CN102912656A - 一种水性印花胶浆的一体化生产设备及生产方法 - Google Patents

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本发明涉及一种水性印花胶浆生产设备及生产工艺。该设备是一种自动化一体机，将分散、乳化、增稠、真空脱泡、加压过滤整合在一个制作釜内完成，实现了进料和出料的计量、工艺参数的自动化、程序化控制，改善了物料分散、乳化中的流动性，提高了物料的分散和乳化效果；解决了高粘度产品的粘度难控、难消泡、流动性差、难出料的问题，提高了产品粘度的一致性和稳定性。该生产工艺，简单易控，产品性能优异，同时还节能减排，节省成本。

Description

一种水性印花胶浆的一体化生产设备及生产方法
技术领域
本发明属于印染技术领域，涉及一种水性印花胶浆生产设备及生产工艺，特别涉及一种水性印花胶浆的一体化生产设备及生产方法。
背景技术
涂料印花是借助于粘合剂将涂料粘着在纤维表面来获得所需图案的印花工艺。近代涂料印花起始于1937年Interchemical公司的Ardye系统正引起国内外印染工作者对涂料印花的重视，则是在1951年德国Bayer公司的Aeramin F型涂料印花浆问世之后。60年代合成纤维的发展，石油化工的兴起和化纤纺织品的大规模生产，为涂料印花技术提供了施展才华的大好时机，涂料印花的优越性更显得突出，发展非常迅速，在世界印花市场中涂料印花占有的份额正在逐年增加157581。目前全世界的涂料印花织物占整个印花织物55％以上[58]，尤其在美国，由于大量的聚醋/棉混纺织物的生产，涂料印花所占比例高达80％，大有胜过染料印花的趋势。各国的涂料印花在纺织品中所占的比例各异，美国占80％，西欧占60一70％，印度占60％，日本占30％，我国纺织品涂料印花起步较晚，但由于涂料印花有很多的优点，所以在国内发展较快，近年来，因工艺趋向简单化、降低能耗等因素，涂料印花的比例也呈上升趋势，至今已经超过总印花量的50％。随着人民生活水平的不断提高，消费者不仅对服装面料的要求越来越高，而且对室内纺织装饰用布的要求也逐步向中、高档发展，为了适应不同消费者的需求，涂料印花将得到进一步发展。
高粘度水性印花胶浆没有专用的生产设备及生产工艺报道，一直基本沿用老式水性涂料的生产工艺。首先采用分散机分散混合(即在乳液粘合剂中加入分散剂后再将钛白粉等粉料加入分散均匀)，然后转入乳化机依次加入乳化剂进行乳化、加入增稠剂增稠、加入消泡剂消泡，最后用三辊研磨机研磨，研磨合格后经三辊机薄通消泡出料，称重包装。由此可见，传统工艺涉及多个设备，转移物料次数较多，尤其对于高粘度的水性印花胶浆的生产造成粘度控制难度较大、物料转换在机器间的损失大、产品品质的不稳定性大以及生产耗费大的技术缺陷。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明的一个目的在于提供一种高效、节能、安全、环保、低投入的优质水性印花胶浆生产工艺。
所述的水性印花胶浆生产工艺具体包括如下步骤：
a)将软水、聚丙烯酸树脂乳液、分散剂投入一体化生产设备，开动分散机搅拌，固定转速R1为500-2000r/min，进行搅拌，搅拌时间t1为30-60min，然后慢慢加入钛白粉，继续搅拌5-50min；
b)依次将乳化剂、防塞网剂、防粘剂、消泡剂缓慢投入一体化生产设备内，搅拌均匀，调节pH为7.0-7.5，开启乳化机，然后进行乳化，乳化时间t2为10-100min分钟；
c)再慢慢加入增稠剂进行增稠，控制温度30-35℃，转速R2为800-3000r/min，继续搅拌，搅拌时间t3为5-30min；
d)真空脱气，加压过滤，装料；
其中，所述的分散剂为聚丙烯酸盐类分散剂氨基乙醇或2-氨基-2-甲基1-丙醇中的至少一种；乳化剂为阴离子型乳化剂或非离子型乳化剂；防塞网剂为用尿素、TEA、乙二醇、丙二醇、丙烯酸钠盐、多羟基化合物中的一种或多种；消泡剂为有机硅氧烷、聚醚、矿物油类、含胺、亚胺和酰胺类中的一种或多种；增稠剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯共聚乳液、聚氨酯、改性聚脲、低分子聚乙烯蜡、聚丙烯酸盐中的一种或多种；所述的防粘剂为复合石蜡烃乳液。
对上述数值进行优选：t1为10-20min，t2为20-30min，t3为5-10min，T为30-35℃，R1为700-1400r/min，，R2为1200-2400r/min。
所述的软水、聚丙烯酸树脂乳液、分散剂、乳化剂、防塞网剂、防粘剂、消泡剂和增稠剂按照重量份数的配料比为：软水10-12份；聚丙烯酸树脂乳液60份；分散剂1-3份；钛白粉28-32份；乳化剂1-2份；增粘剂1-2份；防粘剂5-6份；防塞网剂5-6份；消泡剂0.5-1.0份。
另外，本发明的另一个目的在于提供一种水性印花胶浆的一体化生产设备。该一体化生产设备包括2个分散装置和1个乳化装置，乳化装置位于一体化生产设备的中央位置，2个分散装置分别位于乳化装置的两侧；其中，分散装置包括分散轴以及安装在分散轴上存在上下高度差的分散盘；乳化装置包括乳化轴、安装在乳化轴上的浆式搅拌叶以及安装在乳化轴底部的乳化头。
本发明提供的水性印花胶浆的一体化生产设备，集分散机、乳化研磨机、增稠、脱泡、过滤称量出料多功能为一体，使水性印花胶浆的生产在该一体化设备内完成，它具有自动化程度高、节约厂房和生产耗费、产品质量稳定性大、生产成本低等优点。
与现有技术相比，本发明所提供的一种水性印花胶浆生产设备及生产工艺具有以下优点：
1.一体机将多机整合为一体，密闭性好，节约设备占地，减少了产品与环境间的交叉污染；
2.水性印花胶浆的生产可以一次性完成，中间不需要清洗，洗涤辅助用水量由每生产1吨产品用水1吨减少到0.05吨，进而减少了污水排放量；
3.一体机不需中间转料，并采用程序化控制，提高了自动化程度，省时省力省料，提高生产效率，降低成产成本：人均生产效率提高50％，人均班产量由1吨提高到1.5吨；
4.采用双分散盘的分散机结构，并增加辅助浆式分散的乳化机，改善了物料在分散、乳化过程中的流动性，提高了物料的分散、乳化效果；
5.采用非接触式红外测速仪控制增稠剂的添加量，使得产品粘度可控，且助剂用量减少10％；解决了高粘度产品的粘度控制难题，提高了产品粘度的一致性和稳定性；
6.一体机与真空机连接进行真空脱泡，解决了高粘度产品难消泡的问题；一体机与空气压缩机连接加压出料，解决了高粘度产品难出料的问题；
附图说明
图1为本发明一种水性印花胶浆的一体化生产设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明技术方案作进一步的详细描述，但本发明保护范围不限于下述实施例。以下实施例中印花胶浆粘度的测定是按照GB T1723-1993(涂料粘度测定法标准)进行；洗涤牢度采用灰色分级样卡作为评定标准方法标准测定方法采用UNI EN ISO105C06/99，AATCC61/69和UNIEN20105794自C01-C05；1；耐汗渍色牢度试验按照GB/T3922；耐水色牢度试验按照GB/T5713进行；摩擦色牢度试验按照GB/T3920-2008进行，GB251《评定沾色用灰色样卡》来评级。GB/T18886纺织品色牢度试验耐唾液色牢度；其它按照国家纺织产品基本安全技术规范GB18401-2003进行。
本发明实施例1和2用到的水性印花胶浆的一体化生产设备，如附图1所示。该一体化生产设备包括分散装置2、分散装置3和乳化装置1，乳化装置位于一体化生产设备的中央位置，分散装置2和分散装置3分别位于乳化装置1的两侧；其中，分散装置2包括分散轴以及安装在分散轴上存在上下高度差的分散盘21、22；分散装置3包括分散轴以及安装在分散轴上存在上下高度差的分散盘31、32；乳化装置1包括乳化轴、安装在乳化轴上的浆式搅拌叶12以及安装在乳化轴底部的乳化头11。
实施例1
按本发明技术方案生产500kg成品乳化胶浆，生产步骤如下：
Figure BSA00000752544800041
将43kg软水，259kg聚丙烯酸酯乳液，6kg的聚丙烯酸盐分散剂，2kg的2-氨基-2-甲基1-丙醇，22kg多羟基化合物防塞网剂投入一体机，开动搅拌，转速700r/min，搅拌5min后，慢慢加入121kg的钛白粉，继续搅拌15min，再将26kg复合石蜡烃乳化液，4kg矿物油消泡剂缓慢投入一体机内，调pH为7.0-7.5，再搅拌10min；之后，启动乳化机进行乳化25min，此时物料表面光滑发亮，再慢慢加入增稠剂进行增稠，此时因物料粘度增大，分散电机扭矩增加，转速下降，转速下降物料温度同时上升，当物料温度高于50°C时，一体机夹套冷却水阀门自动启开，冷却水泵启动冷却水循环冷却，将物料温度控制在35°C左右，电机转速降为1200r/min，搅拌5min，之后启动真空泵真空脱气5分钟，检查无气泡后，通入压缩空气到0.2-0.3MPa，用150目尼龙网袋过滤出料，称重包装。
对比实施例1
现有技术的乳化剂配比如下：
  物料   质量/kg
  软水   43
  聚丙烯酸酯乳液   259
  聚丙烯酸盐分散剂   6
  2-氨基-2-甲基1-丙醇   2
  钛白粉   121
  硬脂酸双乙二醇酯复合乳化剂   9
  交联聚丙烯酸共聚物增稠剂   9
  防粘剂复合石蜡烃乳液   26
  多羟基化合物防塞网剂   22
  复合矿物油消泡剂   4
采用现有技术方案，生产500kg成品乳液。生产步骤如下：
1.将43kg的软水，259kg的聚丙烯酸酯乳液，6#kg的聚丙烯酸盐分散剂，2kg的2-氨基-2-甲基1-丙醇，22kg多羟基化合物防塞网剂投入分散机内，开动搅拌，转速500r/min，搅拌5min后，慢慢加入121kg的钛白粉，继续搅拌15min，再将26kg复合石蜡烃乳化液，4kg消泡剂缓慢投入分散机内，调pH7.0-7.5，再搅拌10min。
2.将1.配好的物料，转入乳化机内，启动乳化机进行乳化20min，此时物料表面光滑发亮，再慢慢加入增稠剂进行增稠，此时因物料粘度增大，乳化电机扭矩增加，转速下降，转速下降物料电机转速降为1000r/min，搅拌5min，之后加入消泡剂消泡；
3.将2中的消泡后的物料转入三辊研磨机研磨，研磨合格后经三辊机薄通消泡出料、称重包装。
分别采用本发明技术方案和现有技术的技术方案，生产500kg成品印花胶浆，其技术效果对比见表1.1-表1.3。
表1.1技术效果对比---生产成本(成本为2012年第一季度的平均造价)
Figure BSA00000752544800051
表1.2技术效果对比---产品外观性质
Figure BSA00000752544800061
表1.3技术效果对比---产品使用性能(打版效果)
实施例2
按本发明技术方案生产1500kg成品乳化胶浆，生产步骤如下：
  物料   质量/kg
  软水   129
  聚丙烯酸酯乳液   776
  聚丙烯酸盐分散剂   19
  2-氨基-2-甲基1-丙醇   6
  钛白粉   362
  硬脂酸双乙二醇酯复合乳化剂   26
  交联聚丙烯酸共聚物增稠剂   26
  防粘剂复合石蜡烃乳液   78
  多羟基化合物防塞网剂   65
  复合矿物油消泡剂   13
将129kg软水，776kg聚丙烯酸酯乳液，19kg的聚丙烯酸盐分散剂，6kg的2-氨基-2-甲基1-丙醇65kg多羟基化合物防塞网剂投入一体机，开动搅拌，转速1200r/min，搅拌5min后，慢慢加入362kg的钛白粉，继续搅拌18min，再将78kg复合石蜡烃乳化液，13kg复合矿物油消泡剂缓慢投入一体机内，调pH7.0-7.5，再搅拌10min；之后，启动乳化机进行乳化28min，此时物料表面光滑发亮，再慢慢加入增稠剂进行增稠，此时因物料粘度增大，分散电机扭矩增加，转速下降，转速下降物料温度同时上升，当物料温度高于50℃时，一体机夹套冷却水阀门自动启开，冷却水泵启动冷却水循环冷却，将物料温度控制在35°C左右，电机转速降为2000r/min，搅拌7min，之后启动真空泵真空脱气5分钟，检查无气泡后，通入压缩空气到0.2-0.3MPa，用150目尼龙网袋过滤出料，称重包装。
对比实施例2
现有技术的乳化剂配比如下：
  物料   质量/kg
  软水   129
  聚丙烯酸酯乳液   776
  聚丙烯酸盐分散剂   19
  2-氨基-2-甲基1-丙醇   6
  钛白粉   362
  硬脂酸双乙二醇酯复合乳化剂   26
  交联聚丙烯酸共聚物增稠剂   26
  防粘剂复合石蜡烃乳液   78
  多羟基化合物防塞网剂   65
  复合矿物油消泡剂   13
采用对现有技术中的技术方案，生产1500kg成品乳液。生产步骤如下：
1.将129kg的软水，776kg的聚丙烯酸酯乳液，19kg的聚丙烯酸盐分散剂，6kg的2-氨基-2-甲基1-丙醇，65kg多羟基化合物防塞网剂投入分散机内，开动搅拌，转速500r/min，搅拌5min后，慢慢加入362kg的钛白粉，继续搅拌15min，再将78kg复合石蜡烃乳化液，13kg消泡剂缓慢投入分散机内，调pH7.0-7.5，再搅拌10min。
2.将1.配好的物料，转入乳化机内，启动乳化机进行乳化20min，此时物料表面光滑发亮，再慢慢加入增稠剂进行增稠，此时因物料粘度增大，乳化电机扭矩增加，转速下降，转速
下降物料电机转速降为1000r/min，搅拌5min，之后加入消泡剂消泡；
3.将2中的消泡后的物料转入三辊研磨机研磨，研磨合格后经三辊机薄通消泡出料、称重包装。
分别采用本发明技术方案和对现有技术的技术方案，生产1500kg成品印花胶浆，其技术效果对比见表2.1-表2.3。
表2.1技术效果对比---生产成本(成本为2012年第一季度的平均造价)
表2.2技术效果对比---产品外观性质
Figure BSA00000752544800082
表2.3技术效果对比---产品使用性能(打版效果)
Figure BSA00000752544800083

Claims (5)

1.一种水性印花胶浆的生产方法，其特征在于，它包括以下步骤：
a)将软水、聚丙烯酸树脂乳液、分散剂投入一体化生产设备，开动分散机搅拌，固定转速R1为500-2000r/min，进行搅拌，搅拌时间t1为30-60min，然后慢慢加入钛白粉，继续搅拌5-50min；
b)依次将乳化剂、防塞网剂、防粘剂、消泡剂缓慢投入一体化生产设备内，搅拌均匀，调节pH为7.0-7.5，开启乳化机，然后进行乳化，乳化时间t2为10-100min分钟；
c)再慢慢加入增稠剂进行增稠，控制温度30-35℃，转速R2为800-3000r/min，继续搅拌，搅拌时间t3为5-30min；
d)真空脱气，加压过滤，装料；
其中，所述的分散剂为聚丙烯酸盐类分散剂氨基乙醇或2-氨基-2-甲基1-丙醇中的至少一种；乳化剂为阴离子型乳化剂或非离子型乳化剂；防塞网剂为用尿素、TEA、乙二醇、丙二醇、丙烯酸钠盐、多羟基化合物中的一种或多种；消泡剂为有机硅氧烷、聚醚、矿物油类、含胺、亚胺和酰胺类中的一种或多种；增稠剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯共聚乳液、聚氨酯、改性聚脲、低分子聚乙烯蜡、聚丙烯酸中的一种或多种；所述的防粘剂为复合石蜡烃乳液。
2.如权利要求1所述的一种水性印花胶浆的生产方法，其特征在于，所述的软水、聚丙烯酸树脂乳液、分散剂、乳化剂、防塞网剂、防粘剂、消泡剂和增稠剂按照重量份数的配料比为：软水10-12份；聚丙烯酸树脂乳液60份；分散剂1-3份；钛白粉28-32份；乳化剂1-2份；增粘剂1-2份；防粘剂5-6份；防塞网剂5-6份；消泡剂0.5-1.0份。
3.如权利要求1所述的一种水性印花胶浆的生产方法，其特征在于，t2为 20-30min，t3为5-10min。
4.如权利要求1所述的一种水性印花胶浆的生产方法，其特征在于，R1为700-1400r/min，R2为1200-2400r/min。
5.一种水性印花胶浆的一体化生产设备，其特征在于，它包括2个分散装置和1个乳化装置，乳化装置位于一体化生产设备的中央位置，2个分散装置分别位于乳化装置的两侧；所述的分散装置包括分散轴以及安装在分散轴上存在上下高度差的分散盘；所述的乳化装置包括乳化轴、安装在乳化轴上的浆式搅拌叶以及安装在乳化轴底部的乳化头。 
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