CN105903418A - 一种水性涂料的生产设备及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性涂料的生产设备及其工作方法，属于色浆生产技术领域，该生产设备包括主反应釜，主反应釜通过连通管分别连接有交联剂反应釜和化环氧反应釜；该设备还包括兑稀釜，兑稀釜顶部设置有溶剂回收装置，所述兑稀釜顶部还连接有存储罐，所述兑稀釜内设置有冷却装置，所述兑稀釜底部通过连通管连接有过滤器，过滤器连接有出料口；所述兑稀釜与主反应釜通过连通管连接；其工作方法为：步骤一，将对应的初级原料分别放入交联剂反应釜和化环氧反应釜中，然后反应；步骤二，反应完后，将步骤一中反应得到的次级原料通入到主反应釜中反应，并重复步骤一；步骤三，主反应釜反应完成后，将主反应釜中得到的初级成品进行兑稀。

Description

一种水性涂料的生产设备及其工作方法

技术领域

本发明涉及水性涂料生产技术领域，具体地说是一种水性涂料的生产设备及其工作方法。

背景技术

水性涂料包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料(乳胶涂料)3种。水溶性涂料是以水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。现有技术的水性涂料在生产时存在以下几个问题：1.生产的连贯性不好，因为在生产水性涂料时需要很多独立的化学反应，这样就需要很多反应釜独立工作，每个反应釜之间不能形成有效地连接配合，无法形成高效的流水线式工作；2.在兑稀时，由于初始温度过高会产生蒸汽，造成了环境污染和原料的浪费；3.兑稀时，由于兑稀釜内涂料初始温度较高，如果不及时冷却会造成涂料的蒸发造成浪费，而且如果出料温度高于50℃，那么就无法立刻封装出料，需要冷却，增加了出料时间。4.在向反应釜中添加原料时不易控制填料量，尤其是对于某些表现过激的化学反应需要时刻控制加料量；5.在生产需要将环氧树脂颗粒熔化成液体时，传统的锚式搅拌器搅拌效果不理想，由于物料粘稠度较大，环氧树脂颗粒不能充分与环氧树脂液体混合，从而影响环氧树脂的熔化时间。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种水性涂料的生产设备及其工作方法，用以解决以上技术问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案包括：一种水性涂料的生产设备，该生产设备包括主反应模块和兑稀出料模块，主反应模块整体在上，兑稀出料模块整体在下。

所述的主反应模块包括主反应釜，主反应釜顶部通过连通管分别连接有交联剂反应釜和化环氧反应釜，交联剂反应釜用于生产交联剂，化环氧反应釜用于熔化固体环氧树脂颗粒；

所述的兑稀出料模块包括兑稀釜，兑稀釜顶部设置有溶剂回收装置，兑稀釜顶部还连接有存储罐，存储罐用于兑稀时存储并向兑稀釜添加某些辅助兑稀的物质，例如甲酸；所述兑稀釜内设置有冷却装置，所述兑稀釜底部通过连通管连接有过滤器，过滤器连接有出料口；

所述兑稀釜底部与主反应釜顶部通过连通管连接；

所述的每节连通管上都设置有控制阀门和真空泵，真空泵促进原料在各反应釜中的流动。

因为主反应釜在反应时需要控制温度，所以主反应釜外层还设置有夹套，所述夹套上设有介质入口和介质出口；导热油锅炉，其导热油出口与所述夹套的介质入口联通；冷冻机组，其冷媒出口与所述夹套的介质入口联通。当反应釜需要加热时，锅炉中的导热油流入夹套，使得反应釜迅速加热。这一过程，避免了采用蒸汽加热所存在的高压易炸的风险，确保生产安全。当反应釜需要降温时，冷冻机组中的冷油流入夹套，并将夹套中原有的导热油顶走，使得反应釜的温度可以迅速降低，大大提高了对物料的冷却效率。

所述的交联剂反应釜顶部通过连通管连接有滴加罐，滴加罐与控制阀配合控制加料速度。

所述的滴加罐、交联剂反应釜以及化环氧反应釜都为计量罐，计量罐方便工人观察和掌握加料量。

所述的化环氧反应釜内部设置有搅拌装置，所述搅拌装置的搅拌轴上设置有上下两组搅拌叶片，所述的两组搅拌叶片呈十字交叉形设置，所述的搅拌叶片为桨式搅拌叶片，桨式搅拌叶片的外端向上倾斜，该搅拌装置通过顶部电机和减速器控制动力，由于电机和减速器属于现有技术，在此不再赘述。

所述的冷却装置包括螺旋盘管，所述螺旋盘管紧贴兑稀釜内侧壁上，螺旋盘管一端口连接入水管道，入水管道上设置有抽水泵；所述螺旋盘管的另一端口连接出水管道，入水管道上设置有冷凝器Ⅰ，对于冷凝器Ⅰ可以根据不同季节选择性使用，如果是夏季，由于盘管与兑稀釜内热交换带出的循环水散热较慢，所以需要冷凝器，如果是冬天，则可以不需要开启冷凝器。

所述的溶剂回收装置包括冷凝器Ⅱ，冷凝器Ⅱ一端与兑稀釜顶部连通，冷凝器Ⅱ的另一端连通回收罐，回收罐连接回收桶，回收桶连接抽泵，抽泵连接回收管道，回收管道通入兑稀釜内腔。

利用权利要求6所述的一种水性涂料的生产设备的工作方法，

步骤一：将对应的初级原料分别放入交联剂反应釜和化环氧反应釜中，然后分别反应；

步骤二：反应完成后，将步骤一中反应得到的次级原料通入到主反应釜中反应，并重复步骤一，使交联剂反应釜和化环氧反应釜同主反应釜同步工作；

步骤三：主反应釜反应完成后，将主反应釜中得到的初级成品通入到兑稀釜中进行兑稀，在兑稀时，当蒸发的溶剂蒸汽在顶部遇到冷凝器Ⅱ时，会迅速液化，重新落入兑稀釜中继续反应，部分未被液化的溶剂蒸汽会顺着冷凝器内部通道继续冷却液化，液化后暂存在回收罐中，当回收罐中液化的溶剂到达一定量时，打开控制阀，溶剂流入到回收桶中，然后经过简单处理，打开抽泵将回收桶中的溶剂从新抽入到兑稀釜中继续反应。兑稀结束后过滤得到最终成品。

所述的步骤一中，交联剂反应釜顶部通过滴加罐控制阀门滴加原料，以此控制交联剂反应釜中的反应速度。

所述的步骤三中，在兑稀时，蒸发的初级原料通过溶剂回收装置重新回收并再次通入到兑稀釜中继续兑稀。

所述的步骤三中，在兑稀时，利用兑稀釜内壁的螺旋盘管降低兑稀釜的温度，具体方式是将螺旋盘管内通入循环水与兑稀釜进行热交换。

本发明的有益效果是：

1.本发明的一种水性涂料的生产设备，其各个反应釜及罐体之间为立体式分布，根据反应步骤，排列顺序自上而下，可根据重力和真空泵相配合的方式增强原料在各反应釜和罐体之间的流动性，形成高效有序的生产流水线。

2.化环氧反应釜和交联剂反应釜反应结束后将原料投入到主反应釜中继续反应，此时化环氧反应釜和交联剂反应釜可继续添加原料与主反应釜同步反应，大大节省了时间。

3.兑稀釜内壁的冷却装置可以有效的对兑稀釜内降温，减少溶剂的蒸发，一边兑稀一边冷却，兑稀结束后，温度降低至50℃以下可直接过滤出料，节约了出料时间。

4.溶剂回收装置对兑稀釜内蒸发的溶剂从新液化回收，减少了空气污染并节约了物料，绿色环保。

5.搅拌装置设置了上下两组搅拌叶片提高了反应釜的搅拌效率，使得原料受热更均匀，更有利于固体原料的完全融化，结构简单、使用方便，提高了工作效率，缩短了生产周期，减低生产成本。

6.滴加罐与控制阀配合控制加料速度，有助于控制化学反应的剧烈程度，提高了安全性和有利于反应的彻底性。

7.滴加罐和真空泵相互配合，滴加罐方便工人们观察和掌握加料数量，由于真空泵抽取原料较为彻底，解决了溶剂残留问题，所以最后反应得到的成品质量更加精确。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的描述：

附图1为一种水性涂料的生产设备的结构连接图。

图中：1.滴加罐，2.控制阀门，3.交联剂反应釜，4.化环氧反应釜，5.搅拌轴，6.搅拌叶片，7.冷凝器Ⅱ，8.存储罐，9.抽泵，10.回收罐，11.回收桶，12.蓄水池，13.抽水泵，14.冷凝器Ⅰ，15.螺旋盘管，16.兑稀釜，17.过滤器，18.出料口，19.主反应釜，20.连通管，21.冷冻机组，22.导热油锅炉，23.出水管道，24.入水管道，25.介质出口，26.介质入口，27.回收管道,28.真空泵。

实施例1

一种水性涂料的生产设备，该生产设备包括主反应模块和兑稀出料模块，主反应模块整体在上，兑稀出料模块整体在下。所述的主反应模块包括主反应釜19，主反应釜19内腔设置有锚式搅拌器，主反应釜19外层还设置有夹套，所述夹套上设有介质入口26和介质出口25；有一导热油锅炉22，其导热油出口与所述夹套的介质入口26联通；有一冷冻机组21，其冷媒出口与所述夹套的介质入口26联通，当主反应釜19需要加热时，导热油锅炉22中的导热油流入夹套，使得主反应釜迅速加热。这一过程，避免了采用蒸汽加热所存在的高压易炸的风险，确保生产安全；当主反应釜19需要降温时，冷冻机组21中的冷油流入夹套，并将夹套中原有的导热油顶走，使得主反应釜19的温度可以迅速降低，大大提高了对物料的冷却效率。主反应釜19顶部通过连通管20分别连接有交联剂反应釜3和化环氧反应釜4，所述交联剂反应釜3顶部通过连通管20连接有滴加罐1；所述化环氧反应釜4通过锅炉加热，在化环氧反应釜4内部设置有搅拌装置，所述搅拌装置的搅拌轴5上设置有上下两组搅拌叶片6，所述的两组搅拌叶片6呈十字交叉形设置，所述的搅拌叶片6为桨式搅拌叶片6，桨式搅拌叶片6的外端向上倾斜，该搅拌装置通过顶部电机和减速器控制动力，由于电机和减速器属于现有技术，在此不再赘述；所述的兑稀釜16底部通过连通管20与兑稀釜16顶部连通，兑稀釜16顶部设置有溶剂回收装置，所述的溶剂回收装置包括冷凝器Ⅱ7，冷凝器Ⅱ7一端与兑稀釜16顶部连通，冷凝器Ⅱ7的另一端连通回收罐10，回收罐10连接回收桶11，回收桶11连接抽泵9，抽泵9连接回收管道27，回收管道27通入兑稀釜16内腔；兑稀釜16顶部还连接有存储罐8，存储罐8内装有例如甲酸水等辅助兑稀的物质，所述兑稀釜16内设置有冷却装置，冷却装置包括螺旋盘管15，所述螺旋盘管15紧贴兑稀釜16内侧壁上，螺旋盘管15一端口连接入水管道24，入水管道24上设置有抽水泵13；所述螺旋盘管15的另一端口连接出水管道23，入水管道24上设置有冷凝器Ⅰ14，对于冷凝器Ⅰ14可以根据不同季节选择性使用，如果是盛夏由于盘管与兑稀釜16内热交换带出的循环水散热较慢，所以需要冷凝器，如果是冬天，则可以不需要开启冷凝器Ⅰ14，循环水的水源来自于蓄水池12。所述兑稀釜16底部通过连通管20连接有过滤器17，过滤器17连接有出料口18。

其中，所述的每节连通管20上都设置有控制阀门2和真空泵28。

一种水性涂料的生产设备的工作方法，

步骤一：将TDI、乙二醇丁醚、异辛醇、有机锡液和丙二醇甲醚通过滴加罐1和控制阀门2滴相互配合的方式投入到交联剂反应釜3中，将环氧树脂颗粒投入到化环氧反应釜4中，然后分别反应，反应时，化环氧反应釜4开始加热，当温度到达60℃时，搅拌装置开始搅拌；

步骤二：反应完成后，将步骤一中反应得到的次级原料通入到主反应釜19中反应，并重复步骤一，使交联剂反应釜3和化环氧反应釜4同主反应釜19同步工作；

步骤三：主反应釜19反应完成后，将主反应釜19中得到的初级成品通入到兑稀釜16中进行兑稀，在兑稀时，通过存储罐8向兑稀釜16内投入甲酸并加入去离子水，同时冷却装置开始工作，由抽水泵13驱动兑稀釜16内壁螺旋盘管15内水循环，利用热交换原理对兑稀釜16内降温冷却；在初始兑稀过程中，蒸发的溶剂蒸汽在兑稀釜16顶部遇到冷凝器Ⅱ7时，会迅速液化，重新落入兑稀釜16中继续反应，部分未被液化的溶剂蒸汽会顺着冷凝器Ⅱ7内部通道继续冷却液化，液化后暂存在回收罐10中，当回收罐10中液化的溶剂到达一定量时，打开控制阀，溶剂流入到回收桶11中，然后经过简单处理，打开抽泵9将回收桶11中的溶剂从新抽入到兑稀釜16中继续反应。兑稀结束后过滤得到最终成品。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不是本发明的全部实施例，不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术，为了突出本发明的创新特点，上述技术特征在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种水性涂料的生产设备，其特征是，该生产设备包括主反应模块和兑稀出料模块，

所述的主反应模块包括主反应釜，主反应釜通过连通管分别连接有交联剂反应釜和化环氧反应釜；

所述的兑稀出料模块包括兑稀釜，兑稀釜顶部设置有溶剂回收装置，所述兑稀釜顶部还连接有存储罐，所述兑稀釜内设置有冷却装置，所述兑稀釜底部通过连通管连接有过滤器，过滤器连接有出料口；

所述兑稀釜与主反应釜通过连通管连接；

所述的每节连通管上都设置有控制阀门和真空泵。

2.根据权利要求1所述的一种水性涂料的生产设备，其特征是，所述的交联剂反应釜顶部通过连通管连接有滴加罐。

3.根据权利要求2所述的一种水性涂料的生产设备，其特征是，所述的滴加罐、存储罐、交联剂反应釜以及化环氧反应釜都为计量罐。

4.根据权利要求3所述的一种水性涂料的生产设备，其特征是，所述的化环氧反应釜内部设置有搅拌装置，所述搅拌装置的搅拌轴上设置有上下两组搅拌叶片，所述的两组搅拌叶片呈十字交叉形设置。

5.根据权利要求4所述的一种水性涂料的生产设备，其特征是，所述的冷却装置包括螺旋盘管，所述螺旋盘管紧贴兑稀釜内侧壁上，螺旋盘管一端口连接入水管道，入水管道上设置有抽水泵；所述螺旋盘管的另一端口连接出水管道，入水管道上设置有冷凝器Ⅰ。

6.根据权利要求5所述的一种水性涂料的生产设备，其特征是，所述的溶剂回收装置包括冷凝器Ⅱ，冷凝器Ⅱ一端与兑稀釜顶部连通，冷凝器Ⅱ的另一端连通回收罐，回收罐连接回收桶，回收桶连接抽泵，抽泵连接回收管道，回收管道通入兑稀釜内腔。

7.利用权利要求6所述的一种水性涂料的生产设备的工作方法，其特征是，

步骤一：将对应的初级原料分别放入交联剂反应釜和化环氧反应釜中，然后分别反应；

步骤二：反应完成后，将步骤一中反应得到的次级原料通入到主反应釜中反应，并重复步骤一，使交联剂反应釜和化环氧反应釜同主反应釜同步工作；

步骤三：主反应釜反应完成后，将主反应釜中得到的初级成品通入到兑稀釜中进行兑稀，兑稀结束后过滤得到最终成品。

8.根据权利要求7所述的一种水性涂料生产设备的工作方法，其特征是，所述的步骤一中，交联剂反应釜顶部通过滴加罐控制阀门滴加原料，以此控制交联剂反应釜中的反应速度。

9.根据权利要求7所述的一种水性涂料生产设备的工作方法，其特征是，所述的步骤三中，在兑稀时，蒸发的初级原料通过溶剂回收装置重新回收并再次通入到兑稀釜中继续兑稀。

10.根据权利要求7所述的一种水性涂料生产设备的工作方法，其特征是，所述的步骤三中，在兑稀时，利用兑稀釜内壁的螺旋盘管降低兑稀釜的温度，具体方式是将螺旋盘管内通入循环水与兑稀釜进行热交换。