CN102146234A - 一种水性漆分散工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油漆分散工艺，具体为节能环保型的水性漆分散工艺。本发明的一种水性漆分散工艺，将经过预分散的水性漆色浆在一定的压力作用下从第一流道挤入第二流道，并瞬间释放到第三流道，经第三流道后收集到的即为成品水性漆色浆。解决了现有的水性漆制备工艺周期长，效率低等缺点。采用新型分散工艺，生产周期短，降低能耗，能够使原料得到充分利用，生产成本降低，可以获得高品质产品，是制备水性漆的理想生产工艺。

Description

一种水性漆分散工艺

技术领域

本发明属于涂料生产工艺领域，涉及一种水性漆分散工艺，尤其是涉及一种环保节能的水性漆分散工艺。

背景技术

传统的水性漆生产工艺流程是在将树脂(乳液)、颜料、添加剂和溶剂混合在一起研磨分散。在研磨过程中，为了防止色浆中颜料出现絮凝和干燥倾向，研磨树脂含量的增加一般会使色浆的研磨操作比较容易。但是从理论角度上讲，不含研磨树脂的色浆分散是最理想的情况，因为在不含有研磨树脂的情况下，可以防止有限相容性问题及可能对涂料性能的不利影响。

研磨设备的选择对于颜料在漆料中的分散状态、最佳颜料性能(着色力、遮盖力、耐候性等)的利用程度，以及由此而导致的漆液和涂膜的性能，起着至关重要的作用。因此，和精心设计色漆配方一样，正确的选择研磨分散设备及其工艺手段，形成高效使用的色漆生产工艺，同样是保证产品质量的重要环节。并且在节省能源、降低消耗、提高生产率方面有着广泛的意义。传统的砂磨机对于细颗粒而又易分散的合成颜料、粗颗粒或微粉化的天然颜料和填料等中低粘度易流动的漆浆都是高效的分散设备。但是它由于加工炭黑等细颗粒而难分散的合成颜料时生产效率较低。而卧式球磨机由于其研磨细度难以达到15μm以下，且清洗换色困难，故不适用于加工高精度的漆浆及经常调换花色品种的场合。

发明内容

本发明要解决的问题是，提供一种新型的水性漆分散工艺，解决了色浆研磨过程中需要加入树脂而对涂料性能的不利影响，并且提高了色浆分散的研磨效率，同时提高了漆料中助剂的使用效率。通过此种方法生产的水性涂料具有品质高，生产周期短，环境友好的特点。本发明的目的是提供一种水性漆分散工艺，是将原料(预分散的水性漆色浆)采用通过压缩泵压力而进入到分散装置中，通过改变流道的尺径而使预分散的水性漆色浆产生涡流和湍流情况，使被分散的色粉微粒挣脱彼此团聚引力而达到分散效果。本发明提供的一种水性漆分散工艺是通过将经过预分散的色浆加入到分散机中，通过改变流道的尺径，即从一个相对较宽的流道进入一个相对较窄的流道，使得经过分散机的色浆在极大的挤压剪切力作用下产生湍流和涡流，被分散色浆颗粒通过这种由剪切力产生的湍流以及涡流的作用挣脱彼此之间的引力，经过分散后，水性漆色浆再进入一段蛇形流道，进一步加强颗粒之间的碰撞而达到分散的效果成为水性漆成品色浆；在色浆达到一定细度(一般小于10μm)以后，需要更高细度的色浆可以通过研磨机进行循环操作，以达到更高的细度要求。经过此种分散方法较加入树脂或者乳液进行珠磨或砂磨的色浆生产工艺相比，可以使色浆的颗粒能在较短的时间内达到相对较低的细度(＜10μm)，效率较高，是其他分散方式(珠磨或砂磨)的4-6倍效率；同时水性漆色浆颗粒减小使得其比表面积增大而使得涂料中有机助剂的使用效率提高，减少了有机助剂的用量，降低了对环境的污染。

本发明一种水性漆分散工艺，将经过预分散的水性漆色浆在压力作用下从第一流道挤入第二流道，并瞬间释放到第三流道，经第三流道后收集到的即为成品水性漆色浆；

其中

所述的第一流道存在100-150目的滤网；

所述的第一流道的横截面积与第二流道底端的横截面积之比为15～10∶1；

所述的第二流道底端的横截面积与第三流道的横截面积之比为1∶10～15；

所述的经过预分散的水性漆色浆是指将色粉与水在容器中进行初步混合，使得色粉颗粒溶解在水中成为经过预分散的色浆；

所述的一定的压力是10～700bar；

所述的成品水性漆色浆的细度＜10μm。

作为优选的技术方案：

根据如上所述的一种水性漆分散工艺，所述的第一流道存在100-150目的滤网；所述的第二流道呈圆台形，其底部即大端为进口端，所述的进口端与第一流道出口端相接；其顶部即小端为出口端，所述的出口端与第三流道进口端相接；所述的第二流道的进口端与其连接第三流道的出口端形成的圆台形的截面呈梯形，且所述梯形的上底与下底之比为1∶170～240，底角相等且为45～48°；所述的第一流道的横截面积与第二流道底端的面积之比为15～10∶1，所述的第二流道底端的面积与第三流道的横截面积之比为1∶10～15。

根据如上所述的一种水性漆分散工艺，所述的第一流道的横截面和第三流道的横截面都为圆形，且直径相等。

根据如上所述的一种水性漆分散工艺，所述的水性漆色浆在经第三流道后通入与第三流道出口端相接的蛇形流道继续碰撞分散，然后得到成品水性漆色浆。

本发明还提供了另一种水性漆分散工艺，将经过预分散的水性漆色浆在压力作用下从第一流道挤入第二流道，并瞬间释放到第三流道，经第三流道后收集到的即为成品水性漆色浆；

其中

所述的第二流道包括在同一平面分布的4～6个相同子流道；

所述的第一流道的横截面积与第二流道底端总的横截面积之比为2.5～2∶1；

所述的第二流道底端总的横截面积与第三流道的横截面积之比为1∶2～2.5；

所述的经过预分散的水性漆色浆是指将色粉与水在容器中进行初步混合，使得色粉颗粒溶解在水中成为经过预分散的色浆；

所述的一定的压力是10～700bar；

所述的成品水性漆色浆的细度＜10μm。

根据如上所述的一种水性漆分散工艺，所述的第一流道存在100-150目的滤网；所述的第二流道的每个子流道呈圆台形，其底部即大端为进口端，所述的进口端与第一流道出口端相接；其顶部即小端为出口端，所述的出口端与第三流道进口端相接；其进口端与连接第三流道的出口端形成的圆台形的截面呈梯形，且所述梯形的上底与下底之比为1∶170～240，底角相等且为45～48°；所述的第一流道的横截面积与第二流道所有子流道顶部的总面积之比为2.5～2∶1，所述的第二流道所有子流道顶部的总面积与第三流道的横截面积之比为1∶2～2.5。

根据如上所述的一种水性漆分散工艺，所述的第一流道的横截面和第三流道的横截面都为圆形，且直径相等。

根据如上所述的一种水性漆分散工艺，所述的水性漆色浆在经第三流道后通入与第三流道出口端相接的蛇形流道继续碰撞分散，然后得到成品水性漆色浆。

本发明又提供了一种水性漆分散工艺，将经过预分散的水性漆色浆在压力作用下从第一流道挤入第二流道，并瞬间释放到第三流道，按此过程作为一个流程单元；预分散的水性漆色浆在经过第一个三层流道的流程单元分散后，进入到下一级的流程单元中，下一级的流程单元结构重复上一个单元的结构；且在每个流程单元的第一流道的滤网目数逐级增加(按照50目每个流程单元增加，且在终极流程单元的第一流道的滤网目数不超过400目)；且在每个流程单元的第二流道的子流道数量逐级递减，且在每个流程单元的第二流道底端的横截面积与连接第三流道的顶端横截面积按照设计以1.3-2∶1比例的数值相对于上一个流程单元第二流道底端横截面积以及连接第三流道的横截面积逐级缩小，但其形成的梯形的底角角度不变；在经过2～5个流程单元分散后，到达终极流程单元即连接蛇形流道的最后一个流程单元，在经过出口处连接蛇形流道进一步加强分散后，最后收集到的即为成品水性漆色浆；

其中

所述的每个流程单元的第一流道的滤网目数逐级增加(按照50目每级增加)，且在终极流程单元的第一流道的滤网目数不超过400目；

所述的第一流程单元的第二流道是在同一平面分布的8-10个相同子流道的统称，其余流程单元逐级递减2个子流道(6-8、4-6...)；

所述的第一流程单元的第一流道的横截面积与第二流道底端总的横截面积之比为1.5-2∶1，其余流程单元逐级递减；

所述的每个流程单元的第二流道底端的横截面积与第二流道连接第三流道的顶端横截面积之比为300-500∶1；

所述的第一流程单元的第二流道底端总的横截面积与连接第三流道的顶端横截面积之比为1∶1.5-2，其余流程单元逐级递减；

所述的经过预分散的水性漆色浆是指将色粉与水在容器中进行初步混合，使得色粉颗粒溶解在水中成为经过预分散的色浆；

所述的一定的压力是10～700bar；

所述的成品水性漆色浆的细度＜10μm。根据如上所述的一种水性漆分散工艺，所述的第一流道的横截面和第三流道的横截面都为圆形，且直径相等；所述的水性漆色浆在经第三流道后通入与第三流道出口端相接的蛇形流道继续碰撞分散，然后得到成品水性漆色浆。

有益效果

1、品质高，无需加树脂分散。本发明的一种水性漆分散工艺采用不同于常规的色浆分散方法，色浆在分散过程中，无需加入树脂或者乳液防止色浆絮凝或者干燥，并且在需要的情况下可以循环操作；并且分散原理采用通过改变流道尺寸而产生的湍流或者涡流而使得色浆粒子挣脱彼此引力而达到分散的目的，可以得到比采用常规分散方法更细的粒子，得到的产品质量更高。

2、与常规分散色浆方法相比，本发明采用的分散工艺可以在更短的时间内完成常规分散方法几倍时间分散而到达的粒子的细度，更加节能，节约生产成本。

3、采用本发明方法工艺生产的水性涂料，品质高，粒子细，在分散混合的过程中，各种助剂的使用效率明显提高，减少了各种对环境有害的助剂的使用，并且稀释剂采用水，避免了VOC的排放和其他有机溶剂的使用，更加环保。

附图说明

图1是带有蛇形流道的水性漆分散工艺示意图

图2是存在两个流程单元的水性漆分散工艺示意图

图3是存在两个(或多个)流程单元并且带有蛇形流道的水性漆分散工艺示意图

图4是第二流道具体结构示意图

图5是单个流程单元第二流道同一个平面存在的多个子流道的示意图

图6是单个流程单元第二流道同一个平面存在的多个子流道的正视示意图

图7是色粉研磨分散过程放大示意图

其中1是单个流程单元第一流道的滤网2是预分散的水性漆色浆

3是研磨过的水性漆色浆4是连接第三流道的蛇形流道

5是第一流程单元6是下1-3级流程单元7是终极流程单元

8是第二流道连接第三流道的出口端9是第二流道连接第一流道的进口端

①是单个流程单元中的第一流道②是单个流程单元中的第二流道

③是单个流程单元中的第三流道

I是团聚在一起的色粉颗粒

II是经过窄流道剪切力作用产生涡流和湍流的分散效果

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种白色水性漆色浆，在经过初步的预分散后(如2所示)，进入到如图1所示的水性漆分散工艺流道中。经过第一流道(如①所示)的滤网过滤后(如1所示)，到达如图4所示的园台型的第二流道(如②所示)进口端(如9所示)中，白色水性漆色浆在250bar压力泵的压力下，经过极短的时间由第二流道连接第三流道(如③所示)的出口端(如8所示)挤出，在极大的剪切力作用下，白色水性漆色浆团聚的颗粒(如I所示)在形成的如图7所示的湍流或者涡流中挣脱彼此之间的引力作用，以达到分散效果(如II所示)，进入到连接第三流道(如③所示)的蛇形流道(如4所示)中进一步加强分散，然后得到白色水性漆的成品色浆(如3所示)(根据实际需求一般小于10μm)。根据实际需要，白色水性漆色浆与需要的树脂等进一步混合分散，得到成品水性涂料。

实施例2

一种橙色水性漆色浆，在经过初步的预分散后，进入到如图2所示的存在2个流程单元(如5，6所示)的水性漆分散工艺流道中。经过第一流程单元(如5所示)的滤网(如1所示)过滤后，到达第一流程单元圆台型的第二流道的进口端中，橙色水性漆色浆在450bar压力泵的压力作用下，经过极短的时间由第一流程单元的第二流道连接第三流道的出口端挤出，在极大的剪切力作用下，橙色水性漆色浆团聚的颗粒在湍流或者涡流中挣脱彼此之间的引力作用达到一定的分散程度，然后进入到下一个流程单元中(单个流程单元流程如图5所示)；经过下一个流程单元(如6所示)的进一步分散后进入到连接第二流程单元第三流道的蛇形流道中进一步加强分散，然后得到橙色水性漆成品色浆(根据实际需求一般小于10μm)。根据实际需要，橙色水性漆色浆与需要的树脂等进一步混合分散，得到成品水性涂料。

实施例3

一种酞金绿水性漆色浆，在经过预分散后，进入到如图3所示的存在5个流程单元(如5，6，7所示)的水性漆分散工艺流道中。经过第一流程单元的第一流道的滤网过滤后，到达第一流程单元的圆台型的第二流道如图6所示的各个子流道中，酞金绿水性漆色浆在700bar压力泵的压力下，经过极短的时间由第二流道连接第三流道的多个子流道的出口端挤出，在极大的剪切力作用下，酞金绿色浆团聚的颗粒在湍流或者涡流中挣脱彼此之间的引力作用，进入到下一个流程单元中，继续分散；在经过5个流程单元的循环操作后，达到终极流程单元(即直接连接蛇形流道的流程单元)(如7所示)的第三流道后进入到蛇形流道中，进一步加强分散，然后得到酞金绿水性漆的成品色浆(根据实际需求一般小于10μm)。根据实际需要，酞金绿水性漆色浆与需要的树脂等进一步混合分散，得到成品水性涂料。

Claims (10)

1.一种水性漆分散工艺，其特征是：将经过预分散的水性漆色浆在一定的压力作用下从第一流道挤入第二流道，并瞬间释放到第三流道，经第三流道后收集到的即为成品水性漆色浆；

其中

所述的第一流道存在100-150目的滤网；

所述的第一流道的横截面积与第二流道底端的横截面积之比为15～10∶1；

所述的第二流道底端的横截面积与第三流道的横截面积之比为1∶10～15；

所述的经过预分散的水性漆色浆是指将色粉与水在容器中进行初步混合，使得色粉颗粒溶解在水中成为经过预分散的色浆；

所述的一定的压力是10～700bar；

所述的成品水性漆色浆的细度＜10μm。

2.根据权利要求1所述的一种水性漆分散工艺，其特征在于，所述的第一流道存在100-150目的滤网；所述的第二流道呈圆台形，其底部即大端为进口端，所述的进口端与第一流道出口端相接；其顶部即小端为出口端，所述的出口端与第三流道进口端相接；所述的第二流道的进口端与其连接第三流道的出口端形成的圆台形的截面呈梯形，且所述梯形的上底与下底之比为1∶170～240，底角相等且为45～48°；所述的第一流道的横截面积与第二流道底端的面积之比为15～10∶1，所述的第三流道底端的面积与第三流道的横截面积之比为1∶10～15。

3.根据权利要求1所述的一种水性漆分散工艺，其特征在于，所述的第一流道的横截面和第三流道的横截面都为圆形，且直径相等。

4.根据权利要求1所述的一种水性漆分散工艺，其特征在于，所述的水性漆色浆在经第三流道后通入与第三流道出口端相接的蛇形流道继续碰撞分散，然后得到成品水性漆色浆。

5.一种水性漆分散工艺，其特征是：将经过预分散的水性漆色浆在压力作用下从第一流道挤入第二流道，并瞬间释放到第三流道，经第三流道后收集到的即为成品水性漆色浆；

其中

所述的第二流道包括在同一平面分布的4～6个相同子流道；

所述的第一流道的横截面积与第二流道底端总的横截面积之比为2.5～2∶1；

所述的第二流道底端总的横截面积与第三流道的横截面积之比为1∶2～2.5；

所述的经过预分散的水性漆色浆是指将色粉与水在容器中进行初步混合，使得色粉颗粒溶解在水中成为经过预分散的色浆；

所述的一定的压力是10～700bar；

所述的成品水性漆色浆的细度＜10μm。

6.根据权利要求5所述的一种水性漆分散工艺，其特征在于，所述的第一流道存在100-150目的滤网；所述的第二流道的每个子流道呈圆台形，其底部即大端为进口端，所述的进口端与第一流道出口端相接；其顶部即小端为出口端，所述的出口端与第三流道进口端相接；其进口端与连接第三流道的出口端形成的圆台形的截面呈梯形，且所述梯形的上底与下底之比为1∶170～240，底角相等且为45～48°；所述的第一流道的横截面积与第二流道所有子流道顶部的总面积之比为2.5～2∶1，所述的第二流道所有子流道顶部的总面积与第三流道的横截面积之比为1∶2～2.5。

7.根据权利要求5所述的一种水性漆分散工艺，其特征在于，所述的第一流道的横截面和第三流道的横截面都为圆形，且直径相等。

8.根据权利要求5所述的一种水性漆分散工艺，其特征在于，所述的水性漆色浆在经第三流道后通入与第三流道出口端相接的蛇形流道继续碰撞分散，然后得到成品水性漆色浆。

9.一种水性漆分散工艺，其特征是：将经过预分散的水性漆色浆在压力作用下从第一流道挤入第二流道，并瞬间释放到第三流道，按此过程作为一个流程单元；预分散的水性漆色浆在经过第一个三层流道的流程单元分散后，进入到下一级的流程单元中，下一级的流程单元结构重复上一个单元的结构；且在每个流程单元的第一流道的滤网目数逐级增加(按照50目每个流程单元增加，并且在终极流程单元的第一流道的滤网目数不超过400目)；且在每个流程单元的第二流道的子流道数量逐级递减，且在每个流程单元的第二流道底端的横截面积与连接第三流道的顶端横截面积按照设计以1.3～2∶1比例的数值相对于上一个流程单元第二流道底端横截面积以及连接第三流道的横截面积逐级缩小，但其形成的梯形的底角角度不变；在经过2～5个流程单元分散后，到达终极流程单元即连接蛇形流道的最后一个流程单元，在经过出口处连接蛇形流道进一步加强分散后，最后收集到的即为成品水性漆色浆；

其中

所述的每个流程单元的第一流道的滤网目数逐级增加(按照50目每级增加)，且在终极流程单元的第一流道的滤网目数不超过400目；

所述的第一流程单元的第二流道是在同一平面分布的8～10个相同子流道的统称，其余流程单元逐级递减2个子流道；

所述的第一流程单元的第一流道的横截面积与第二流道底端总的横截面积之比为1.5～2∶1，其余流程单元逐级递减；

所述的每个流程单元的第二流道底端的横截面积与第二流道连接第三流道的顶端横截面积之比为300～500∶1；

所述的第一流程单元的第二流道底端总的横截面积与连接第三流道的顶端横截面积之比为1∶1.5～2，其余流程单元逐级递减；

所述的经过预分散的水性漆色浆是指将色粉与水在容器中进行初步混合，使得色粉颗粒溶解在水中成为经过预分散的色浆；

所述的一定的压力是10～700bar；

所述的成品水性漆色浆的细度＜10μm。

10.根据权利要求9所述的一种水性漆分散工艺，其特征在于，所述的第一流道的横截面和第三流道的横截面都为圆形，且直径相等；所述的水性漆色浆在经第三流道后通入与第三流道出口端相接的蛇形流道继续碰撞分散，然后得到成品水性漆色浆。

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