水性涂料聚合装置的制作方法

本实用新型属于涂料生产技术领域，涉及水性涂料聚合装置。

背景技术：

水性涂料是以水为分散介质、以高分子聚合物为主要成膜物质的环保涂料，具有使用安全性高、施工便捷及原料价格较低等特点。水性双组分丙烯酸聚氨酯涂料是木器水性涂料的重要类别，聚氨酯与丙烯酸交联后的涂膜适用范围更广。利用异氰酸酯与水反应速率比水蒸发速率慢的特点，将亲水型异氰酸酯分散在水性多羟基丙烯酸乳液中，涂装干燥后可获得交联的水性双组分丙烯酸聚氨酯涂膜。水性双组分丙烯酸聚氨酯涂料可在强制干燥或室温环境中被固化，在木器工业涂装方面的适应性较强。由于水的表面张力较大且蒸发潜热高，故与传统溶剂型涂料相比，水性涂料对基材的润湿性较弱、成膜质量较低且涂料稳定性较差。因此，水性涂料需要进行改进来提高其成膜特性。气泡是液体分散介质中的气体粗分散相。含有气泡的液体分散系是热力学不稳定体系。按气泡在水性双组分丙烯酸聚氨酯涂料中所处空间位置的不同，可分为液体表层气泡与液体内部气泡。液体表层气泡内气体与空气间的液膜较薄，易破裂。液体内部的气泡会逐渐合并、上升至液体表层，转变为液体表层气泡。气泡会影响涂料的成膜质量，在制备的过程中需要尤为重视。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供水性涂料聚合装置，解决聚合过程的气泡问题。

本实用新型的方案是：

水性涂料聚合装置，包括罐体，所述罐体内部设有第一搅拌轴，第一搅拌轴上设有螺带，所述罐体内部通过第一筛网、第二筛网将罐体内部分为第一搅拌部、第二搅拌部和第三搅拌部，第一筛网、第二筛网穿过搅拌轴固定在罐体内壁上，第一筛网的孔径大于第二筛网的孔径，罐体壳体表面设有保温层，搅拌轴通过位于罐体外侧的驱动机构驱动，所述罐体靠近驱动机构一侧的上方设有入料机构，保温层设有导热油入料口和导热油出料口。

优选地，所述罐体为圆筒状卧式结构。

优选地，所述螺带设有两根，两根螺带直径大小不同。

进一步优选地，所述螺带远离第一搅拌轴的边缘与罐体内壁间隙小于80mm。

优选地，所述导热油入料口和导热油出料口个数≥2。

优选地，所述入料机构包括进料筒，所述进料筒内部设有第二搅拌轴，第二搅拌轴通过第一电机驱动，所述进料筒出料口与罐体连通，进料筒出料口设有粉碎装置，所述粉碎装置包括位于进料筒出料口的粉碎轴，所述粉碎轴通过粉碎电机驱动，所述进料筒上方设有入料口。

优选地，螺带通过固定杆固定在第一搅拌轴上，所述固定杆的外端连接有刮杆，所述刮杆上设有刮刀。

进一步优选地，所述刮刀材质为硅胶。

优选地，所述第三搅拌部底部设有出料口，第三搅拌部的上方设有出气口。

本实用新型有益效果：

1、本实用新型采用卧式罐体对水性双组分聚氨酯木器涂料进行制备，采用圆筒状结构的卧式箱体，卧式箱体可相对于搅拌轴转动，可有效避免物料在箱体内部堆积的情况，提高搅拌效率。

2、亲水性脂肪族异氰酸酯hdi三聚体与聚羟基丙烯酸二级分散体、水稀释剂、润湿剂、流平剂和有机硅消泡剂通过入料机构进行预混合，其中流平剂和消泡机经粉碎装置进行粉碎，粒径变小，充分搅拌和分散。

3、水性双组分丙烯酸聚氨酯涂膜中气泡缺陷的产生原因大致可分为两类：-nco与水之间发生副反应生成co2气体，和制备过程中扩散进入水性双组分丙烯酸聚氨酯涂料液体的空气。副反应生成co2气体的过程，发生在从预聚体聚合到涂膜固化干燥的各个阶段。由于-nco参与主、副反应间存在竞争反应关系。水性双组分丙烯酸聚氨酯涂料中存在大量表面张力大、蒸发潜热高的水溶剂，在涂料的配置及施工过程中表现出表面张力大、润湿性差和涂料及涂膜均易起泡的特点。本实用新型通过第一筛网，第二筛网将罐体分为第一搅拌部、第二搅拌部和第三搅拌部，结合第一搅拌轴上设有螺带以及配制的消泡剂等配方物质，物料依次进入第一搅拌部、第二搅拌部和第三搅拌部，第一筛网，第二筛网可以将所起的泡沫挤破，且聚合反应的后期，随着亲水性脂肪族异氰酸酯hdi三聚体与聚羟基丙烯酸二级分散体两相界面间扩散范围的不断增加，聚羟基丙烯酸二级分散体组分扩散范围不断上升，第一搅拌部、第二搅拌部和第三搅拌部依次搅拌可降低容器内各质点液体运动速率及压力的梯度差，提高分散均匀性。物料依次进入第一搅拌部、第二搅拌部和第三搅拌部的过程中，搅拌中心位置随时间变化时，制得的水性双组分丙烯酸聚氨酯分散液的气体含量较低。液体黏度较低，分散体平均粒径较小且粒径分布均匀度较高，基材表面固化的水性双组分丙烯酸聚氨酯分散液涂膜起泡程度较低。

4、在第一搅拌轴转动时，可带动刮刀同步转动，对卧式箱体内壁进行刮动去除卧式箱体内壁附着的物料，进一步减少物料在箱体内堆积的可能性，提高搅拌效率。

5、导热油入料口和导热油出料口个数≥2，可以加快保温层内的导热油的换热速率，保证温度稳定，有利于反应。

附图说明

图1本实用新型装置示意图；

图2本实用新型入料机构示意图；

图3本实用新型罐体内部截面示意图；

其中：罐体1，第一搅拌部101，第二搅拌部102，第三搅拌部103，出料口104，出气口105，第一搅拌轴2，螺带3，固定杆301，刮杆302，刮刀303，第一筛网4，第二筛网5，保温层6，导热油入料口61，导热油出料口62，入料机构7，进料筒701，第二搅拌轴702，粉碎装置703，粉碎轴7031，粉碎电机7032，第一电机704，入料口705。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本实用新型，但本实用新型要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

实施例1

水性涂料聚合装置，包括罐体1，所述罐体1内部设有第一搅拌轴2，第一搅拌轴2上设有螺带3，所述罐体1内部通过第一筛网4、第二筛网5将罐体内部分为第一搅拌部101、第二搅拌部102和第三搅拌部103，第一筛网4、第二筛网5穿过搅拌轴2固定在罐体1内壁上，第一筛网4的孔径大于第二筛网5的孔径，罐体1壳体表面设有保温层6，搅拌轴2通过位于罐体1外侧的驱动机构驱动，所述罐体1靠近驱动机构一侧的上方设有入料机构7，保温层6设有导热油入料口61和导热油出料口62。

优选地，所述罐体1为卧式。

优选地，所述螺带3设有两根，两根螺带3直径大小不同。

进一步优选地，所述螺带3远离第一搅拌轴2的边缘与罐体1内壁间隙小于80mm。

优选地，所述导热油入料口61和导热油出料口62个数≥2。

优选地，所述入料机构7包括进料筒701，所述进料筒701内部设有第二搅拌轴702，第二搅拌轴702通过第一电机704驱动，所述进料筒701出料口与罐体1连通，进料筒701出料口设有粉碎装置703，所述粉碎装置703包括位于进料筒701出料口的粉碎轴7031，所述粉碎轴7031通过粉碎电机7032驱动，所述进料筒701上方设有入料口705。

优选地，螺带3通过固定杆301固定在第一搅拌轴2上，所述固定杆301的外端连接有刮杆302，所述刮杆302上设有刮刀303。

进一步优选地，所述刮刀303材质为硅胶。

优选地，所述第三搅拌部103底部设有出料口104，第三搅拌部103的上方设有出气口105。

本实用新型工作时：亲水性脂肪族异氰酸酯hdi三聚体中-nco与聚羟基丙烯酸二级分散体中-oh的摩尔比为1.3、水稀释比例为5%，分别添加1%sago-3380流平剂、1%sago-3645润湿剂和1%sago-1710w有机硅消泡剂加入入料机构7中进行预混合搅拌后，进入罐体1中进行聚合反应，罐体1内部温度为25℃、第一搅拌轴2搅拌速率为850r/min、反应时间为120min，涂布量为50g.m^-2，得到的水性双组分丙烯酸聚氨酯分散液气泡表观面积比为0.001，气体含量较低，液体黏度较低，分散体平均粒径较小且粒径分布均匀度较高，涂膜表面气泡直径50μm，且分布密度低。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。