CN114505039B - 一种用于高岭土的生产制备装置及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生产技术设备领域，公开了一种用于高岭土的生产制备装置及制备方法，包括反应机构以及测试机构，所述反应机构包括搅拌罐以及搅拌机构，所述搅拌机构包括第一电机，所述第一电机的输出端配合连接有螺纹丝杆，所述螺纹丝杆上配合连接有滑动块，所述滑动块上固定安装有第二电机，所述第二电机的输出端配合连接有搅拌轴，所述搅拌轴贯穿所述搅拌罐的顶盖伸入至所述搅拌罐的内部，所述搅拌轴沿长度方向间隔设置有若干组搅拌叶片，且若干组所述搅拌叶片的径向长度均不相等，能够根据传热速率进而控制搅拌叶片的运行速度，从而使得传热速率始终保持在预设范围内，在保证生产效率的同时还保证了最终涂料的成品质量。

Description

一种用于高岭土的生产制备装置及制备方法

技术领域

本发明涉及生产技术设备领域，特别是一种用于高岭土的生产制备装置及制备方法。

背景技术

目前建筑防水涂层通常分为刚性和柔性两类防水涂层，过去许多建筑物通过采用刚性防水涂层防水，其容易出现防水失效，原因主要有：温度变化引起热胀冷缩、屋面板受力引起的变形开裂、地基沉降或墙体承重引起的屋面变形及屋面板质量问题导致渗水或漏水。柔性防水涂层通常是在屋面铺上沥青卷材，采用热熔法施工固化，但会产生废气和沥青烟气，污染环境。随着科学技术技术的发展，多种新型环保的防水涂料逐步出现市面上，并且防水涂料具有较好的抗裂性，成膜致密程度高，隔水效果好，且温度适应性好，易于施工及维护，水性涂料更具备环保优势，防水涂料无疑会成为未来防水材料主要的发展方向。

而高岭土防水涂料是以聚合物乳液为基料，辅以填料和其他助剂配制而成的单组分水乳型防水涂料，具有耐高低温性好，断裂延伸率高等特点，能有效缓解基层沉降开裂引起的渗漏，可广泛应用于卫生间、厨房、楼地面、阳台的防水、防潮、隔热处理。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种用于高岭土的生产制备装置及制备方法。

为达到上述目的本发明采用的技术方案为：一种用于高岭土的生产制备装置，包括反应机构以及测试机构；

所述反应机构包括搅拌罐以及搅拌机构，所述搅拌机构包括第一电机，所述第一电机的输出端配合连接有螺纹丝杆，所述螺纹丝杆上配合连接有滑动块，所述滑动块上固定安装有第二电机，所述第二电机的输出端配合连接有搅拌轴，所述搅拌轴贯穿所述搅拌罐的顶盖伸入至所述搅拌罐的内部，所述搅拌轴沿长度方向间隔设置有若干组搅拌叶片，且若干组所述搅拌叶片的径向长度均不相等；

所述测试机构包括测试台，所述测试台上设置有位移机构，所述位移机构包括第一电动导轨、第二电动导轨以及第三电动导轨，所述第一电动导轨设置为两组，两组第一电动导轨通过安装架相互平行的安装在所述测试台上，所述第一电动导轨上滑动连接有第一滑块，所述第二电动导轨通过第一滑块架设在两组所述第一电动导轨之间，所述第二电动导轨上滑动连接有第二滑块，所述第三电动导轨固定安装在所述第二滑块上，所述第三电动导轨上滑动连接有第三滑块。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述搅拌轴沿长度方向还设置有至少一组固定杆，所述固定杆沿长度方向设置有至少三个第一传感器，所述第一传感器用于检测搅拌罐内不同径向区域的温度信息。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述搅拌轴上设置有第二传感器，所述第二传感器用于检测所述搅拌叶片的旋转速度，所述滑动块上设置有第三传感器，所述第三传感器用于检测所述搅拌叶片的位置与位移量。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第三滑块上固定安装有涂布头以及涂布板，所述搅拌罐侧壁开设有测料孔，所述测料孔内设置有电磁阀，所述测料孔上配合连接有测料管，所述测料管连接至所述涂布头上，所述测料管上设置有抽料泵。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述测试台上设置有模拟机构，所述模拟机构包括测试基座，所述测试基座上设置有多个测试模腔，所述测试模腔上配合连接有模具板，所述模具板上开设有多种不同形状的条缝、孔洞。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述测试模腔的侧壁开设有进气孔，所述进气孔上配合连接有进气管，所述测试基座上设置有一条主供气管，所述主供气管沿长度方向分接有多条分供气管，多条分工供气管分别与多个测试模腔上的进气管相连通，所述进气管上设置有电控阀门。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述测试模腔内设置有电热装置，所述电热装置用于加热所述测试模腔内的空气，所述测试模腔内设置有第四传感器与第五传感器，所述第四传感器用于检测测试模腔内的压力信息，所述第五传感器用于检测测试模腔内的温度信息。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第三滑块上还设置有超声波检测仪与红外检测仪。

本发明第二方面提供了一种用于高岭土的生产制备装置的制备方法，应用于任一项所述的一种用于高岭土的生产制备装置，包括如下步骤：

通过搅拌机构对搅拌罐内反应溶液进行搅拌；

通过第一传感器实时获取反应溶液温度值，并基于所述温度值生成搅拌叶片的转动信息，以使得反应溶液的传热速率保持在预设范围内；

当到达预设反应时间后，将反应溶液抽至涂布头上，并通过涂布头将反应溶液涂布至模具板上；

往测试模腔内通入气体，使得测试模腔内气体达到一定的压力值；

通过超声波检测仪对模具板表面进行扫描测试并生成测试结果，基于所述测试结果生成对应的控制信息；

其中所述控制信息包括控制搅拌机构停止搅拌或继续搅拌。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，通过第一传感器实时获取反应溶液温度值，并基于所述温度值生成搅拌叶片的转动信息，具体为：

将所述搅拌罐沿径向分割成若干个子区域；

通过第一传感器采集若干个子区域的温度信息，以得到若干个子区域对应的温度值；

基于所述若干个子区域对应的温度值，计算每相邻两个子区域间的温度差值；

基于所述每相邻两个子区域间的温度差值，计算出搅拌罐内反应溶液的实时传热速率；

将所述实时传热速率与第一预设传热速率以及第二预设传热速率进行比较；其中，所述第一预设传热速率大于所述第二预设传热速率；

若所述实时传热速率大于第二预设传热速率，则控制所述搅拌叶片按照第一运行参数运行；

若所述实时导热效率小于第一预设传热速率，则控制所述搅拌叶片按照第二运行参数运行；

其中，所述第一运行参数为搅拌叶片先匀减速转动再匀速转动的运行方式；所述第二运行参数为搅拌叶片先匀加速转动再匀速转动的运行方式。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：在溶液反应的过程中，可以控制搅拌叶片上下移动，进而使得搅拌叶片在不同高度位置与反应溶液摩擦，加快搅拌罐内反应溶液的流动，进而提高反应速率，极大的节省了反应时间，提高了生产效率；多组搅拌叶片的径向长度均不相等，使得搅拌叶片在旋转过程中与反应溶液产生不同方向的挤压，从而提高了反应面积与反应效率；通过第一传感器实时的检测出反应溶液不同区域的温度值，进而计算出实时的传热速率，并且根据传热速率进而控制搅拌叶片的运行速度，从而使得传热速率始终保持在预设范围内，在保证生产效率的同时还保证了最终涂料的成品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为生产制备装置的整体结构示意图；

图2为反应机构的立体结构示意图；

图3为搅拌叶片的结构示意图；

图4为测试机构的立体结构示意图；

图5为位移机构的结构示意图；

图6为涂布头与涂布板的结构示意图；

图7为模拟结构的结构示意图；

图8为一种用于高岭土的生产制备装置的制备方法的整体流程图；

图9为一种用于高岭土的生产制备装置的制备方法的部分方法流程图。

附图标记说明如下：101、搅拌罐；102、第一电机；103、螺纹丝杆；104、滑动块；105、第二电机；106、搅拌轴；107、搅拌叶片；108、固定杆；109、第一传感器；201、测试台；202、第一电动导轨；203、第二电动导轨；204、第三电动导轨；205、安装架；206、第一滑块；207、第二滑块；208、第三滑块；209、测试基座；301、测试模腔；302、模具板；303、涂布头；304、涂布板；305、测料管；306、废料储存盘；307、进气管；308、主供气管；309、分供气管；401、超声波检测仪；402、进气接头。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

如图1所示，本发明第一方面提供了一种用于高岭土的生产制备装置，包括反应机构以及测试机构。

需要说明的是，以高岭土为基料，水玻璃为碱激发剂，与单体乳液进行复合，再逐步加入引发剂，并且在高速搅拌器中搅拌均匀，即可制得高岭土涂料。高岭土涂料的防水机理为：涂料在涂覆后处于分散状态下的聚合物颗粒和填料颗粒逐渐靠拢，随着水分的挥发，聚合物颗粒表面的吸附层逐渐受到不可逆的破坏，并形成堆积，在后期毛细血管力的作用下，聚合物颗粒开始变形，同时，聚合物界面分子链相互扩散、渗透、缠绕使漆膜性能进一步提高，形成具有一定性能的连续膜，进而形成致密膜，从而起到防水功能。

如图2、3所示，所述反应机构包括搅拌罐101以及搅拌机构，所述搅拌机构包括第一电机102，所述第一电机102的输出端配合连接有螺纹丝杆103，所述螺纹丝杆103上配合连接有滑动块104，所述滑动块104上固定安装有第二电机105，所述第二电机105的输出端配合连接有搅拌轴106，所述搅拌轴106贯穿所述搅拌罐101的顶盖伸入至所述搅拌罐101的内部，所述搅拌轴106沿长度方向间隔设置有若干组搅拌叶片107，且若干组所述搅拌叶片107的径向长度均不相等。

需要说明的是，一方面通过驱动第二电机105，使得第二电机105带动搅拌轴106旋转，从而带动搅拌叶片107旋转，进而实现对搅拌罐101内反应溶液搅拌反应的功能。另一方面通过驱动第一电机102，使得第一电机102带动螺纹丝杆103旋转，从而带动滑动块104沿螺纹丝杆103来回滑动，进而实现带动搅拌叶片107沿搅拌罐101上下移动的功能，这样一来，在对搅拌罐101内反应溶液搅拌的过程中，便能够控制搅拌叶片107上下移动，进而使得搅拌叶片107在不同高度位置与反应物摩擦，加快搅拌罐101内反应溶液的流动，进而提高反应速率，极大的节省了反应时间，提高了生产效率。

需要说明的是，把多组搅拌叶片107设计为不相等的径向长度是为了加大了对搅拌罐101内反应溶液的搅拌范围，使得搅拌叶片107在搅拌过程中与反应溶液产生不同方向的挤压，使得逐滴加入的引发剂与单体乳液混合更充分，从而使得引发剂与单体乳液间不断滚动摩擦，进而提高单体乳液的稳定性，使得其粘度降低，使得聚合过程更加稳定，并且大颗粒的高岭土也会被进一步搅碎形成细小颗粒，进而提高其反应面积，从而极大的提高反应效率。

如图3所示，所述搅拌轴106沿长度方向还设置有至少一组固定杆108，所述固定杆108沿长度方向设置有至少三个第一传感器109，所述第一传感器109用于检测搅拌罐101内不同径向区域的温度信息。

需要说明的是，在搅拌反应的过程中，需要设置温控系统使得反应溶液在不同的反应时间保持在不同的温度范围内，进而提高涂料的聚合稳定性，从而提高涂料成品的质量。温控系统通常设置在搅拌罐101的侧壁上，其属于现有技术，在本文中对此结构不多作说明。例如可以是缠绕设置搅拌罐101外壁的热水循环温控系统，通过热水将热量由外至内逐层传递至反应溶液上。还可以在搅拌轴106上设置电热棒，通过电热棒把热量由内至外逐层传递至反应溶液上。在此热量由外至内或由内至外逐层传递的过程中，在不同径向梯度距离间的反应物在单位时间的换热量便称为传热速率。

需要说明的是，在本发明的一个实施例中，第一传感器109设置为三个，第一传感器109为温度传感器，第一传感器109间信号互连。三个第一传感器109间隔的固定安装在固定杆108上，通过三个第一传感器109可以实时的检测搅拌罐101内反应溶液不同径向区域同一时间的温度信息，然后再通过处理器计算出相邻两个第一传感器109测得的温度值之间的差值，进而确定搅拌罐101内反应物的实时传热速率，再根据实时的传热速率控制搅拌叶片107的转速，使得传热速率保持在预设范围内，实现了智能控制的同时还能够保证最终涂料的质量，使得最终制备出的涂料不发生局部凝胶与破乳。

所述搅拌轴106上设置有第二传感器，所述第二传感器用于检测所述搅拌叶片107的旋转速度，所述滑动块104上设置有第三传感器，所述第三传感器用于检测所述搅拌叶片107的位置与位移量。

需要说明的是，第二传感器可以是速度传感器，通过第二传感器能够精准的检测出搅拌叶片107的旋转速度，当搅拌罐101内反应溶液的传热速率不位于预设范围内时，控制系统能够根据结合当前搅拌叶片107旋转速度对搅拌叶片107的转速进行重新调节，例如，先按照某一匀减速或匀加速的转动速度使得搅拌叶片107运行至某一转速后再使得搅拌叶片107匀速旋转，进而使得反应物间的传热效率保持在特定范围内，在此过程中，搅拌叶片107不会由较大的转速突然降低到较小的转速，或，由较小的转速突然上升至较大的转速，而是具备一个平稳的匀减速或匀加速的过渡期，能够避免出现因转速突然降低或突然升高从而造成传热速率突然下降或突然上升的情况，一方面能够保证搅拌过程中的稳定性，提高搅拌叶片107使用寿命，另一方面能够避免反应溶液间因在短时间内温差过大而出现胶束数目减小，成核概率降低的情况发生。

需要说明的是，在搅拌反应的过程中，在反应的不同时间段上需要把搅拌叶片107调节至不同的水平高度位置，从而使得能够搅拌叶片107与不同高度上的反溶液摩擦，加快搅拌罐101内反应溶液的流动，进而提高反应速率。

需要说明的是，第三传感器可以是光电传感器，通过第三传感器可以实时的检测出各组搅拌叶片107的位置信息。一方面，在对搅拌罐101内反应溶液搅拌的过程中，当控制系统控制搅拌叶片107上下移动时，第三传感器能够实时的把搅拌叶片107的高度位置反馈至控制系统上，使得控制系统能够精准的把搅拌叶片107调节至预设高度位置上，实现了精准控制过程。另一方面，在搅拌叶片107搅拌的过程中，反应溶液会对搅拌叶片107产生较大的冲击力，在冲击力的作用下搅拌叶片107难免会发生位置偏移，因此为了保证在不同反应时间段搅拌叶片107始终位于预设的水平高度位置上，通过第三传感器检测在预设时间上搅拌叶片107的位置信息，进而计算出其在预设时间上的位移量，当位移量大于预设位移量时，控制系统便重新调整搅拌叶片107的高度位置，从而使得搅拌叶片107始终位于预设的高度范围内，同样实现了精准控制的过程，进而保证了制备完成后涂料的产品质量。

需要说明的是，在制备涂料的工艺流程中，需要对涂料最终反应程度进行严格的管控。因为未充分搅拌反应的涂料在涂刷后，涂层会有明显的孔隙，涂层表面不平整，触摸时有凹凸不平的颗粒感，涂层表面粗糙，涂刷后不美观，并且聚合物分子链聚合能力会大打折扣，其形成的致密膜稳定性会变差，从而严重影响防水功能。在现有管控检测手段中，通常是在反应到达预设时间后，通过人工在搅拌罐101内抽取少量的涂料储存于检测瓶内，然后再将检测瓶上的涂料转移至测试机上对涂料进行测试，进而判定涂料是否已经充分反应并达到使用标准，若未达到使用标准，则再继续搅拌搅拌罐101内的涂料，使得涂料继续反应，直至涂料搅拌反应至合规标准，在此过程中，需要按照特定的时间间隔对涂料进行多次检测，一方面是为了保证涂料最终质量，另一方面是为了在涂料充分反应后能够及时的停止搅拌，以节省能源。并且该管控检测手段还存在诸多不足的地方，其一是不具备时效性，需要对涂料进行转移后再检测，其测试结果的可靠性较低；其二是需要人工测试，浪费劳动力，不利于实现工业自动化；其三是生产效率较低，在转移涂料时需要耗费大量的时间，不利于提高经济效率。

因此，本发明提供了一种测试机构，如图4、5所示，所述测试机构包括测试台201，所述测试台201上设置有位移机构，所述位移机构包括第一电动导轨202、第二电动导轨203以及第三电动导轨204，所述第一电动导轨202设置为两组，两组第一电动导轨202通过安装架205相互平行的安装在所述测试台201上，所述第一电动导轨202上滑动连接有第一滑块206，所述第二电动导轨203通过第一滑块206架设在两组所述第一电动导轨202之间，所述第二电动导轨203上滑动连接有第二滑块207，所述第三电动导轨204固定安装在所述第二滑块207上，所述第三电动导轨204上滑动连接有第三滑块208。

需要说明的是，第一电动导轨202还包括第一导轨电机，第二电动导轨203还包括第二导轨电机，第三电动导轨204还包括第三导轨电机。通过驱动第一导轨电机，进而带动第一滑块206沿X轴方向来回移动，从而带动涂布头303以及涂布板304沿X轴方向移动；通过驱动第二导轨电机，进而带动第二滑块207沿Y轴方向移动，从而带动涂布头303以及涂布板304沿Y轴方向移动；驱动第三导轨电机，进而带动第三滑块208沿Z轴方向移动，从而带动涂布头303以及涂布板304沿Z轴方向移动。

如图4、7所示，所述测试台201上设置有模拟机构，所述模拟机构包括测试基座209，所述测试基座209上设置有多个测试模腔301，所述测试模腔301上配合连接有模具板302，所述模具板302上开设有多种不同形状的条缝、孔洞。

需要说明的是，首先，模具板302可拆卸的安装在测试模腔301顶部，测试模腔301为中空结构，并且模具板302与测试模腔301的配合处设置有密封垫，通过密封垫能够避免在测试过程中模具腔内气体由模具板302与测试模腔301的配合处泄漏，从而确保测试结果的可靠性。其次，模具板302上开设有多种不同形状的条缝、孔洞的目的是模拟涂料在对卫生间、厨房、楼地面、阳台等建筑裂缝以及孔洞在实际涂刷修补防水时的真实情况，以更大程度的提高测试结果的准确度。此外，需要注意的是，在本装置中，测试台201上可以安装机械手，在测试前可以通过机械手自动的将模具板302安装在测试模腔301上，在测试完成后，可以通过机械手自动的将被涂刷检测后的模具板302拆卸下来，从而实现工业自动化。当然，也可以通过人工安装与拆卸，在测试前，通过人工在各个测试模腔301上均安装好模具板302，当各块模具板302均被涂刷检测完后，再拆卸下来即可，此方法的装置成本较低。用户可以根据实际情况进行选择。

如图6所示，所述第三滑块208上固定安装有涂布头303以及涂布板304，所述搅拌罐101侧壁开设有测料孔，所述测料孔内设置有电磁阀，所述测料孔上配合连接有测料管305，所述测料管305连接至所述涂布头303上，所述测料管305上设置有抽料泵。

需要说明的是，当搅拌罐101内的反应溶液通过搅拌机构搅拌至预设时间后，此时控制电磁阀开启以及抽料泵启动，搅拌罐101内的涂料顺着测料管305被抽至涂布头303上，然后再通过位移机构带动涂布头303沿X、Y、Z移动，进而把涂料挤出至模具板302上，再通过涂布板304把涂料均匀的涂刷在模具板302上，进而模拟涂料在实际涂刷使用的过程，在此过程中，通过涂布头303与涂布板304能够将涂料自动的涂刷在模具板302上，为后续检测涂料提供了基础，不需要人工操作，节省了劳动力，并且当反应到达预设时间后，便能够通过抽料泵快速的把涂料抽至涂布头303上，整个过程时间极短，不存在时效性的问题，极大的提高了测试结果可靠性。

需要说明的是，所述测料孔内设置有电磁阀，所述测试台201上设置有废料储存盘306。在涂料测试完后，需要清洁测料管305以及涂布头303上多余的废料，此时将涂布头303移动至废料储存盘306的上方，控制电磁阀关闭，控制抽料泵开启，使得测料管305以及涂布头303内多余喷至废料储存盘306内，进而自动的完成清洁过程，从而避免测料管305以及涂布头303上多余的废料对下一次测试造成影响。

如图7所示，所述测试模腔301的侧壁开设有进气孔，所述进气孔上配合连接有进气管307，所述测试基座209上设置有一条主供气管308，所述主供气管308沿长度方向分接有多条分供气管309，多条分工供气管分别与多个测试模腔301上的进气管307相连通，所述进气管307上设置有电控阀门；所述第三滑块208上还设置有超声波检测仪401与红外检测仪。

需要说明的是，主供气管308上设置有进气接头402，所述进气接头402与外部的高压供气设备相接，通过高压供气设备能够为测试模腔301提供高压气体。

需要说明的是，通过判断被高岭土涂料涂刷修补后的模具板302是否会存在气体泄漏的情况，进而判断当前搅拌反应时间的涂料在涂刷后形成的致密膜是否会出现漏孔，进而判断涂料是否已经充分反应，是否已经达标，因为若涂料未充分反应，其聚合物分子链聚合能力会较弱，形成的致密膜稳定性不足，因此涂料在涂刷后会存在漏孔的情况。因此，当通过涂布头303与涂布板304将涂料涂刷在模具板302上后，控制对应的电控阀门开启，使得高压供气设备内的气体能够顺着主供气管308，再流经分供气管309与进气管307进入到测试模腔301内，使得测试模腔301内部形成高压环境，当测试模腔301内气体到达一定压力值后，控制电控阀门关闭，并且通过位移机构带动超声波检测仪401扫描待检测模具板302的表面，若涂刷在模具板302上的涂料反应不够充分，则测试模腔301内的高压气体会顺着漏孔喷出至模具板302的外表面，使得漏孔周围会形成涡流，泄漏涡流的冲击会产生超声波段声波信号（大于20kHz），因此可以利用超声波检测仪401对模具板302表面进行扫描检测，根据超声波检测仪401接收到的声波信号进而确定对应的振动幅度大小，若振动幅度大于预设阈值，则说明模具板302表面存在气体泄漏的情况，此时说明当前搅拌时间上搅拌罐101内的涂料搅拌不够充分，并未达标，需要继续搅拌反应；若振动幅度小于预设阈值，则说明模具板302表面不存在气体泄漏的情况，此时说明当前搅拌罐101内的涂料已经达标，此时停止搅拌，将搅拌罐101内涂料排出装瓶包装即可。这样一来，通过测试机构便能够自动的检测搅拌罐101内的涂料是否已经充分反应，若是则停止搅拌反应，若否，则继续搅拌反应，在保证涂料最终质量同时，还能够节省能源，提高经济效益。

所述测试模腔301内设置有电热装置，所述电热装置用于加热所述测试模腔301内的空气，所述测试模腔301内设置有第四传感器与第五传感器，所述第四传感器用于检测测试模腔301内的压力信息，所述第五传感器用于检测测试模腔301内的温度信息。

需要说明的是，第四传感器可以是压力传感器，当通过外部的高压供气设备为测试模腔301供气加压时，第四传感器检测并反馈测试模腔301内的压力信息，当测试模腔301内的压力值到达预设压力值后，第四传感器把信息反馈至控制系统上，控制系统接收信号后控制电控阀门关闭，使得测试模腔301内形成一定的压力并且气体不会由进气管307排出，进一步提高了测试精度。此外，还能够通过检测第四传感器在测试前后的压力差值判断模具板302表面是否存在气体泄漏的情况，进一步验证超声波检测仪401测得的结果，进一步提高测试结果的可靠性。

需要说明的是，本装置还能用于对涂料进行不同防水等级测试。首先，通过涂布头303将同一批次的涂料涂布至多个模具板302上，再往多个测试模腔301内通入气体，并且使得多个测试模腔301内气体分别形成不同的压力值，然后再通过超声波检测仪401扫描各个模具板302表面，进而判断在哪一气体压力值下的涂料会发生泄漏，进而完成涂料防水等级测试功能，能够一机多用，更具经济效率。

本发明第二方面提供了一种用于高岭土的生产制备装置的制备方法，应用于任一项所述的一种用于高岭土的生产制备装置，如图8所示，包括如下步骤：

S102：通过搅拌机构对搅拌罐内反应溶液进行搅拌；

S104：通过第一传感器实时获取反应溶液温度值，并基于所述温度值生成搅拌叶片的转动信息，以使得反应溶液的传热速率保持在预设范围内；

S106：当到达预设反应时间后，将反应溶液抽至涂布头上，并通过涂布头将反应溶液涂布至模具板上；

S108：往测试模腔内通入气体，使得测试模腔内气体达到一定的压力值；

S110：通过超声波检测仪对模具板表面进行扫描测试并生成测试结果，基于所述测试结果生成对应的控制信息；

其中所述控制信息包括控制搅拌机构停止搅拌或继续搅拌。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，通过第一传感器实时获取反应溶液温度值，并基于所述温度值生成搅拌叶片的转动信息，如图9所示，具体为：

S202：将所述搅拌罐沿径向分割成若干个子区域；

S204：通过第一传感器采集若干个子区域的温度信息，以得到若干个子区域对应的温度值；

S206：基于所述若干个子区域对应的温度值，计算每相邻两个子区域间的温度差值；

S208：基于所述每相邻两个子区域间的温度差值，计算出搅拌罐101内反应溶液的实时传热速率；

S210：将所述实时传热速率与第一预设传热速率以及第二预设传热速率进行比较；其中，所述第一预设传热速率大于所述第二预设传热速率；

S212：若所述实时传热速率大于第二预设传热速率，则控制所述搅拌叶片按照第一运行参数运行；

S214：若所述实时导热效率小于第一预设传热速率，则控制所述搅拌叶片按照第二运行参数运行；

其中，所述第一运行参数为搅拌叶片先匀减速转动再匀速转动的运行方式；所述第二运行参数为搅拌叶片先匀加速转动再匀速转动的运行方式。

需要说明的是，在搅拌反应的过程中，需要设置温控系统使得反应溶液在不同的反应时间保持在不同的温度范围内，而温控系统一般设置搅拌罐101外壁上，温控系统将热量由外至内逐层传递至反应溶液上，在此热量由外至内逐层传递的过程中，在不同径向梯度距离间的反应溶液在单位时间的换热量便称为传热速率。在此过程中，传热速率是一个重要的物理量，反应溶液内的传热速率对反应溶液的质量有着重要的影响。如果反应溶液长时间在传热速率较低的条件下反应，在反应溶液不断被搅拌时，其粘度会增加，使得逐滴加入的引发剂与单体乳液混合困难，进而引发局部单体浓度过高、温度过高，容易引发凝胶，甚至导致整个聚合体系凝胶，会严重影响涂料性能；相反，若反应溶液长时间在传热速率较高的条件下反应，随着聚合反应的进行，乳胶粒变大，进而导致乳液稳定性降低，有可能造成乳液破乳，体系出现粉状颗粒悬浮物，使得聚合过程不稳定，不利于反应进行。

综上所述，在反应过程中，使得反应溶液的导热效率保持在一定范围内是保证涂料最终质量的重要手段。然而，在实际的反应过程中随着反应的进行溶液的传热速率是不断变化的，例如在反应初期刚加入的单体乳液、引发剂、乳化剂还未被充分搅拌混合，固定颗粒较大，分散程度高，因此此时溶液内的传热速率较低，因此此时可以使用较大的搅拌速度进行搅拌，在能够有效提高传热速率的同时还能够提高搅拌速度，继而提高反应效率；随着不断搅拌反应，单体乳液、引发剂、乳化剂会被充分搅拌混合，并且大颗粒的固体颗粒也会被进一步搅碎形成细小颗粒，其接触面积不断变大，溶液内的传热速率不断增加，若当传热速率大于一定值时，此时需要把搅拌速度逐步较低，进而进一步使得传热速率保持在预设范围内。因此，在本发明中，通过多个第一传感器109测量反应溶液不同径向区域的温度值，进而根据测得的温度值确定出反应溶液的实时传热速率，在根据传热速率进而控制搅拌叶片107的运行速度，从而使得传热速率始终保持在预设范围内，在保证生产效率的同时还保证了最终涂料的成品质量。

需要说明的是，通过控制搅拌速度进而控制反应溶液的传热速率，例如当需要提高溶液内的传热速率时，可以提高搅拌速度，使得溶液内的物质间的相对的蠕动速度加快，进而提高传热速率；当需要降低溶液内的传热速率时，可以适当降低搅拌速度，进而使得反应溶液内的物质间的相对的蠕动速度变慢，进而降低传热速率。

此外，所述一种用于高岭土的生产制备装置的制备方法，还包括如下步骤：

获取预设时间内模具表面的温度信息；

基于所述预设时间内模具表面的温度信息计算出温度变化率；

判断所述温度变化率是否大于预设温度变化率；

若大于，则生成控制信号，并将所述控制信号发送至控制系统上。

需要说明的是，本装置还能用于对涂料进行隔热测试。首先，通过涂布头303将搅拌罐101内的涂料涂刷至模具板302上，然后控制电热装置启动，电热装置可以是发热丝，通过电热装置对测试模腔301内的气体进行加热，当第五传感器检测到测试模腔301内温度到达预设温度值后，控制系统控制电热装置停止加热，并且被加热空气的热量会由测试模腔内传递至模板的外表面，此时再通过红外检测仪测量预设时间内模具板302表面的温度值，进而计算出温度变化率，通过温度变化率进而判断涂料的隔热性能是否达到要求，若没达到要求，则控制搅拌叶片107继续搅拌，使得涂料充分反应，若当前搅拌时间的涂料的隔热性能已经达到隔热标准，则停止搅拌，将涂料排出装瓶打包。

此外，所述一种用于高岭土的生产制备装置的制备方法，还包括如下步骤：

将高压气体充入测试模型腔内，使得测试模型内部形成高压环境；

通过超声波检测仪对模具板表面进行扫描，以获得模具板表面各区域的声波信号；

基于所述模具板表面各区域的声波信号，得到各区域的声波信号对应的振动幅度；

判断所述振动幅度是否大于预设振动幅度；

若大于，则生成控制信号，并将控制信号发送至控制系统上；

基于所述振动幅度与数据库中的振动幅度进行比较，得到所述振动幅度对应的泄漏量；

将所述泄漏量上传至储存器中。

需要说明的是，若涂刷在模具板302上的涂料反应不够充分，则测试模腔301内的高压气体会顺着漏孔喷出至模具板302的外表面，使得漏孔周围会形成涡流，泄漏涡流的冲击会产生超声波段声波信号（大于20kHz），因此可以利用超声波检测仪401对模具板302表面进行扫描检测，进而判断涂料是否已经充分反应。并且能够根据振动幅度，进而计算出对应漏孔的大小，进而计算出对应的泄漏量，控制系统能够结合大数据网络对测试出的泄漏量的数据进行分析，进而推算出生产工艺流程的缺陷，使得用户能够对生产工艺流程进行改进与优化。

以上依据本发明的理想实施例为启示，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。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和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种用于高岭土的生产制备装置，包括反应机构以及测试机构，其特征在于：

所述反应机构包括搅拌罐以及搅拌机构，所述搅拌机构包括第一电机，所述第一电机的输出端配合连接有螺纹丝杆，所述螺纹丝杆上配合连接有滑动块，所述滑动块上固定安装有第二电机，所述第二电机的输出端配合连接有搅拌轴，所述搅拌轴贯穿所述搅拌罐的顶盖伸入至所述搅拌罐的内部，所述搅拌轴沿长度方向间隔设置有若干组搅拌叶片，且若干组所述搅拌叶片的径向长度均不相等；

所述测试机构包括测试台，所述测试台上设置有位移机构，所述位移机构包括第一电动导轨、第二电动导轨以及第三电动导轨，所述第一电动导轨设置为两组，两组第一电动导轨通过安装架相互平行的安装在所述测试台上，所述第一电动导轨上滑动连接有第一滑块，所述第二电动导轨通过第一滑块架设在两组所述第一电动导轨之间，所述第二电动导轨上滑动连接有第二滑块，所述第三电动导轨固定安装在所述第二滑块上，所述第三电动导轨上滑动连接有第三滑块；

所述搅拌轴沿长度方向还设置有至少一组固定杆，所述固定杆沿长度方向设置有至少三个第一传感器，所述第一传感器用于检测搅拌罐内不同径向区域的温度信息；

所述第三滑块上固定安装有涂布头以及涂布板，所述搅拌罐侧壁开设有测料孔，所述测料孔内设置有电磁阀，所述测料孔上配合连接有测料管，所述测料管连接至所述涂布头上，所述测料管上设置有抽料泵；

所述测试台上设置有模拟机构，所述模拟机构包括测试基座，所述测试基座上设置有多个测试模腔，所述测试模腔上配合连接有模具板，所述模具板上开设有多种不同形状的条缝、孔洞；

所述测试模腔的侧壁开设有进气孔，所述进气孔上配合连接有进气管，所述测试基座上设置有一条主供气管，所述主供气管沿长度方向分接有多条分供气管，多条分供气管分别与多个测试模腔上的进气管相连通，所述进气管上设置有电控阀门；

所述测试模腔内设置有电热装置，所述电热装置用于加热所述测试模腔内的空气，所述测试模腔内设置有第四传感器与第五传感器，所述第四传感器用于检测测试模腔内的压力信息，所述第五传感器用于检测测试模腔内的温度信息；

所述第三滑块上还设置有超声波检测仪与红外检测仪。

2.根据权利要求1所述的一种用于高岭土的生产制备装置，其特征在于：所述搅拌轴上设置有第二传感器，所述第二传感器用于检测所述搅拌叶片的旋转速度，所述滑动块上设置有第三传感器，所述第三传感器用于检测所述搅拌叶片的位置与位移量。

3.一种用于高岭土的生产制备装置的制备方法，应用于权利要求1-2任一项所述的一种用于高岭土的生产制备装置，其特征在于，包括如下步骤：

通过搅拌机构对搅拌罐内反应溶液进行搅拌；

通过第一传感器实时获取反应溶液温度值，并基于所述温度值生成搅拌叶片的转动信息，以使得反应溶液的传热速率保持在预设范围内；

当到达预设反应时间后，将反应溶液抽至涂布头上，并通过涂布头将反应溶液涂布至模具板上；

往测试模腔内通入气体，使得测试模腔内气体达到一定的压力值；

通过超声波检测仪对模具板表面进行扫描测试并生成测试结果，基于所述测试结果生成对应的控制信息；

其中所述控制信息包括控制搅拌机构停止搅拌或继续搅拌。

4.根据权利要求3所述的一种用于高岭土的生产制备装置的制备方法，其特征在于，通过第一传感器实时获取反应溶液温度值，并基于所述温度值生成搅拌叶片的转动信息，具体为：

将所述搅拌罐沿径向分割成若干个子区域；

通过第一传感器采集若干个子区域的温度信息，以得到若干个子区域对应的温度值；

基于所述若干个子区域对应的温度值，计算每相邻两个子区域间的温度差值；

基于所述每相邻两个子区域间的温度差值，计算出搅拌罐内反应溶液的实时传热速率；

将所述实时传热速率与第一预设传热速率以及第二预设传热速率进行比较；其中，所述第一预设传热速率大于所述第二预设传热速率；

若所述实时传热速率大于第二预设传热速率，则控制所述搅拌叶片按照第一运行参数运行；

若所述实时传热速率小于第一预设传热速率，则控制所述搅拌叶片按照第二运行参数运行；

其中，所述第一运行参数为搅拌叶片先匀减速转动再匀速转动的运行方式；所述第二运行参数为搅拌叶片先匀加速转动再匀速转动的运行方式。

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