本发明涉及一种高流平性硬膜醇酸磁漆的制备方法，属于油漆涂料制备技术领域。
背景技术：
几十年来，醇酸树脂已成为涂料工业中最重要的合成树脂之一。醇酸树脂以植物油为原料，植物油是可再生资源，从涂料行业可持续发展的角度来看，醇酸树脂磁漆发展空间很大。醇酸树脂还可与氯化橡胶、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯、氨基树脂等配成多种不同性能的自干或烘干漆，广泛用于桥梁等建筑物广泛用于桥梁等建筑物以及机械、车辆、船舶、飞机、仪表等涂装。
磁漆又名瓷漆，是以清漆为基料，加入颜料研磨制成的，涂层干燥后呈磁光色彩而涂膜坚硬，常用的有酚醛磁漆和醇酸磁漆两类，适合于金属窗纱网格等。其中醇酸树脂磁漆具有漆膜附着力好、光亮、丰满等特点，且具有很好的施工性。它是由醇酸树脂、颜料、助剂、溶剂等经研磨调配而成的油漆涂料。但随着人们生活、生产节奏的加快，传统的醇酸树脂磁漆已不能满足现代施工的要求，涂膜硬度低、流平性差、耐候性差等缺陷，限制了醇酸磁漆的应用。
因此，亟待开发一种涂膜硬度高、流平性和耐候性好的醇酸磁漆具有必要的意义。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前传统醇酸树脂磁漆已不能满足现代施工的要求，涂膜硬度低、流平性差，限制了醇酸磁漆应用的弊端，提供了一种高流平性硬膜醇酸磁漆的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）称取1～2kg竹子和1～2kg甘蔗渣，用石磙碾压20～30min，再将碾压后的物料粉碎20～30min，得到混合粉末，再将混合粉末进行蒸汽爆破处理，得到气爆产物，将所得气爆产物冷冻干燥后继续研磨1～2h，并过200目筛，即得混合纤维粉；
（2）将上述混合纤维粉保温炭化得到炭化纤维粉，称取20～30g炭化纤维粉和1～2l质量分数为30%硅酸钠溶液混合，超声分散20～30min，得到分散液，再向分散液中滴加浓度为1mol/l盐酸调节分散液ph至5.0～6.0，搅拌反应15～20min，得到混合液；
（3）将上述混合液加热升温至60～70℃后，继续搅拌反应15～20min，再在室温下静置陈化1～2h，过滤分离得到滤渣，将滤渣转入烧结炉中，保温烧结，得到烧结料；
（4）将上述所得烧结料依次用质量分数为40%氢氟酸和水分别淋洗10～15min，自然晾干得到碳化硅粉末，再将所得碳化硅粉末和蓖麻油混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入绿脓杆菌菌悬液，密封发酵，待发酵结束后，过滤分离得到发酵滤渣，并用紫外灯照射灭菌15～20min后，得到自制增硬剂，备用；
（5）称取400～500g皂荚果、500～800g猕猴桃和800～900g凤梨混合粉碎30～40min，得到混合浆料，将所得混合浆料和新鲜葡萄皮以及1000～1200ml无菌水混合均匀后，密封发酵；
（6）待上述发酵完成后，过滤分离去除滤饼得到滤液，再将滤液浓缩至滤液原体积的1/3，得到浓缩液，将浓缩液在120℃的高温下灭菌10～15min，得到自制流平促进剂，备用；
（7）按重量份数计，分别称取30～40份豆油酸、10～15份季戊四醇、8～12份邻苯二甲酸酐、1～2份二甲苯、20～30份丙烯酸和3～5份过氧苯甲酰加入反应釜中，在氮气保护下，升温至125～135℃保温搅拌1～2h，搅拌结束后，随炉冷却至室温，出料即得丙烯酸改性醇酸树脂；
（8）按重量份数计，称取30～40份上述丙烯酸改性醇酸树脂、8～10份蓖麻油、5～10份步骤（6）备用的自制流平促进剂、5～8份步骤（4）备用的自制增硬剂、1～2份大豆磷脂、10～15份钛白粉和30～40份去离子水，依次装入胶体磨中，以800～900r/min转速研磨1～2h，出料装罐，即得高流平性硬膜醇酸磁漆。
所述的将混合粉末进行蒸汽爆破处理的操作过程是：将混合粉末装入蒸汽爆破装置的气爆罐中，并向气爆罐中通入预热至200～220℃的蒸汽，直至气爆罐内压力达到2.0～2.2mpa，保压处理1～2min，待保压结束后，打开气爆罐出料阀门，使气爆罐中的物料瞬间泄压喷出，得到气爆产物。
所述的保温炭化温度为400～500℃，保温炭化时间为2～4h，保温炭化全程在氮气保护条件下进行。
所述的保温烧结温度为1300～1400℃，保温烧结的升温速率为10℃/min，保温烧结时间为2～3h。
步骤（4）中所述的碳化硅粉末和蓖麻油的质量比为1:3，绿脓杆菌菌悬液的浓度为105cfu/ml，绿脓杆菌菌悬液的加入量为蓖麻油质量的10%，密封发酵温度为25～40℃，发酵时间为15～20天。
步骤（5）中所述的新鲜葡萄皮的质量为混合浆料质量的10%，密封发酵的温度为25～30℃，密封发酵的时间为12～15天。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明首先利用蒸汽爆破得到多羟基纤维粉，炭化后利用其多羟基特性吸附硅酸钠，再利用硅酸钠和盐酸反应生成凝胶状硅酸沉积在炭化纤维粉表面，通过加热使硅酸脱水生成二氧化硅吸附在碳化纤维粉上，最终高温烧结得到高硬度的碳化硅粉末，再用富含酯基的蓖麻油在微生物的作用下对碳化硅表面改性，增加碳化硅和醇酸树脂间的相容性，利用碳化硅起到增加膜层硬度的目的；
（2）另一方面用皂荚果和富含氨基酸的水果混合发酵，利用微生物提取皂荚有效成分和富含氨基的发酵液，并利用皂荚有效成分改变待喷涂基体表面的润湿性，利于漆膜在基体表面铺展，提高漆膜流平性，更重要的是氨基酸发酵液中富含强极性的氨基，也能增加漆膜的表面张力来提高流平性，且极性单体丙烯酸改性后的醇酸树脂也具有极好的流平性，因此本发明制得醇酸磁漆成膜硬度高且流平性极佳，并且直接用水代替有机溶剂，绿色环保，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
首先称取1～2kg竹子和1～2kg甘蔗渣，先用石磙反复碾压20～30min，再将碾压后的物料转入粉碎机中粉碎20～30min，得到混合粉末，再将混合粉末装入蒸汽爆破装置的气爆罐中，并向气爆罐中通入预热至200～220℃的蒸汽，直至气爆罐内压力达到2.0～2.2mpa，保压处理1～2min；待保压结束后，打开气爆罐出料阀门，使气爆罐中的物料瞬间泄压喷入接收釜中，得到气爆产物，再将所得气爆产物冷冻干燥后放入球磨罐中，继续研磨1～2h，并过200目筛，即得混合纤维粉；将混合纤维粉转入炭化炉中，以10ml/min的速率向炉中通入氮气，并升高炭化炉温度至400～500℃，在氮气保护下保温炭化2～4h，炭化结束后，将炭化物料随炉冷却至室温，出料得炭化纤维粉；再称取20～30g炭化纤维粉和1～2l质量分数为30%硅酸钠溶液混合，超声分散20～30min，得到分散液，再向分散液中滴加浓度为1mol/l盐酸调节分散液ph至5.0～6.0，搅拌反应15～20min，得到混合液；将混合液加热升温至60～70℃后，继续搅拌反应15～20min，再在室温下静置陈化1～2h，过滤分离得到滤渣，将滤渣转入烧结炉中，以10℃/min速率程序升温至1300～1400℃，保温烧结2～3h，得到烧结料；然后将所得烧结料分别用质量分数为40%氢氟酸和水淋洗10～15min，自然晾干得到碳化硅粉末，再将所得碳化硅粉末和蓖麻油按质量比为1:3混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入蓖麻油质量10%的浓度为105cfu/ml绿脓杆菌菌悬液，密封罐口后在25～40℃下发酵15～20天，待发酵结束后，取出发酵产物，过滤分离得到发酵滤渣，用紫外灯照射灭菌15～20min后，得到自制增硬剂；分别称取400～500g皂荚果、500～800g猕猴桃和800～900g凤梨放入万能粉碎机中粉碎30～40min，得到混合浆料，将所得混合浆料放入发酵罐中，再向发酵罐中加入混合浆料质量10%的新鲜葡萄皮和1000～1200ml无菌水，用无菌棒搅拌混合均匀后，密封发酵罐，在25～30℃下保温发酵12～15天；待发酵完成后，取出发酵产物过滤，分离去除滤饼得到滤液，再将滤液移入旋转蒸发仪，旋蒸浓缩至滤液原体积的1/3，得到浓缩液，再将浓缩液用高温灭菌罐在120℃下灭菌10～15min，得到自制流平促进剂；按重量份数计，分别称取30～40份豆油酸、10～15份季戊四醇、8～12份邻苯二甲酸酐、1～2份二甲苯、20～30份丙烯酸和3～5份过氧苯甲酰加入反应釜中，在氮气保护下，升温至125～135℃保温搅拌1～2h，搅拌结束后，随炉冷却至室温，出料即得丙烯酸改性醇酸树脂；最后按重量份数计，称取30～40份丙烯酸改性醇酸树脂、8～10份蓖麻油、5～10份自制流平促进剂、5～8份自制增硬剂、1～2份大豆磷脂、10～15份钛白粉和30～40份去离子水，依次装入胶体磨中，以800～900r/min转速研磨1～2h，出料装罐，即得高流平性硬膜醇酸磁漆。
实例1
首先称取1kg竹子和1kg甘蔗渣，先用石磙反复碾压20min，再将碾压后的物料转入粉碎机中粉碎20min，得到混合粉末，再将混合粉末装入蒸汽爆破装置的气爆罐中，并向气爆罐中通入预热至200℃的蒸汽，直至气爆罐内压力达到2.0mpa，保压处理1min；待保压结束后，打开气爆罐出料阀门，使气爆罐中的物料瞬间泄压喷入接收釜中，得到气爆产物，再将所得气爆产物冷冻干燥后放入球磨罐中，继续研磨1h，并过200目筛，即得混合纤维粉；将混合纤维粉转入炭化炉中，以10ml/min的速率向炉中通入氮气，并升高炭化炉温度至400℃，在氮气保护下保温炭化2h，炭化结束后，将炭化物料随炉冷却至室温，出料得炭化纤维粉；再称取20g炭化纤维粉和1l质量分数为30%硅酸钠溶液混合，超声分散20min，得到分散液，再向分散液中滴加浓度为1mol/l盐酸调节分散液ph至5.0，搅拌反应15min，得到混合液；将混合液加热升温至60℃后，继续搅拌反应15min，再在室温下静置陈化1h，过滤分离得到滤渣，将滤渣转入烧结炉中，以10℃/min速率程序升温至1300℃，保温烧结2h，得到烧结料；然后将所得烧结料分别用质量分数为40%氢氟酸和水淋洗10min，自然晾干得到碳化硅粉末，再将所得碳化硅粉末和蓖麻油按质量比为1:3混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入蓖麻油质量10%的浓度为105cfu/ml绿脓杆菌菌悬液，密封罐口后在25℃下发酵15天，待发酵结束后，取出发酵产物，过滤分离得到发酵滤渣，用紫外灯照射灭菌15min后，得到自制增硬剂；分别称取400g皂荚果、500g猕猴桃和800g凤梨放入万能粉碎机中粉碎30min，得到混合浆料，将所得混合浆料放入发酵罐中，再向发酵罐中加入混合浆料质量10%的新鲜葡萄皮和1000ml无菌水，用无菌棒搅拌混合均匀后，密封发酵罐，在25℃下保温发酵12天；待发酵完成后，取出发酵产物过滤，分离去除滤饼得到滤液，再将滤液移入旋转蒸发仪，旋蒸浓缩至滤液原体积的1/3，得到浓缩液，再将浓缩液用高温灭菌罐在120℃下灭菌10min，得到自制流平促进剂；按重量份数计，分别称取30份豆油酸、10份季戊四醇、8份邻苯二甲酸酐、1份二甲苯、20份丙烯酸和3份过氧苯甲酰加入反应釜中，在氮气保护下，升温至125℃保温搅拌1h，搅拌结束后，随炉冷却至室温，出料即得丙烯酸改性醇酸树脂；最后按重量份数计，称取30份丙烯酸改性醇酸树脂、8份蓖麻油、5份自制流平促进剂、5份自制增硬剂、1份大豆磷脂、10份钛白粉和30份去离子水，依次装入胶体磨中，以800r/min转速研磨1h，出料装罐，即得高流平性硬膜醇酸磁漆。
先将待喷涂钢铁基体表面的杂质、污渍和铁锈清理干净，再将本发明制得的高流平性硬膜醇酸磁漆装入喷枪中，控制喷涂压力为0.3mpa，喷涂量为110g/m2，将本发明醇酸磁漆喷涂于清理后的钢铁基体表面，喷涂2遍，每遍喷涂间隔时间为24h，待喷涂结束后于温度为60℃下烘干即可。本发明高流平性硬膜醇酸磁漆流平性好，使用后黏度（涂-4杯）为50s，漆膜平整光滑坚硬，摆杆硬度为0.39，可有效延长基体使用寿命2年，而传统醇酸磁漆使用后黏度（涂-4杯）为70s，摆杆硬度为0.31。
实例2
首先称取2kg竹子和2kg甘蔗渣，先用石磙反复碾压25min，再将碾压后的物料转入粉碎机中粉碎25min，得到混合粉末，再将混合粉末装入蒸汽爆破装置的气爆罐中，并向气爆罐中通入预热至210℃的蒸汽，直至气爆罐内压力达到2.1mpa，保压处理2min；待保压结束后，打开气爆罐出料阀门，使气爆罐中的物料瞬间泄压喷入接收釜中，得到气爆产物，再将所得气爆产物冷冻干燥后放入球磨罐中，继续研磨2h，并过200目筛，即得混合纤维粉；将混合纤维粉转入炭化炉中，以10ml/min的速率向炉中通入氮气，并升高炭化炉温度至450℃，在氮气保护下保温炭化3h，炭化结束后，将炭化物料随炉冷却至室温，出料得炭化纤维粉；再称取25g炭化纤维粉和2l质量分数为30%硅酸钠溶液混合，超声分散25min，得到分散液，再向分散液中滴加浓度为1mol/l盐酸调节分散液ph至5.5，搅拌反应18min，得到混合液；将混合液加热升温至65℃后，继续搅拌反应18min，再在室温下静置陈化2h，过滤分离得到滤渣，将滤渣转入烧结炉中，以10℃/min速率程序升温至1350℃，保温烧结3h，得到烧结料；然后将所得烧结料分别用质量分数为40%氢氟酸和水淋洗13min，自然晾干得到碳化硅粉末，再将所得碳化硅粉末和蓖麻油按质量比为1:3混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入蓖麻油质量10%的浓度为105cfu/ml绿脓杆菌菌悬液，密封罐口后在32℃下发酵18天，待发酵结束后，取出发酵产物，过滤分离得到发酵滤渣，用紫外灯照射灭菌18min后，得到自制增硬剂；分别称取450g皂荚果、700g猕猴桃和850g凤梨放入万能粉碎机中粉碎35min，得到混合浆料，将所得混合浆料放入发酵罐中，再向发酵罐中加入混合浆料质量10%的新鲜葡萄皮和1100ml无菌水，用无菌棒搅拌混合均匀后，密封发酵罐，在28℃下保温发酵13天；待发酵完成后，取出发酵产物过滤，分离去除滤饼得到滤液，再将滤液移入旋转蒸发仪，旋蒸浓缩至滤液原体积的1/3，得到浓缩液，再将浓缩液用高温灭菌罐在120℃下灭菌13min，得到自制流平促进剂；按重量份数计，分别称取35份豆油酸、13份季戊四醇、10份邻苯二甲酸酐、2份二甲苯、25份丙烯酸和4份过氧苯甲酰加入反应釜中，在氮气保护下，升温至130℃保温搅拌2h，搅拌结束后，随炉冷却至室温，出料即得丙烯酸改性醇酸树脂；最后按重量份数计，称取35份丙烯酸改性醇酸树脂、9份蓖麻油、8份自制流平促进剂、7份自制增硬剂、2份大豆磷脂、13份钛白粉和35份去离子水，依次装入胶体磨中，以850r/min转速研磨2h，出料装罐，即得高流平性硬膜醇酸磁漆。
先将待喷涂钢铁基体表面的杂质、污渍和铁锈清理干净，再将本发明制得的高流平性硬膜醇酸磁漆装入喷枪中，控制喷涂压力为0.4mpa，喷涂量为120g/m2，将本发明醇酸磁漆喷涂于清理后的钢铁基体表面，喷涂3遍，每遍喷涂间隔时间为36h，待喷涂结束后于温度为65℃下烘干即可。本发明高流平性硬膜醇酸磁漆流平性好，使用后黏度（涂-4杯）为55s，漆膜平整光滑坚硬，摆杆硬度为0.43，可有效延长基体使用寿命3年，而传统醇酸磁漆使用后黏度（涂-4杯）为73s，摆杆硬度为0.32。
实例3
首先称取2kg竹子和2kg甘蔗渣，先用石磙反复碾压30min，再将碾压后的物料转入粉碎机中粉碎30min，得到混合粉末，再将混合粉末装入蒸汽爆破装置的气爆罐中，并向气爆罐中通入预热至220℃的蒸汽，直至气爆罐内压力达到2.2mpa，保压处理2min；待保压结束后，打开气爆罐出料阀门，使气爆罐中的物料瞬间泄压喷入接收釜中，得到气爆产物，再将所得气爆产物冷冻干燥后放入球磨罐中，继续研磨2h，并过200目筛，即得混合纤维粉；将混合纤维粉转入炭化炉中，以10ml/min的速率向炉中通入氮气，并升高炭化炉温度至500℃，在氮气保护下保温炭化4h，炭化结束后，将炭化物料随炉冷却至室温，出料得炭化纤维粉；再称取30g炭化纤维粉和2l质量分数为30%硅酸钠溶液混合，超声分散30min，得到分散液，再向分散液中滴加浓度为1mol/l盐酸调节分散液ph至6.0，搅拌反应20min，得到混合液；将混合液加热升温至70℃后，继续搅拌反应20min，再在室温下静置陈化2h，过滤分离得到滤渣，将滤渣转入烧结炉中，以10℃/min速率程序升温至1400℃，保温烧结3h，得到烧结料；然后将所得烧结料分别用质量分数为40%氢氟酸和水淋洗15min，自然晾干得到碳化硅粉末，再将所得碳化硅粉末和蓖麻油按质量比为1:3混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入蓖麻油质量10%的浓度为105cfu/ml绿脓杆菌菌悬液，密封罐口后在40℃下发酵20天，待发酵结束后，取出发酵产物，过滤分离得到发酵滤渣，用紫外灯照射灭菌20min后，得到自制增硬剂；分别称取500g皂荚果、800g猕猴桃和900g凤梨放入万能粉碎机中粉碎40min，得到混合浆料，将所得混合浆料放入发酵罐中，再向发酵罐中加入混合浆料质量10%的新鲜葡萄皮和1200ml无菌水，用无菌棒搅拌混合均匀后，密封发酵罐，在30℃下保温发酵15天；待发酵完成后，取出发酵产物过滤，分离去除滤饼得到滤液，再将滤液移入旋转蒸发仪，旋蒸浓缩至滤液原体积的1/3，得到浓缩液，再将浓缩液用高温灭菌罐在120℃下灭菌15min，得到自制流平促进剂；按重量份数计，分别称取40份豆油酸、15份季戊四醇、12份邻苯二甲酸酐、2份二甲苯、30份丙烯酸和5份过氧苯甲酰加入反应釜中，在氮气保护下，升温至135℃保温搅拌2h，搅拌结束后，随炉冷却至室温，出料即得丙烯酸改性醇酸树脂；最后按重量份数计，称取40份丙烯酸改性醇酸树脂、10份蓖麻油、10份自制流平促进剂、8份自制增硬剂、2份大豆磷脂、15份钛白粉和40份去离子水，依次装入胶体磨中，以900r/min转速研磨2h，出料装罐，即得高流平性硬膜醇酸磁漆。
先将待喷涂钢铁基体表面的杂质、污渍和铁锈清理干净，再将本发明制得的高流平性硬膜醇酸磁漆装入喷枪中，控制喷涂压力为0.4mpa，喷涂量为130g/m2，将本发明醇酸磁漆喷涂于清理后的钢铁基体表面，喷涂3遍，每遍喷涂间隔时间为48h，待喷涂结束后于温度为70℃下烘干即可。本发明高流平性硬膜醇酸磁漆流平性好，使用后黏度（涂-4杯）为60s，漆膜平整光滑坚硬，摆杆硬度为0.46，可有效延长基体使用寿命3年，而传统醇酸磁漆使用后黏度（涂-4杯）为75s，摆杆硬度为0.34。