一种非离子型水性环氧树脂乳液及其制备方法与流程

1.本发明涉及水性环氧树脂乳液制备技术领域，具体为一种非离子型水性环氧树脂乳液及其制备方法。


背景技术：

2.水性环氧树脂一种防腐涂料，主要用于汽车涂装、医疗和建筑等行业，在水性环氧树脂的制备过程中，分为机械法、化学改性法和相反转法等，制作非离子型水性环氧树脂乳液，大都采用化学改性法和相反转法，通过加料和混合，在一定温度下，进行反应制备而成，但是现有非离子型水性环氧树脂乳液的制备方法在使用时存在以下问题；现有的非离子型水性环氧树脂乳液在制备时，需要添加去离子水，并进行剪切和混合，来实现乳液的制成，但是现有的非离子型水性环氧树脂乳液在制备时，通常是缓慢滴加去离子水并进行高速剪切，不方便将去离子水均匀分散在乳液中，影响乳液的整体成型，同时现有的非离子型水性环氧树脂乳液制备，在进行混合时，乳液容易在离心力和剪切力等情况下在桶壁周围团聚和浮于表面，难以进行有效的相反转，同时在混合中容易出现气泡，不方便实现乳液的均匀成型，影响乳液后续的储存和使用。
3.针对上述问题，急需在原有非离子型水性环氧树脂乳液制备方法的基础上进行创新设计。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种非离子型水性环氧树脂乳液及其制备方法，以解决上述背景技术提出现有的非离子型水性环氧树脂乳液制备时，不方便将去离子水均匀分散在乳液中，同时不方便实现乳液的均匀成型的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种非离子型水性环氧树脂乳液的制备方法，该制备方法包括以下步骤：步骤一：将大分子聚氧乙烯和液体环氧树脂原料混合，升温至85-95℃，然后加入催化剂搅拌，然后逐步降温至65-75℃，保持恒温，并滴加端氨基聚醚，进行混合反应；步骤二：在另一份双酚a环氧树脂中添加扩链剂和增韧剂进行混合，并添加三苯基膦催化剂进行加合反应；步骤三：将步骤一和步骤二所制得的物料倒入高速剪切设备中，并添加去离子水进行加热混合，进行高速剪切和加热反应，待发生相反转后在降速搅拌20min，即得非离子型水性环氧树脂乳液；上述步骤三中所述高速剪切设备包括底座，所述底座的上方设置有剪切罐，且剪切罐的上下两端均安装有阀门导料口，并且阀门导料口中部的两侧固定有定位环，而且剪切罐的外侧固定有加热器，所述定位环的一端位于定位槽内，且定位槽开设于底座的顶部；还包括：横移杆，所述横移杆的底部通过横移弹簧安装于定位槽内，且横移杆的顶部固定
有安装套，并且安装套内嵌入式活动安装有剪切轴，所述剪切轴的中部位于剪切罐内，且剪切轴的中部套设有螺旋状分布的剪切叶片，并且剪切轴和剪切叶片上均焊接有剪切刀片，而且剪切轴中部外侧的空隙处等角度开设有毛细离心孔；电机，所述电机固定于安装套的顶部，且电机的输出端连接有主齿轮，并且主齿轮内外两侧分别啮合有导齿轮和齿环，而且导齿轮固定套设在剪切轴上，所述齿环焊接于剪切罐的边侧，且剪切罐的内壁上嵌入式转动安装有分散轴，并且分散轴的外部安装有分散板，所述分散板转轴活动安装于剪切罐的内壁上，且分散板的内侧与剪切罐的内壁之间固定有支撑弹簧；活塞，所述活塞安装于剪切轴内，且活塞的外端固定有推杆，并且推杆的顶部通过伸缩弹簧嵌入式活动安装有固定块，所述固定块的一端位于固定槽内，且固定槽开设于剪切轴的内壁上，所述推杆的一端贯穿于立杆的顶部，且立杆固定于底座的顶部边缘处。
6.优选的，所述定位环的外侧固定有推板，且定位环的截面呈“匚”字形结构设计，并且定位环在定位槽内贴合滑动，所述定位环在剪切罐上对称设置有两个，且剪切罐的直径由中部向两侧递减，并且两个定位环上推板的分布位置相交错，定位环在定位槽内的滑动，可以保持剪切罐的稳定转动，同时定位环可以带动推板活动，剪切罐的形状设计，方便乳液在翻动中与剪切罐侧壁接触，均匀掉落。
7.优选的，所述推板的边侧呈弧形凸起结构设计，且推板的活动轨迹与横移杆相交，并且横移杆的端部边侧倾斜设置，而且横移杆的边侧呈凸起状通过横移弹簧在定位槽内贴合滑动，同时横移杆对称设置有两个，推板在活动中与横移杆接触，推动横移杆在定位槽内稳定滑动，使得横移杆可以通过安装套带动剪切轴移动，同时两个横移杆配合推板可以实现间隙往复活动。
8.优选的，所述分散轴上设置有两端朝向相反的螺旋状叶片，且分散轴的两端通过中部转轴结构相互转动，乳液到达分散轴上时，通过其上的螺旋状叶片带动分散轴转动，并通过方向相反的螺旋状叶片对乳液进分散。
9.优选的，所述分散板呈倾斜状通过支撑弹簧在剪切罐内弹性转动，且分散板的俯视截面呈弧形结构设计，并且分散板在剪切罐的内壁上对称设置，分散板被乳液的重力压缩转动，当分散板转动至上方时，配合支撑弹簧可以复位，对乳液进行分散。
10.优选的，所述推杆内嵌入式活动安装有活动柱，且活动柱与固定块之间固定有拉绳，在转动活动柱时，可以通过拉绳带动固定块与固定槽脱离，方便将推杆和活塞抽出，向剪切轴内添加去离子水。
11.优选的，所述固定块通过伸缩弹簧在推杆上弹性滑动，且固定块的顶部呈直角梯形结构设计，并且固定块的顶部与固定槽相卡合，而且固定槽在剪切轴的内壁上呈环状结构设计，固定块在受力时可以收缩，配合伸缩弹簧的使用，可以进入下一个固定块内，将推杆固定在剪切轴内。
12.优选的，所述固定块在靠近立杆的位置处等间距分布有四个，且四个固定块与固定槽的分布位置相对应，并且立杆顶部空腔位置与固定块斜面位置相对应，剪切轴在移动时，固定块直角边受立杆阻挡，可以带动推拉杆移动，当固定块倾斜面与立杆接触时，固定块可以伸缩活动。
13.一种非离子型水性环氧树脂乳液，是由上述的一种非离子型水性环氧树脂乳液的
制备方法所制得，且该非离子型水性环氧树脂乳液包括15%-25%大分子聚氧乙烯、20%-30%液体环氧树脂、5%-10%端氨基聚醚、8%-10%三苯基膦、10%-15%双酚a环氧树脂、5%-8%扩链剂、5%-10%增韧剂以及10%-15%去离子水，并且大分子聚氧乙烯的分子量为3500。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.本发明，设置有均匀分散机构，电机的转动，通过主齿轮带动导齿轮和齿环转动，通过对主齿轮、导齿轮和齿环的直径设置，可以实现剪切轴在高速转动时，剪切罐缓速转动，在剪切罐中注入乳液初品，使其水平高度位于剪切轴的中部，此时位于底部的分散板受压向内转动，并通过支撑弹簧进行弹性支撑，剪切罐的缓速转动，带动乳液活动，至高点时，乳液得以通过重力掉落，此时分散板逐渐失去压力，在支撑弹簧的作用下返回原位，将乳液向两侧推动，同时分散轴在受到乳液冲击的作用下发生转动，其中部可转动结构，可以配合两侧反向的螺旋片实现相对转动，将乳液向边侧引导，进而通过分散板和分散轴，配合剪切罐边侧的倾斜结构，可以实现乳液在剪切罐内的均掉落和分布，配合后续的剪切，有效避免传统桶式剪切罐在对乳液进行剪切混合时出现乳液向桶壁活动发生团聚和结块的情况，方便乳液被均匀剪切的同时与去离子水均匀结合反应；2.本发明，设置均匀剪切机构，定位环跟随剪切罐在定位槽内转动，保证剪切罐的稳定转动，同时定位环在转动过程中，带动推板转动，推板的凸边与横移杆的倾斜边端接触，可以带动横移杆在定位槽内横向移动，配合横移弹簧的使用，推板在与横移杆分离时，横移杆得以返回原位，两个定位环上交错分布的推板，可以实现两个横移杆的往复活动，进而使得横移杆可以通过安装套带动剪切轴在剪切罐内往复横向移动，配合剪切轴的高速转动以及乳液的均匀分散，由剪切轴和剪切叶片进一步对乳液进行均匀剪切，同时乳液在活动和剪切反应中产生的气泡，可以被横向移动和转动的剪切刀片切破，遗漏的气泡，可以被剪切叶片引导至剪切刀片处进行破碎，避免气泡从剪切刀片的缝隙中流失，在进行均匀剪切的同时，可以防止液面气泡的产生，提高乳液和去离子水的反应效果；3.本发明，设置自动挤压分离机构，通过转动推杆内的活动柱，配合拉绳拉动固定块，使得固定块与固定槽分离，可以将推杆和活塞从剪切轴内抽出，将去离子水直接灌入剪切轴内，然后将推杆和活塞重新插入剪切轴内，可以根据乳液的需要直接添加定量的去离子水，配合固定块插入对应的固定槽内，根据去离子水的量调整推杆和活塞的初始位置，配合剪切轴的高速转动，使得去离子水在离心力的作用下通过毛细离心孔均匀分散和甩出，横移杆带动剪切轴向右侧移动时，左侧推板上的固定块在倾斜面的作用下，穿过立杆，此时左侧推板与剪切轴同步活动实现位置的相对静止，但右侧推杆上固定块的直角边与立杆接触，此时推板活动力被阻挡出现停止的情况，位于剪切轴内的固定块弹性伸缩，使得剪切轴在右侧推板上活动，位于剪切轴内的固定块倾斜面受力进入下一个固定槽内，实现右侧推板和活塞在剪切轴内的推进，对去离子水进行挤压，同样的，当剪切轴向左移动时，左侧推板和活塞对去离子水进行挤压，进而在剪切轴高速转动将去离子水均匀甩出时，配合剪切轴的同步横向移动，可以逐渐对量减少的去离子水进行挤压，使其始终得以均匀甩出，相对于传统剪切罐中缓慢滴加去离子水进行剪切，该结构可以直接一次性添加去离子水，并对去离子水进行持续加压甩出，极大的提高了去离子水的剪切效果，解决了缓慢滴加需要耗费较长的时间和使用额外滴加设备的问题，以及缓慢滴加过程中难以对去离子水进行均匀剪切的情况，配合剪切轴的转动和移动对乳液和去离子水进行均匀剪切和混合，极大的提
高了去离子水与乳液的反应效率，提高成品的使用效果。
附图说明
15.图1为本发明正剖结构示意图；图2为本发明左侧定位环的侧面结构示意图；图3为本发明右侧定位环的侧面结构示意图；图4为本发明推板俯视结构示意图；图5为本发明横移杆立体结构示意图；图6为本发明图1中a处放大结构示意图。
16.图中：1、底座；2、剪切罐；3、阀门导料口；4、定位环；41、推板；5、定位槽；6、横移弹簧；7、横移杆；8、安装套；9、剪切轴；10、剪切叶片；11、剪切刀片；12、毛细离心孔；13、电机；14、主齿轮；15、导齿轮；16、齿环；17、分散轴；18、分散板；19、支撑弹簧；20、活塞；21、推杆；211、活动柱；212、拉绳；22、立杆；23、伸缩弹簧；24、固定块；25、固定槽；26、加热器。
具体实施方式
17.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。
18.请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种非离子型水性环氧树脂乳液的制备方法，包括底座1、剪切罐2、阀门导料口3、定位环4、推板41、定位槽5、横移弹簧6、横移杆7、安装套8、剪切轴9、剪切叶片10、剪切刀片11、毛细离心孔12、电机13、主齿轮14、导齿轮15、齿环16、分散轴17、分散板18、支撑弹簧19、活塞20、推杆21、活动柱211、拉绳212、立杆22、伸缩弹簧23、固定块24、固定槽25和加热器26；实施例1请参阅图1，步骤一：将大分子聚氧乙烯和液体环氧树脂原料混合，升温至85-95℃，然后加入催化剂搅拌，然后逐步降温至65-75℃，保持恒温，并滴加端氨基聚醚，进行混合反应；步骤二：在另一份双酚a环氧树脂中添加扩链剂和增韧剂进行混合，并添加三苯基膦催化剂进行加合反应；步骤三：将步骤一和步骤二所制得的物料倒入高速剪切设备中，并添加去离子水进行加热混合，进行高速剪切和加热反应，待发生相反转后在降速搅拌20min，即得非离子型水性环氧树脂乳液；上述步骤三中高速剪切设备包括底座1，底座1的上方设置有剪切罐2，且剪切罐2的上下两端均安装有阀门导料口3，并且阀门导料口3中部的两侧固定有定位环4，而且剪切罐2的外侧固定有加热器26，定位环4的一端位于定位槽5内，且定位槽5开设于底座1的顶部；电机13，电机13固定于安装套8的顶部，且电机13的输出端连接有主齿轮14，并且主齿轮14内外两侧分别啮合有导齿轮15和齿环16，而且导齿轮15固定套设在剪切轴9上，齿环16焊接于剪切罐2的边侧，且剪切罐2的内壁上嵌入式转动安装有分散轴17，并且分散轴17的外
部安装有分散板18，分散板18转轴活动安装于剪切罐2的内壁上，且分散板18的内侧与剪切罐2的内壁之间固定有支撑弹簧19；分散轴17上设置有两端朝向相反的螺旋状叶片，且分散轴17的两端通过中部转轴结构相互转动，分散板18呈倾斜状通过支撑弹簧19在剪切罐2内弹性转动，且分散板18的俯视截面呈弧形结构设计，并且分散板18在剪切罐2的内壁上对称设置，该非离子型水性环氧树脂乳液包括15%-25%大分子聚氧乙烯、20%-30%液体环氧树脂、5%-10%端氨基聚醚、8%-10%三苯基膦、10%-15%双酚a环氧树脂、5%-8%扩链剂、5%-10%增韧剂以及10%-15%去离子水，且大分子聚氧乙烯的分子量为3500，电机13带动主齿轮14转动，通过主齿轮14带动导齿轮15和齿环16转动，进而带动剪切轴9和剪切罐2差速转动，实现乳液的上下翻动，配合分散板18和分散轴17对乳液进行分散，方便通过剪切轴9和剪切叶片10以及剪切刀片11对乳液进行高速均匀剪切；实施例2请参阅图1-5中，横移杆7，横移杆7的底部通过横移弹簧6安装于定位槽5内，且横移杆7的顶部固定有安装套8，并且安装套8内嵌入式活动安装有剪切轴9，剪切轴9的中部位于剪切罐2内，且剪切轴9的中部套设有螺旋状分布的剪切叶片10，并且剪切轴9和剪切叶片10上均焊接有剪切刀片11，而且剪切轴9中部外侧的空隙处等角度开设有毛细离心孔12；定位环4的外侧固定有推板41，且定位环4的截面呈“匚”字形结构设计，并且定位环4在定位槽5内贴合滑动，定位环4在剪切罐2上对称设置有两个，且剪切罐2的直径由中部向两侧递减，并且两个定位环4上推板41的分布位置相交错，推板41的边侧呈弧形凸起结构设计，且推板41的活动轨迹与横移杆7相交，并且横移杆7的端部边侧倾斜设置，而且横移杆7的边侧呈凸起状通过横移弹簧6在定位槽5内贴合滑动，同时横移杆7对称设置有两个，剪切罐2在转动时，带动定位环4转动，定位环4上的推板41在转动中与横移杆7接触，推动横移杆7在定位槽5内滑动，配合横移弹簧6的使用，两个定位环4带动两个横移杆7在左右往复活动，进而通过安装套8带动剪切轴9左右移动，提高剪切效果；实施例3请参阅图1和图6，活塞20，活塞20安装于剪切轴9内，且活塞20的外端固定有推杆21，并且推杆21的顶部通过伸缩弹簧23嵌入式活动安装有固定块24，固定块24的一端位于固定槽25内，且固定槽25开设于剪切轴9的内壁上，推杆21的一端贯穿于立杆22的顶部，且立杆22固定于底座1的顶部边缘处，推杆21内嵌入式活动安装有活动柱211，且活动柱211与固定块24之间固定有拉绳212，固定块24通过伸缩弹簧23在推杆21上弹性滑动，且固定块24的顶部呈直角梯形结构设计，并且固定块24的顶部与固定槽25相卡合，而且固定槽25在剪切轴9的内壁上呈环状结构设计，固定块24在靠近立杆22的位置处等间距分布有四个，且四个固定块24与固定槽25的分布位置相对应，并且立杆22顶部空腔位置与固定块24斜面位置相对应，转动活动柱211，通过拉绳212带动固定块24收缩，可以将推杆21和活塞20抽出，对剪切轴9内添加去离子水，同时横移杆7的左右移动，使得固定块24可以受力进入不同的固定槽25内，并配合立杆22对固定块24的限制，使得推杆21和活塞20逐步在剪切轴9内对去离子水进行压缩，方便去离子水在剪切轴9内通过毛细离心孔12均匀抛出。
19.工作原理：在使用该非离子型水性环氧树脂乳液的制备方法时，如图1-5中，首先将步骤一和步骤二中制得的物料通过上方阀门导料口3倒入剪切罐2内，并通过加热器26进行加热，启动电机13，电机13通过主齿轮14带动导齿轮15和齿环16转动，通过主齿轮14、导
齿轮15和齿环16的直径差距，实现剪切轴9在高速转动时，剪切罐2得以缓速转动，剪切罐2在转动时，带动定位环4转动，定位环4上的推板41与横移杆7接触，带动横移杆7在定位槽5滑动，配合横移弹簧6的弹性支撑，使得两个定位环4上交错分布的推板41与横移杆7接触时，可以实现两个横移杆7的往复活动，进而使得横移杆7通过安装套8带动剪切轴9的横向往复活动，实现剪切轴9的转动和同步水平移动，乳液通过剪切罐2的转动，配合重力实现上下活动，底部的分散板18受乳液的压力被压缩转动，当分散板18转动至顶部时，在支撑弹簧19的作用下弹回原位，对乳液进行分散，同时乳液在活动中冲击分散轴17，带动分散轴17转动，并配合分散轴17对乳液进一步的分散，使得乳液均匀的分散在剪切罐2内，高速转动和移动的剪切轴9，其上的剪切叶片10和剪切刀片11跟随活动，对乳液进行均与剪切；接着，如图1和图6中，手动转动活动柱211，使得活动柱211通过拉绳212带动固定块24活动与固定槽25脱离，可以将推杆21和活塞20取出，向剪切轴9内添加去离子水，再将推杆21和活塞20插入剪切轴9内，并通过固定块24卡入固定槽25进行固定安装，当剪切轴9向剪切罐2方向移动时，此时剪切轴9内的固定块24已经插入对应的固定槽25内，实现推杆21和剪切轴9的锁紧，使得推杆21可以跟随剪切轴9移动，推杆21上另一端的固定块24在跟随移动过程中倾斜面与立杆22的顶部空腔接触，固定块24进行收缩并配合伸缩弹簧23弹出，使得该固定块24从立杆22的外侧向内侧活动，当剪切轴9向立杆22方向活动时，此时固定块24的垂直面与立杆22接触，对推杆21的移动位置进行限制，使得推杆21维持原位，位于剪切轴9内的固定块24，其倾斜面受力配合伸缩弹簧23发生收缩和弹出，进入下一个固定槽25内，此时推杆21和活塞20会向剪切轴9内部的中部活动，对剪切轴9内的去离子水进行压缩，使得剪切轴9在转动过程中通过毛细离心孔12将去离子水均匀甩出时，活塞20可以实时对去离子水进行压缩，避免去离子水逐渐减少出现难以甩出的问题，可以通过剪切轴9上的剪切叶片10和剪切刀片11对去离子水和乳液进行均匀剪切混合。
20.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”、“第三”等仅用于描述目的，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“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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。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。
21.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。