阅读说明：本技术 一种水性涂料工艺系统、制备工艺及其组分配比 (Water-based paint process system, preparation process and component proportion thereof ) 是由 杭小洁 于 2019-11-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种水性涂料工艺系统,包括涂料分散塔,涂料分散塔为竖向的罐体结构,涂料分散塔的上端设置有进料口,涂料分散塔,涂料分散塔的内部为竖向的涂料分散腔,涂料分散腔的内部同轴心设置有内循环式分散机构,内循环式分散机构能对涂料分散腔内的乳液进行循环式分散细化；本发明的结构简单,采用内循环式结构,进一步提高了其分散的均匀度,同时分散通道中,第一分散齿体和各圈第二分散齿体在乳液分散通道中做正反交替旋转剪切撕裂的同时还会受到各圈第一分散齿体和各圈第二分散齿体交替上下震荡；进而使流过乳液分散通道的乳液被充分的剪切撕裂和震荡分散,提高了最终产品的细腻程度。(The invention discloses a water-based paint process system, which comprises a paint dispersing tower, wherein the paint dispersing tower is of a vertical tank structure, the upper end of the paint dispersing tower is provided with a feed inlet, the paint dispersing tower is internally provided with a vertical paint dispersing cavity, the inside of the paint dispersing cavity is coaxially provided with an internal circulating type dispersing mechanism, and the internal circulating type dispersing mechanism can circularly disperse and refine emulsion in the paint dispersing cavity; the invention has simple structure, adopts an internal circulation structure, further improves the dispersion uniformity, and simultaneously, in the dispersion channel, the first dispersion tooth body and each circle of second dispersion tooth body are subjected to alternate vertical oscillation when being subjected to alternate forward and reverse rotation, shearing and tearing in the emulsion dispersion channel; further, the emulsion flowing through the emulsion dispersion channel is sufficiently sheared, torn and dispersed in a vibration manner, and the fineness of the final product is improved.)

一种水性涂料工艺系统、制备工艺及其组分配比

技术领域

本发明属于涂料制备领域。

背景技术

水性漆对人体无害，不污染环境，漆膜丰满、晶莹透亮、柔韧性好并且具有耐水、耐磨、耐老化、耐黄变、干燥快、使用方便等特点，正在逐步取代油性漆的地位，然而水性涂料在制取过程中的分散工艺至关重要；现有的分散设备是单纯的旋转剪切分散方式，其分散程度很难达到更加细腻的要求；而且还存在分散不均匀，容易产生沉淀等现象。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种分散程度更加细腻的一种水性涂料工艺系统、制备工艺及其组分配比。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种水性涂料工艺系统，包括涂料分散塔，所述涂料分散塔为竖向的罐体结构，所述涂料分散塔的上端设置有进料口，所述涂料分散塔，所述涂料分散塔的内部为竖向的涂料分散腔，所述涂料分散腔的内部同轴心设置有内循环式分散机构，所述内循环式分散机构能对涂料分散腔内的乳液进行循环式分散细化。

进一步的，所述内循环式分散机构包括外转子、内转子和定子；所述内转子同轴心于所述外转子内部，所述定子同轴心于所述内转子内部；所述涂料分散塔的上侧设置有第一电机，所述涂料分散塔的下侧设置有第二电机；所述第一电机能带动所述外转子旋转；所述第二电机能带动所述内转子旋转。

进一步的，所述定子包括与所述涂料分散腔同轴心的螺纹筒，所述螺纹筒的上端同轴心一体化设置有固定盘体，所述固定盘体上设置有能连通上下侧的第一连通管，所述第一连通管的内部设置有导通方向朝上的第一单向阀；螺纹筒的外壁为螺纹，所述螺纹筒的内部同轴心贯通设置有传动轴通道，所述螺纹筒的下端同轴心固定连接所述涂料分散腔的底端壁体。

进一步的，所述第二电机的输出端为第二输出轴，所述第二输出轴同轴心向上穿过所述传动轴通道，所述第二输出轴外壁与所述传动轴通道内壁之间具有间隙；所述第二输出轴上端的外壁与所述固定盘体的内圈通过第一密封轴承转动配合；所述第二输出轴的上端同轴心一体化连接有截面呈正六边形的第一传动轴。

进一步的，所述内转子包括与所述涂料分散腔同轴心的内筒体，所述内筒体的筒内中部高度处同轴心一体化设置有盘状的传动座，所述传动座的轴心处同轴心贯通设置有截面呈正六边形并且与所述第一传动轴相配合的第一传动孔，所述传动座的上设置有能连通上下侧的第二连通管，所述第二连通管内设置有导通方向朝上的第二单向阀，所述第一传动轴向上滑动穿过所述第一传动孔，所述传动座能沿所述第一传动轴的轴线方向滑动，所述第一传动轴的旋转能带动所述传动座同步旋转；

所述内筒体的筒内的下端同轴心一体化设置有盘状的第一螺纹孔座，所述第一螺纹孔座的轴心处同轴心贯通设置有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔座上还设置有能连通上下侧的第三连通管，所述螺纹筒向上穿过所述第一螺纹孔，并且所述螺纹筒外壁与所述第一螺纹孔螺纹配合；所述第一螺纹孔座在螺纹筒上的旋转能带动自身上下位移；

所述固定盘体同轴心于所述第一螺纹孔座与传动座之间，所述固定盘体外缘与所述内筒体的内壁滑动配合，所述固定盘体与所述第一螺纹孔座之间形成乳液下过渡腔，所述固定盘体与所述传动座之间形成乳液循环传送腔，所述传动座的上侧形成乳液上过渡腔；

所述内筒体的上端一体化设置有环状的外缘；所述内筒体的外壁沿轴线方向等距分布有若干圈呈发散状的第一分散齿体。

进一步的，所述外转子包括竖向的柱形壳体，所述内筒体同轴心于所述柱形壳体内的壳腔中，所述内筒体上端的外缘与所述柱形壳体的内壁滑动配合；

所述内筒体与柱形壳体之间形成环柱形的乳液分散通道，所述柱形壳体的内壁沿轴线方向等距分布有若干圈呈发散状的第二分散齿体；

各相邻上下两圈第二分散齿体之间的距离与各相邻上下两圈第一分散齿体之间的距离相同；

各第一分散齿体的齿尖均与柱形壳体内壁间隙配合，各第二分散齿体的齿尖均与内筒体的外壁间隙配合；每相邻上下两圈第二分散齿体之间的区间内均有一圈第一分散齿体；

所述壳体的上下端分别为壳体顶壁和壳体底壁；所述壳体顶壁的轴心处贯通设置有截面呈正六边形的第二传动孔；所述第一电机的输出端为第二传动轴，所述第二传动轴的截面为与所述第二传动孔相配合的正六边形，所述第二传动轴滑动穿过所述第二传动孔，所述第二传动轴的旋转能带动所述壳体顶壁带动柱形壳体整体同步旋转，所述壳体顶壁上还镂空设置有若干出液孔，所述壳体顶壁与所述外缘之间为出液腔，所述出液腔下端连通所述乳液上过渡腔，所述出液腔上端通过若干出液孔连通所述涂料分散腔内的上端；

所述壳体底壁的轴心处贯通设置有第二螺纹孔，所述螺纹筒向上穿过所述第二螺纹孔，并且所述螺纹筒外壁与所述第二螺纹孔螺纹配合；壳体底壁在螺纹筒上的旋转能带动自身上下位移；所述壳体底壁与第一螺纹孔座之间形成进液腔，所述乳液分散通道的下端连通所述进液腔；所述乳液分散通道的上端外壁处呈圆周阵列镂空设置有若干圈吸液孔；

所述柱形壳体的外侧还同轴心设置有筒状的搅拌筒，所述搅拌筒的顶端通过环形内缘与所述柱形壳体外壁一体化连接，所述搅拌筒的底端与所述涂料分散腔的底面间距设置；

所述搅拌筒与所述柱形壳体之间形成环柱形的液体提升通道，各所述吸液孔的外端均连通所述液体提升通道的上端，各所述液体提升通道的下端连通所述涂料分散腔的内的底部；

所述搅拌筒的外壁阵列安装有若干搅拌浆，所述搅拌筒的下端轮廓上设置有若干扰动叶片。

进一步的，一种水性涂料工艺系统的分散工艺，包括如下步骤：

步骤一，将按比例配置好但还没有充分细化的乳液通过进料口源源不断的导入涂料分散腔中，直至涂料分散腔中的乳液完全浸没内循环式分散机构；

步骤二，由于第一电机和第二电机是分别独立控制第二传动轴和第一传动轴的旋转的；第二传动轴和第一传动轴的旋转分别会带动内筒体和柱形壳体的同步旋转，并且第二传动轴和第一传动轴的传动结构不会限制内筒体和柱形壳体轴向方向的运动；

此时，同时驱动第一电机和第二电机，并且呈周期性的变换第一电机和第二电机的转动输出方向，使设备呈周期性的往复循环运转；

若干周期性状态中的任意一个运转周期包括：A工作状态运行预定时间后立即切换到B工作状态，B工作状态运行预定时间后立即切换回A工作状态；

按照上述规律呈周期性的往复运转，直至涂料分散腔中的乳液被完全剪切分散成细腻的水性涂料分散液；

在所述A工作状态中：内筒体正转、柱形壳体反转，而且控制内筒体和柱形壳体的旋转速度大小相等，内筒体正转会使第一螺纹孔座在螺纹筒上正向旋转，进而使内筒体整体沿螺纹筒向下位移；柱形壳体反转会使壳体底壁在螺纹筒上反向旋转，进而使柱形壳体整体沿螺纹筒向上位移；在A工作状态的过程中，乳液循环传送腔的体积逐渐变小，各圈第一分散齿体在乳液分散通道中沿轴心做正向旋转的同时还做向下的运动，各圈第二分散齿体在乳液分散通道中沿轴心做反向旋转的同时还做向上的运动；

在所述B工作状态中：内筒体反转、柱形壳体正转，而且控制内筒体和柱形壳体的旋转速度大小相等，内筒体反转会使第一螺纹孔座在螺纹筒上反向旋转，进而使内筒体整体沿螺纹筒向上位移；柱形壳体正转会使壳体底壁在螺纹筒上正向旋转，进而使柱形壳体整体沿螺纹筒向下位移；在B工作状态的过程中，乳液循环传送腔的体积逐渐变大，各圈第一分散齿体在乳液分散通道中沿轴心做反向旋转的同时还做向上的运动，各圈第二分散齿体在乳液分散通道中沿轴心做正向旋转的同时还做向下的运动；

A工作状态与B工作状态呈周期性的连贯起来后：乳液循环传送腔的体积呈周期性的变大变小，各圈第一分散齿体和各圈第二分散齿体在乳液分散通道中做正反交替旋转运动的同时还做交替上下震荡运动；在上述周期性运转的过程中，通过分别控制单次A工作状态、B工作状态的时间，使每一圈第一分散齿体始终在相邻上下两圈第二分散齿体之间的区间内上下震荡，不会发生第二分散齿体与第一分散齿体发生高度一致而产生干涉的现象；

当乳液循环传送腔的体积变大时，乳液循环传送腔内会形成负压，涂料分散腔底部的乳液在负压作用下依次通过液体提升通道、若干圈吸液孔、乳液分散通道、进液腔、第三连通管、乳液下过渡腔最终通过第一连通管内的第一单向阀吸入乳液循环传送腔中；

当乳液循环传送腔的体积变小时，乳液循环传送腔内会形成正压，进而乳液循环传送腔内的乳液通过第二连通管内的第二单向阀向上挤出至乳液上过渡腔中，进而乳液上过渡腔中的乳液继续向上挤入出液腔，出液腔中的乳液最终通过若干出液孔挤出至涂料分散腔内的顶部；而涂料分散腔顶部的乳液会重新下降至涂料分散腔底部；

按照上述规律，涂料分散腔的体积呈周期性的变大变小产生的最终效果是涂料分散腔底部的乳液被源源不断的传送到流过乳液分散通道，并最终挤出至涂料分散腔内的顶部，而涂料分散腔顶部的乳液会重新下降至涂料分散腔底部；进而使整个涂料分散塔内形成流动内循环；

乳液流过乳液分散通道的过程中各圈第一分散齿体和各圈第二分散齿体在乳液分散通道中做正反交替旋转剪切撕裂的同时还会受到各圈第一分散齿体和各圈第二分散齿体交替上下震荡；进而使流过乳液分散通道的乳液被充分的剪切撕裂和震荡分散；

步骤三，步骤二持续预定时间后排出涂料分散塔内的全部乳液。

进一步的，导入涂料分散腔中待分散乳液按照重量计算的配比为：

有益效果：本发明的结构简单，采用内循环式结构，进一步提高了其分散的均匀度，同时分散通道中，第一分散齿体和各圈第二分散齿体在乳液分散通道中做正反交替旋转剪切撕裂的同时还会受到各圈第一分散齿体和各圈第二分散齿体交替上下震荡；进而使流过乳液分散通道的乳液被充分的剪切撕裂和震荡分散，提高了最终产品的细腻程度。

附图说明

附图1为该设备的第一剖开结构示意图；

附图2为该设备的第二剖开结构示意图；

附图3为该装置的第三剖开结构示意图；

附图4为附图3的标记39处的局部放大示意图；

附图5为附图3的标记40处的局部放大示意图；

附图6为附图5的上部分放大示意图；

附图7为附图3的标记41处的局部放大示意图；

附图8为该设备隐去内转子、外转子后的剖开结构示意图；

附图9为该设备的内转子剖开结构示意图；

附图10为该设备的外转子剖开结构示意图；

附图11为螺纹筒与输出轴配合示意图；

附图12为附图11的剖开结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1至12所示的一种水性涂料工艺系统，包括涂料分散塔2，所述涂料分散塔2为竖向的罐体结构，所述涂料分散塔2的上端设置有进料口5，所述涂料分散塔2，所述涂料分散塔2的内部为竖向的涂料分散腔8，所述涂料分散腔8的内部同轴心设置有内循环式分散机构，所述内循环式分散机构能对涂料分散腔8内的乳液进行循环式分散细化。

所述内循环式分散机构包括外转子、内转子和定子；所述内转子同轴心于所述外转子内部，所述定子同轴心于所述内转子内部；所述涂料分散塔2的上侧设置有第一电机4，所述涂料分散塔2的下侧设置有第二电机11；所述第一电机4能带动所述外转子旋转；所述第二电机能带动所述内转子旋转。

所述定子包括与所述涂料分散腔8同轴心的螺纹筒12，所述螺纹筒12的上端同轴心一体化设置有固定盘体35，所述固定盘体35上设置有能连通上下侧的第一连通管31，所述第一连通管31的内部设置有导通方向朝上的第一单向阀32；螺纹筒12的外壁为螺纹，所述螺纹筒12的内部同轴心贯通设置有传动轴通道34，所述螺纹筒12的下端同轴心固定连接所述涂料分散腔8的底端壁体。

所述第二电机11的输出端为第二输出轴33，所述第二输出轴33同轴心向上穿过所述传动轴通道34，所述第二输出轴33外壁与所述传动轴通道34内壁之间具有间隙；所述第二输出轴33上端的外壁与所述固定盘体35的内圈通过第一密封轴承36转动配合；所述第二输出轴33的上端同轴心一体化连接有截面呈正六边形的第一传动轴30。

所述内转子包括与所述涂料分散腔8同轴心的内筒体17，所述内筒体17的筒内中部高度处同轴心一体化设置有盘状的传动座19，所述传动座19的轴心处同轴心贯通设置有截面呈正六边形并且与所述第一传动轴30相配合的第一传动孔20，所述传动座19的上设置有能连通上下侧的第二连通管45，所述第二连通管45内设置有导通方向朝上的第二单向阀，所述第一传动轴30向上滑动穿过所述第一传动孔20，所述传动座19能沿所述第一传动轴30的轴线方向滑动，所述第一传动轴30的旋转能带动所述传动座19同步旋转；

所述内筒体17的筒内的下端同轴心一体化设置有盘状的第一螺纹孔座21，所述第一螺纹孔座21的轴心处同轴心贯通设置有第一螺纹孔23，所述第一螺纹孔座21上还设置有能连通上下侧的第三连通管22，所述螺纹筒12向上穿过所述第一螺纹孔23，并且所述螺纹筒12外壁与所述第一螺纹孔23螺纹配合；所述第一螺纹孔座21在螺纹筒12上的旋转能带动自身上下位移；

所述固定盘体35同轴心于所述第一螺纹孔座21与传动座19之间，所述固定盘体35外缘与所述内筒体17的内壁滑动配合，所述固定盘体35与所述第一螺纹孔座21之间形成乳液下过渡腔47，所述固定盘体35与所述传动座19之间形成乳液循环传送腔46，所述传动座19的上侧形成乳液上过渡腔38；

所述内筒体17的上端一体化设置有环状的外缘16；所述内筒体17的外壁沿轴线方向等距分布有若干圈呈发散状的第一分散齿体18。

所述外转子包括竖向的柱形壳体15，所述内筒体17同轴心于所述柱形壳体15内的壳腔中，所述内筒体17上端的外缘16与所述柱形壳体15的内壁滑动配合；

所述内筒体17与柱形壳体15之间形成环柱形的乳液分散通道42，所述柱形壳体15的内壁沿轴线方向等距分布有若干圈呈发散状的第二分散齿体26；

各相邻上下两圈第二分散齿体26之间的距离与各相邻上下两圈第一分散齿体18之间的距离相同；

各第一分散齿体18的齿尖均与柱形壳体15内壁间隙配合，各第二分散齿体26的齿尖均与内筒体17的外壁间隙配合；每相邻上下两圈第二分散齿体26之间的区间内均有一圈第一分散齿体18；

所述壳体15的上下端分别为壳体顶壁29和壳体底壁24；所述壳体顶壁29的轴心处贯通设置有截面呈正六边形的第二传动孔28；所述第一电机4的输出端为第二传动轴1，所述第二传动轴1的截面为与所述第二传动孔28相配合的正六边形，所述第二传动轴1滑动穿过所述第二传动孔28，所述第二传动轴1的旋转能带动所述壳体顶壁29带动柱形壳体15整体同步旋转，所述壳体顶壁29上还镂空设置有若干出液孔6，所述壳体顶壁29与所述外缘16之间为出液腔37，所述出液腔37下端连通所述乳液上过渡腔38，所述出液腔37上端通过若干出液孔6连通所述涂料分散腔8内的上端；

所述壳体底壁24的轴心处贯通设置有第二螺纹孔25，所述螺纹筒12向上穿过所述第二螺纹孔25，并且所述螺纹筒12外壁与所述第二螺纹孔25螺纹配合；壳体底壁24在螺纹筒12上的旋转能带动自身上下位移；所述壳体底壁24与第一螺纹孔座21之间形成进液腔48，所述乳液分散通道42的下端连通所述进液腔48；所述乳液分散通道42的上端外壁处呈圆周阵列镂空设置有若干圈吸液孔14；

所述柱形壳体15的外侧还同轴心设置有筒状的搅拌筒3，所述搅拌筒3的顶端通过环形内缘13与所述柱形壳体15外壁一体化连接，所述搅拌筒3的底端与所述涂料分散腔8的底面间距设置；

所述搅拌筒3与所述柱形壳体15之间形成环柱形的液体提升通道27，各所述吸液孔14的外端均连通所述液体提升通道27的上端，各所述液体提升通道27的下端连通所述涂料分散腔8的内的底部；

所述搅拌筒3的外壁阵列安装有若干搅拌浆9，所述搅拌筒3的下端轮廓上设置有若干扰动叶片10。

水性涂料工艺系统的分散工艺和工作原理如下步骤：

步骤一，将按比例配置好但还没有充分细化的乳液通过进料口5源源不断的导入涂料分散腔8中，直至涂料分散腔8中的乳液完全浸没内循环式分散机构；

步骤二，由于第一电机4和第二电机11是分别独立控制第二传动轴1和第一传动轴30的旋转的；第二传动轴1和第一传动轴30的旋转分别会带动内筒体17和柱形壳体15的同步旋转，并且第二传动轴1和第一传动轴30的传动结构不会限制内筒体17和柱形壳体15轴向方向的运动；

此时，同时驱动第一电机4和第二电机11，并且呈周期性的变换第一电机4和第二电机11的转动输出方向，使设备呈周期性的往复循环运转；

若干周期性状态中的任意一个运转周期包括：A工作状态运行预定时间后立即切换到B工作状态，B工作状态运行预定时间后立即切换回A工作状态；

按照上述规律呈周期性的往复运转，直至涂料分散腔8中的乳液被完全剪切分散成细腻的水性涂料分散液；

在所述A工作状态中：内筒体17正转、柱形壳体15反转，而且控制内筒体17和柱形壳体15的旋转速度大小相等，内筒体17正转会使第一螺纹孔座21在螺纹筒12上正向旋转，进而使内筒体17整体沿螺纹筒12向下位移；柱形壳体15反转会使壳体底壁24在螺纹筒12上反向旋转，进而使柱形壳体15整体沿螺纹筒12向上位移；在A工作状态的过程中，乳液循环传送腔46的体积逐渐变小，各圈第一分散齿体18在乳液分散通道42中沿轴心做正向旋转的同时还做向下的运动，各圈第二分散齿体26在乳液分散通道42中沿轴心做反向旋转的同时还做向上的运动；

在所述B工作状态中：内筒体17反转、柱形壳体15正转，而且控制内筒体17和柱形壳体15的旋转速度大小相等，内筒体17反转会使第一螺纹孔座21在螺纹筒12上反向旋转，进而使内筒体17整体沿螺纹筒12向上位移；柱形壳体15正转会使壳体底壁24在螺纹筒12上正向旋转，进而使柱形壳体15整体沿螺纹筒12向下位移；在B工作状态的过程中，乳液循环传送腔46的体积逐渐变大，各圈第一分散齿体18在乳液分散通道42中沿轴心做反向旋转的同时还做向上的运动，各圈第二分散齿体26在乳液分散通道42中沿轴心做正向旋转的同时还做向下的运动；

A工作状态与B工作状态呈周期性的连贯起来后：乳液循环传送腔46的体积呈周期性的变大变小，各圈第一分散齿体18和各圈第二分散齿体26在乳液分散通道42中做正反交替旋转运动的同时还做交替上下震荡运动；在上述周期性运转的过程中，通过分别控制单次A工作状态、B工作状态的时间，使每一圈第一分散齿体18始终在相邻上下两圈第二分散齿体26之间的区间内上下震荡，不会发生第二分散齿体26与第一分散齿体18发生高度一致而产生干涉的现象；

当乳液循环传送腔46的体积变大时，乳液循环传送腔46内会形成负压，涂料分散腔8底部的乳液在负压作用下依次通过液体提升通道27、若干圈吸液孔14、乳液分散通道42、进液腔48、第三连通管22、乳液下过渡腔47最终通过第一连通管31内的第一单向阀32吸入乳液循环传送腔46中；

当乳液循环传送腔46的体积变小时，乳液循环传送腔46内会形成正压，进而乳液循环传送腔46内的乳液通过第二连通管45内的第二单向阀向上挤出至乳液上过渡腔38中，进而乳液上过渡腔38中的乳液继续向上挤入出液腔37，出液腔37中的乳液最终通过若干出液孔6挤出至涂料分散腔8内的顶部；而涂料分散腔8顶部的乳液会重新下降至涂料分散腔8底部；

按照上述规律，涂料分散腔8的体积呈周期性的变大变小产生的最终效果是涂料分散腔8底部的乳液被源源不断的传送到流过乳液分散通道42，并最终挤出至涂料分散腔8内的顶部，而涂料分散腔8顶部的乳液会重新下降至涂料分散腔8底部；进而使整个涂料分散塔2内形成流动内循环；

乳液流过乳液分散通道42的过程中各圈第一分散齿体18和各圈第二分散齿体26在乳液分散通道42中做正反交替旋转剪切撕裂的同时还会受到各圈第一分散齿体18和各圈第二分散齿体26交替上下震荡；进而使流过乳液分散通道42的乳液被充分的剪切撕裂和震荡分散；

步骤三，步骤二持续预定时间后排出涂料分散塔2内的全部乳液。

导入涂料分散腔8中待分散乳液按照重量计算的配比为：

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。