CN205133486U - 一种石墨烯基防腐涂料的自动化生产装置 - Google Patents

Abstract

一种石墨烯基防腐涂料的自动化生产装置，包括涂料粘度检测单元、原料存储单元、混料单元和控制单元；涂料粘度检测单元包括涂料粘度测量池和粘度计，原料存储单元包括涂料盛放池、石墨烯固体盛放池和石墨烯溶液盛放池，混料单元包括设有搅拌桨的混料池，涂料盛放池、石墨烯固体盛放池和石墨烯溶液盛放池分别通过管路与混料池连通并在对应的管路中分别对应设置控制阀；控制单元包括一计算机控制系统，计算机控制系统用于接收涂料检测单元反馈的粘度值并通过粘度值大小控制各控制阀的启闭。该装置集涂料粘度检测、萃取和搅拌于一体，根据粘度测量结果实现固液混合模式和液液萃取模式的自动切换，使改性后的石墨烯基防腐涂料的防腐性能稳定均一。

Description

一种石墨烯基防腐涂料的自动化生产装置

技术领域

本实用新型涉及一种涂料生产装置，具体涉及一种石墨烯基防腐涂料自动化生产装置。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子组成的单层片状结构的新材料。自2004年被曼彻斯特大学的科学家成功从石墨中分离出以后，石墨烯就成为科学界和工业界关注的焦点。其突出的力学和电学性能使其在能源、信息等领域具有广阔的应用前景。

研究表明，石墨烯具有小尺寸效应，可以填充到防腐蚀涂料的孔洞和缺陷中，从而延缓甚至阻止小分子腐蚀介质进入金属基体，有效地增强防腐蚀膜层的物理隔绝作用，经过特殊掺杂方式来提高普通防腐涂料的防腐性能。目前已有许多专利公开了石墨烯基防腐蚀涂料的制备方法，例如《石墨烯或氧化石墨基防腐蚀涂料及其制备方法》(专利申请号：201410369778.X)，石墨烯或氧化石墨基防腐蚀涂料通过掺杂、萃取等方式在普通的防腐蚀涂料中添加一定比例的石墨烯添加剂混合均匀得到。但这些方法大多涉及实验室小批量生产，耗时费力，并且不同种类的涂料所需石墨烯状态不同，从而无法实现石墨烯基防腐涂料的自动化生产。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种石墨烯基防腐涂料的生产装置。该装置集涂料粘度检测、萃取和搅拌于一体，根据粘度测量结果实现固液混合模式和液液萃取模式的自动切换，使改性后的石墨烯基防腐涂料的防腐性能稳定均一。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

一种石墨烯基防腐涂料的自动化生产装置，包括涂料粘度检测单元、原料存储单元、混料单元和控制单元；所述涂料粘度检测单元包括涂料粘度测量池和粘度计，所述原料存储单元包括涂料盛放池、石墨烯固体盛放池和石墨烯溶液盛放池，所述混料单元包括设有搅拌桨的混料池，所述涂料盛放池、石墨烯固体盛放池和石墨烯溶液盛放池分别通过管路与混料池连通并在对应的管路中分别对应设置控制阀；所述控制单元包括一计算机控制系统，所述计算机控制系统用于接收涂料检测单元反馈的粘度值并通过粘度值大小控制各控制阀的启闭。

作为优选，所述装置还包括一吸液器，所述吸液器包括设置在混料池内的吸液管，所述吸液管固定在上下移动装置上，通过上下移动装置的上下移动调节吸液管下端口在混料池的水平高度。

作为优选，所述搅拌桨设有控制器，所述控制器与计算机控制系统相连，通过计算机控制系统控制搅拌桨的启闭。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

本实用新型提供了一种石墨烯基防腐涂料的生产装置，该装置集涂料粘度检测、萃取和搅拌于一体，根据粘度测量结果实现固液混合模式和液液萃取模式的自动切换，并可通过现有智能化控制系统实现石墨烯基防腐涂料的自动化生产，为今后石墨烯防腐涂料的规模化生产提供了有力保证。实验表明，根据涂料样品粘度值不同，采用不同的混合方式，可以使改性后的石墨烯基防腐涂料的防腐性能稳定均一。

附图说明

图1是本实用新型装置构成图。

图2是本实用新型计算机系统控制原理图。

附图标记：1：计算机控制系统2：涂料粘度测量池3：粘度计4：涂料盛放池5：石墨烯固体盛放池6：石墨烯溶液盛放池7：搅拌控制器8：混料池9：搅拌桨10：控制阀一11：进料管一12：控制阀二13：进料管二14：控制阀三15：进料管三16：上下移动装置17：吸液管。

以下结合附图通过具体实施方式对本实用新型技术方案做进一步解释说明。

具体实施方式

参见图1，一种石墨烯基防腐涂料的自动化生产装置，包括涂料粘度检测单元、原料存储单元、混料单元和控制单元；涂料粘度检测单元包括涂料粘度测量池2和粘度计3，原料存储单元包括涂料盛放池4、石墨烯固体盛放池5和石墨烯溶液盛放池6，混料单元包括设有搅拌桨9的混料池8，涂料盛放池、石墨烯固体盛放池和石墨烯溶液盛放池分别通过进料管一11、进料管二13、进料管三15与混料池8连通，并在对应的进料管一11、进料管二13、进料管三15管路中分别设置控制阀一10、控制阀二12、控制阀三14；控制单元包括一计算机控制系统，该计算机控制系统用于实现对生产装置的智能化控制，包括接收涂料检测单元反馈的粘度值并通过粘度值大小控制各控制阀的启闭。

参见图1，该装置还包括一吸液器，该吸液器包括设在混料池8内的吸液管17，吸液管17固定在上下移动装置16上，通过上下移动装置的上下移动调节吸液管下端口在混料池的水平高度，该上下移动装置可通过计算机控制系统进行控制。

搅拌桨设有控制器，控制器与计算机控制系统相连，通过计算机系统控制搅拌桨的启闭。

实验表明，涂料的粘度越高，加入石墨烯粉体越不容易分散均匀，需要通过萃取的方法，加入石墨烯分散液，利用石墨烯在涂料中的溶解度大于在溶剂中的溶解度的性质使其均匀混合于涂料中。因此，本实用新型通过粘度检测单元预先测量涂料的粘度，根据涂料的粘度值，决定混合方式。

本装置中涂料粘度测量装置上的粘度计与计算机控制系统相连，计算机控制系统同时还连接各控制阀和搅拌控制器。当加入的添加剂是石墨烯固体粉末时，开启搅拌装置；当加入的添加剂是石墨烯分散液时，同样进行搅拌，但搅拌结束后，利用石墨烯固体溶质在涂料中的溶解度与在溶剂中不同，进行一定时间的静置分层后从而将石墨烯溶质均匀混合于涂料之中，通过开启吸液器和上下移动装置使得上层清液，即石墨烯溶剂被吸取出来。本实用新型中计算机控制系统对各控制阀、搅拌控制器及上下移动装置的控制均采用现有常规技术手段实现。

工作时，首先将涂料样品加入粘度测量池内，进行粘度测量，计算机控制系统比对涂料粘度值。当涂料样品粘度小于预设的粘度值r时(r可定义为铁红醇酸漆的粘度)，计算机控制系统进入固液混合模式，开启阀门一14，涂料进入混料池内计算机系统根据阀门放出涂料的流量及涂料密度计算得出应加入石墨烯添加剂的量，开启阀门二12和搅拌桨，搅拌一定时间后得到混合均匀放的石墨烯基防腐涂料。当计算机控制系统读出涂料粘度大于预设的粘度值r时，进入萃取模式，计算机系统根据阀门放出涂料的流量及涂料密度计算得出应加入石墨烯分散液的量，开启阀门三10，加入石墨烯溶液，开启搅拌桨充分搅拌混合均匀后，静置分层，开启吸液器和上下移动装置将溶剂吸出，得到石墨烯基防腐涂料。

下面结合图2对本实用新型装置的操作流程做进一步说明。

实施例1固液混合模式

取100mL树脂涂料放入涂料粘度测量池2进行粘度测量，粘度计3将粘度测量结果反馈到计算机控制系统1，计算机控制系统1将粘度测量值与设定值大小进行比较，测量值大于设定值，开启萃取模式，通过计算机控制系统1设定涂料和石墨烯溶液的量(根据改性配方计算获得)，打开控制阀一10和控制阀三14，通过进料管一11和进料管三15将石墨烯溶液和涂料加入混料池8中，进料量达到设定值时(进料量可通自设在管路中的流量计或自设在盛放池中的称重传感器计算得到)自动关闭控制阀一10和控制阀三14。打开搅拌控制器7将涂料和石墨烯溶液混合均匀后，利用计算机控制系统1将吸液管17通过上下移动装置16放置在溶剂与涂料/石墨烯混合物的界面处并将溶剂吸走、除去；获得石墨烯均匀分散的石墨烯基防腐涂料。

实施例2液液萃取模式

取100mL涂料放入涂料粘度测量池2进行粘度测量，粘度计3将粘度测量结果反馈到计算机控制系统1，计算机控制系统1将粘度测量值与设定值大小进行比较，测量值小于设定值，开启搅拌模式。通过计算机控制系统1设定涂料和石墨烯固体的量，打开控制阀二12和控制阀三14，通过进料管二13和进料管三15将石墨烯固体和涂料加入混料池8，进料量达到设定值时自动关闭控制阀二12和控制阀三14。打开搅拌控制器7将涂料和石墨烯固体混合均匀，获得石墨烯均匀分散的石墨烯防腐涂料。

应当理解，本文所述的实施例仅为了解释说明本申请技术方案，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，在不脱离本发明精神实质的情况下，都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种石墨烯基防腐涂料的自动化生产装置，其特征在于，包括涂料粘度检测单元、原料存储单元、混料单元和控制单元；所述涂料粘度检测单元包括涂料粘度测量池和粘度计，所述原料存储单元包括涂料盛放池、石墨烯固体盛放池和石墨烯分散液盛放池，所述混料单元包括设有搅拌桨的混料池，所述涂料盛放池、石墨烯固体盛放池和石墨烯分散液盛放池分别通过管路与混料池连通并在对应的管路中分别对应设置控制阀；所述控制单元包括一计算机控制系统，所述计算机控制系统用于接收涂料检测单元反馈的粘度值并通过与设定粘度值大小比较控制各控制阀的启闭。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯基防腐涂料的自动化生产装置，其特征在于，所述装置还包括一吸液器，所述吸液器包括设在混料池内的吸液管，所述吸液管固定在上下移动装置上，通过上下移动装置的上下移动调节吸液管下端口部在混料池的水平高度。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯基防腐涂料的自动化生产装置，其特征在于，所述搅拌桨设有控制器，所述控制器与计算机控制系统相连，通过计算机系统控制搅拌桨的启闭。