CN107641463A

CN107641463A - 分散性涂料及其应用

Info

Publication number: CN107641463A
Application number: CN201710979470.0A
Authority: CN
Inventors: 布兰德·布尔克哈德; 邦德·沃尔夫冈
Original assignee: Mig Material Innovations Ltd
Current assignee: Mig Material Innovations Ltd
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2018-01-30

Abstract

本发明涉及涂料技术领域，公开了一种分散性涂料及其应用，还公开了内壁涂覆分散性涂料的烟叶烘干室和食品储存室。该分散性涂料包括：8–12重量份铝硅酸盐，2–4重量份层状硅酸盐，10–30重量份二氧化钛，15–30重量份硅树脂，2–35重量份碳酸钙，0–4重量份非晶玻璃体和陶瓷中空体，0–5重量份添加剂，以及10–100重量份水。本发明提供的分散性涂料可以减少烟草烘干过程中的能量消耗，同时保证烘干室和储存室内热能分布稳定均匀，不会在烘干室的上层形成水气集中。

Description

分散性涂料及其应用

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种分散性涂料及其应用，还涉及内壁涂覆分散性涂料的烟叶烘干室和食品储存室。

背景技术

烟草加工工艺中一个重要的步骤是烘干环节。烘干消耗能量，不但产生成本，同时也导致二氧化碳排放，对环境产生负面影响。另外，烘干环节也对产品的最终质量起到决定性作用。

在烘干过程中，空气湿度管理至关重要。湿气及其在烤烟房内的分布决定了烟叶上是否滋生霉菌。烟叶霉变不但使烟草质量下降，而且对烟民健康造成额外的风险。这两个因素是品质和商业成功的主要组成部分。

概括而言，本发明的目的是减少烟草烘干过程中的能量消耗，同时保证烘干室和储存室内热能的良好分布。特别是湿气必须得到有效控制，防止烟叶发生霉变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分散性涂料，通过利用本发明的分散性涂料可以减少烟草烘干过程中的能量消耗，同时保证烘干室和储存室内热能的良好分布。

在一方面，本发明提供一种由以下组分组成的分散性涂料:

8–12重量份铝硅酸盐，

2–4重量份层状硅酸盐，

10–30重量份二氧化钛，

15–30重量份硅树脂,

2–35重量份碳酸钙，

0–4重量份非晶玻璃体和陶瓷中空体，

0–5重量份添加剂，以及

10–100重量份水。

可选地，所述分散性涂料包含9–11重量份铝硅酸盐。

可选地，所述铝硅酸盐至少包括沸石。

可选地，所述铝硅酸盐以粒子混合物形式存在，所述粒子混合物包括粒径为1～200μm和400～500μm的两种颗粒，所述两种颗粒分别通过第一级和第二级筛分选取。

可选地，所述第一级筛分与第二级筛分所得的颗粒之间重量比在1:0.5至1:1的范围内。

可选地，所述第一级筛分与第二级筛分所得的颗粒之间重量比在1:0.5至1:0.7的范围内。

可选地，所述分散性涂料包含18–25重量份硅树脂。

可选地，所述分散性涂料包含15–30重量份碳酸钙。

可选地，所述添加剂包含润湿剂和稳定剂。

可选地，所述分散性涂料包含15–25重量份二氧化钛。

在另一方面，本发明提供一种如上述的分散性涂料施用在用于烘干烟草或储存食品的干燥室的内壁上。

在另一方面，本发明提供一种用于烘干烟草或储存食品的干燥室，所述干燥室的内壁具有一道壁涂层，所述壁涂层通过涂刷和干燥上述分散性涂料而形成。

由于内壁形成独特的壁涂层，分散性涂料的发明者可确定以下效果：

壁涂层能在短时间内吸收涂层表面的一部分湿气，以便随后和其他水蒸汽分子进行置换。这使得烘干室内的热含量分布稳定均匀，并且不会在烘干室的上层形成水气集中。此外，部分湿气在与烘干室/壁涂层的大气交换过程中持续降低。由此不会形成霉菌，同时烘干室必定消耗更少能量。在干燥过程初始时就能快速达到所要求的温度，从而节省能量。

具体实施方式

为了使本发明的目的、方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

通过利用本发明的分散性涂料可以消除或至少减少现有技术的缺点。

为此，根据本发明的分散性涂料按重量份计由下述组分组成：

8–12，优选9–11铝硅酸盐，

2–4层状硅酸盐，优选云母，

10–30，优选15–25二氧化钛，

15–30，优选18–25硅树脂，

2-35，优选15–30碳酸钙，

0–4非晶玻璃体和陶瓷中空体，

0–5添加剂，以及

10–100水。

令人惊讶的是，已经发现，通过在烘干室或储存室的内壁上涂覆以上组合物的壁涂层，对于食品的干燥或储存具有特殊的优点。因此，烟叶烘干所需的能耗或食品干燥储存必须具备的条件大大降低，这表明了根据本发明的分散性涂料应用不限于烟叶烘干，同时也适用于食品等储存。本发明还涉及一种用于烟草烘干的烘干室或食品储存的存储室，其内壁因涂覆上述分散性涂料而形成壁涂层。上述分散性涂料以分多道，特别是分两道涂刷为佳。应用表明，烟草质量得到显著增加的同时也节省了用于烘干烟叶的能耗，与传统烤烟房相比可以减少二氧化碳排放量。

在烘干过程中，水蒸汽吸收由烘干室的加热系统产生的热红外辐射。因此，烘干室中的湿度与温度之间存在直接的相互关系。水蒸汽输送热能，而这种能量必须尽可能均匀地分布在烘干室中。随着热量上升，相关的湿度也向上提升。湿气中所包含的热能是导致霉菌滋生在烟叶上的理想媒介。

为了使烘干室中的湿气及其包含的热能达到统计学意义上的均匀分布，必须有一个与湿气相互作用的壁涂层，即一个持久的系统，能在短时间内吸收涂层表面的一部分湿气，以便随后和其他水蒸汽分子进行置换。这使得烘干室内的热含量分布稳定均匀，并且不会在烘干室的上层形成水气集中。此外，部分湿气在与烘干室/壁涂层的大气交换过程中持续降低。由此不会形成霉菌，同时烘干室必定消耗更少能量。在干燥过程初始时就能快速达到所要求的温度，从而节省能量。与常规干燥方法相比，节能可达40％。具体节能程度取决于烘干室的建筑结构，通常能至少节能15％。节能是企业实现经济效益的重要手段。

在本文中，铝硅酸盐是来自由基本构建块SiO₄四面体和AlO₄四面体形成的硅酸盐组的矿物质和化合物的统称。铝硅酸盐包括例如长石，类长石和沸石。

硅铝酸盐以沸石为优选。沸石是结晶铝硅酸盐，在自然界中以无数形态存在，但也可以合成制备。沸石的组成是：

Mⁿ⁺x/n[(AlO₂)-x(SiO₂)y]*z H₂O

式中：

n:因子n是阳离子M的电荷，通常为1或2。

M:碱金属或碱土金属的阳离子(K,Li,Na,K,Rb,Cs,Be,Mg,Ca,Sr,Ba)。

z:因子z表示由晶体吸收的水分子数。沸石可以吸收水分和其他低分子量物质，并在加热时重新释放而不破坏其晶体结构。

y:总公式中SiO₂和AlO₂或y/x的分子比例称为模数，根据洛温斯坦规则，其数值不能小于1。

铝硅酸盐包括通过第一级筛分获取的粒子混合物，粒径为1～200μm，以及通过第二级筛分获取的粒子混合物，粒径为400～500μm。尤应注意，第一级和第二级筛分得出的颗粒之间的重量比应在1:0.5至1:1之间，优选1:0.5至1:0.7的范围。令人惊奇的是，已经发现，包含两种颗粒级配的沸石混合物所形成的壁涂层能增强水的扩散，从而进一步改善根据本发明的壁涂层的特别效果。

在硅酸盐阴离子中，由角连接SiO₄四面体层组成的硅酸盐称为片状硅酸盐(片状硅酸盐，层状硅酸盐)。这些层或双层不通过其它Si-O键与框架连接。层状硅酸盐包括成岩矿物，如云母组，亚氯酸盐组，高岭土和蛇纹石组等。特别优选云母组的层状硅酸盐。

云母的化学组分如下:

DG₂-3[T₄O₁₀]X₂

式中:

D:12-配位阳离子(K,Na,Ca,Ba,Rb,Cs,NH₄ ⁺)

G:6-配位阳离子(Li,Mg,Fe²⁺,Mn,Zn,Al,Fe³⁺,Cr,V,Ti)

T:4-配位阳离子(Si,Al,Fe³⁺,B,Be)

X:阴离子(OH^-,F^-,Cl^-,O^2-,S^2-)

在这里，阳离子配位是指其最近邻的数量和类型。例如，12配位的阳离子被12个氧原子包围。在结构上，云母的特征是TO₄四面体和GO₆八面体层。八面体层被2个四面体层包围。

硅树脂(或聚(有机)硅氧烷)是一合成聚合物的名称，其中硅原子通过氧原子连接。硅树脂由单独的硅氧烷单元组成。由于每个氧原子是两个硅原子之间的桥连构件，硅氧烷单元的组成可计算为：R_nSiO_(4-n)/2(n＝0,1,2,3)，也就是说，根据氧的游离价数，硅氧烷单元可以具有1-4个其它的取代基。因此，硅氧烷单元可以是单，双，三，和四功能的。可用符号表示，M(单)，D(双)，T(三)和Q(四)：[M]＝R₃SiO_1/2,[D]＝R₂SiO_2/2,[T]＝RSiO_3/2和[Q]＝SiO_4/2。优选结构为[MDnM]的线性聚硅氧烷。R表示烷基部分，优选C1-C5烷基部分，特别是甲基或乙基。

使用陶瓷中空体和非晶玻璃体(例如玻璃空心球)为优选。

润湿剂和稳定剂特别用作添加剂。

以下参考实例更详细地解释本发明。

基础制剂

17.5重量份蒸馏水

10.5重量份铝硅酸盐，即沸石

2.5重量份云母

20重量份 TiO₂(锐钛矿)

21.5重量份硅树脂

27.5重量份碳酸钙

0.5重量份添加剂(润湿剂等)

实验步骤

为了比较，将两个构造相同的试验室用上述基础制剂和参比制剂涂覆两次，参比制剂组份如下：

参比制剂

20重量份蒸馏水

3重量份铝硅酸盐，特别是沸石

5重量份云母

20重量份 TiO₂(锐钛矿)

21.5重量份硅树脂

30重量份碳酸钙

0.5重量份添加剂(润湿剂等)

可看出，基础制剂涂刷的烘干室内温度分布更均匀，使得测试室中的湿度分布也很大程度上保持恒定。因此在干燥过程中烟草叶上没有形成霉菌。

根据本发明只需5分钟后就能达到干燥工艺所需的温度(28℃)，起始温度为15℃，而参比制剂则需20分钟。节能约15％。

粮食、果实、大米、黑麦等的储存，例如作为紧急或最低储备供应人口需求，可以通过在干燥室内壁涂刷根据本发明的分散性涂料更有效地实现，并且能耗更低。这样，储存的货物也可以避免霉菌侵袭。

需要说明的是，本发明的说明书中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种由以下组分组成的分散性涂料，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的分散性涂料，其特征在于，所述分散性涂料包含9–11重量份铝硅酸盐。

3.如权利要求1或2所述的分散性涂料，其特征在于，所述铝硅酸盐至少包括沸石。

4.如权利要求1所述的分散性涂料，其特征在于，所述铝硅酸盐以粒子混合物形式存在，所述粒子混合物包括粒径为1～200μm和400～500μm的两种颗粒，所述两种颗粒分别通过第一级和第二级筛分选取。

5.如权利要求4所述的分散性涂料，其特征在于，所述第一级筛分与第二级筛分所得的颗粒之间重量比在1:0.5至1:1的范围内。

6.如权利要求5所述的分散性涂料，其特征在于，所述第一级筛分与第二级筛分所得的颗粒之间重量比在1:0.5至1:0.7的范围内。

7.如权利要求1所述的分散性涂料，其特征在于，所述层状硅酸盐是云母。

8.如权利要求1所述的分散性涂料，其特征在于，所述分散性涂料包含18–25重量份硅树脂。

9.如权利要求1所述的分散性涂料，其特征在于，所述分散性涂料包含15–30重量份碳酸钙。

10.如权利要求1所述的分散性涂料，其特征在于，所述添加剂包含润湿剂和稳定剂。

11.如权利要求1所述的分散性涂料，其特征在于，所述分散性涂料包含15–25重量份二氧化钛。

12.一种如权利要求1-11中任一项所述的分散性涂料施用在用于烘干烟草或储存食品的干燥室的内壁上。

13.一种用于烘干烟草或储存食品的干燥室，其特征在于，所述干燥室的内壁具有一道壁涂层，所述壁涂层通过涂刷和干燥根据权利要求1至11中任一项所述的分散性涂料而形成。