种基于贝壳粉末的抑菌涂料的制备设备电动伸缩杆伸出至极限位置下基座俯视的状态示意图；

图7为本发明提出的一种基于贝壳粉末的抑菌涂料的制备设备搅拌杆的部分结构示意图；

图8为本发明提出的一种基于贝壳粉末的抑菌涂料的制备设备搅拌杆顶端部分的截面结构示意图。

图中：1外壳、2搅拌槽、3安装基座、4液压缸、5活塞杆、6盖板、7凹槽、8搅拌电机、9搅拌轴、10上基座、11中基座、12下基座、13过渡板、14搅拌杆、15透明壳区、16限位插座、17第一焊接口、18顶滑口、19中滑孔、20电动伸缩杆、21第一限位杆、22第二焊接口、23转动孔、24安装轴、25底滑口、26第三焊接口、27第二限位杆、28搅拌条、29转轴、30复位弹簧、31安装槽、32滑口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-8，一种基于贝壳粉末的抑菌涂料，涂料包括贝壳粉28-32质量份，硅藻土25-30质量份，增塑剂2-8质量份，消泡剂0.1-0.2质量份，高分子成膜材料20-25质量份，可溶性乙二醇乙醚共聚物10-12质量份，可溶性聚乙烯醇共聚物20-30质量份，无机抗菌剂0.5-1质量份；

其中，无机抗菌剂由银离子抗菌剂和氧化锌抗菌剂组成，且银离子抗菌剂占总质量的60％-70％，氧化锌抗菌剂占总质量的30％-40％；

需要说明的是，采用物理吸附离子交换方法，银离子附载于多孔材料，利用金属离子的抗菌能力，通过缓释作用达到长效抑菌的目的，银离子抗菌剂呈白色细粉末状，而氧化锌抗菌剂可作为浅颜色的补强填充剂，保障产品的美观；

其中，高分子成膜材料为“网洞”高分子成膜材料，采用分子自组装技术并结合分子修饰的方法利用天然植物提取物制备“网洞”高分子成膜材料；

需要说明的是，采用分子自组装技术并结合分子修饰的方法利用天然植物提取物制备“网洞”高分子成膜材料，这种功能型的“网洞”高分子成膜材料在水相中可自发形成具有三维空间结构和热力学高度稳定的壳-核类胶束，同时，结合分子修饰的方法，将多元化功能分子基因嵌入胶束的表面，使“网洞”高分子膜可以在热、空气等外场诱导下快速固化；

该“网洞”高分子成膜材料的制备原理如下：从天然植物中提取含有多元醇、多元酸、不饱和脂肪酸酯的活性物质，经过分子重排，制得不饱和活性低分子物，再将此物与预定酸值的活性酯类单体进行自由基聚合，形成一种双疏性分子结构产物，可按需要在规定的分子链范围自发形成具有特殊三维空间结构和热力学高度稳定的胶束，同时，结合分子修饰的方法，将多元化环境敏感型的功能分子嵌入胶束的表面，使其可以在热、空气等外场诱导下快速固化，从而形成带有孔洞的“网洞”高分子成膜材料；

一种上述的基于贝壳粉末的抑菌涂料的制备方法，包括以下步骤：

第一步：将硅藻土经自然干燥、风化、粉碎，使用去离子水浸泡30～40分钟，离心分离5～10分钟后，使用20～40目滤布过滤，滤液在50～60℃干燥6～8小时得到纯化后的硅藻土，将纯化后的硅藻土输送到研磨机中进行研磨，研磨后的硅藻土呈粉末状，研磨后硅藻土粉末粒径不低于800目；

第二步：将贝壳用清水清洗，清洗后投入到酸性溶液中进行浸泡，以进行除盐脱脂处理后备用，酸性溶液的ph值为3-4，浸泡时间为120-150分钟，然后将浸泡后的贝壳放入高温煅烧炉中煅烧，煅烧温度为1400-1500摄氏度，煅烧时间为60-90分钟；煅烧结束后的贝壳经冷却设备冷却后输送到研磨机中进行研磨，研磨后的贝壳呈粉末状，研磨后贝壳粉末粒径不低于300目；

第三步：将可溶性乙二醇乙醚共聚物和可溶性聚乙烯醇共聚物加入搅拌设备，然后将研磨后的硅藻土粉末和贝壳粉末投入搅拌设备，同时加入增塑剂、消泡剂、高分子成膜材料和无机抗菌剂搅拌10-12个小时得到抑菌涂料；

一种上述的基于贝壳粉末的抑菌涂料的制备设备，包括外壳1，外壳1的上侧设有搅拌槽2，外壳1的上方安装有盖板6,盖板6的底部设有凹槽7，凹槽7的中心位置固定安装有搅拌电机8，搅拌电机8的驱动端固定安装有搅拌轴9，搅拌轴9上由上至下固定安装有上基座10、中基座11和下基座12，上基座10、中基座11和下基座12之间通过环形设置的多个搅拌杆14相连接，搅拌槽2内安装有多组摆动机构，多组摆动机构与多个搅拌杆14一一对应，摆动机构的输出端与搅拌杆14传动连接用于控制搅拌杆14的摆动；

需要说明的是，搅拌电机8用于控制搅拌轴9的转动，从而带动上基座10、中基座11和下基座12一起转动，因为搅拌杆14将上基座10、中基座11和下基座12连接起来，因此多个搅拌杆14也会与搅拌轴9一起转动，从而对搅拌槽2内的原料进行搅拌，摆动机构用于控制搅拌杆14在上基座10、中基座11和下基座12上的位置，调整搅拌杆14在搅拌过程中的位置状态，从而达到变换搅拌杆14搅拌范围的效果；

现对摆动机构的具体结构做详细阐述：每组摆动机构均包括电动伸缩杆20，上基座10的底部环形设置有多个顶滑口18，多组电动伸缩杆20分别设置在多个顶滑口18远离上基座10中心一侧的侧壁上，多个搅拌杆14与多个顶滑口18一一对应，搅拌杆14的顶端位于顶滑口18内，电动伸缩杆20的输出端与搅拌杆14的顶端转动连接，中基座11上环形固定安装有多个过渡板13，多个过渡板13的安装位置与多个顶滑口18的设置位置相对应，每个过渡板13上均开设有中滑孔19，多个搅拌杆14分别贯穿多个中滑孔19，且每个中滑孔19内均安装有安装轴24，搅拌杆14套设在安装轴24上，每个下基座12的上侧均凹设有多个底滑口25，多个底滑口25的设置位于与多个顶滑口18的设置位置相对应，多个搅拌杆14的底端分别位于多个底滑口25内；

需要说明的是，因为搅拌杆14的中心部分贯穿中滑孔19，且套设在安装轴24上，搅拌杆14可以以安装轴24为轴心转动，因此在电动伸缩杆20推动搅拌杆14的顶端在顶滑口18内朝着上基座10中心位置滑动时，此时搅拌杆14的底端会在底滑口25内朝着远离下基座12中心的位置滑动，此时搅拌杆14会以安装轴24为轴心转动一定角度，顶滑口18和安装轴24均为弧形槽，可以满足搅拌杆14以安装轴24为轴心的转动，如图5和图6所示，当搅拌杆14顶端移动至顶滑口18靠近上基座10中心的位置时，此时搅拌杆14的底端会移动至底滑口25远离下基座12中心的位置处，此时多个搅拌杆14的组合类似于“圆台体”，该“圆台体”的顶面半径为搅拌杆14顶端距离上基座10中心的距离，该“圆台体”的底面半径为搅拌杆14底端距离下基座12中心的距离，“圆台体”的高即上基座10与下基座12之间的垂直间距，相反的，当电动伸缩杆20收缩拉动搅拌杆14的顶端滑动至与电动伸缩杆20相抵时，此时搅拌杆14的底端会在底滑口25内滑动至靠近下基座12中心位置的内壁处，此时多个搅拌杆14的组合类似于“倒置的圆台体”，该“倒置的圆台体”的顶面半径与之前的圆台体底面相同，而该“倒置的圆台体”底面半径又与之前的圆台体顶面相同，因此在调解过程中，搅拌杆14的位置不断变换，因此搅拌杆14的搅拌范围大大提升；

其中，每个顶滑口18内均对称固定安装有两个第一限位杆21，每个底滑口25内均对称固定安装有两个第二限位杆27，搅拌杆14的顶端部分和底端部分均对称开设有两个滑口32，搅拌杆14通过顶端部分的两个滑口32套接在两个第一限位杆21上，搅拌杆14通过底端部分的两个滑口32套接在两个第二限位杆27上；

需要说明的是，通过第一限位杆21和第二限位杆27对搅拌杆14进行限位，同时也在搅拌轴9转动时，通过滑口32的侧壁为搅拌杆14提供了转矩，使得搅拌杆14可以跟随搅拌轴9的转动一起转动，达到搅拌效果，同时第一限位杆21和第二限位杆27均可以在对应的滑口32内上下滑动，以此弥补搅拌杆14在转动时，在竖直方向发生的位移；

其中，上基座10、中基座11和下基座12的中心位置分别开设有第一焊接口17、第二焊接口22和第三焊接口26，用于实现与搅拌轴9的焊接；

需要说明的是，上基座10、中基座11和下基座12均通过焊接的方式与外壳1连接，具有连接稳定的特点；

其中，每个中滑孔19内均对称安装有两个轴承，安装轴24的两端分别与两个轴承转动连接，每个搅拌杆14上均开设有转动孔23，每个搅拌杆14均均通过转动孔23套接在安装轴24上；

需要说明的是，通过两个轴承实现安装轴24在中滑孔19内的安装；

其中，搅拌杆14上由上至下等距离对称设置有多个安装槽31，每个安装槽31内均安装有转轴29，每个转轴29上均转动连接有搅拌条28，搅拌条28通过复位弹簧30与安装槽31的内壁相连接；

需要说明的是，利用搅拌杆14转动时，搅拌条28受到水平方向的离心力，当搅拌杆14以搅拌轴9为轴心的转速超过一定程度时，离心力即可克服复位弹簧30的弹力和搅拌液的阻力使得搅拌条28从安装槽31内转出，参与搅拌，从而可在高速搅拌时提升整体的搅拌效果，不同的转速搅拌条28的位置不同，从而也能调整搅拌范围；

其中，外壳1上对称固定安装有两个安装基座3，两个安装基座3的上方均固定安装有液压缸4，液压缸4的输出端连接有活塞杆5，两个活塞杆5的顶端均与盖板6固定连接；

通过液压缸4和活塞杆5控制盖板6的打开，方便进料的同时，也可以带动搅拌轴9上下移动，配合搅拌杆14的调节和搅拌条28的调节进一步搅拌范围；

其中，外壳1靠近搅拌槽2槽口位置的部分设置有透明壳区15，透明壳区15由透明塑料材质制成，且与外壳1一体成型；

需要说明的是，将原料的添加量限制到透明壳区15的下方，以保证无液体进入顶滑口18内对电动伸缩杆20的工作造成影响，保障电动伸缩杆20的使用寿命；

其中，搅拌槽2底部的中心位置固定安装有限位插座16，限位插座16上侧的中心位置设有限位插槽，搅拌轴9的底端位于限位插槽内；

需要说明的是，当液压缸4控制活塞杆5收缩至极限位置时，此时搅拌轴9刚好插至限位插槽的底部，搅拌轴9可以在限位插槽内转动和上下滑动，且搅拌轴9的底端插至限位插槽底部时，此时上基座10位于搅拌液的上方。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。