本发明涉及一种耐磨高粘性防电晕漆的制备方法，属于涂料制备技术领域。
背景技术：
电晕放电是在极不均匀电场中，场强突处（如电极尖锐处）局部空间空气电离而产生蓝色晕光的一种放电现象。
防电晕漆一般由绝缘清漆和非金属导体（炭黑、石墨等）粉末混合而成，主要用于高压线圈作防电晕漆，如用于大型高压电机中电压较高的线圈端部。工业上要求防电晕漆表面电阻率稳定、附着力强、耐磨性好、干燥速度快、耐贮存、防电晕漆可以单独涂在线圈表面，也可涂在石棉带、玻璃带上，在包扎在线圈外层，或涂在玻璃布上与主绝缘一次成型。
发电机发展的一个趋势是电压等级越来越高，容量越来越大，尤其是大型空冷机组，这对定子绕组防电晕材料提出了新的要求，不但单根定子线棒起晕电压要求更高，而且定子绕组不能在运行过程中由于电晕作用而端部烧损。要满足这个要求的一种方法就是在成型后线棒端部表面涂刷一层高电阻防电晕漆，以及在定子绕组端部表面喷涂一层高电阻防电晕漆。
目前国产并使用的高电阻防电晕漆均为单组份气干高阻防电晕漆，漆基为环氧酯或聚酯类气干漆，它们对容器密封及储存条件要求极高，储存寿命短。同时，由于是气干漆，若涂层过厚，或喷涂在有吸附性的表面上，则底层防晕漆极难固化，从而极大影响线棒或绕组表面的附着性及防晕性能。这种漆基耐热等级为b级（130℃），与线棒和绕组表面附着性不好，室温条件下固化不充分，易在定子线棒的装配过程中脱落或在电机运行过程中由于各种腐蚀导致漆基失效分解而使其中所含有的改善端部电位梯度分布的成分脱落，从而最终导致绕组端部因电晕腐蚀烧损。目前常见的防电晕漆固化后耐高温性差，耐磨性低并且防电晕填料和底漆相容性差，漆层与基底间的黏结性差，导致漆层容易脱落，影响其防电晕性能。因此，发明一种耐磨高粘性防电晕漆对涂料纸杯技术领域有积极意义。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题，针对目前常见的防电晕漆固化后耐高温性差，耐磨性低并且防电晕填料和底漆相容性差，漆层与基底间的黏结性差，导致漆层容易脱落，影响其防电晕性能的缺陷，提供了一种耐磨高粘性防电晕漆的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种耐磨高粘性防电晕漆的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取稻壳清洗后烘干，将烘干的稻壳和沼液混合后平铺在陶瓷罐中，将陶瓷罐敞口放入温室中，静置发霉处理3～5天，发霉结束后密封陶瓷罐，继续静置发酵3～5天；
（2）待上述发酵结束后，取出发酵产物，过滤分离得到发酵滤渣，将得到的发酵滤渣放入真空炉中，炭化，得到碳化物，再将碳化物和氟化钠混合后放入真空炉中，在氩气保护下升温至1100～1200℃，保温转化3～4h，得到转化物；
（3）将上述转化物转入高温炉中，氧化处理，氧化处理结束后分别用质量分数为30%的氢氟酸溶液和去离子水冲洗10～15min，冲洗结束后自然晾干，即得自制多孔碳化硅，再将自制多孔碳化硅和糠醛以及苯酚混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入氢氧化钠，加热升温至120～130℃，搅拌反应7～8h，出料过滤，分离得到反应滤渣，即为改性碳化硅，备用；
（4）将纳米凹凸棒土和大豆油混合后作为发酵底物，将发酵底物装入发酵罐中，再向发酵罐中加入沼液，密封发酵罐，密封发酵；
（5）待上述发酵结束后，取出发酵产物放入高压蒸煮罐中，高温高压蒸煮2～3h，蒸煮结束后出料，过滤分离得到滤渣，自然晾干后即得改性凹凸棒土；
（6）按重量份数计，称取100～120份环氧树脂、5～10份上述改性凹凸棒土、35～45份二甲苯装入混料机中，加热升温至100～110℃，搅拌得到底漆，继续向混料机中加入备用改性碳化硅和聚酰胺树脂，在室温下搅拌反应10～15min，即得耐磨高粘性防电晕漆。
步骤（1）中所述的烘干的稻壳和沼液的质量比为1:2，温室的温度为28～35℃，空气相对湿度为60～70%。
步骤（2）中所述的炭化的温度为200～400℃，炭化时间为1～2h，碳化物和氟化钠的质量比为50:1。
步骤（3）中所述的氧化处理的温度为700～800℃，氧化处理的时间为3～4h，自制多孔碳化硅和糠醛以及苯酚的质量比为1:5:1，氢氧化钠的加入量为糠醛质量的1%。
步骤（4）中所述的纳米凹凸棒土和大豆油的质量比为1:2，沼液的加入量为发酵底物质量的5%，密封发酵的温度为30～35℃，密封发酵的时间为10～12天。
步骤（5）中所述的高温高压蒸煮的压力为1.2～1.5mpa，高温高压蒸煮的温度为200～300℃。
步骤（6）中所述的备用改性碳化硅的加入量为底漆质量的3～4倍，聚酰胺树脂的加入量为底漆质量的40～50%。
本发明的有益效果是：
（1）本发明以稻壳为原料，将其和沼液共混发霉，再将发霉后的稻壳炭化，制得多孔碳化硅，将多孔碳化硅和糠醛、苯酚在碱性条件下改性，制得改性碳化硅，接着将纳米凹凸棒土和大豆油共混发酵，得到改性凹凸棒土，最后将改性凹凸棒土和环氧树脂共混得到基漆，掺入改性碳化硅后即得耐磨高粘性防电晕漆，本发明首先利用沼液中的微生物将稻壳微腐，使得稻壳表面带有丰富的微孔结构，再进行炭化、高温转化制得多孔碳化硅，再用糠醛和苯酚作为改性剂，在碱性条件下缩聚形成糠醛树脂锚固在碳化硅的孔隙中以及表面，得到改性碳化硅，改性后的碳化硅表面以及孔隙中的树脂化产物与底漆环氧树脂间的相容性高，因此也提高了防电晕填料碳化硅和底漆之间的相容性，促进电晕漆内聚力增强，从而提高基层的粘结强度，不容易发生脱落；
（2）本发明还以纳米凹凸棒土作为原料，将其和植物油共混，在沼液微生物的作用下进行酸败，在酸败的过程中，植物油被微生物降解并产生大量的游离性酯基，同时酸败还产生部分有机酸，这些游离酯基在微生物的作用下又被引入到纳米蒙脱土表面，酯基的引入使得纳米凹凸棒土表面能大大降低，与环氧树脂基体间相容性提高，另一方面酸败产生的有机酸在高温高压的作用下会将凹凸棒土中部分金属离子螯合，使得金属离子离开凹凸棒土原有的晶格进入酸败有机相中，从而在凹凸棒土表面产生晶格空穴，这些晶格空穴的产生大大增加了纳米凹凸棒土的物理及化学吸附活性，再结合纳米粒子的粒径小、比表面积大以及表面层内原子所占比例大的特性，使得其能和环氧树脂基体充分的吸附、键合，使粒子与基体界面之间的化学键合力增加，内聚力得到显著提高，粘合强度得到增强，有利于应力传递，增加了防电晕漆的粘结性能，而且碳化硅是一种具有非线性电阻特性的半导体材料，它的电阻随着外施电场强度的增加而显著下降，利用这种特性，将碳化硅制成防电晕漆，可以起到极佳的防电晕效果，而且碳化硅和凹凸棒土皆为耐高温耐磨填料，而且改性后的碳化硅以及凹凸棒土表面都带有大量活性基团，这些活性基团可以和漆层表面的活性基团产生化学键合力，形成一个致密的交联网状结构，极大的提高了防电晕漆层的耐高温性和耐磨性能，应用前景广阔。
具体实施方式
称取稻壳清洗后烘干，将烘干的稻壳和沼液按质量比为1:2混合后平铺在陶瓷罐中，将陶瓷罐敞口放入温度为28～35℃，空气相对湿度为60～70%的温室中，静置发霉处理3～5天，发霉结束后密封陶瓷罐，继续静置发酵3～5天；待发酵结束后，取出发酵产物，过滤分离得到发酵滤渣，将得到的发酵滤渣放入真空炉中，以200～400℃的温度炭化1～2h，得到碳化物，再将碳化物和氟化钠按质量比为50:1混合后放入真空炉中，在氩气保护下升温至1100～1200℃，保温转化3～4h，得到转化物；将转化物转入高温炉中，在700～800℃下氧化处理3～4h，氧化处理结束后分别用质量分数为30%的氢氟酸溶液和去离子水冲洗10～15min，冲洗结束后自然晾干，即得自制多孔碳化硅，再将自制多孔碳化硅和糠醛以及苯酚按质量比为1:5:1混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入糠醛质量1%的氢氧化钠，加热升温至120～130℃，搅拌反应7～8h，出料过滤，分离得到反应滤渣，即为改性碳化硅，备用；按质量比为1:2将纳米凹凸棒土和大豆油混合后作为发酵底物，将发酵底物装入发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物质量5%的沼液，密封发酵罐，在30～35℃下密封发酵10～12天；待发酵结束后，取出发酵产物放入高压蒸煮罐中，在压力为1.2～1.5mpa，温度为200～300℃的条件下，高温高压蒸煮2～3h，蒸煮结束后出料，过滤分离得到滤渣，自然晾干后即得改性凹凸棒土；按重量份数计，称取100～120份环氧树脂、5～10份上述改性凹凸棒土、35～45份二甲苯装入混料机中，加热升温至100～110℃，搅拌得到底漆，继续向混料机中加入底漆质量3～4倍的备用改性碳化硅和底漆质量40～50%的聚酰胺树脂，在室温下搅拌反应10～15min，即得耐磨高粘性防电晕漆。
称取稻壳清洗后烘干，将烘干的稻壳和沼液按质量比为1:2混合后平铺在陶瓷罐中，将陶瓷罐敞口放入温度为28℃，空气相对湿度为60%的温室中，静置发霉处理3天，发霉结束后密封陶瓷罐，继续静置发酵3天；待发酵结束后，取出发酵产物，过滤分离得到发酵滤渣，将得到的发酵滤渣放入真空炉中，以200℃的温度炭化1h，得到碳化物，再将碳化物和氟化钠按质量比为50:1混合后放入真空炉中，在氩气保护下升温至1100℃，保温转化3h，得到转化物；将转化物转入高温炉中，在700℃下氧化处理3h，氧化处理结束后分别用质量分数为30%的氢氟酸溶液和去离子水冲洗10min，冲洗结束后自然晾干，即得自制多孔碳化硅，再将自制多孔碳化硅和糠醛以及苯酚按质量比为1:5:1混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入糠醛质量1%的氢氧化钠，加热升温至120℃，搅拌反应7h，出料过滤，分离得到反应滤渣，即为改性碳化硅，备用；按质量比为1:2将纳米凹凸棒土和大豆油混合后作为发酵底物，将发酵底物装入发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物质量5%的沼液，密封发酵罐，在30℃下密封发酵10天；待发酵结束后，取出发酵产物放入高压蒸煮罐中，在压力为1.2mpa，温度为200℃的条件下，高温高压蒸煮2h，蒸煮结束后出料，过滤分离得到滤渣，自然晾干后即得改性凹凸棒土；按重量份数计，称取100份环氧树脂、5份上述改性凹凸棒土、35份二甲苯装入混料机中，加热升温至100℃，搅拌得到底漆，继续向混料机中加入底漆质量3倍的备用改性碳化硅和底漆质量40%的聚酰胺树脂，在室温下搅拌反应10min，即得耐磨高粘性防电晕漆。
称取稻壳清洗后烘干，将烘干的稻壳和沼液按质量比为1:2混合后平铺在陶瓷罐中，将陶瓷罐敞口放入温度为30℃，空气相对湿度为65%的温室中，静置发霉处理4天，发霉结束后密封陶瓷罐，继续静置发酵4天；待发酵结束后，取出发酵产物，过滤分离得到发酵滤渣，将得到的发酵滤渣放入真空炉中，以300℃的温度炭化1.5h，得到碳化物，再将碳化物和氟化钠按质量比为50:1混合后放入真空炉中，在氩气保护下升温至1150℃，保温转化3.5h，得到转化物；将转化物转入高温炉中，在750℃下氧化处理3.5h，氧化处理结束后分别用质量分数为30%的氢氟酸溶液和去离子水冲洗12min，冲洗结束后自然晾干，即得自制多孔碳化硅，再将自制多孔碳化硅和糠醛以及苯酚按质量比为1:5:1混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入糠醛质量1%的氢氧化钠，加热升温至125℃，搅拌反应7.5h，出料过滤，分离得到反应滤渣，即为改性碳化硅，备用；按质量比为1:2将纳米凹凸棒土和大豆油混合后作为发酵底物，将发酵底物装入发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物质量5%的沼液，密封发酵罐，在32℃下密封发酵11天；待发酵结束后，取出发酵产物放入高压蒸煮罐中，在压力为1.4mpa，温度为250℃的条件下，高温高压蒸煮2.5h，蒸煮结束后出料，过滤分离得到滤渣，自然晾干后即得改性凹凸棒土；按重量份数计，称取110份环氧树脂、7份上述改性凹凸棒土、40份二甲苯装入混料机中，加热升温至105℃，搅拌得到底漆，继续向混料机中加入底漆质量3倍的备用改性碳化硅和底漆质量45%的聚酰胺树脂，在室温下搅拌反应12min，即得耐磨高粘性防电晕漆。
称取稻壳清洗后烘干，将烘干的稻壳和沼液按质量比为1:2混合后平铺在陶瓷罐中，将陶瓷罐敞口放入温度为35℃，空气相对湿度为70%的温室中，静置发霉处理5天，发霉结束后密封陶瓷罐，继续静置发酵5天；待发酵结束后，取出发酵产物，过滤分离得到发酵滤渣，将得到的发酵滤渣放入真空炉中，以400℃的温度炭化2h，得到碳化物，再将碳化物和氟化钠按质量比为50:1混合后放入真空炉中，在氩气保护下升温至1200℃，保温转化4h，得到转化物；将转化物转入高温炉中，在800℃下氧化处理4h，氧化处理结束后分别用质量分数为30%的氢氟酸溶液和去离子水冲洗15min，冲洗结束后自然晾干，即得自制多孔碳化硅，再将自制多孔碳化硅和糠醛以及苯酚按质量比为1:5:1混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入糠醛质量1%的氢氧化钠，加热升温至130℃，搅拌反应8h，出料过滤，分离得到反应滤渣，即为改性碳化硅，备用；按质量比为1:2将纳米凹凸棒土和大豆油混合后作为发酵底物，将发酵底物装入发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物质量5%的沼液，密封发酵罐，在35℃下密封发酵12天；待发酵结束后，取出发酵产物放入高压蒸煮罐中，在压力为1.5mpa，温度为300℃的条件下，高温高压蒸煮3h，蒸煮结束后出料，过滤分离得到滤渣，自然晾干后即得改性凹凸棒土；按重量份数计，称取120份环氧树脂、10份上述改性凹凸棒土、45份二甲苯装入混料机中，加热升温至110℃，搅拌得到底漆，继续向混料机中加入底漆质量4倍的备用改性碳化硅和底漆质量50%的聚酰胺树脂，在室温下搅拌反应15min，即得耐磨高粘性防电晕漆。
对比例以陕西某公司生产的耐磨高粘性防电晕漆作为对比例对本发明制得的耐磨高粘性防电晕漆和对比例中的耐磨高粘性防电晕漆进行性能检测，检测结果如表1所示：
测试方法：
磨料粒径测试采用磨料粒度机械仪表进行检测，磨料粒径越大耐磨性能越高；
耐磨转数测试方法：按照国家标准，将实例1～3和对比例中的涂层材料均匀涂布于塑料板上，用180目砂纸对实例1～3和对比例中的地板测试，每500转换砂纸一条。测得最后的耐磨转数；
耐热性测试按gb/t11021-2007标准进行检测，耐热等级温度（℃）分为：y90，a105，e120，b130，f155，h180；
附着力的测定分为六个级别分别是零级、一级、二级、三级、四级、五级，其中零级最好，五级最差；
电晕损失功率和起晕电压测试按《高电压技术》测试方法进行检测。
表1防电晕漆性能测定结果
根据上述中数据可知本发明制得的耐磨高粘性防电晕漆耐高温性好，耐热性达到h级，耐磨性好，黏结性好，漆层不易脱落，防电晕性能好，具有广阔的应用前景。