一种水性导电涂料用石墨烯色浆在线均匀混合机构及方法与流程

本发明涉及一种水性导电涂料用石墨烯色浆在线均匀混合机构及方法。

背景技术：

1、水性导电涂料的制备过程中，石墨烯色浆的分散均匀度直接影响最终涂层的导电性能一致性与稳定性，是生产环节的关键工序。

2、目前行业内普遍采用常规单轴搅拌设备进行石墨烯色浆混合，受石墨烯比表面积大、范德华力强、易团聚沉降的物性限制，单一搅拌模式难以同时兼顾宏观对流分散与微观剪切均质，易出现上下分层、局部团聚、搅拌盲区等问题，混合周期长且分散均匀度难以保障；且混合过程多依赖人工经验判定或停机取样离线检测，存在检测滞后性，无法根据实时分散状态动态调整混合工艺，易造成混合不足或过度能耗；部分双轴搅拌方案则需配置多套独立驱动系统，整体结构复杂、制造成本高，设备占用空间大，运维难度较高，鉴于此，本发明提出了一种水性导电涂料用石墨烯色浆在线均匀混合机构及方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种水性导电涂料用石墨烯色浆在线均匀混合机构及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种水性导电涂料用石墨烯色浆在线均匀混合机构，包括罐体，所述罐体上设置有安装板；

4、所述安装板上设置有第一搅拌轴，所述第一搅拌轴的内部设置有可以旋转的第二搅拌轴，所述第一搅拌轴、第二搅拌轴之间设置有传动组件，使得第一搅拌轴随着第二搅拌轴旋转而旋转；

5、所述罐体内设置有扰动组件，所述扰动组件设置在第一搅拌轴的外壁上，所述第一搅拌轴旋转，带动扰动组件升降对罐体内原料进行扰动。

6、作为上述技术方案的改进，所述安装板上设置有驱动板，所述驱动板与安装板之间设置有多组支撑杆；

7、所述驱动板上设置有驱动伺服电机，所述驱动伺服电机与第二搅拌轴传动连接。

8、作为上述技术方案的改进，所述第一搅拌轴的外壁设置有第一外六角拨动块，所述第二搅拌轴的外壁设置有第二外六角拨动块，所述第一外六角拨动块、第二外六角拨动块相适配；

9、所述传动组件设置在第一外六角拨动块、第二外六角拨动块之间。

10、作为上述技术方案的改进，所述传动组件包括传动套，所述传动套内部设置有与传动孔，且传动孔与第一外六角拨动块、第二外六角拨动块相适配。

11、作为上述技术方案的改进，所述传动套的外壁设置有旋转套，所述旋转套与传动套转动连接；

12、所述旋转套上设置有两组升降板，所述驱动板上设置有两组驱动气缸，两组所述驱动气缸分别与两组升降板位置匹配，所述驱动气缸的活塞杆连接在升降板上。

13、作为上述技术方案的改进，所述扰动组件包括扰动环，所述扰动环的外壁设置有导向凹槽，所述罐体内设置有导向凸条，所述导向凸条滑动设置在导向凹槽中。

14、作为上述技术方案的改进，所述扰动环内还设置有活动环，所述第一搅拌轴的外壁设置有双向螺纹外壁，所述活动环与双向螺纹外壁螺纹配合，使得活动环随着第一搅拌轴的旋转进行升降。

15、作为上述技术方案的改进，所述活动环、扰动环之间设置有多组扰动叶片，所述扰动叶片呈环形阵列设置；

16、所述第二搅拌轴上设置有搅拌叶，所述搅拌叶设置在扰动环的下方。

17、作为上述技术方案的改进，所述罐体上还设置有两组活动盖，所述活动盖与安装板铰接；

18、所述活动盖上设置有安装壳体，所述安装壳体上设置有红外光谱分析仪。

19、一种水性导电涂料用石墨烯色浆在线均匀混合机构的使用方法，包括以下步骤：

20、步骤1、投料准备：

21、将水性基料与石墨烯原料投入罐体内部，闭合罐体顶部的活动盖，使活动盖上的红外光谱分析仪处于正对罐内物料的检测工位；

22、步骤2、低速扰动分散：

23、驱动气缸带动传动套沿轴向下移，使传动套同时套接第一搅拌轴上端的第一外六角拨动块与第二搅拌轴上的第二外六角拨动块，令第一搅拌轴与第二搅拌轴形成周向刚性传动连接；

24、启动驱动伺服电机并以低速运转，通过第二搅拌轴带动第一搅拌轴同步转动，第一搅拌轴转动时通过其外壁的双向螺纹外壁与活动环的螺纹配合，驱动扰动环沿罐体内壁的导向凸条轴向往复升降，通过扰动叶片对罐内物料形成强制轴向对流，打破石墨烯沉降分层与大团聚体，完成石墨烯色浆的宏观初步分散；

25、该过程中两组红外光谱分析仪持续对罐内色浆进行非接触式在线检测，实时采集色浆分散均匀度数据；

26、步骤3、模式自动切换：

27、当红外光谱分析仪检测到色浆的宏观分散均匀度达到预设的模式切换阈值时，向驱动气缸与驱动伺服电机同步输出控制信号；

28、驱动气缸接收信号后带动传动套沿轴向上移，使传动套脱离第一外六角拨动块，解除第一搅拌轴与第二搅拌轴的传动连接；

29、同时驱动伺服电机提升运转转速，单独驱动第二搅拌轴高速转动，设备由低速扰动模式切换为高速剪切均质模式；

30、步骤4、高速均质与终点判定：

31、第二搅拌轴通过下端的搅拌叶对罐内色浆施加高速剪切作用，细化石墨烯微团聚体；

32、该过程中红外光谱分析仪持续在线检测色浆的微观分散均匀度；

33、当检测数据达到预设的成品质量标准时，红外光谱分析仪向驱动伺服电机输出停机信号，驱动伺服电机停止运转，完成水性导电涂料用石墨烯色浆的在线均匀混合。

34、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

35、通过传动组件可实现第一搅拌轴与第二搅拌轴之间传动连接的接合与解除，能够根据水性导电涂料用石墨烯色浆的混合进程灵活切换工作模式：在初步分散阶段，双轴联动并通过扰动组件完成宏观全域分散；在精细均质阶段，单独驱动第二搅拌轴实现高速剪切细化，针对石墨烯色浆易团聚、分散难度大的特点，兼顾了宏观对流分散与微观剪切均质的需求，有效缩短混合周期，提升分散均匀度；

36、第一搅拌轴旋转过程中带动扰动组件沿罐体轴向往复升降，可在罐体内形成强制轴向物料对流，有效克服石墨烯粉体与水性基料密度差异导致的沉降分层问题，打破罐体内壁及上下端部的搅拌盲区，使色浆各部位物料均得到充分掺混，避免石墨烯局部团聚、上下浓度不均的现象，保障色浆整体均一性；

37、第一搅拌轴与第二搅拌轴采用同轴嵌套的布置形式，在实现双搅拌轴功能复用的同时，无需额外布设多套独立驱动与传动系统，整体结构紧凑、占用空间小，且传动路径短、同轴度高，保证了搅拌运转过程的平稳性，降低了设备的制造成本与维护难度。

1.一种水性导电涂料用石墨烯色浆在线均匀混合机构，其特征在于：包括罐体（10），所述罐体（10）上设置有安装板（11）；

2.根据权利要求1所述的一种水性导电涂料用石墨烯色浆在线均匀混合机构，其特征在于：所述安装板（11）上设置有驱动板（31），所述驱动板（31）与安装板（11）之间设置有多组支撑杆（32）；

3.根据权利要求2所述的一种水性导电涂料用石墨烯色浆在线均匀混合机构，其特征在于：所述第一搅拌轴（20）的外壁设置有第一外六角拨动块（22），所述第二搅拌轴（40）的外壁设置有第二外六角拨动块（42），所述第一外六角拨动块（22）、第二外六角拨动块（42）相适配；

4.根据权利要求3所述的一种水性导电涂料用石墨烯色浆在线均匀混合机构，其特征在于：所述传动组件（60）包括传动套（62），所述传动套（62）内部设置有与传动孔，且传动孔与第一外六角拨动块（22）、第二外六角拨动块（42）相适配。

5.根据权利要求4所述的一种水性导电涂料用石墨烯色浆在线均匀混合机构，其特征在于：所述传动套（62）的外壁设置有旋转套（61），所述旋转套（61）与传动套（62）转动连接；

6.根据权利要求5所述的一种水性导电涂料用石墨烯色浆在线均匀混合机构，其特征在于：所述扰动组件（50）包括扰动环（51），所述扰动环（51）的外壁设置有导向凹槽（52），所述罐体（10）内设置有导向凸条（15），所述导向凸条（15）滑动设置在导向凹槽（52）中。

7.根据权利要求6所述的一种水性导电涂料用石墨烯色浆在线均匀混合机构，其特征在于：所述扰动环（51）内还设置有活动环（54），所述第一搅拌轴（20）的外壁设置有双向螺纹外壁（21），所述活动环（54）与双向螺纹外壁（21）螺纹配合，使得活动环（54）随着第一搅拌轴（20）的旋转进行升降。

8.根据权利要求7所述的一种水性导电涂料用石墨烯色浆在线均匀混合机构，其特征在于：所述活动环（54）、扰动环（51）之间设置有多组扰动叶片（53），所述扰动叶片（53）呈环形阵列设置；

9.根据权利要求8所述的一种水性导电涂料用石墨烯色浆在线均匀混合机构，其特征在于：所述罐体（10）上还设置有两组活动盖（12），所述活动盖（12）与安装板（11）铰接；

10.基于权利要求1-9任意一项所述的一种水性导电涂料用石墨烯色浆在线均匀混合机构的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：