CN115895312A - 一种荧光的无机内墙涂料的制备工艺及其制备系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种荧光的无机内墙涂料的制备工艺及其制备系统，包括在研磨状态下，依次将将填料、荧光粉加入至钛白粉中，研磨，过筛，以制得前置分散料；搅拌30％去离子水，并依次加入纤维素、润湿剂、分散剂、硅酸盐稳定剂、消泡剂，以制得浆料；然后，在搅拌状态下，向所述浆料依次加入所述前置分散料、40％去离子水，使其细度≤55um，以制得漆浆；然后依次将水性丙烯酸乳液、硅酸盐、消泡剂、成膜助剂、30％去离子水加入至所述漆浆中，得到成品。及其制备系统，包括第一罐体、前置研磨罐、粉料进料组件以及第二罐体。发明通过改变物料的投放次序、水的投放方式以及粉料的投放形态，来提高物料在混合时的混合效果与分散度，提高荧光粉粉料的均匀效果。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种荧光的无机内墙涂料的制备工艺及其制备系统。
背景技术
近年来，随着市场的细化，越来越多的用户对室内用墙面漆有了特殊的要求，在家居装饰上荧光涂料的应用可以给生活上带来一定的便利性和美观性，将荧光涂料与内墙装饰涂料进行结合，既可以给室内带来极光夜空的美感，又可以帮助人们在刚刚进入漆黑环境中快速的找到灯源开关。
为了保证涂料的环保性能，现涂料往往使用水作为溶剂与涂料的基料进行混合，而由于基料在水性溶剂中的溶解性较差，在混合时，基料往往会在混合体系中结块，为了解决上述问题，往往需要提高转速或者是延长搅拌时间，提高了生产的能耗，降低了生产速率。
且尤其是添加了荧光粉类产品的涂料，荧光粉的细度较低，为了防止墙体上出现发光斑驳，需要对涂料进行长时间的搅拌，以确保荧光粉不会在漆料内结块与团聚，为了保证荧光粉的分散效果，需要大量的添加分散剂，但分散剂的大量添加会导致涂料的物理机械性能下降，所以需要还一种减少分散剂添加的荧光涂料的制备工艺以及降低搅拌时间的生产设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种荧光的无机内墙涂料的制备工艺及其制备系统，以解决现有技术中物理在涂料中不易分散的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
本发明提供了一种荧光的无机内墙涂料的制备工艺，包括如下步骤：
在研磨状态下，依次将将填料、荧光粉加入至钛白粉中，研磨，过筛，以制得前置分散料；
以200-300rpm搅拌30％去离子水，并依次加入纤维素、润湿剂、分散剂、硅酸盐稳定剂、消泡剂，以400-600rpm的速度搅拌2min至均匀，以制得浆料；
然后，在搅拌状态下，向所述浆料依次加入所述前置分散料、40％去离子水，以1200-1300rpm的速度搅拌30min，使其细度≤55um，以制得漆浆；
然后依次将水性丙烯酸乳液、硅酸盐、消泡剂、成膜助剂、30％去离子水加入至所述漆浆中，以700-900rpm的速度搅拌5分钟，得到成品。
作为本发明的一种优选方案，按重量份计，所述荧光的无机内墙涂料至少包括如下组分：去离子水3-4份，纤维素0.5-0.6份，润湿剂0.1-0.2份，分散剂0.5-0.6份，消泡剂0.3-0.4份，钛白粉10-20份，流平剂0.2-0.3份、填料20-30份、荧光粉10-20份，水性丙烯酸乳液7-8份，成膜助剂0.5-0.6份，硅酸盐15-25份，硅酸盐稳定剂0.7-0.8份。
本发明还提供了一种荧光的无机内墙涂料的制备系统，包括：
第一罐体，具有前置研磨罐以及粉料进料组件；
第二罐体，设置在所述第二罐体的下方并与所述第一罐体的底部连通，所述第二罐体中具有用于生产浆料以及漆浆的搅拌腔室以及若干个与所述搅拌腔室连接的综合进料管；
其中，所述前置研磨罐用于对填料、荧光粉、钛白粉进行研磨分散，并通过粉料进料组件将所述前置分散粉下料至所述第二罐体中，所述前置分散粉与所述第二罐体内的所述浆料进行混合。
作为本发明的一种优选方案，所述粉料进料组件设置在所述前置研磨罐下方且与所述前置研磨罐通过筛网连接，所述粉料进料组件设置在所述第二罐体的上方，使得所述前置分散粉在形成的过程中逐渐从所述粉料进料组件下料至所述第二罐体内。
作为本发明的一种优选方案，所述粉料进料组件与所述前置研磨罐固定连接在一起，所述前置研磨罐的罐体通过转动驱动装置的带动下在所述第一罐体上转动，使得所述前置分散粉在旋转的过程中被分散下料至所述第二罐体内。
作为本发明的一种优选方案，所述前置研磨罐包括通过所述转动驱动装置转动安装在所述第二罐体上的壳体以及设置在所述壳体内的研磨辊，所述研磨辊通过转动电机在所述壳体的上端部转动，所述研磨辊与所述壳体的内壁之间设置有研磨腔室，所述壳体上设置有粉体进料管，所述粉体进料管与所述研磨腔室连通；所述筛网设置在所述壳体的底部。
作为本发明的一种优选方案，所述研磨腔室内设置有研磨介质，所述研磨介质为若干个直径不同的硬质小球。
作为本发明的一种优选方案，所述研磨辊上设置有螺纹槽，所述螺纹槽能够在转动过程中带动所述研磨介质向上移动，且所述研磨介质能够在移动的过程中从所述螺纹槽中脱落并砸落至所述筛网上。
作为本发明的一种优选方案，所述研磨辊的底部设置有若干个球槽，所述球槽不规整设置。
作为本发明的一种优选方案，所述粉料进料组件包括安装在所述壳体底部的进料管道以及若干个设置在所述进料管道周侧的出料孔，所述进料管道内设置有粉料腔，所述粉料腔通过所述出料孔与所述搅拌腔室连通，所述粉料腔通过所述筛网与所述研磨腔室连通。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
1、本发明减少分散剂的使用，通过改变荧光粉的下料方式与去离子水的投放方式，提高了荧光粉在单次混合时的混合效果与分散度，且提高了涂料的其他物理机械性能，降低每次混合时混合时间，提高生产效率；
2、本发明对荧光粉研磨分散至填料等干粉中，并采用现配现用的方式进行下料，防止粉体在保存的过程中受潮团聚，同时提高干粉的下料时的分散度，提高了荧光粉在涂料中的均匀程度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明提供荧光的无机内墙涂料的制备工艺的流程示意图；
图2为本发明提供荧光的无机内墙涂料的制备系统的结构示意图；
图3为本发明提供前置研磨罐的结构放大图；
图4为本发明提供研磨辊的结构示意图；
图5为本发明提供球槽的结构示意图；
图6为本发明提供粉体进料管的局部结构示意图。
图中的标号分别表示如下：
1-第一罐体；2-前置研磨罐；3-粉体进料管；4-第二罐体；5-搅拌腔室；6-综合进料管；7-筛网；8-转动驱动装置；9-研磨介质；10-螺纹槽；11-球槽；
201-壳体；202-研磨辊；203-研磨腔室；204-粉体进料管；
301-进料管道；302-出料孔；303-粉料腔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种荧光的无机内墙涂料的制备工艺，包括如下步骤：
在研磨状态下，依次将将填料、荧光粉加入至钛白粉中，研磨，过筛，以制得前置分散料；
以200-300rpm搅拌30％去离子水，并依次加入纤维素、润湿剂、分散剂、硅酸盐稳定剂、消泡剂，以400-600rpm的速度搅拌2min至均匀，以制得浆料；
然后，在搅拌状态下，向所述浆料依次加入所述前置分散料、40％去离子水，以1200-1300rpm的速度搅拌30min，使其细度≤55um，以制得漆浆；
然后依次将水性丙烯酸乳液、硅酸盐、消泡剂、成膜助剂、30％去离子水加入至所述漆浆中，以700-900rpm的速度搅拌5分钟，斯托默粘度计85-95KU(25±1℃)，得到成品。
生产过程中，首先将钛白粉进行研磨，再加入填料研磨，再加入荧光粉，其一是保证荧光粉能够均匀分散在粉料内，降低荧光分的均质难度，减少分散剂的用量，其次降低涂料内物料的整体细度，也能够进一步提高荧光粉的均质效果，使得涂料在涂抹后其发光效果均匀，减少发光区块斑驳、点状发光现象的产生。
特别的是，荧光粉在水中的分散度比较低，也为了减少分散剂的用量，将去离子水分为三份，并将整个制备体系分为三个混合部分，依次使用去离子水与涂料的基料混合。首先将纤维素、润湿剂、分散剂、硅酸盐稳定剂、消泡剂与30％去离子水混合，此时混合的混合料量少，且纤维素、润湿剂、分散剂、硅酸盐稳定剂、消泡剂均易混合均匀，转速也低，混合的时间少。在后续制备的过程中，再依次添加水的用量。
本发明通过先将荧光粉分散至填料中，提高其在水中的均质效果，减少分散剂的用量以及搅拌的时间，其次以多次少量添加的方式改变水的投放方式以及投放比例，提高荧光粉在水中的分散度，进一步减少分散剂的用量，提高荧光粉粉料的均匀效果，降低每次混合时的能耗与混合时间，提高生产效率。
优选的，为了提高涂料在使用后荧光粉在墙面上的均匀效果，所述漆浆满足以下条件：细度≤55um。
优选的，所述荧光的无机内墙涂料的斯托默粘度为85-95KU。
进一步地，在本实施例中，按重量份计，所述荧光的无机内墙涂料至少包括如下组分：去离子水3-4份，纤维素0.5-0.6份，润湿剂0.1-0.2份，分散剂0.5-0.6份，消泡剂0.3-0.4份，钛白粉10-20份，流平剂0.2-0.3份、填料20-30份、荧光粉10-20份，水性丙烯酸乳液7-8份，成膜助剂0.5-0.6份，硅酸盐15-25份，硅酸盐稳定剂0.7-0.8份。
以下提供一种荧光的无机内墙涂料的配方实施例，所述纤维素为羟乙基纤维素；所述水性丙烯酸乳液为巴斯夫股份公司生产的一种由丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯以及多功能助剂多元聚，通过优化工艺共聚而成的乳液。
所述润湿剂为有机硅类表面活性剂、聚丙烯酸脂类、双功能硅氧烷表面活性剂中的至少一种；所述成膜助剂为羟基衍生物。如：伊士曼的Taxanol。
所述分散剂为经济型钠盐分散剂。如：A4100；所述消泡剂为矿物油类、有机硅类中的至少一种。例如：巴斯夫的A10；所述钛白粉为金红石钛白粉；所述流平剂为聚氨酯类流平剂；所述填料为高岭土、硅灰石、硅藻土中的至少一种；所述荧光粉为硅酸盐、钨酸盐中的至少一种；所述硅酸盐为硅酸钾。例如：厦门培藤的硅酸钾；所述硅酸盐稳定剂为钙锌复合稳定剂。如：科莱恩的SPS。
以下提供了本发明的实施例。
实施例1
1、准备如下材料：去离子水3份，纤维素0.5份，润湿剂0.1份，分散剂0.5份，消泡剂0.4份，钛白粉11份，流平剂0.2份、填料23份、荧光粉15份，水性丙烯酸乳液7份，成膜助剂0.5份，硅酸盐18份，硅酸盐稳定剂0.7份；
2、在研磨状态下，依次将将填料、荧光粉加入至钛白粉中，研磨，过筛，以制得前置分散料；
3、以200-300rpm搅拌30％去离子水，并依次加入纤维素、润湿剂、分散剂、硅酸盐稳定剂、消泡剂，以400-600rpm的速度搅拌2min至均匀，以制得浆料；
3、然后，在搅拌状态下，向所述浆料依次加入所述前置分散料、40％去离子水，以1200-1300rpm的速度搅拌30min，使其细度≤55um，以制得漆浆；
4、然后依次将水性丙烯酸乳液、硅酸盐、消泡剂、成膜助剂、30％去离子水加入至所述漆浆中，以700-900rpm的速度搅拌5分钟，斯托默粘度计85-95KU(25±1℃)，得到实施例1。
实施例2
1、准备如下材料：去离子水4份，纤维素0.5份，润湿剂0.1份，分散剂0.5份，消泡剂0.4份，钛白粉15份，流平剂0.2份、填料23份、荧光粉12份，水性丙烯酸乳液7份，成膜助剂0.5份，硅酸盐18份，硅酸盐稳定剂0.7份；
2、生产步骤与实施例1相同，得到实施例2。
实施例3
1、准备如下材料：去离子水3份，纤维素0.5份，润湿剂0.1份，分散剂0.5份，消泡剂0.4份，钛白粉11份，流平剂0.2份、填料20份、荧光粉18份，水性丙烯酸乳液7份，成膜助剂0.5份，硅酸盐18份，硅酸盐稳定剂0.7份；
2、生产步骤与实施例1相同，得到实施例3。
将实施例1、实施例2、实施例3制得荧光的无机内墙涂料进行检测，得到表1如下：
由表1可知，本发明减少了分散剂的用量，但涂料中荧光的发光效果满足生产需求，且在满足了常规内墙涂料的基础性能的基础上，本涂料同时具有耐擦洗优异等机械物理性能，同时防霉抑菌的有效成分在涂层中缓慢释放，长期发挥作用。
在制备涂料的过程中，荧光粉的研磨分散与加料是关键的步骤，尤其是对于荧光粉在钛白粉以及填料中的研磨，若保存时间过长，前置粉料可能会吸收空气中的水分，导致粉料后期湿润团聚，不易分散在水中，所以在一般情况下，前置粉料需要现配现用，以防止其受潮团聚。
同时，在粉料下料的过程中，需要增大其分散度，以防止在进入至浆料后直接团聚在一起，不易分散。
如图2与图6所示，为了解决粉料分散度的问题，防止其团聚在一起，本发明提供了一种荧光的无机内墙涂料的制备工艺的制备系统，包括第一罐体1、设置在第一罐体1下方的第二罐体4。第一罐体1用于生产前置分散粉，并将前置分散粉下料至第二罐体4中。
具体的，第一罐体1具有前置研磨罐2以及粉料进料组件3，第二罐体4与第一罐体1的底部连通，第二罐体4中具有用于能够依次生产浆料以及漆浆的搅拌腔室5以及若干个与搅拌腔室5连接的综合进料管6，搅拌腔室5内设置有搅拌桨，纤维素、润湿剂、分散剂、硅酸盐稳定剂、消泡剂、去离子水、水性丙烯酸乳液、硅酸盐、消泡剂、成膜助剂均能够通过综合进料管6定量进入至搅拌腔室5中。
其中，前置研磨罐2用于对填料、荧光粉、钛白粉进行研磨分散，随着研磨的不断进行，在研磨的过程中逐渐形成标准细度的前置分散粉，前置研磨罐2通过粉料进料组件3将前置分散粉下料至第二罐体4中，标准细度的前置分散粉与第二罐体4内的浆料进行混合。
为了对标准细度的前置分散粉进行筛选，粉料进料组件3设置在前置研磨罐2下方且与前置研磨罐2通过筛网7连接，筛网7的孔隙约等于标准细度的前置分散粉的粒径，粉料进料组件3设置在第二罐体4的上方，使得前置分散粉在形成的过程中逐渐从粉料进料组件3下料至第二罐体4内。
筛网7是一种粒径小的超细金属网，且具有较强的韧性，不易折断。
如果前置分散粉是随意下料的，但研磨后的前置分散粉的粒径比较小，所以容易有少量的颗粒漂浮，不易落入至浆料中，所以通过提高前置分散粉的下料的初速度，来提高前置分散粉的下料效果。
粉料进料组件3与前置研磨罐2固定连接在一起，前置研磨罐2的罐体通过转动驱动装置8的带动下在第一罐体1上转动，使得前置分散粉在旋转的过程中被分散下料至第二罐体4内。
在粉料进料组件3的旋转过程中，前置分散粉受到离心力的作用被甩落至下方，具有一定的初速度，能够更快更好的下料，防止悬浮颗粒的产生。
前置研磨罐2的主要功能为对干粉进行研磨，其中涉及到不止一个选择体，具体的，前置研磨罐2包括通过转动驱动装置8转动安装在第二罐体4上的壳体201以及设置在壳体201内的研磨辊202，研磨辊202通过转动电机在壳体201的上端部转动，研磨辊202与壳体201的内壁之间设置有研磨腔室203，壳体201上设置有粉体进料管204，粉体进料管204与研磨腔室203连通；筛网7设置在壳体201的底部。
前置研磨罐2上设置有两个选择体，一个是转动的壳体201，一个是在壳体201内转动的研磨辊202，为了便于使得前置分散粉便于在壳体201内下料，壳体201与研磨辊202的转动方向相反，前置分散粉的相反的旋转下逐渐进入筛网7并进入至粉料进料组件3。
为了进一步方便下料，粉料进料组件3包括安装在壳体201底部的进料管道301以及若干个设置在进料管道301周侧的出料孔302，进料管道301的直径大于壳体201的直径。
进料管道301内设置有粉料腔303，粉料腔303通过出料孔302与搅拌腔室5连通，粉料腔303通过筛网7与研磨腔室203连通。
优选的，为了便于对干粉进行，研磨腔室203内设置有研磨介质9，研磨介质9为若干个直径不同的硬质小球。
一般的研磨腔室203是水平放置的，本发明为了方便下料选择竖直放置研磨腔室203，所以其研磨效果会相应下降，为了不降低其研磨效果，研磨辊202上设置有螺纹槽10，螺纹槽10能够在转动过程中带动研磨介质9向上移动，且研磨介质9能够在移动的过程中从螺纹槽10中脱落并砸落至筛网7上。
在研磨过程中，研磨介质9不断上升并下落，相互击打，能够快速粉碎其中的干料，使其快速达到标准细度。
优选的，为了防止研磨辊202底部的研磨介质9以及粉料成为研磨死角，研磨辊202的底部设置有若干个球槽11，球槽11不规整设置。球槽11能够带动研磨介质9来回移动，从而实现对干粉的研磨。
通过本实施例的荧光的无机内墙涂料的制备工艺及其制备系统，可以实现物料在搅拌过程中，提高其搅拌效果，降低搅拌速率，降低能耗与时间成本；且通过混合下料与旋转下料的方式，来提高荧光粉在混合时与混合料的接触面积，提高其分散程度，降低荧光粉结块、团聚的可能性，保证了荧光涂料中荧光粉的均匀程度，提高了产品质量。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。
Claims (10)
1.一种荧光的无机内墙涂料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
在研磨状态下，依次将将填料、荧光粉加入至钛白粉中，研磨，过筛，以制得前置分散料；
以200-300rpm搅拌30％去离子水，并依次加入纤维素、润湿剂、分散剂、硅酸盐稳定剂、消泡剂，以400-600rpm的速度搅拌2min至均匀，以制得浆料；
然后，在搅拌状态下，向所述浆料依次加入所述前置分散料、40％去离子水，以1200-1300rpm的速度搅拌30min，使其细度≤55um，以制得漆浆；
然后依次将水性丙烯酸乳液、硅酸盐、消泡剂、成膜助剂、30％去离子水加入至所述漆浆中，以700-900rpm的速度搅拌5分钟，得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种荧光的无机内墙涂料的制备工艺，其特征在于，按重量份计，所述荧光的无机内墙涂料至少包括如下组分：去离子水3-4份，纤维素0.5-0.6份，润湿剂0.1-0.2份，分散剂0.5-0.6份，消泡剂0.3-0.4份，钛白粉10-20份，流平剂0.2-0.3份、填料20-30份、荧光粉10-20份，水性丙烯酸乳液7-8份，成膜助剂0.5-0.6份，硅酸盐15-25份，硅酸盐稳定剂0.7-0.8份。
3.一种根据权利要求1-2任一项所述制备工艺的荧光的无机内墙涂料的制备系统，其特征在于，包括：
第一罐体(1)，具有前置研磨罐(2)以及粉料进料组件(3)；
第二罐体(4)，设置在所述第二罐体(4)的下方并与所述第一罐体(1)的底部连通，所述第二罐体(4)中具有用于生产浆料以及漆浆的搅拌腔室(5)以及若干个与所述搅拌腔室(5)连接的综合进料管(6)；
其中，所述前置研磨罐(2)用于对填料、荧光粉、钛白粉进行研磨分散，并通过粉料进料组件(3)将所述前置分散粉下料至所述第二罐体(4)中，所述前置分散粉与所述第二罐体(4)内的所述浆料进行混合。
4.根据权利要求3所述的一种荧光的无机内墙涂料的制备系统，其特征在于，所述粉料进料组件(3)设置在所述前置研磨罐(2)下方且与所述前置研磨罐(2)通过筛网(7)连接，所述粉料进料组件(3)设置在所述第二罐体(4)的上方，使得所述前置分散粉在形成的过程中逐渐从所述粉料进料组件(3)下料至所述第二罐体(4)内。
5.根据权利要求4所述的一种荧光的无机内墙涂料的制备系统，其特征在于，所述粉料进料组件(3)与所述前置研磨罐(2)固定连接在一起，所述前置研磨罐(2)的罐体通过转动驱动装置(8)的带动下在所述第一罐体(1)上转动，使得所述前置分散粉在旋转的过程中被分散下料至所述第二罐体(4)内。
6.根据权利要求5所述的一种荧光的无机内墙涂料的制备系统，其特征在于，所述前置研磨罐(2)包括通过所述转动驱动装置(8)转动安装在所述第二罐体(4)上的壳体(201)以及设置在所述壳体(201)内的研磨辊(202)，所述研磨辊(202)通过转动电机在所述壳体(201)的上端部转动，所述研磨辊(202)与所述壳体(201)的内壁之间设置有研磨腔室(203)，所述壳体(201)上设置有粉体进料管(204)，所述粉体进料管(204)与所述研磨腔室(203)连通；所述筛网(7)设置在所述壳体(201)的底部。
7.根据权利要求6所述的一种荧光的无机内墙涂料的制备系统，其特征在于，所述研磨腔室(203)内设置有研磨介质(9)，所述研磨介质(9)为若干个直径不同的硬质小球。
8.根据权利要求7所述的一种荧光的无机内墙涂料的制备系统，其特征在于，所述研磨辊(202)上设置有螺纹槽(10)，所述螺纹槽(10)能够在转动过程中带动所述研磨介质(9)向上移动，且所述研磨介质(9)能够在移动的过程中从所述螺纹槽(10)中脱落并砸落至所述筛网(7)上。
9.根据权利要求7所述的一种荧光的无机内墙涂料的制备系统，其特征在于，所述研磨辊(202)的底部设置有若干个球槽(11)，所述球槽(11)不规整设置。
10.根据权利要求6所述的一种荧光的无机内墙涂料的制备系统，其特征在于，所述粉料进料组件(3)包括安装在所述壳体(201)底部的进料管道(301)以及若干个设置在所述进料管道(301)周侧的出料孔(302)，所述进料管道(301)内设置有粉料腔(303)，所述粉料腔(303)通过所述出料孔(302)与所述搅拌腔室(5)连通，所述粉料腔(303)通过所述筛网(7)与所述研磨腔室(203)连通。
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