一种炊具用不粘陶瓷涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种炊具用不粘陶瓷涂料及其制备方法；所述涂料包括：碱性硅溶胶34‑35％，酸性催化剂4‑4.5％，硅烷组合物36‑40％，防锈助剂余量；以占硅烷组合物总重的重量百分比含量计，硅烷组合物包括：甲基三甲氧基硅烷80‑85％，正硅酸乙酯8‑10％，不粘助剂余量；不粘助剂为甲基硅油和羟基硅油的混合物；防锈助剂中含八甲基三硅氧烷。本发明专利技术的体系采用三层硅油结构，两种分子量不同的硅油可位于涂层的不同位置，分子量大的由于与体系相容性不好位于涂层上面，分子量小的与体系相容性好位于涂层下面，形成表面‑上部‑底部的硅油梯度，即使表面硅油分子键磨损断裂，底部的硅油还可以发挥不粘性，提高了涂层的不粘持久性。

【技术实现步骤摘要】
一种炊具用不粘陶瓷涂料及其制备方法
本专利技术涉及涂料
，具体涉及一种炊具用不粘陶瓷涂料及其制备方法。
技术介绍
日常生活中常见的炊具用不粘涂料有氟涂料和陶瓷涂料两种，氟涂料因其具有优异的不粘持久性得到广大消费者的欢迎，但是其涂层硬度低，易出现磨损而涂层脱落的现象，另外其涂层在260℃以上会发生分解而释放出有毒气体，危害消费者的身体健康。近年来，陶瓷涂层作为一种健康、安全、环保的不粘涂层而受到消费者的青睐，然而陶瓷涂层的不粘持久性与氟涂层相比还有一定的差距，如何提高陶瓷涂层的不粘持久性将成为今后研究的方向。通过对现有专利文献的检索发现，专利号为ZL201711124381.4的中国专利技术专利，公开了一种提高陶瓷涂层不粘持久性的方法，通过加入钻石粉提高涂层的硬度和耐磨性，从而间接提高陶瓷涂层的不粘持久性，虽然对涂层的不粘持久性达到一定提升的效果，但是与氟涂料相比仍存在较大差距。CN201510954017公开了一种用于厨具表面的水性陶瓷不粘涂料及其制备方法。其利用陶瓷不粘涂料树脂与聚四氟乙烯树脂复配的形式，依靠陶瓷涂料内的不粘助剂提供初始不粘性，氟碳树脂提供韧性和不粘持久性。该专利技术存在陶瓷树脂与氟碳树脂复配时的相容性问题，两种表面张力不同的树脂混合在一起，由于表面张力不同，容易出现分层现象，一般来说表面张力低的树脂位于表面张力高的树脂上面，该组合应该是氟碳树脂在上，陶瓷树脂在下，所以无法实现专利中提到的陶瓷树脂提供初始不粘的情况。CN201510344989公开了一种陶瓷涂料及其应用及不粘餐具及该不粘餐具的制备方法。其在玻璃上喷涂陶瓷涂料，该陶瓷涂料属于普通陶瓷涂层，虽然喷涂3-4遍，其不粘性是由硅溶胶与硅烷水解聚合反应后的产物提供，产物表面富含-CH3基团提供不粘性，该基团由于表面张力低而位于涂层表面，所以不粘持久性不好，涂层表面的-CH3基团由于高温或者摩擦会发生分子键断裂，也就失去了不粘性。
技术实现思路
针对上述背景问题，本专利技术目的在于提供一种炊具用不粘陶瓷涂料及其制备方法；解决了如下技术问题：(1)陶瓷涂层的炊具不粘持久性不好，一般只能使用3个月左右，对于普通用户来说，使用的体验不好。本专利技术的陶瓷涂料，可形成三层硅油的结构，不粘持久性大幅提升，炊具可使用6-12个月；(2)pH值的变化对于陶瓷涂层的性能会产生较大影响，由于配方中催化剂添加量少，少量的误差会对使pH值产生较大的波动，经常出现产品质量不稳定的情况，严重影响了使用者的体验。本专利技术的陶瓷涂料通过使用三种酸混合的方式，减少了催化剂添加误差带来的pH值波动的问题，催化剂添加的少量误差对最终涂料的pH值影响不大，对于稳定产品质量、提高生产效率起到了良好的作用。(3)铁质基材喷涂水性涂料时，由于水与铁质基材接触会产生少量生锈的问题，涂层固化后与基材结合不牢，使用一段时间会出现涂层脱落的现象。本专利技术的陶瓷涂料通过添加三乙醇胺硼酸酯作为防锈剂，解决了水性涂料喷涂铁质基材时由于少量生锈而产生的附着问题，提高了陶瓷涂层与基材之间的结合牢度，延长了炊具的使用寿命。具体地，本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术涉及一种炊具用不粘陶瓷涂料组合物，所述涂料组合物包括：以占所述硅烷组合物总重的重量百分比含量计，所述硅烷组合物包括：甲基三甲氧基硅烷80-85％，正硅酸乙酯8-10％，不粘助剂余量；所述不粘助剂为甲基硅油和羟基硅油的混合物；所述防锈助剂中含八甲基三硅氧烷。所述甲基硅油和羟基硅油的质量比为1:1-1:3。作为本专利技术的一个实施方案，所述碱性硅溶胶pH＝9-11，粒径为5-8nm，固含30％。碱性硅溶胶固含量与粒径是呈正比例的，当碱性硅溶胶粒径大于10nm时(或者固含大于30％)，涂层的透明性不好，影响涂层的光泽。当碱性硅溶胶粒径小于5nm时(或者固含小于30％)，由于纳米粒子团聚严重，溶胶的固含量会很低，无法满足涂层成膜的要求，而且小于5nm的溶胶生产成本也非常高，价格贵很多。作为本专利技术的一个实施方案，以占所述酸性催化剂总重的重量百分比含量计，所述酸性催化剂包括：作为本专利技术的一个实施方案，以占所述防锈助剂总重的重量百分比含量计，所述防锈助剂包括：作为本专利技术的一个实施方案，所述硅烷组合物中甲基硅油分子量在500-1000之间，羟基硅油分子量在200-500之间。本专利技术还涉及一种前述的炊具用不粘陶瓷涂料组合物制备不粘陶瓷涂料的方法，所述方法包括如下步骤：S1、将所述甲基三甲氧基硅、正硅酸乙酯、不粘助剂混合均匀制得硅烷组合物；S2、将酸性催化剂加入到碱性硅溶胶中混合10-30秒钟，立即将硅烷组合物加入并混合，混合物料pH值为3.5-4.0；S3、在所述混合物料中加入防锈助剂混合，即得所述不粘陶瓷涂料；所述涂料的pH值为4.6-5.0。作为本专利技术的一个实施方案，步骤S2中，先制备酸性催化剂，包括如下步骤：A1、将对甲基苯磺酸与异丙醇混合，直至对甲基苯磺酸完全溶解，得到CAT-1；A2、将盐酸、乙酸、去离子水混合均匀，得到CAT-2；A3、将所述CAT-1与CAT-2混合，即得酸性催化剂。作为本专利技术的一个实施方案，所述防锈助剂是通过包括如下步骤的方法制备而得：B1、将三乙醇胺硼酸酯与去离子水混合，至溶液完全透明；B2、再加入部分(半量左右)异丙醇继续搅拌，至溶液完全透明；B3、加入剩余量的异丙醇、八甲基三硅氧烷混合均匀，即得所述防锈助剂。作为本专利技术的一个实施方案，制得的不粘陶瓷涂料在4-25℃下存放可使用72小时。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)配方中添加八甲基三硅氧烷和两种分子量不同的硅油作为不粘助剂，可在陶瓷涂层中形成三层硅油的结构；本专利技术采用三层硅油结构，两种分子量不同的硅油可位于涂层的不同位置，分子量大的由于与体系相容性不好位于涂层上面，分子量小的与体系相容性好位于涂层下面，形成表面-上部-底部的硅油梯度，即使表面硅油分子键磨损断裂，底部的硅油还可以发挥不粘性，提高了涂层的不粘持久性；具体来说，八甲基三硅氧烷反应后加入，位于陶瓷涂层的表面，可提供表面不粘性；大分子量硅油位于涂层上层，通过范德华力与涂层分子结合，为陶瓷涂层提供初始不粘性；小分子量硅油位于涂层中间，通过反应性基团以化学键与涂层分子结合在一起，为陶瓷涂层提供后续不粘性，这种三层硅油的结构可以大幅提升陶瓷涂层的不粘持久性。(2)配方中采用盐酸、乙酸、对甲苯磺酸三种酸混合，可以准确控制反应的pH值，生产过程中少量误差对最终涂料的pH值影响不大，提高生产效率，且使最终得到的陶瓷涂料的可使用时间、反应速度和不粘性均可达到最佳状态；(3)配方中使用三乙醇胺硼酸酯作为防锈剂，使得陶瓷涂料喷涂在铁质基材表面时避免产生生锈的问题，提高了陶瓷涂层与基材的附着力，避免后期使用过程中出现的涂层少量脱落的问题，延长了炊具的使用寿命。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种炊具用不粘陶瓷涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物包括：/n

【技术特征摘要】
1.一种炊具用不粘陶瓷涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物包括：



以占所述硅烷组合物总重的重量百分比含量计，所述硅烷组合物包括：
甲基三甲氧基硅烷80-85％，
正硅酸乙酯8-10％，
不粘助剂余量；
所述不粘助剂为质量比为甲基硅油和羟基硅油的混合物；所述防锈助剂中含八甲基三硅氧烷。


2.根据权利要求1所述的炊具用不粘陶瓷涂料组合物，其特征在于，所述碱性硅溶胶pH＝9-11，粒径为5-8nm，固含30％。


3.根据权利要求1所述的炊具用不粘陶瓷涂料组合物，其特征在于，以占所述酸性催化剂总重的重量百分比含量计，所述酸性催化剂包括：





4.根据权利要求1所述的炊具用不粘陶瓷涂料组合物，其特征在于，以占所述防锈助剂总重的重量百分比含量计，所述防锈助剂包括：





5.根据权利要求1所述的炊具用不粘陶瓷涂料组合物，其特征在于，所述硅烷组合物中甲基硅油分子量在500-1000之间，羟基硅油分子量在200-500之间。


6.一种根据权利要求1～5中任一项所述的炊具用不粘陶瓷涂料组合物制备不粘陶瓷涂料的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李力锋，
申请(专利权)人：上海宜瓷龙新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31