用于古建筑材料的灰油及其制备方法与流程

本发明涉及古建筑材料技术领域，尤其涉及用于古建筑材料的灰油及其制备方法。

背景技术：

目前，灰油是装修时粉刷墙面的一种防水防潮的添加剂，多用于装饰施工。传统的灰油是在生桐油中按一定比例添加少量的土籽粉和章丹粉，经熬炼而成。生桐油色泽金黄，比较稀，没有熟桐油的质地粘稠，因此，熟桐油更适于用于防腐、防潮材料的应用。在现有的灰油中，只采用单一的生桐油，因此制备得到的灰油中桐油特有的油香味比较大，这种油香味是大部分使用者无法接受的。而且现有的灰油比较粘稠，在涂抹过程中，不易涂抹铺展，无法同时兼具粘性大和易涂抹铺展的技术要求。

另外，目前在灰油的制备过程中，都是采用简单的加热反应容器，使得生桐油在加热熟化过程中与氧气的接触面积有限，导致熟化程度低，影响其粘度。同时在对液态油类加热过程中，很容易导致局部过热，造成熟化不均匀，并最终导致灰油的性能差。

技术实现要素：

针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明的目的是提供用于古建筑材料的灰油及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种用于古建筑材料的灰油，是由包括以下重量份数的原料制成：生桐油50-70份、辣木籽油10-15份、亚麻油3-8份、梓油12-18份、樟丹粉3-8份、土籽粉3-8份、密陀僧5-15份和石墨烯粉末8-15份；所述石墨烯是表面接枝的亲油基团的改性石墨烯。

优选地，所述灰油是由包括以下重量份数的原料制成：生桐油60份、辣木籽油12份、亚麻油5份、梓油15份、樟丹粉5份、土籽粉5份、密陀僧10份和石墨烯粉末12份。

进一步地，所述灰油还包括中草药挥发油12-18份。优选地，15份。

进一步地，所述中草药挥发油包括按质量比依次为4-5﹕1.8-2﹕1.2-1.5﹕1的茶树油、桔油、苦楝子挥发油和甘草挥发油。

优选地，所述中草药挥发油包括按质量比依次为5﹕2﹕1.5﹕1的茶树油、桔油、苦楝子挥发油和甘草挥发油。

本发明还提供了上述用于古建筑材料的灰油的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按上述的灰油的配方，准备各原料；

步骤二、混炼植物油的制备：将生桐油加入反应罐内，加热至160-180℃，保温，在加热和保温过程中，使生桐油处于富氧氛围内；然后将辣木籽油、亚麻油、梓油加入生桐油中，混匀后加热升温至200-220℃，得混炼植物油；

步骤三、混合粉体的制备：将樟丹粉和土籽粉加入石墨烯粉末中，在行星研磨机中，研磨60-90分钟，得混合粉体；

步骤四、将步骤三得到的混合粉体加入步骤二得到的温度为200-220℃的混炼植物油中，混匀后，继续升温至255-258℃，保温30分钟；自然冷却；得到用于古建筑材料的灰油。

进一步地，步骤一中，所述灰油包括中草药挥发油时；步骤四中，在自然冷却至60℃时，加入所述中草药挥发油，并搅拌混匀，得到用于古建筑材料的灰油。

进一步地，步骤二中，将生桐油加入反应罐内，加热至180℃，保温30min，在加热和保温过程中，使生桐油处于富氧氛围内；然后将辣木籽油、亚麻油、梓油加入生桐油中，混匀后加热升温至200℃，得混炼植物油。

进一步地，步骤四中，将步骤三得到的混合粉体加入步骤二得到的温度为200℃的混炼植物油中，混匀后，继续升温至258℃，保温30分钟。

进一步地，步骤二中，在加热和保温过程中，所述富氧氛围为氧气的体积分数为40％-60％。优选为，48％。

本发明还提供了实现上述灰油的制备方法的反应装置，包括反应罐、生桐油循环系统、加热系统和加氧系统，所述反应罐内同轴分割为多个区域，从内向外依次为混炼腔、内加热夹腔、生桐油熟化反应腔和外加热夹腔；所述内加热夹腔和外加热夹腔内分别固定所述加热系统的加热端；所述生桐油熟化反应腔内装配导流槽，所述导流槽沿所述内加热夹腔的外壁螺旋盘绕；所述生桐油循环系统具有熟化出油口和混炼出油口，所述熟化出油口与所述生桐油熟化反应腔的进油口连接，所述混炼出油口与所述混炼腔的进油口连接；所述生桐油循环系统的进油口与所述生桐油熟化反应腔的出油口连接；所述加氧系统的出氧口与所述生桐油熟化反应腔连通。

进一步地，还包括生桐油计量注入系统、多个植物油计量注入系统和粉体计量注入系统，每个计量注入系统都包括储油罐和计量泵，所述计量泵的进油口与对应的所述储油罐的出油口连接；所述生桐油计量注入系统的计量泵的出油口与所述生桐油熟化反应腔连通；所述多个植物油计量注入系统的计量泵的出油口与所述混炼腔连通；所述粉体计量注入系统包括粉体罐和粉体计量秤，所述粉体计量秤的进粉口与所述粉体罐的出粉口连接，出粉口与所述混炼腔的进粉口连接；

还包括搅拌器，所述搅拌器的搅拌头位于所述混炼腔内。

进一步地，所述生桐油循环系统包括循环泵和三通电磁阀，所述三通电磁阀的一个接口与所述循环泵的出油口连接，另两个接口分别与所述熟化出油口和混炼出油口连接；所述循环泵的进油口与所述生桐油熟化反应腔的出油口连接；所述三通电磁阀实现生桐油循环系统的熟化工作位和混炼工作位的转换。

进一步地，还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、生桐油温度传感器、混炼油温度传感器、氧气浓度传感器和时间继电器，所述时间继电器与所述控制器连接，用于计时控制；所述控制器分别与每个计量注入系统的计量泵的控制端、所述生桐油循环系统的三通电磁阀的控制端和所述粉体计量注入系统的粉体计量称的控制端连接；所述生桐油温度传感器的感应端固定在所述生桐油熟化反应腔的导流槽内，输出端与所述控制器连接；所述混炼油温度传感器的感应端固定在所述混炼腔内，输出端与所述控制器连接；所述氧气浓度传感器的感应端固定在所述生桐油熟化反应腔内，输出端与所述控制器连接。

控制器启动生桐油计量注入系统的计量泵，向生桐油熟化反应腔中计量注入生桐油，并开启加热系统和生桐油循环系统，生桐油由生桐油熟化反应腔的上部沿导油槽流至底部，并由生桐油循环系统的熟化工作位循环至生桐油熟化反应腔的上部，实现生桐油的循环；生桐油温度传感器感应导流槽内的生桐油的温度，并将其传输至控制器，当生桐油的温度达到预设温度值(160-180℃)时，控制加热系统进入保温模式，并同时启动时间继电器，计时保温时间；保温时间达到预设时间数值时，控制器控制三通电磁阀改变工作位至混炼出油口，同时控制计量泵开启，将所述预熟化后的生桐油和其他植物油添加至混炼腔中，然后控制搅拌器开启；随后控制加热系统进入加热模式，对混炼腔内的混合油加热继续熬炼熟化；混炼油温度传感器的感应端感应到的混合油的混炼温度达到控制器内预设温度值(200-220℃)时，控制器控制粉体计量秤开启，向混炼腔内计量加入混合粉体；加热系统继续加热，当混炼油温度传感器感应的混炼温度达到预设最高混炼温度时，控制器控制加热系统进入保温模式，同时计时继电器开启，达到计时继电器的保温时间(30min)时，控制器控制加热系统和搅拌器停止。完成整个生产过程的自动化控制。

本发明的用于古建筑材料的灰油，在原料中增加了石墨烯粉末，并将石墨烯粉末与樟丹粉、土籽粉等混匀，增加了樟丹粉和土籽粉的之间的相对滑动性。原料中还增加了辣木籽油，其杀菌和抗紫外线功能，可以提高灰油的杀菌抗紫外线性能外，其具有的浸润性，还可以对生桐油、亚麻油和梓油三者的熔合起到促进作用。使得制备得到的灰油，在达到现有粘度水平的前提下，提高了其涂抹铺展性，降低了施工难度，提高了涂抹后灰油的平整光滑度。进一步优选增加的中草药挥发油，利用甘草挥发油将茶树油、桔油和苦楝子挥发油融合，其味道与桐油特有的油香搭配，起到消除桐油味道的作用。

本发明的灰油的制备过程中，为了提高生桐油的熟化程度，让生桐油在富氧氛围下进行熟化，提高生桐油与氧气的接触反应，提高熟化效果。并且在熟化后期，与其他植物油混合，提高生桐油与其他植物油的混合程度，在共同的熬炼过程中提高混合效果，将其他植物油的油香渗透至桐油中，降低桐油的特有的味道，同时，辣木籽油的杀菌和抗紫外线功能，可以提高灰油的杀菌抗紫外线性能外，其具有的浸润性，还可以对生桐油、亚麻油和梓油三者的熔合起到促进作用。

本发明针对现有灰油制备过程中生桐油的熟化程度低的问题，提供了一套反应装置，通过在反应罐内同轴分割得到最中间的混炼腔、环状的内加热夹腔、环状的生桐油熟化反应腔，以及最外层环状的外加热夹腔；两层加热腔，保证了整个反应装置的均匀加热保温性能，不会出现局部过热的现象。同时结合在内加热夹腔的外壁螺旋盘绕的位于生桐油熟化反应腔的导流槽，以及加氧系统，保证生桐油在流动过程中加热并充分与氧气接触，提高熟化程度，进而使得最终得到的灰油的粘性好，不易开裂。进一步优选的技术方案中，增加了自动控制系统，提高反应装置的自动化，减少人力投入，提高工作效果。

本发明的用于古建筑材料的灰油的粘性好，且涂抹铺展性，将其与血料和砖灰混合得到的灰油腻子的拉力得到增强，涂抹干燥后不开裂，易打磨，还具有优异的防水防腐防虫抗菌性，以及抗紫外线功能，特别适用于古建筑材料的修补和填充，尤其是用于古建木材，起到优异的填充木材的作用，同时防水防腐防虫抗菌防紫外线。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的制备方法采用的反应装置的俯视结构示意图；

图2是图1中的A-A向剖视图的结构示意图，其中显示了生桐油循环系统和；

图3是本发明的制备方法采用的反应装置的将最外层的外加热夹腔部分去除后的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明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作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。

实施例1

本实施例1的用于古建筑材料的灰油，是由包括以下重量份数的原料制成：生桐油60份、辣木籽油12份、亚麻油5份、梓油15份、樟丹粉5份、土籽粉5份、密陀僧10份和石墨烯粉末12份。

所述石墨烯粉末是表面接枝的亲油基团的改性石墨烯，采用现有公开的方法接枝改性即可。

本实施例1的灰油的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按上述的灰油的配方，准备各原料；

步骤二、混炼植物油的制备：将生桐油加入反应罐内，加热至180℃，保温30min，得预熟化生桐油；在加热和保温过程中，使生桐油处于富氧氛围内，并控制富氧氛围为氧气的体积分数为48％。然后将辣木籽油、亚麻油、梓油加入预熟化生桐油中，混匀后加热升温至200℃，得混炼植物油；

步骤三、混合粉体的制备：将樟丹粉和土籽粉加入石墨烯粉末中，在行星研磨机中，研磨60分钟，得混合粉体；

步骤四、将步骤三得到的混合粉体加入步骤二得到的温度为200℃的混炼植物油中，混匀后，继续升温至258℃，保温30分钟；自然冷却；得到用于古建筑材料的灰油。

实施例2

本实施例2的用于古建筑材料的灰油，是由包括以下重量份数的原料制成：生桐油50份、辣木籽油10份、亚麻油3份、梓油12份、樟丹粉3份、土籽粉3份、密陀僧5份和石墨烯粉末8份。

所述石墨烯粉末是表面接枝的亲油基团的改性石墨烯，采用现有公开的方法接枝改性即可。

本实施例2的灰油的制备方法与实施例1的制备方法相同。

实施例3

本实施例3的用于古建筑材料的灰油，是由包括以下重量份数的原料制成：生桐油70份、辣木籽油15份、亚麻油8份、梓油18份、樟丹粉8份、土籽粉8份、密陀僧15份和石墨烯粉末15份。

所述石墨烯粉末是表面接枝的亲油基团的改性石墨烯，采用现有公开的方法接枝改性即可。

本实施例3的灰油的制备方法与实施例1的制备方法相同。

实施例4

本实施例4是在上述实施例1至实施例3的基础上，原料还包括中草药挥发油12-18份。如，12份、15份或者18份。其中，所述中草药挥发油包括按质量比依次为4-5﹕1.8-2﹕1.2-1.5﹕1的茶树油、桔油、苦楝子挥发油和甘草挥发油。

优选地，所述中草药挥发油包括按质量比依次为5﹕2﹕1.5﹕1的茶树油、桔油、苦楝子挥发油和甘草挥发油。

利用甘草挥发油将茶树油、桔油和苦楝子挥发油融合，其味道与桐油特有的油香搭配，起到消除桐油味道的作用。

本实施例4的灰油的制备与实施例1不同是，步骤四中，在自然冷却至60℃时，加入所述中草药挥发油，并搅拌混匀，得到用于古建筑材料的灰油。其他步骤及参数与实施例1相同。

实施例5

本实施例5提供了一种反应装置，如图1至图3所示，包括反应罐10、生桐油循环系统20、加热系统和加氧系统，所述反应罐内同轴分割为多个区域，从内向外依次为混炼腔11、内加热夹腔12、生桐油熟化反应腔13和外加热夹腔14；所述内加热夹腔12和外加热夹腔14内分别均匀固定所述加热系统的加热端；实现对混炼腔11和生桐油熟化反应腔13的均匀加热。所述生桐油熟化反应腔13内装配导流槽15，所述导流槽15沿所述内加热夹腔12的外壁螺旋盘绕，如图3所示；生桐油沿该导流槽15由上部流向底部，流淌的过程中，与氧气的接触面积增加，提高了熟化程度。所述生桐油循环系统20具有熟化出油口21和混炼出油口22，所述熟化出油口21与所述生桐油熟化反应腔13的进油口连接，所述混炼出油口22与所述混炼腔11的进油口连接；所述生桐油循环系统20的进油口与所述生桐油熟化反应腔13的出油口连接；所述加氧系统的出氧口与所述生桐油熟化反应腔13连通。

针对上述的反应装置，为了增加其自动化控制，减少人力投入，提高工作效率，本实施例5优选的技术方案是，还包括生桐油计量注入系统、多个植物油计量注入系统(具体为，辣木籽油、亚麻油和梓油，以及中草药挥发油，四个植物油计量注入系统)和粉体计量注入系统，每个计量注入系统都包括储油罐和计量泵，所述计量泵的进油口与对应的所述储油罐的出油口连接；所述生桐油计量注入系统的计量泵的出油口与所述生桐油熟化反应腔连通；所述多个植物油计量注入系统的计量泵的出油口与所述混炼腔连通；所述粉体计量注入系统包括粉体罐和粉体计量秤，所述粉体计量秤的进粉口与所述粉体罐的出粉口连接，出粉口与所述混炼腔的进粉口连接；

还包括搅拌器，所述搅拌器的搅拌头位于所述混炼腔内。

所述生桐油循环系统20包括循环泵23和三通电磁阀24，所述三通电磁阀24的一个接口与所述循环泵的出油口连接，另两个接口分别与所述熟化出油口和混炼出油口连接；所述循环泵的进油口与所述生桐油熟化反应腔的出油口连接；所述三通电磁阀实现生桐油循环系统的熟化工作位和混炼工作位的转换。

进一步优选的技术方案是，还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、生桐油温度传感器、混炼油温度传感器、氧气浓度传感器和时间继电器，所述时间继电器与所述控制器连接，用于计时控制；所述控制器分别与每个计量注入系统的计量泵的控制端、所述生桐油循环系统的三通电磁阀的控制端和所述粉体计量注入系统的粉体计量称的控制端连接；所述生桐油温度传感器的感应端固定在所述生桐油熟化反应腔的导流槽内，输出端与所述控制器连接；所述混炼油温度传感器的感应端固定在所述混炼腔内，输出端与所述控制器连接；所述氧气浓度传感器的感应端固定在所述生桐油熟化反应腔内，输出端与所述控制器连接。

在制备过程中，控制器启动生桐油计量注入系统的计量泵，向生桐油熟化反应腔中计量注入生桐油，并控制开启加热系统和生桐油循环系统，生桐油由生桐油熟化反应腔的上部沿导油槽流至底部，并由生桐油循环系统的熟化工作位循环至生桐油熟化反应腔的上部，实现生桐油的循环；生桐油温度传感器感应导流槽内的生桐油的温度，并将其传输至控制器，当生桐油的温度达到预设温度值(180℃)时，控制加热系统进入保温模式，并同时启动时间继电器，计时保温时间；保温时间达到预设时间数值(30min)时，控制器控制三通电磁阀改变工作位至混炼出油口，同时控制多个植物油计量注入系统的计量泵开启，将所述预熟化后的生桐油和其他三种植物油添加至混炼腔中，然后控制搅拌器开启，混合搅拌；随后控制加热系统进入加热模式，对混炼腔内的混合油加热继续熬炼熟化；混炼油温度传感器的感应端感应到的混合油的混炼温度达到控制器内预设温度值(200℃)时，控制器控制粉体计量秤开启，向混炼腔内计量加入混合粉体；加热系统继续加热，当混炼油温度传感器感应的混炼温度达到预设最高混炼温度(258℃)时，控制器控制加热系统进入保温模式，同时计时继电器开启，达到计时继电器的保温时间(30min)时，控制器控制加热系统和搅拌器停止。完成整个生产过程的自动化控制。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。