本发明公开了一种水性多彩涂料的制备方法，属于涂料制备技术领域。
背景技术：
花岗石是一种天然的石材，属岩浆岩，广泛用于建筑户外饰面。但花岗石造价十分昂贵，而且在建筑外墙作饰面具有公共危险性，不易大面积或高层建筑外墙体贴设使用。因此，为了建筑物能达到花岗石的外观豪华效果，仿制花岗石的材料不断涌出，由于花岗石的色彩多异性使仿制工艺带来十分复杂，人们需要一种仿制简易的涂料来简化仿制工艺的复杂性，在此背景下，多彩涂料应运而生。
水性多彩涂料是一种应用创新的胶体技术和全新的色彩理念制备的新型的环保型建筑涂料。它是在水性基础涂料中混入液体或胶化的两种以上不同颜色、大小及形状各异的带色微粒组成的一种复合的悬浮分散体涂料。
水性多彩涂料在涂装时，通过一次性喷涂，涂覆后发生色散而可获得多种颜色花纹效果也可具有凹凸不平、立体感强、光泽优雅的浮雕状外观质感效果。这种通过一次性喷涂形成的图案与通过多道工序依次完成才能形成的多彩花纹的方法完全不同。
相比天然石材，水性多彩涂料具有自重轻的优点，水性多彩涂料的自重远远小于石材，因而非常适合喷涂于外保温墙面等，以替代传统石材，提高安全性。现有的技术中，水性多彩涂料存在储存稳定性差、耐气候老化性、覆盖裂缝能力差等不足，严重阻碍了水性多彩涂料的应用和发展。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题：针对目前水性多彩涂料存在储存稳定性差、耐气候老化性差、覆盖裂缝能力差的问题，提供一种水性多彩涂料的制备方法，该方法将黄单胞杆菌接种到由马铃薯、硝酸钠、磷酸二氢钾等为原料制成的培养基中培养，将得到的菌种与葡萄糖、蛋白胨等进行发酵、搅拌及离心分离，得到上清液，随后将苯乙烯与丙烯酸、过氧化月桂酰搅拌反应制得的聚苯乙烯丙烯酸酯预聚体与二甲基二氯硅烷、氯化铜等搅拌反应，静置分液后减压蒸馏，得到的嵌段式有机硅改性苯丙聚合物与钛白粉、铁黄、上述上清液等搅拌后再加入大豆油、硬脂酸镁等搅拌即可得到一种水性多彩涂料，本发明储存稳定性好，具有优异的耐气候老化性，对于墙体裂缝覆盖性好，产品安全、绿色环保，能充分满足工业化生产需求，具有广阔的市场前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）称取10～20g马铃薯并去皮，随后切成块加入到烧杯中，再加入400～500mL去离子水，随后进行加热至沸腾，保温加热40～50min，用纱布过滤，得到滤液，将滤液加入到培养皿中，再依次加入5～8g硝酸钠、2～3g磷酸二氢钾、0.3～0.5g硫酸镁、5～8g柠檬酸和800～1000mL去离子水，搅拌制成培养基；
（2）将0.3～0.5g黄单胞杆菌接种到培养基中，随后转移到恒温培养箱中，在30～40℃下培养3～4天，将培养后的菌种按8～12%的接种量接种到发酵罐中，再称取20～30g葡萄糖、8～12g蛋白胨和1000mL去离子水加入到发酵罐中，控制温度在30～35℃，发酵6～7天，随后升温至100～110℃，搅拌5～10min，随后离心分离，弃去下层杂质，得到上清液，备用；
（3）称取10～20g苯乙烯加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧杯置于水浴锅中，升温至70～80℃，再依次加入25～30g丙烯酸、0.1～0.3g过氧化月桂酰，搅拌反应3～4h，得到聚苯乙烯丙烯酸酯预聚体；
（4）称取8～10g甲基三氯硅烷加入到带有温度计和回流装置的四口烧瓶中，再加入100～200mL无水乙醇，将烧杯置于水浴锅中，升温至80～90℃，再依次加入6～8g二甲基二氯硅烷、0.1～0.3g硫酸铵，搅拌反应2～3h，再加入上述聚苯乙烯丙烯酸酯预聚体，搅拌10～20min，再加入0.1～0.3g乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌反应3～4h；
（5）再加入8～10g四甲基二乙烯基二硅氧烷，搅拌5～10min，再依次加入0.1～0.3g氯化铜、0.1～0.3g过氧化月桂酰，搅拌反应5～6h，再加入100～200mL去离子水，搅拌10～20min，静置，分液，得到有机相，随后减压蒸馏，得到无色透明油状液体，即嵌段式有机硅改性苯丙聚合物；
（6）称取3～5g钛白粉、3～5g铁黄、1～3g铁红加入到烧杯中，再加入10～20g上述步骤（2）备用的上清液，搅拌10～20min，再加入上述嵌段式有机硅改性苯丙聚合物，搅拌20～30min，随后转移至搅拌机中，再依次加入5～8g大豆油、1～3g聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、100～200mL去离子水、2～4g硬脂酸镁，搅拌2～3h，得到一种水性多彩涂料。
本发明的应用方法是：将本发明制得的水性多彩涂料采用喷涂的方式均匀涂覆在墙体表面，喷涂1～3次，静置2～4h待涂料全部干燥即可。经检测，本发明的水性多彩涂料耐候性好，使用本涂料的外墙面不论在普通环境下，还是在酸雨侵蚀等恶劣环境下，都能够保证其持久的保色性，使用寿命达25年以上，对墙体裂缝覆盖力佳，且仿真石程度可以达到97～99%。
本发明的有益效果是：
（1）本发明储存稳定性好，长期保存不会出现浮色、分层、分水现象，产品安全、绿色环保；
（2）本发明的水性多彩涂料具有优异耐气候老化性，且能够有效遮盖墙体裂缝，起到墙体美化作用，延长使用寿命。
具体实施方式
首先称取10～20g马铃薯并去皮，随后切成块加入到烧杯中，再加入400～500mL去离子水，随后进行加热至沸腾，保温加热40～50min，用纱布过滤，得到滤液，将滤液加入到培养皿中，再依次加入5～8g硝酸钠、2～3g磷酸二氢钾、0.3～0.5g硫酸镁、5～8g柠檬酸和800～1000mL去离子水，搅拌制成培养基；随后将0.3～0.5g黄单胞杆菌接种到培养基中，随后转移到恒温培养箱中，在30～40℃下培养3～4天，将培养后的菌种按8～12%的接种量接种到发酵罐中，再称取20～30g葡萄糖、8～12g蛋白胨和1000mL去离子水加入到发酵罐中，控制温度在30～35℃，发酵6～7天，随后升温至100～110℃，搅拌5～10min，随后离心分离，弃去下层杂质，得到上清液，备用；随后称取10～20g苯乙烯加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧杯置于水浴锅中，升温至70～80℃，再依次加入25～30g丙烯酸、0.1～0.3g过氧化月桂酰，搅拌反应3～4h，得到聚苯乙烯丙烯酸酯预聚体；再称取8～10g甲基三氯硅烷加入到带有温度计和回流装置的四口烧瓶中，再加入100～200mL无水乙醇，将烧杯置于水浴锅中，升温至80～90℃，再依次加入6～8g二甲基二氯硅烷、0.1～0.3g硫酸铵，搅拌反应2～3h，再加入上述聚苯乙烯丙烯酸酯预聚体，搅拌10～20min，再加入0.1～0.3g乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌反应3～4h；再加入8～10g四甲基二乙烯基二硅氧烷，搅拌5～10min，再依次加入0.1～0.3g氯化铜、0.1～0.3g过氧化月桂酰，搅拌反应5～6h，再加入100～200mL去离子水，搅拌10～20min，静置，分液，得到有机相，随后减压蒸馏，得到无色透明油状液体，即嵌段式有机硅改性苯丙聚合物；最后称取3～5g钛白粉、3～5g铁黄、1～3g铁红加入到烧杯中，再加入10～20g上述备用的上清液，搅拌10～20min，再加入上述嵌段式有机硅改性苯丙聚合物，搅拌20～30min，随后转移至搅拌机中，再依次加入5～8g大豆油、1～3g聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、100～200mL去离子水、2～4g硬脂酸镁，搅拌2～3h，得到一种水性多彩涂料。
实例1
首先称取10g马铃薯并去皮，随后切成块加入到烧杯中，再加入400mL去离子水，随后进行加热至沸腾，保温加热40min，用纱布过滤，得到滤液，将滤液加入到培养皿中，再依次加入5g硝酸钠、2g磷酸二氢钾、0.3g硫酸镁、5g柠檬酸和800mL去离子水，搅拌制成培养基；随后将0.3g黄单胞杆菌接种到培养基中，随后转移到恒温培养箱中，在30℃下培养3天，将培养后的菌种按8%的接种量接种到发酵罐中，再称取20g葡萄糖、8g蛋白胨和1000mL去离子水加入到发酵罐中，控制温度在30℃，发酵6天，随后升温至100℃，搅拌5min，随后离心分离，弃去下层杂质，得到上清液，备用；随后称取10g苯乙烯加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧杯置于水浴锅中，升温至70℃，再依次加入25g丙烯酸、0.1g过氧化月桂酰，搅拌反应3h，得到聚苯乙烯丙烯酸酯预聚体；再称取8g甲基三氯硅烷加入到带有温度计和回流装置的四口烧瓶中，再加入100mL无水乙醇，将烧杯置于水浴锅中，升温至80℃，再依次加入6g二甲基二氯硅烷、0.1g硫酸铵，搅拌反应2h，再加入上述聚苯乙烯丙烯酸酯预聚体，搅拌10min，再加入0.1g乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌反应3h；再加入8g四甲基二乙烯基二硅氧烷，搅拌5min，再依次加入0.1g氯化铜、0.1g过氧化月桂酰，搅拌反应5h，再加入100mL去离子水，搅拌10min，静置，分液，得到有机相，随后减压蒸馏，得到无色透明油状液体，即嵌段式有机硅改性苯丙聚合物；最后称取3g钛白粉、3g铁黄、1g铁红加入到烧杯中，再加入10g上述备用的上清液，搅拌10min，再加入上述嵌段式有机硅改性苯丙聚合物，搅拌20min，随后转移至搅拌机中，再依次加入5g大豆油、1g聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、100mL去离子水、2g硬脂酸镁，搅拌2h，得到一种水性多彩涂料。
本实例操作简便，使用时，将本发明制得的水性多彩涂料采用喷涂的方式均匀涂覆在墙体表面，喷涂1次，静置2h待涂料全部干燥即可。经检测，本发明的水性多彩涂料耐候性好，使用本涂料的外墙面不论在普通环境下，还是在酸雨侵蚀等恶劣环境下，都能够保证其持久的保色性，使用寿命达30年，对墙体裂缝覆盖力佳，且仿真石程度可以达到97%。
实例2
首先称取15g马铃薯并去皮，随后切成块加入到烧杯中，再加入450mL去离子水，随后进行加热至沸腾，保温加热45min，用纱布过滤，得到滤液，将滤液加入到培养皿中，再依次加入7g硝酸钠、2.5g磷酸二氢钾、0.4g硫酸镁、7g柠檬酸和900mL去离子水，搅拌制成培养基；随后将0.4g黄单胞杆菌接种到培养基中，随后转移到恒温培养箱中，在35℃下培养3.5天，将培养后的菌种按10%的接种量接种到发酵罐中，再称取25g葡萄糖、10g蛋白胨和1000mL去离子水加入到发酵罐中，控制温度在33℃，发酵6.5天，随后升温至105℃，搅拌8min，随后离心分离，弃去下层杂质，得到上清液，备用；随后称取15g苯乙烯加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧杯置于水浴锅中，升温至75℃，再依次加入28g丙烯酸、0.2g过氧化月桂酰，搅拌反应3.5h，得到聚苯乙烯丙烯酸酯预聚体；再称取9g甲基三氯硅烷加入到带有温度计和回流装置的四口烧瓶中，再加入150mL无水乙醇，将烧杯置于水浴锅中，升温至85℃，再依次加入7g二甲基二氯硅烷、0.2g硫酸铵，搅拌反应2.5h，再加入上述聚苯乙烯丙烯酸酯预聚体，搅拌15min，再加入0.2g乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌反应3.5h；再加入9g四甲基二乙烯基二硅氧烷，搅拌8min，再依次加入0.2g氯化铜、0.2g过氧化月桂酰，搅拌反应5.5h，再加入150mL去离子水，搅拌15min，静置，分液，得到有机相，随后减压蒸馏，得到无色透明油状液体，即嵌段式有机硅改性苯丙聚合物；最后称取4g钛白粉、4g铁黄、2g铁红加入到烧杯中，再加入15g上述备用的上清液，搅拌15min，再加入上述嵌段式有机硅改性苯丙聚合物，搅拌25min，随后转移至搅拌机中，再依次加入7g大豆油、2g聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、150mL去离子水、3g硬脂酸镁，搅拌2.5h，得到一种水性多彩涂料。
本实例操作简便，使用时，将本发明制得的水性多彩涂料采用喷涂的方式均匀涂覆在墙体表面，喷涂2次，静置3h待涂料全部干燥即可。经检测，本发明的水性多彩涂料耐候性好，使用本涂料的外墙面不论在普通环境下，还是在酸雨侵蚀等恶劣环境下，都能够保证其持久的保色性，使用寿命达35年，对墙体裂缝覆盖力佳，且仿真石程度可以达到98%。
实例3
首先称取20g马铃薯并去皮，随后切成块加入到烧杯中，再加入500mL去离子水，随后进行加热至沸腾，保温加热50min，用纱布过滤，得到滤液，将滤液加入到培养皿中，再依次加入8g硝酸钠、3g磷酸二氢钾、0.5g硫酸镁、8g柠檬酸和1000mL去离子水，搅拌制成培养基；随后将0.5g黄单胞杆菌接种到培养基中，随后转移到恒温培养箱中，在40℃下培养4天，将培养后的菌种按12%的接种量接种到发酵罐中，再称取30g葡萄糖、12g蛋白胨和1000mL去离子水加入到发酵罐中，控制温度在35℃，发酵7天，随后升温至110℃，搅拌10min，随后离心分离，弃去下层杂质，得到上清液，备用；随后称取20g苯乙烯加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧杯置于水浴锅中，升温至80℃，再依次加入30g丙烯酸、0.3g过氧化月桂酰，搅拌反应4h，得到聚苯乙烯丙烯酸酯预聚体；再称取10g甲基三氯硅烷加入到带有温度计和回流装置的四口烧瓶中，再加入200mL无水乙醇，将烧杯置于水浴锅中，升温至90℃，再依次加入8g二甲基二氯硅烷、0.3g硫酸铵，搅拌反应3h，再加入上述聚苯乙烯丙烯酸酯预聚体，搅拌20min，再加入0.3g乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌反应4h；再加入10g四甲基二乙烯基二硅氧烷，搅拌10min，再依次加入0.3g氯化铜、0.3g过氧化月桂酰，搅拌反应6h，再加入200mL去离子水，搅拌20min，静置，分液，得到有机相，随后减压蒸馏，得到无色透明油状液体，即嵌段式有机硅改性苯丙聚合物；最后称取5g钛白粉、5g铁黄、3g铁红加入到烧杯中，再加入20g上述备用的上清液，搅拌20min，再加入上述嵌段式有机硅改性苯丙聚合物，搅拌30min，随后转移至搅拌机中，再依次加入8g大豆油、3g聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、200mL去离子水、4g硬脂酸镁，搅拌3h，得到一种水性多彩涂料。
本实例操作简便，使用时，将本发明制得的水性多彩涂料采用喷涂的方式均匀涂覆在墙体表面，喷涂3次，静置4h待涂料全部干燥即可。经检测，本发明的水性多彩涂料耐候性好，使用本涂料的外墙面不论在普通环境下，还是在酸雨侵蚀等恶劣环境下，都能够保证其持久的保色性，使用寿命达40年，对墙体裂缝覆盖力佳，且仿真石程度可以达到99%。