一种无添加防腐剂的内墙乳胶漆的制备方法及制备系统与流程

1.本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种无添加防腐剂的内墙乳胶漆的制备方法及制备系统。


背景技术：

2.在国内的内墙装饰中，乳胶漆占有绝对优势的市场份额，不仅颜色丰富，而且施工方便。但是市场上的大部分乳胶漆为了延长储存期限，都添加了防腐剂、防霉剂来抵抗细菌霉菌的侵袭。这些防腐剂大多数是cit、bit、mit等一些高分子化合物的混合物或衍生物，毒性相对较大，而且非常不环保。少数高端乳胶漆添加无机的银离子防腐剂、铜离子防腐剂，这些防腐剂活性低，容易随着时间降解而失去防腐杀菌效果。
3.现有一种无添加防腐剂的内墙乳胶漆，其研发理论是基于在高碱性条件下，大多数细菌霉菌无法滋生或繁殖。但在调节漆料的ph时，涂料中的游离金属离子容易在碱性条件下引起乳液交联反应，使得乳胶漆的品质下降，且无法长期储存。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种无添加防腐剂的内墙乳胶漆的制备方法及制备系统，以解决现有技术中游离金属离子容易在碱性条件下引起乳液交联反应的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
6.本发明提供了一种无添加防腐剂的内墙乳胶漆的制备方法，包括如下步骤：
7.s100、将增稠剂、分散剂、消泡剂依次加入至水中，进行第一混合，以制得混合液；
8.s200、将金红石型钛白粉、高岭土、滑石粉、高纯度重钙粉依次加入至所述混合液中，进行第二混合，以制得粉浆液；
9.s300、将水性硅酸盐助剂加入至所述粉浆液，进行第三混合，以制得漆料；
10.s400、将丙烯酸乳液、成膜助剂以及流平剂依次加入至所述漆料中，以制得无添加防腐剂的内墙乳胶漆；
11.其中，所述无添加防腐剂的内墙乳胶漆的ph值大于11.5。
12.作为本发明的一种优选方案，在s300中，还包括如下步骤：
13.s301、将增稠剂加入至水中，搅拌，以制得预溶液；
14.s302、将所述预溶液与所述粉浆液混合，以制得打浆液；
15.s303、将水性硅酸盐助剂加入至所述打浆液，进行第三混合，以制得所述漆料；
16.其中，s301中增稠剂的份量与s100中增稠剂的份量之比为：2:3；
17.其中，s301中水的份量与s100中水的份量之比为：1:30。
18.作为本发明的一种优选方案，在s300中，还包括如下步骤：
19.s304、将消泡剂、水性硅酸盐助剂依次加入至所述打浆液，进行第三混合，以制得所述漆料；
20.其中，s304中消泡剂的份量与s100中消泡剂的份量之比为：1:1。
21.作为本发明的一种优选方案，按重量份计，所述无添加防腐剂的内墙乳胶漆包括如下组分：丙烯酸乳液100～160份，水性硅酸盐助剂20～40份，消泡剂2～6份，分散剂3～10份，防冻剂2～5份，水200～400份，颜料100～200，高纯度填料300～400份，成膜助剂6～10份，增稠剂3～10份，流平剂1～5份；
22.其中，所述水性硅酸盐助剂为有机硅醇或改性硅酸盐中的一种。
23.本发明还提供了一种无添加防腐剂的内墙乳胶漆的制备系统，包括：
24.第一搅拌组件，用于将增稠剂与水制得预溶液；
25.第二搅拌组件，设置在所述第一搅拌组件的下方且与所述第一搅拌组件的出料口连接，所述第二搅拌组件用于依次对加入至水中的增稠剂、分散剂、消泡剂、金红石型钛白粉、高岭土、滑石粉、高纯度重钙粉、预溶液、水性硅酸盐助剂、丙烯酸乳液、成膜助剂以及流平剂进行搅拌；
26.组合进料装置，设置在所述第二搅拌组件内部，且用于将多种物料通入至所述第二搅拌组件内；
27.其中，所述第二搅拌组件的内壁上设置有鼓风装置，所述鼓风装置设置在所述组合进料装置的下方，且鼓风装置用于对从所述组合进料装置下落的物料进行分散。
28.作为本发明的一种优选方案，所述组合进料装置包括安装在第二搅拌组件上方的液体进料管、粉料进料管，所述粉料进料管穿过所述第二搅拌组件的端部安装有布袋，所述布袋外侧设置有负压筒，所述负压筒与所述鼓风装置连接；
29.所述鼓风装置对所述负压筒内抽气使得所述布袋内形成负压环境，使得所述布袋内的粉料掉落至所述第二搅拌组件内。
30.作为本发明的一种优选方案，所述鼓风装置包括安装在所述负压筒上的抽风管，所述抽风管的底部倾斜向上设置在所述第二搅拌组件内，所述抽风管内设置有抽风机，所述抽风机将所述负压筒内的风抽至所述第二搅拌组件内且所述抽风管斜向上对所述负压筒的底部出风。
31.作为本发明的一种优选方案，所述抽风管为两个且分别安装在所述负压筒的两侧，两个所述抽风管的底部对流出风。
32.作为本发明的一种优选方案，其中一个所述抽风管内设置有加热丝，所述加热丝对所述抽风管内的空气进行加热。
33.作为本发明的一种优选方案，内部设置有所述加热丝的所述抽风管的出风口高度，低于另一个所述抽风管的出风口的高度。
34.本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
35.1、本发明采用2％～4％水性硅酸盐助剂，将配方ph提高到11.5以上，同时选用高纯度颜填料搭配优质丙烯酸乳液，降低在高碱性环境下游离碱金属离子可能引起乳液交联反应风险，使乳胶漆长期储存可以处于稳定状态；
36.2、本发明通过鼓风下料的方式，改进涂料的生产工艺，提高混合效果，防止游离金属离子在碱性条件下变性，提高涂料的稳定性。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方
式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
38.图1为本发明提供无添加防腐剂的内墙乳胶漆的制备方法的流程示意图；
39.图2为本发明提供无添加防腐剂的内墙乳胶漆的制备系统的结构示意图；
40.图3为本发明提供无鼓风装置的结构示意图。
41.图中的标号分别表示如下：
42.1-第一搅拌组件；2-第二搅拌组件；3-组合进料装置；4-鼓风装置；5-加热丝；
43.301-液体进料管；302-粉料进料管；303-布袋；304-负压筒；
44.401-抽风管；402-抽风机。
具体实施方式
45.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。
46.如图1所示，本发明提供了一种无添加防腐剂的内墙乳胶漆的制备方法，包括如下步骤：
47.s100、将增稠剂、分散剂、消泡剂依次加入至水中，进行第一混合，以制得混合液；
48.s200、将金红石型钛白粉、高岭土、滑石粉、高纯度重钙粉依次加入至所述混合液中，进行第二混合，以制得粉浆液；
49.s300、将水性硅酸盐助剂加入至所述粉浆液，进行第三混合，以制得漆料；
50.s400、将丙烯酸乳液、成膜助剂以及流平剂依次加入至所述漆料中，以制得无添加防腐剂的内墙乳胶漆；
51.其中，所述无添加防腐剂的内墙乳胶漆的ph值大于11.5。
52.具体的，制备步骤如下所述：
53.1)将水和增稠剂、分散剂、消泡剂、依次加入搅拌装置中，以300～400转/分钟的速度边搅拌边加料，加料完成再搅拌3-5分钟得到混合液；
54.2)向上述混合液中依次加入金红石型钛白粉、高岭土、滑石粉、高纯度重钙粉，加料过程可以根据粉料的加入量逐渐提高转速，加料完毕将转速提高到1800转/分钟，分散5～10分钟，得到粉浆液；
55.3)向上述粉浆液缓慢加入水性硅酸盐助剂，并以700～900转/分钟的转速搅拌5分钟，充分搅匀；
56.4)调整搅拌装置的转速至500～600转/分钟，加入丙烯酸乳液，搅拌5分钟混合均匀，再缓慢加入成膜助剂，最后加入流平剂继续搅拌，10-15分钟后，测ph值大于11.5，粘度指标105～110ku，即得到无添加防腐剂的内墙乳胶漆。
57.无添加防腐剂的内墙乳胶漆的研发理论是基于在高碱性条件下，ph值在11.5以上时，大多数细菌霉菌无法滋生或繁殖。传统的乳胶漆ph在8～9之间，必须添加防腐剂延长储存期限。而无添加防腐剂的内墙乳胶漆配方采用2％～4％水性硅酸盐助剂，可以将配方ph
提高到11.5以上，同时选用高纯度颜填料搭配优质丙烯酸乳液，降低在高碱性环境下游离碱金属离子可能引起乳液交联反应风险，使乳胶漆长期储存可以处于稳定状态。
58.优选的，为了进一步降低在高碱性环境下游离碱金属离子发生乳液交联反应的可能，在添加具有碱性的水性硅酸盐助剂之前，需要对粉浆液进行进一步处理，如下所示，在s300中，还包括如下步骤：
59.s301、将增稠剂加入至水中，搅拌，以制得预溶液；
60.s302、将所述预溶液与所述粉浆液混合，以制得打浆液；
61.s303、将水性硅酸盐助剂加入至所述打浆液，进行第三混合，以制得所述漆料；
62.其中，s301中增稠剂的份量与s100中增稠剂的份量之比为：2:3；
63.其中，s301中水的份量与s100中水的份量之比为：1:30。
64.通过预溶液可进一步提高溶液的粘性，防止游离碱金属离子在与水性硅酸盐助剂结合时发生乳化现象。
65.具体的，s300包括如下步骤：
66.301)将增稠剂缓慢加入中，搅拌30～60秒，拌匀以制得预溶液；
67.302)然后将预溶液倒入步骤2)得到的粉浆液中，继续在1800转/分钟的高速搅拌下分散10～15分钟，最后得到打浆液；
68.测试打浆液细度指标小于50um，粘度指标60～100ku范围，即可进入下一步。
69.进一步的，为了提高水性硅酸盐助剂在打浆液中的溶解度，在s300中，还包括如下步骤：
70.s304、将消泡剂、水性硅酸盐助剂依次加入至所述打浆液，进行第三混合，以制得所述漆料；
71.其中，s304中消泡剂的份量与s100中消泡剂的份量之比为：1:1。
72.在本实施例中，按重量份计，所述无添加防腐剂的内墙乳胶漆包括如下组分：丙烯酸乳液100～160份，水性硅酸盐助剂20～40份，消泡剂2～6份，分散剂3～10份，防冻剂2～5份，水200～400份，颜料100～200，高纯度填料300～400份，成膜助剂6～10份，增稠剂3～10份，流平剂1～5份；
73.其中，所述水性硅酸盐助剂为有机硅醇或改性硅酸盐中的一种。
74.所述水性硅酸盐助剂为有机硅醇或改性硅酸盐，如西普森新材料(上海)有限公司生产的有机硅醇si50。水性硅酸盐助剂有良好的耐水白效果，稳定性好，有良好的储存性，为本配方最关键的试剂之一，其作用为将配方的ph值调节至11.5以上。
75.优选的，所述丙烯酸乳液为乙烯-丙烯酸酯乳液或聚乙烯-丙烯酸酯乳液中的一种。本发明采用的丙烯酸乳液选自上海巴德富有限公司的聚苯乙烯-丙烯酸酯乳液rs-939w，固体含量在48
±
1％，最低成膜温度为26℃。也可采用陶氏化学生产dc-436乳液，固含量在48
±
0.5％，最低成膜温度为23℃。丙烯酸乳液乳液稳定性高，对颜填料具有优异的包裹性，延展性好，其中游离的单体较少。
76.优选的，所述消泡剂选自纳米聚硅氧烷-聚醚共聚物乳液类、聚乙二醇-憎水固体-聚硅氧烷混合物类或矿物油基类中的一种或多种，如日本圣诺普科生产的sn-defoamer154或采用巴斯夫生产的st-2410ag。
77.优选的，所述分散剂选自阴离子改性聚丙烯酸溶液类或改性聚羧酸盐类中的一种
或多种，如经典产品陶氏化学生产的快易，731a，也可采用法国高泰化学生产ecodis p30。
78.优选的，所述颜料为氯化法或硫酸法处理的金红石型钛白粉，如四川攀钢钛业生产的钛白粉r258，或龙蟒佰利联公司生产的钛白粉r996。
79.优选的，所述填料选自高纯度碳酸钙、煅烧高岭土、滑石粉的一种或多种，如广福建材生产的高纯度重钙粉gy216，山西金洋煅烧高岭土有限公司生产的煅烧高岭土b96，江西广源化工有限责任公司生产的400目滑石粉。
80.优选的，所述成膜助剂选自高沸点长碳链的醇脂，相比较传统的成膜助剂十二醇酯，它具有更长的碳链和更高的沸点，如润泰化学有限公司生产的成膜助剂rtc290。
81.优选的，所述增稠剂为羟乙基纤维素或气相纳米二氧化硅。如浙江宇达化工有限公司的纳米气相二氧化硅粉体、日本信越化学工业株式会社生产的hs 30000yp2。
82.优选的，所述流平剂为交联型机硅聚醚丙烯酸酯类共聚物或聚硅氧烷-聚醚共聚物类中的一种。例如陶氏化学生产的流平剂rm-8w，rm-2020。
83.本发明无添加防腐剂的内墙乳胶漆，适用于建筑室内墙体的刷涂、辊涂、喷涂等各种施工工艺。产品通过提高高碱度来防腐，不添加防腐剂，更环保更健康，适用于对环保有更高要求的室内装修使用。乳胶漆在施工时可根据具体情况加水调节到适宜刷涂、辊涂、喷涂的粘度。
84.由于本发明将一般的防腐剂替换为水性硅酸盐助剂粉末材料，会导致材料更难以混合均匀，且下料难度增加。为了降低混合的难度，防止物料在瞬时间落入至混合溶液中，导致某一位置溶液的浓度变大，如图2与图3所示，本发明还提供了一种无添加防腐剂的内墙乳胶漆的制备系统，包括：
85.第一搅拌组件1，用于将增稠剂与水制得预溶液；
86.第二搅拌组件2，设置在所述第一搅拌组件1的下方且与所述第一搅拌组件1的出料口连接，所述第二搅拌组件2用于依次对加入至水中的增稠剂、分散剂、消泡剂、金红石型钛白粉、高岭土、滑石粉、高纯度重钙粉、预溶液、水性硅酸盐助剂、丙烯酸乳液、成膜助剂以及流平剂进行搅拌；
87.组合进料装置3，设置在所述第二搅拌组件2内部，且用于将多种物料通入至所述第二搅拌组件2内；
88.其中，所述第二搅拌组件2的内壁上设置有鼓风装置4，所述鼓风装置4设置在所述组合进料装置3的下方，且鼓风装置4用于对从所述组合进料装置3下落的物料进行分散。
89.具体的，第一搅拌组件1以及第二搅拌组件2均包括壳体以及通过驱动装置转动安装在所述壳体内的转杆，所述转杆上安装有用于搅拌的叶片。所述第一搅拌组件1安装在第二搅拌组件2的上方，用于在生产时对第二搅拌组件2补充增稠剂。
90.组合进料装置3内设置有多个穿过第二搅拌组件2设置的进料口，分别向第二搅拌组件2加入水、增稠剂、分散剂、消泡剂、金红石型钛白粉、高岭土、滑石粉、高纯度重钙粉、水性硅酸盐助剂、丙烯酸乳液、成膜助剂以及流平剂，且在下料的过程中，每个物料均通过一个进料管下料，互不影响。
91.特别的是，组合进料装置3下方设置有一个鼓风装置4，此鼓风装置4对着下料口鼓风，以实现物料在下料时的分散，且能够在一定程度上延缓分散的时间，为已经下料的物料增大搅拌均匀的几率。尤其是对于细度比较大的水性硅酸盐助剂来说，将水性硅酸盐助剂
在分散后进行搅拌，可减少在溶液中碱度瞬时间变大的几率，防止混合溶液的某一部分在某一时间碱度骤然提升，防止造成的游离金属离子的沉淀。
92.在本实施例中，所述组合进料装置3包括安装在第二搅拌组件2上方的液体进料管301、粉料进料管302，所述粉料进料管302穿过所述第二搅拌组件2的端部安装有布袋303，所述布袋303外侧设置有负压筒304，所述负压筒304与所述鼓风装置4连接；
93.所述鼓风装置4对所述负压筒304内抽气使得所述布袋303内形成负压环境，使得所述布袋303内的粉料掉落至所述第二搅拌组件2内。
94.在本实施例中，液体进料管301、粉料进料管302分别下料液体状的料液与粉状的物料，本发明主要针对粉料的下料进行改进。具体的，将粉料进料管302组合在一起，并在粉料进料管302的外侧设置有负压筒304，负压筒304的底部以及粉料进料管302的底部均与第二搅拌组件2连通，负压筒304与鼓风装置4连通。
95.特别的是，每个粉料进料管302的下方均设置有布袋303，布袋303与第二搅拌组件2连通，当鼓风装置4对负压筒304进行抽负压时，从布袋303内下落的粉料受到筒内负压的影响，从粉料进料管302中流出，防止粉料下落时的堵塞，且能够在料时提供稳定的下料速率，使得粉料下落的状态维持在一个稳定的范围内。
96.进一步地，所述鼓风装置4包括安装在所述负压筒304上的抽风管401，所述抽风管401的底部倾斜向上设置在所述第二搅拌组件2内，所述抽风管401内设置有抽风机402，所述抽风机402将所述负压筒304内的风抽至所述第二搅拌组件2内且所述抽风管401斜向上对所述负压筒304的底部出风。
97.在本实施例中中，抽风管401对负压筒304抽气，使得负压筒304内形成一个稳定的负压环境，同时抽风管401从负压筒304抽出的气体在一定的速率下鼓至负压筒的底部，即粉料下料口的下方，当粉料稳定下料时，抽风管401的底部对粉料进行鼓风，风给粉料一个向上的力，使得粉料在下落时分散开来，首先用于提高粉料在溶液中的分散程度，降低混合的难度，其次防止游离金属离子在瞬时间接触高碱环境，使得碱度更加均匀。
98.在本实施例中，进一步地，为了更好的对粉料进行吹风，所述抽风管401为两个且分别安装在所述负压筒304的两侧，两个所述抽风管401的底部对流出风，使得粉料在下料时旋转，有利于提高混合效果。
99.进一步地，其中一个所述抽风管401内设置有加热丝5，所述加热丝5对所述抽风管401内的空气进行加热。在第二搅拌组件2内，热风与室温风会形成一个对流，使得粉料在对流的影响下旋转，提高分散的面积。
100.进一步地，内部设置有所述加热丝5的所述抽风管401的出风口高度，低于另一个所述抽风管401的出风口的高度。将热风放在室温风的下方，更有利于粉料向上鼓动，并在离开风穴范围后在重力的作用下最终落入至混合溶液中。
101.通过本实施例的无添加防腐剂的内墙乳胶漆的制备方法及制备系统，可以实现具有安全环保，无污染，不粉化，遮盖力好，耐洗擦等特点，并且本配方不使用任何防腐剂、杀菌剂、防霉剂，而是通过在配方中引入质量比为2％～4％高碱性且稳定性高的水性硅酸盐助剂，使配方的ph大于11.5，处于高碱性状态；且通过鼓风下料的方式，使得乳胶漆在ph大于11.5的高碱性条件下，防止游离金属离子在碱性条件下变性，提高涂料的稳定性。
102.以上实施例仅为本技术的示例性实施例，不用于限制本技术，本技术的保护范围
由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本技术的实质和保护范围内，对本技术做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本技术的保护范围内。