一种环保型水性漆及其制备方法与流程

本发明涉及水性漆技术领域，更具体地说，涉及一种环保型水性漆及其制备方法。

背景技术：

传统油漆以植物油、合成树脂为主要成膜物质，辅以各种助剂和颜料，使用时需加入甲苯、二甲苯等有机溶剂稀释，其基料为合成树脂中的小分子容易为人体吸收造成损害，且溶剂为甲苯、二甲苯更是致病物质，在生产这些溶剂时也需要耗费大量能源、材料，排放大量废渣和有毒气体，对环境极为不利。水性漆以多种高分子树脂为基料，水为分散介质，加入特种助剂使有机物与乳液树脂形成网状结构，其主要基料为高分子树脂，不会被人体溶解吸收，本身对人体无害，而分散介质是水，所以完全无毒无害。再者，传统油漆的基料和分散介质均为易燃物质，在本身生产和使用时都需十分小心，火灾的安全隐患十分严重。水性漆中基料和分散介质均为不可燃物质，所以在生产和使用中可避免各种火灾因素，甚至制作出成品都具有相当高的防火特性。

现有的环保型水性漆制备工艺中，通常会添加分散剂来使混合溶液的搅拌更加均匀无颗粒，添加方式通常为在水性漆的主基料混合搅拌均匀后再添加，此情况下的混合溶液搅拌效率较低，且当混合溶液搅拌完成后，通常是由工作人员肉眼观察混合溶液是否分散均匀无颗粒，误差性较大。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种环保型水性漆及其制备方法，它可以在每次所需添加的材料混合小段时间后，向该混合材料中加入适量的聚乙二醇，使添加的材料之间有一定的预混合时间的同时，提高混合后溶液的分散速率，进而可以有效减少混合溶液混合搅拌的时间，节约反应釜工作过程中所产生的部分能耗，同时缩短了水性漆的制备时长，且聚乙二醇不具有毒性和刺激性，不易对环境和人类产生危害，同时当混合溶液搅拌完成后，颗粒检测棒的设置使得工作人员通过将颗粒检测棒与混合溶液接触，观察有色橡胶泥上是否有颗粒吸附来判断混合溶液是否分散均匀无颗粒，相比于肉眼观察，此方式可使得观察结果较为直接准确。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明公开了一种环保型水性漆，包括按照质量份计的以下组分：40-50份水性聚氨酯分散体、10-20份丙烯酸酯乳液、15-25份去离子水、10-15份环氧树脂固化剂、0.2-0.6份聚醚改性硅、1-5份聚乙二醇、0.05-0.2份磷酸酯、0.05-0.1份增稠剂。

本发明公开了一种环保型水性漆的制备方法，环保型水性漆通过环保型水性漆的制备装置制备，制备装置包括反应釜和颗粒检测棒，反应釜的上盖开设有第一投料口和第二投料口，颗粒检测棒通过第一投料口伸入反应釜内，包括以下步骤：

步骤一、按照上述组分的配比进行组分的称量；

步骤二、将水性聚氨酯分散体、丙烯酸酯乳液、去离子水和环氧树脂固化剂按照一定的比例依次经第一投料口投入反应釜中，混合搅拌30-60s后，通过第二投料口向反应釜中投入1-3份的聚乙二醇，再次混合搅拌均匀，时间控制在8-12mim；

步骤三、将颗粒检测棒通过第一投料口伸入反应釜内，待确认步骤二中的混合溶液分散均匀无颗粒后，向其中加入聚醚改性硅和磷酸酯，混合搅拌30-45s后，投放剩余的聚乙二醇，再次混合搅拌均匀，时间控制在6-8min；

步骤四、向步骤三所得的混合溶液中加入增稠剂，并搅拌均匀，加入氨水调节ph，最终得到水性漆。

可以在每次所需添加的材料混合小段时间后，向该混合材料中加入适量的聚乙二醇，使添加的材料之间有一定的预混合时间的同时，提高混合后溶液的分散速率，进而可以有效减少混合溶液混合搅拌的时间，节约反应釜工作过程中所产生的部分能耗，同时缩短了水性漆的制备时长，且聚乙二醇不具有毒性和刺激性，不易对环境和人类产生危害，同时当混合溶液搅拌完成后，颗粒检测棒的设置使得工作人员通过将颗粒检测棒与混合溶液接触，观察有色橡胶泥上是否有颗粒吸附来判断混合溶液是否分散均匀无颗粒，相比于肉眼观察，此方式可使得观察结果较为直接准确。

进一步的，所述步骤四中ph调节的最终值为8-8.5，混合溶液呈现弱碱性，使混合溶液的最终ph值不易过酸或过碱，提高水性漆的稳定性。

进一步的，所述颗粒检测棒包括检测棒体，所述检测棒体表面涂设有自发光涂料层，所述自发光涂料层外表面涂设有透明胶水，当步骤二中混合溶液的颜色较淡时，自发光涂料层的设置方便工作人员通过透明区观察检测棒体上的有色橡胶泥表面的颗粒吸附情况，同时透明胶水的设置一方面不易影响工作人员观察透明区检测棒体上的有色橡胶泥的颗粒吸附情况，另一方面可将部分溶液中未完全溶解的颗粒吸附，配合有色橡胶泥进行双重吸附，可更加有效的检测混合溶液是否含有颗粒杂质，所述检测棒体外表面包裹有多个均匀分布的有色橡胶泥，所述透明胶水与有色橡胶泥交错分布，所述有色橡胶泥外表面涂设有增粘剂，检测步骤二中所得的混合溶液是否分散均匀无颗粒时，工作人员将颗粒检测棒伸入反应釜内，颗粒检测棒与混合溶液接触后，当混合溶液中有颗粒存在时，在增粘剂的作用下，工作人员晃动颗粒检测棒，颗粒会吸附在有色橡胶泥表面，当混合溶液中无颗粒存在，即溶液混合均匀时，有色橡胶泥表面无任何杂质，检测后工作人员只需将颗粒检测棒取出，观察有色橡胶泥表面是否有杂质即可判断混合溶液是否分散均匀无颗粒。本发明设置了自发光涂料层和有色橡胶泥，当有色橡胶泥上吸附有颗粒杂质后，通过自发光涂料层散发的光能够较为直观的观察到颗粒吸附的情况，然后在在自发光涂料层上区别于有色橡胶泥的位置上设置透明胶水是在不影响发光原理的前提下，尽可能的增加颗粒吸附的面积，相当于双重吸附。

进一步的，所述自发光涂料层的发光颜色、有色橡胶泥的颜色和步骤二中所得混合溶液的颜色两两之间互为对比强烈的颜色，当工作人员通过透明区观察自发光涂料层和有色橡胶泥时不易受混合溶液颜色的影响，当混合溶液中有颗粒存在且被有色橡胶泥吸附后，工作人员可较为容易的观察到颗粒的存在，当工作人员观察有色橡胶泥时，自发光涂料层不易对工作人员的观察造成干扰。

进一步的，所述有色橡胶泥外表面套设有软弹性圈，所述软弹性圈位于有色橡胶泥的水平中心线处，有色橡胶泥使用过程中，其两端的黏合处容易散开，软弹性圈的设置使得有色橡胶泥两端黏合处有松动时，有色橡胶泥也不易与自发光涂料层脱离；软弹性圈的截面高度小于有色橡胶泥的截面高度，且两者之间大小比例为0.5-1：5，使得软弹性圈对有色橡胶泥起到部分固定作用的同时，软弹性圈所占用的有色橡胶泥的可吸附面积较小。

进一步的，所述检测棒体外表面固定连接有多对均匀分布的半球凸起，所述半球凸起位于有色橡胶泥的下侧且与有色橡胶泥相接触，半球凸起的设置对有色橡胶泥起到限位作用，使得有色橡胶泥不易在检测棒体上下移，进而不易改变多个有色橡胶泥之间的距离。半球凸起的设置对有色橡胶泥起到限位作用，使得有色橡胶泥不易在检测棒体上下移，进而不易改变多个有色橡胶泥之间的距离，使得相邻的上下两个有色橡胶泥之间不易碰撞而产生褶皱。

进一步的，所述第二投料口的底端开口处固定连接有均流板，所述均流板表面开凿有多个均匀分布的漏料孔，使通过第二投料口向反应釜中添加聚乙二醇时，聚乙二醇能够更加分散均匀的加入至已混合的溶液中，加快聚乙二醇与混合溶液的混合效率。

进一步的，所述检测棒体的长度大于反应釜上下两内壁之间的长度，使得将检测棒体伸入反应釜内时，检测棒体不易掉入反应釜内，所述检测棒体的直径小于第一投料口的孔径，且两者之间大小比例为1-1.5：6，使检测棒体直径相对于第一投料口孔径较小，从而使得工作人员将检测棒体伸入反应釜内检测时，检测棒体在第一投料口内有足够的转动空间，使检测棒体搅动混合溶液，当有颗粒存在时更利于颗粒的吸附。

进一步的，所述反应釜外表面设有透明区，所述透明区所在的竖直平面与第一投料口所在的竖直平面相对应，方便工作人员通过肉眼观察反应釜内溶液混合过程中搅拌进度，同时方便观察检测棒体上的有色橡胶泥的颗粒吸附情况。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以在每次所需添加的材料混合小段时间后，向该混合材料中加入适量的聚乙二醇，使添加的材料之间有一定的预混合时间的同时，提高混合后溶液的分散速率，进而可以有效减少混合溶液混合搅拌的时间，节约反应釜工作过程中所产生的部分能耗，同时缩短了水性漆的制备时长，且聚乙二醇不具有毒性和刺激性，不易对环境和人类产生危害，同时当混合溶液搅拌完成后，颗粒检测棒的设置使得工作人员通过将颗粒检测棒与混合溶液接触，观察有色橡胶泥上是否有颗粒吸附来判断混合溶液是否分散均匀无颗粒，相比于肉眼观察，此方式可使得观察结果较为直接准确。

(2)步骤四中ph调节的最终值为8-8.5，混合溶液呈现弱碱性，使混合溶液的最终ph值不易过酸或过碱，提高水性漆的稳定性。

(3)颗粒检测棒包括检测棒体，检测棒体表面涂设有自发光涂料层，自发光涂料层外表面涂设有透明胶水，当步骤二中混合溶液的颜色较淡时，自发光涂料层的设置方便工作人员通过透明区观察检测棒体上的有色橡胶泥表面的颗粒吸附情况，同时透明胶水的设置一方面不易影响工作人员观察透明区检测棒体上的有色橡胶泥的颗粒吸附情况，另一方面可将部分溶液中未完全溶解的颗粒吸附，配合有色橡胶泥进行双重吸附，可更加有效的检测混合溶液是否含有颗粒杂质，检测棒体外表面包裹有多个均匀分布的有色橡胶泥，透明胶水与有色橡胶泥交错分布，有色橡胶泥外表面涂设有增粘剂，检测步骤二中所得的混合溶液是否分散均匀无颗粒时，工作人员将颗粒检测棒伸入反应釜内，颗粒检测棒与混合溶液接触后，当混合溶液中有颗粒存在时，在增粘剂的作用下，工作人员晃动颗粒检测棒，颗粒会吸附在有色橡胶泥表面，当混合溶液中无颗粒存在，即溶液混合均匀时，有色橡胶泥表面无任何杂质，检测后工作人员只需将颗粒检测棒取出，观察有色橡胶泥表面是否有杂质即可判断混合溶液是否分散均匀无颗粒。

(4)自发光涂料层的发光颜色、有色橡胶泥的颜色和步骤二中所得混合溶液的颜色两两之间互为对比强烈的颜色，当工作人员通过透明区观察自发光涂料层和有色橡胶泥时不易受混合溶液颜色的影响，当混合溶液中有颗粒存在且被有色橡胶泥吸附后，工作人员可较为容易的观察到颗粒的存在，当工作人员观察有色橡胶泥时，自发光涂料层不易对工作人员的观察造成干扰。

(5)有色橡胶泥外表面套设有软弹性圈，软弹性圈位于有色橡胶泥的水平中心线处，有色橡胶泥使用过程中，其两端的黏合处容易散开，软弹性圈的设置使得有色橡胶泥两端黏合处有松动时，有色橡胶泥也不易与自发光涂料层脱离。

(6)软弹性圈的截面高度小于有色橡胶泥的截面高度，且两者之间大小比例为0.5-1：5，使得软弹性圈对有色橡胶泥起到部分固定作用的同时，软弹性圈所占用的有色橡胶泥的可吸附面积较小。

(7)检测棒体外表面固定连接有多对均匀分布的半球凸起，半球凸起位于有色橡胶泥的下侧且与有色橡胶泥相接触，半球凸起的设置对有色橡胶泥起到限位作用，使得有色橡胶泥不易在检测棒体上下移，进而不易改变多个有色橡胶泥之间的距离。

(8)第二投料口的底端开口处固定连接有均流板，均流板表面开凿有多个均匀分布的漏料孔，使通过第二投料口向反应釜中添加聚乙二醇时，聚乙二醇能够更加分散均匀的加入至已混合的溶液中，加快聚乙二醇与混合溶液的混合效率。

(9)检测棒体的长度大于反应釜上下两内壁之间的长度，使得将检测棒体伸入反应釜内时，检测棒体不易掉入反应釜内，检测棒体的直径小于第一投料口的孔径，且两者之间大小比例为1-1.5：6，使检测棒体直径相对于第一投料口孔径较小，从而使得工作人员将检测棒体伸入反应釜内检测时，检测棒体在第一投料口内有足够的转动空间，使检测棒体搅动混合溶液，当有颗粒存在时更利于颗粒的吸附。

(10)反应釜外表面设有透明区，透明区所在的竖直平面与第一投料口所在的竖直平面相对应，方便工作人员通过肉眼观察反应釜内溶液混合过程中搅拌进度，同时方便观察检测棒体上的有色橡胶泥的颗粒吸附情况。

附图说明

图1为本发明的主要的流程图；

图2为本发明的反应釜部分的剖面结构示意图；

图3为本发明的反应釜的侧面结构示意图；

图4为本发明的颗粒检测棒部分的结构示意图；

图5为本发明的颗粒检测棒部分的俯视结构示意图。

图中标号说明：

1检测棒体、2均流板、3颗粒检测棒、31自发光涂料层、32有色橡胶泥、33软弹性圈、34增粘剂、35半球凸起、4第一投料口、5第二投料口、7反应釜、8透明区。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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；可以是直接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种环保型水性漆及其制备方法，包括按照质量份计的以下组分：45份水性聚氨酯分散体、15份丙烯酸酯乳液、20份去离子水、10份环氧树脂固化剂、0.3份聚醚改性硅、3份聚乙二醇、0.1份磷酸酯、0.1份增稠剂，是通过环保型水性漆的制备装置制备，制备装置包括反应釜7和颗粒检测棒3，反应釜7的上盖开设有第一投料口4和第二投料口5，颗粒检测棒3通过第一投料口4伸入反应釜7内，包括以下步骤：

包括以下步骤：

步骤一、按照上述组分的配比进行组分的称量；

步骤二、将水性聚氨酯分散体、丙烯酸酯乳液、去离子水和环氧树脂固化剂按照一定的比例依次经第一投料口4投入反应釜7中，混合搅拌45s后，通过第二投料口5向反应釜7中投入合适量的聚乙二醇，再次混合搅拌均匀，时间控制在8mim；

步骤三、将颗粒检测棒3通过第一投料口4伸入反应釜7内，待确认步骤二中的混合溶液分散均匀无颗粒后，向其中加入聚醚改性硅和磷酸酯，混合搅拌30s后，投放适量的聚乙二醇，再次混合搅拌均匀，时间控制在6min；

步骤四、向步骤三所得的混合溶液中加入增稠剂，并搅拌均匀，加入氨水调节ph，最终得到水性漆。

步骤四中ph调节的最终值为8，混合溶液呈现弱碱性，使混合溶液的最终ph值不易过酸或过碱，提高水性漆的稳定性。

请参阅图2，第二投料口5的底端开口处固定连接有均流板2，均流板2表面开凿有多个均匀分布的漏料孔，使通过第二投料口5向反应釜7中添加聚乙二醇时，聚乙二醇能够更加分散均匀的加入至已混合的溶液中，加快聚乙二醇与混合溶液的混合效率。

请参阅图3，反应釜7外表面设有透明区8，透明区8所在的竖直平面与第一投料口4所在的竖直平面相对应，方便工作人员通过肉眼观察反应釜7内溶液混合过程中搅拌进度，同时方便观察检测棒体1上的有色橡胶泥32的颗粒吸附情况。

请参阅图4，颗粒检测棒3包括检测棒体1，检测棒体1表面涂设有自发光涂料层31，自发光涂料层31外表面涂设有透明胶水，当步骤二中混合溶液的颜色较淡时，自发光涂料层31的设置方便工作人员通过透明区8观察检测棒体1上的有色橡胶泥32表面的颗粒吸附情况，同时透明胶水的设置一方面不易影响工作人员观察透明区8检测棒体上1的有色橡胶泥32的颗粒吸附情况，另一方面可将部分溶液中未完全溶解的颗粒吸附，配合有色橡胶泥32进行双重吸附，可更加有效的检测混合溶液是否含有颗粒杂质，检测棒体1外表面包裹有多个均匀分布的有色橡胶泥32，透明胶水与有色橡胶泥32交错分布，有色橡胶泥32外表面涂设有增粘剂34，检测步骤二中所得的混合溶液是否分散均匀无颗粒时，工作人员将颗粒检测棒3伸入反应釜7内，颗粒检测棒3与混合溶液接触后，当混合溶液中有颗粒存在时，在增粘剂34的作用下，工作人员晃动颗粒检测棒3，颗粒会吸附在有色橡胶泥32表面，当混合溶液中无颗粒存在，即溶液混合均匀时，有色橡胶泥32表面无任何杂质，检测后工作人员只需将颗粒检测棒3取出，观察有色橡胶泥32表面是否有杂质即可判断混合溶液是否分散均匀无颗粒。

请参阅图4-5，有色橡胶泥32外表面套设有软弹性圈33，软弹性圈33位于有色橡胶泥32的水平中心线处，有色橡胶泥32使用过程中，其两端的黏合处容易散开，软弹性圈33的设置使得有色橡胶泥32两端黏合处有松动时，有色橡胶泥32也不易与自发光涂料层31脱离，软弹性圈33的截面高度小于有色橡胶泥32的截面高度，且两者之间大小比例为1：5，使得软弹性圈33对有色橡胶泥32起到部分固定作用的同时，软弹性圈33所占用的有色橡胶泥32的可吸附面积较小。

请参阅图4，检测棒体1外表面固定连接有多对均匀分布的半球凸起35，半球凸起35位于有色橡胶泥32的下侧且与有色橡胶泥32相接触，半球凸起35的设置对有色橡胶泥32起到限位作用，使得有色橡胶泥32不易在检测棒体1上下移，进而不易改变多个有色橡胶泥32之间的距离。

自发光涂料层31的发光颜色、有色橡胶泥32的颜色和步骤二中所得混合溶液的颜色两两之间互为对比强烈的颜色，当工作人员通过透明区8观察自发光涂料层31和有色橡胶泥32时不易受混合溶液颜色的影响，当混合溶液中有颗粒存在且被有色橡胶泥32吸附后，工作人员可较为容易的观察到颗粒的存在，当工作人员观察有色橡胶泥32时，自发光涂料层31不易对工作人员的观察造成干扰。

检测棒体1的长度大于反应釜7上下两内壁之间的长度，使得将检测棒体1伸入反应釜7内时，检测棒体1不易掉入反应釜7内，检测棒体1的直径小于第一投料口4的孔径，且两者之间大小比例为1：6，使检测棒体1直径相对于第一投料口4孔径较小，从而使得工作人员将检测棒体1伸入反应釜7内检测时，检测棒体1在第一投料口4内有足够的转动空间，使检测棒体1搅动混合溶液，当有颗粒存在时更利于颗粒的吸附。

可以在每次所需添加的材料混合小段时间后，向该混合材料中加入适量的聚乙二醇，使添加的材料之间有一定的预混合时间的同时，提高混合后溶液的分散速率，进而可以有效减少混合溶液混合搅拌的时间，节约反应釜7工作过程中所产生的部分能耗，同时缩短了水性漆的制备时长，且聚乙二醇不具有毒性和刺激性，不易对环境和人类产生危害，同时当混合溶液搅拌完成后，颗粒检测棒3的设置使得工作人员通过将颗粒检测棒3与混合溶液接触，观察有色橡胶泥32和自发光涂料层31上是否有颗粒吸附来判断混合溶液是否分散均匀无颗粒，相比于肉眼观察，此方式可使得观察结果较为直接准确。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

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