CN216224663U - 一种聚氨酯防水涂料生产用研磨装置 - Google Patents

Abstract

本方案属于聚氨酯防水涂料生产技术领域，公开了一种聚氨酯防水涂料生产用研磨装置，包括具有加料口、输出口、回流口的搅拌釜和具有进口、出口的研磨釜，加料口和回流口设置在搅拌釜的上部，输出口设置在搅拌釜的底部，研磨釜设置在输出口的下方，进口与输出口连通，出口通过抽料泵与回流口连通。通过首尾串接成环的搅拌釜与研磨釜，使母液在搅拌釜与研磨釜之间循环流动，间隙性接受搅拌和研磨，最终得到细度均匀、高度分散、不易沉降的母液。又通过搅拌釜与研磨釜之间的位置关系设置，实现借助重力作用使母液从搅拌釜自然下落到位于下方的研磨釜中，有利于减少能源消耗，从而节约聚氨酯防水涂料的生产成本。

Description

一种聚氨酯防水涂料生产用研磨装置

技术领域

本方案属于聚氨酯防水涂料生产技术领域，具体涉及一种聚氨酯防水涂料生产用研磨装置。

背景技术

建筑防水材料按材料形态可分为沥青防水卷材、高分子防水卷材、防水涂料、密封材料、防水砂浆等。防水涂料又称为涂膜防水材料，是无定形材料(液体、稠状物、粉剂加水现场拌和)经现场刷、刮、抹、喷等涂覆施工，可在结构表面固化形成具有防水能力的膜层材料。防水涂料是以防水为主的功能性建筑涂料，主要用于建筑物、构建物某些可能受到侵蚀的结构部位或结构构件的防水、防潮和防渗等，还兼具有防尘、装饰、保护结构和基层、反射光和热、保温隔热等作用。

防水涂料的组成大致可分为主要成膜物质、次要成膜物质、溶剂、助剂。次要成膜物质主要是颜料填料。颜料的作用是使涂膜呈现颜色和遮盖力，增加涂层硬度，减缓紫外线破坏，提供涂料的耐久性。常见的颜料有碳黑、氧化铁红、氧化铁黄、钛白粉等。填料在涂料中主要起着填充作用，能有效改善涂料的贮存稳定性，降低涂料成本，增加涂膜的厚度，增强涂膜的耐久性、耐热性和表面硬度，降低涂膜的收缩。常见的填料有滑石粉、碳酸钙、高岭土、硫酸钡、石英粉等。

聚氨酯防水涂料是建筑防水涂料中常见的一种，是由异氰酸酯、聚醚等经加成聚合反应而成的含异氰酸酯基的预聚体，配以催化剂、固化剂、助剂、油料及粉料填充剂、溶剂等，经混合等工序加工制成的防水涂料。其具有强度高、延伸率大、耐水性能好、绿色环保、涂膜密实、施工简便等特点，对基层变形的适应能力强，适用于各种地下建筑、厨房、厕所、浴室、卫生间的防水工程，在使用聚氨酯防水涂料时，要求基面平整、干净。

与其他防水涂料相同，聚氨酯防水涂料生产过程中也会加入填料来进行改进物理性能，填料的加入可以起到补强的作用，提高聚氨酯材料的力学性能，降低材料的收缩应力和热应力，增强对热破坏的稳定性，还可以改进材料的粘度和降低成本；还会使用氧化铁红、碳黑等颜料进行着色。但是现有大部分聚氨酯防水涂料在生产过程中都是将填料、颜料直接投入反应釜中，使其直接与其他的油性液态料以及粉料进行分散，并不进行预先的研磨和分散。这样分散后，将会有大量的填料、颜料在相体中“抱团”，分散不均匀；或者需要很长的时间才能分散均匀。因涂料中填料分散不均匀或者颗粒较大，聚氨酯涂料成品在静态储存下，填料会出现沉降，产生沉淀、粘稠异常，这会严重影响聚氨酯成品的物理性能及施工。使用细度较小的填料原材料，市场上供应商较少，且单价较高，增加材料成本。而颜料分散不均匀则导致聚氨酯成品着色程度不够，颜料用量过大且颜料遮盖率过低。局部出现色差，并且在“抱团”严重的情况下，还会影响聚氨酯成品的物理性能。

发明内容

鉴于此，本方案旨在克服现有技术中的至少一种不足，提供一种聚氨酯防水涂料生产用研磨装置，解决聚氨酯防水涂料配制对填料等粉料细度要求高、又须控制成本的技术问题。

为了解决上述技术问题，采取下述技术方案：

一种聚氨酯防水涂料生产用研磨装置，包括具有加料口、输出口、回流口的搅拌釜和具有进口、出口的研磨釜，加料口和回流口设置在搅拌釜的上部，输出口设置在搅拌釜的底部，研磨釜设置在输出口的下方，进口与输出口连通，出口通过抽料泵与回流口连通。

本方案通过首尾串接成环的搅拌釜与研磨釜，使母液在搅拌釜与研磨釜之间循环流动，间隙性接受搅拌和研磨，最终得到细度均匀、高度分散、不易沉降的母液。因其细度小且均匀，粉料不易产生沉降，不会出现沉淀、粘稠异常，提高聚氨酯防水涂料成品的物理性能及施工便捷性。又通过搅拌釜与研磨釜之间的位置关系设置，实现借助重力作用使母液从搅拌釜自然下落到位于下方的研磨釜中，有利于减少能源消耗，从而节约聚氨酯防水涂料的生产成本。

为提高研磨效果，研磨釜具有研磨腔体，其进料流量大于出料流量。本方案采用腔体研磨的方式进行研磨，并控制进料流量大于出料流量以使物料在研磨腔体内停留足够长的时间、被充分研磨，从而提升研磨效果。

为协调研磨效率与研磨效果，研磨釜的进料流量与出料流量的比值优选为1.1～1.5，既有利于保证研磨效果得到提升，又有利于确保研磨效率。具体的进料流量与出料流量依照研磨腔体大小、研磨珠粒径分布与电机功率来决定。

为方便控制进料流量与出料流量，输出口与进口之间设有用于控制研磨釜进料流量的第一阀门，出口与回流口之间设有用于控制研磨釜出料流量的第二阀门，以便调节进料流量与出料流量使两者的比值处于1.1～1.5，从而确保研磨效果与研磨效率。

母液细度对产品的性能与外观具有较大的影响，会影响到聚氨酯产品的拉伸强度、断裂伸长率等性能，还会影响到施工时的外观。为了更客观确认、检查研磨效果，避免不良产生，研磨釜设有取样口，以便取样检测细度，做好中控环节质量保证。具体地，可以使用刮板细度计进行细度测试。

为使母液中的粉料能够在进入研磨釜之间被充分打散、分离，搅拌釜具有第一搅拌速度和第二搅拌速度，第二搅拌速度比第一搅拌速度大，搅拌釜以第一搅拌速度搅拌10～20min后切换为第二搅拌速度。在搅拌初期，使用较低转速，可以将粉体物料分散，加快其与液体物料相互填充，低搅拌转速下，粉体物料被打散、分离，进而促使其在后续研磨阶段中达到更优的研磨效果。在搅拌后期，加快搅拌转速，可以将液体物料与粉体物料充分混合，使二者形成整体的形态，可以起到物理交联作用，搅拌分散效果更好。优选地，第一搅拌速度为500～800rpm，第二搅拌速度为1000～2000rpm。

为提高研磨装置，尤其是研磨釜的利用率，搅拌釜的工作容积是研磨釜的工作容积的7～10倍。

为使研磨后未能被及时导入反应釜的母液保持最佳分散效果，本方案的研磨装置还包括与抽料泵可拆卸连接的具备搅拌功能的暂存釜，该暂存釜的搅拌速度为10～50rpm。

本方案与现有技术相比较有如下有益效果：

通过首尾串接成环的搅拌釜与研磨釜，使母液在搅拌釜与研磨釜之间循环流动，间隙性接受搅拌和研磨，最终得到细度均匀、高度分散、不易沉降的母液。因其细度小且均匀，粉料不易产生沉降，不会出现沉淀、粘稠异常，提高聚氨酯防水涂料成品的物理性能及施工便捷性。又通过搅拌釜与研磨釜之间的位置关系设置，实现借助重力作用使母液从搅拌釜自然下落到位于下方的研磨釜中，有利于减少能源消耗，从而节约聚氨酯防水涂料的生产成本。

通过控制研磨釜的进料流量大于其出料流量，使物料在研磨腔体内停留足够长的时间、被充分研磨，从而提升研磨效果。并通过控制进料流量与出料流量的比值，平衡研磨效果与研磨效率。还通过第一搅拌速度和第二搅拌速度的配合，进一步提升研磨效果和分散效果。

附图说明

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本方案的限制；为了更好说明本方案，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本方案的限制。

图1是聚氨酯防水涂料生产用研磨装置的结构示意图。

附图标记说明：搅拌釜100，加料口110，输出口120，回流口130，研磨釜200，取样口210，进口220，出口230，抽料泵310，第一阀门320，第二阀门330。

具体实施方式

本方案提出一种聚氨酯防水涂料生产用研磨装置，用于在填料、颜料等粒料或粉料加入反应釜之前对其进行研磨以降低细度，配置成母液并以此加入反应釜中，提高其与其他原料的混合均匀性。该研磨装置结构简单、设计合理，有利于减少能源消耗，节约生产成本。

下面结合具体实施例对本方案做进一步详细说明。

如图1所示，聚氨酯防水涂料生产用研磨装置包括具有加料口110、输出口120、回流口130的搅拌釜100和具有进口220、出口230的研磨釜200，加料口110和回流口130设置在搅拌釜100的上部，输出口120设置在搅拌釜100的底部，研磨釜200设置在输出口120的下方，进口220与输出口120连通，出口230通过抽料泵310与回流口130连通。

其中，加料口110是指用于从外部向研磨装置内加入粒料、粉料等研磨对象以及液料等研磨介质的入口。该加料口110可以被配置为一个、两个或更多个；配置为一个时，研磨对象、研磨介质等物料均从该入口进入搅拌釜100；配置为两个时，固态的研磨对象和液态的研磨介质可以分别从不同入口进入搅拌釜100；配置为多个时，不同物料可以分别从不同入口进入搅拌釜100。研磨对象包括但不限于填料、颜料、助剂(如防霉剂、触变剂、增溶剂、表面活性剂、增稠剂等)，研磨介质通常采用液态物料，不选用挥发性溶剂，以降低对设备的防爆要求，避免溶剂逃逸造成环境污染或存在火灾爆炸安全隐患；优选采用氯化石蜡，可以加快液体填充料与粉体填充料的混合、分散，混合效果好，也可以提高产品质量，避免色差，避免混合效果不良而导致产品性能不稳定。研磨对象和研磨介质可以按聚氨酯防水涂料配方量添加，也可以按一定比例添加，如氯化石蜡:填料＝3:1～7:1。

搅拌釜100的输出口120和回流口130用于实现与研磨釜200的连通，研磨釜200的进口220和出口230用于实现与搅拌釜100的连通，其中输出口120与进口220连通，出口230与回流口130连通，由此，搅拌釜100与研磨釜200首尾串接成环，由研磨对象与研磨介质组成的母液在搅拌釜100与研磨釜200之间循环流动，间隙性接受搅拌和研磨，最终得到细度均匀、高度分散、不易沉降的母液。因其细度小且均匀，粉料不易产生沉降，不会出现沉淀、粘稠异常，提高聚氨酯防水涂料成品的物理性能及施工便捷性。

本实施例中，搅拌釜100的输出口120设置在搅拌釜100底部，研磨釜200设置在输出口120的下方，母液经相互连通的输出口120与进口220从搅拌釜100进入研磨釜200，该过程可以借助重力作用自然下落到位于下方的研磨釜200中，有利于减少能源消耗，从而节约聚氨酯防水涂料的生产成本。

具体地，输出口120与进口220、出口230与回流口130均采用全封闭管道连通，保证分散搅拌过程在全封闭管道中进行，不会出现因温度升高或蒸发等原因导致溶剂蒸发、逃逸，不需要像传统工艺使用溶剂回收装置来回收，物料损耗率接近于0，收率接近100％。

为提高研磨效果，本实施例采用腔体研磨的方式进行研磨，即研磨釜200具有研磨腔体，并控制其进料流量大于出料流量，以使物料在研磨腔体内停留足够长的时间、被充分研磨，从而提升研磨效果。当物料在研磨腔体内停留过长时间时，将会影响研磨效率，为此，研磨釜200的进料流量与出料流量的比值优选为1.1～1.5，既有利于保证研磨效果得到提升，又有利于确保研磨效率。具体的进料流量与出料流量依照研磨腔体大小、研磨珠粒径分布与电机功率来决定。

为方便控制进料流量与出料流量，输出口120与进口220之间设有用于控制研磨釜200进料流量的第一阀门320，出口230与回流口130之间设有用于控制研磨釜200出料流量的第二阀门330，以便调节进料流量与出料流量使两者的比值处于1.1～1.5，从而确保研磨效果与研磨效率。

母液细度对产品的性能与外观具有较大的影响，会影响到聚氨酯产品的拉伸强度、断裂伸长率等性能，还会影响到施工时的外观。为了更客观确认、检查研磨效果，避免不良产生，研磨釜200设有取样口210，以便取样检测细度，做好中控环节质量保证。具体地，可以使用刮板细度计进行细度测试。

粉体物料被加入到搅拌釜100之初，其细度较大，搅拌速度过大不仅不利于其分散，在液体物料的团团包围下，还有可能加剧“抱团”现象。为此，搅拌釜100具有第一搅拌速度和第二搅拌速度，第二搅拌速度比第一搅拌速度大，搅拌釜100以第一搅拌速度搅拌10～20min后切换为第二搅拌速度。在搅拌初期，使用较低转速，可以将粉体物料分散，加快其与液体物料相互填充，低搅拌转速下，粉体物料被打散、分离，进而促使其在后续研磨阶段中达到更优的研磨效果。在搅拌后期，加快搅拌转速，可以将液体物料与粉体物料充分混合，使二者形成整体的形态，可以起到物理交联作用，搅拌分散效果更好。

为使细度较大的粉体物料在被加入到搅拌釜100之初能够被充分打散、分离，第一搅拌速度优选为500～800rpm，此时，粉体物料的分散效果达到最优。为固化研磨效果，促使细度变小的粉体物料与液体物料充分混合，第二搅拌速度优选为1000～2000rpm，此时，粉体物料与液体物料的混合效果达到最优。

通常，物料需要被一次性地加入到搅拌釜100中，以确保出料的细度均匀性。尽管研磨釜200的出料流量小于进料流量，意味着停留研磨釜200中的母液会随着研磨时间的增长而逐渐增多，但与瞬间加入所有物料的搅拌釜100相比，其要求的最大工作容积不会比搅拌釜100大。为使研磨釜200能够被充分利用，搅拌釜100的工作容积被配置为研磨釜200的工作容积的7～10倍，例如：当研磨釜200的工作容积为300L时，搅拌釜100的工作容积为2400～3000L。母液在搅拌釜100与研磨釜200之间循环流动一定时间后，其研磨效果即可到达预期，可以停止研磨，此时研磨釜200中的母液的量达到单次研磨操作的最大，如果此时母液恰好充满整个研磨釜200，则其利用率达到最大，综合考虑每次研磨要求的细度差异，当搅拌釜100的工作容积是研磨釜200的工作容积的7～10倍时，研磨装置的利用率最大。

可选地，本实施例中的研磨釜200可以采用市售砂磨机，如NMZ15纳米砂磨机或NMZ80纳米砂磨机。

经过本实施例研磨装置的研磨，最终出料的母液细度均匀、高度分散、不易沉降，可以被直接添加到反应釜中，也可以使用容器储存备用。如果需要储存时间较长，最好采用具有搅拌功能的容器进行储存，为此，研磨装置还包括与抽料泵310可拆卸连接的具备搅拌功能的暂存釜，该暂存釜的搅拌速度优选为10～50rpm。

下面以填料为例介绍本实施例研磨装置的工作流程：

①将聚氨酯防水涂料的配料中所使用的氯化石蜡(液体物料)使用管道输送到搅拌釜100中，开启搅拌。将填料使用管道输送到搅拌釜100中，进行高速搅拌，搅拌转速500～800rpm。

②搅拌约10min后，打开第一阀门320，将氯化石蜡与填料混合母液输送到砂磨机中。调整好进料流量与出料流量，使进料流量:出料流量＝1.1:1～1.5:1，保证进入研磨机的母液在研磨机中进行充分研磨。同时提高搅拌釜100搅拌速度至1000～2000rpm，开启抽料泵310，将研磨好的母液通过管道重新抽到搅拌釜100中。重新进行搅拌、搅拌后继续研磨，循环进行。

③待研磨到一定时间后，从取样口210取料出来，使用刮板细度计测试母液细度。检测合格后，停止研磨。将母液通过抽料泵310抽到其他配置聚氨酯防水涂料的反应釜中，或者将母液导入到暂存釜中存储，保持低速搅拌10～50rpm。

其中，步骤③中，研磨时间根据研磨循环周期而定，一般研磨时间为两个研磨周期以上，可根据设计的进料流量、出料流量、搅拌釜100工作容积、研磨机工作容积等参数，测算出研磨周期、研磨时间。母液细度控制在15～5um。母液导入到暂存釜后，应低速搅拌，尽快使用完，常温下储存应在七天内使用完。

该工作流程对于添加颜料如氧化铁红、碳黑等同样适用，研磨分散完好的颜料可提高其遮盖率，减少颜料的使用对其成品物理性能的影响。如需研磨填料和颜料，可以按照上述工作流程进行，在步骤①中，通过管道同时向搅拌釜100中输送填料和颜料即可。如还需对聚氨酯防水涂料配方中的助剂，如防霉剂、触变剂、增溶剂、表面活性剂、增稠剂等进行研磨，可以在步骤③取样检测到一定细度值后，通过管道向搅拌釜100中输送助剂，与填料、颜料共同研磨一个周期，即可出料得到包括填料、填料和助剂的母液。

显然，本方案的上述实施例仅仅是为清楚地说明本方案所作的举例，而并非是对本方案的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本方案的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本方案权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚氨酯防水涂料生产用研磨装置，包括具有加料口、输出口、回流口的搅拌釜和具有进口、出口的研磨釜，其特征在于，所述加料口和回流口设置在所述搅拌釜的上部，所述输出口设置在所述搅拌釜的底部，所述研磨釜设置在所述输出口的下方，所述进口与所述输出口连通，所述出口通过抽料泵与所述回流口连通。

2.根据权利要求1所述的聚氨酯防水涂料生产用研磨装置，其特征在于，所述研磨釜具有研磨腔体，其进料流量大于出料流量。

3.根据权利要求2所述的聚氨酯防水涂料生产用研磨装置，其特征在于，所述研磨釜的进料流量与出料流量的比值为1.1～1.5。

4.根据权利要求2所述的聚氨酯防水涂料生产用研磨装置，其特征在于，所述输出口与进口之间设有用于控制所述研磨釜进料流量的第一阀门，所述出口与所述回流口之间设有用于控制所述研磨釜出料流量的第二阀门。

5.根据权利要求1所述的聚氨酯防水涂料生产用研磨装置，其特征在于，所述研磨釜设有取样口，以便取样检测细度。

6.根据权利要求1～5任一项所述的聚氨酯防水涂料生产用研磨装置，其特征在于，所述搅拌釜具有第一搅拌速度和第二搅拌速度，所述第二搅拌速度比第一搅拌速度大，所述搅拌釜以第一搅拌速度搅拌10～20min后切换为第二搅拌速度。

7.根据权利要求6所述的聚氨酯防水涂料生产用研磨装置，其特征在于，所述第一搅拌速度为500～800rpm，所述第二搅拌速度为1000～2000rpm。

8.根据权利要求1～5任一项所述的聚氨酯防水涂料生产用研磨装置，其特征在于，所述搅拌釜的工作容积是所述研磨釜的工作容积的7～10倍。

9.根据权利要求1～5任一项所述的聚氨酯防水涂料生产用研磨装置，其特征在于，还包括与所述抽料泵可拆卸连接的具备搅拌功能的暂存釜。

10.根据权利要求9所述的聚氨酯防水涂料生产用研磨装置，其特征在于，所述暂存釜的搅拌速度为10～50rpm。

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