一種高硬度無(wú)氟耐高溫水性涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高硬度無(wú)氟耐高溫水性涂料，其含有以下質(zhì)量份的原料：氧化硅溶膠30～60份、有機(jī)酸0.5～3份、有機(jī)硅氧烷10～40份、極性有機(jī)溶劑2～10份，水適量，以及可選的顏料、填料。本發(fā)明的涂料固化成膜后，硬度可達(dá)6H以上，在非明火的情況下，可以耐受450℃以下的高溫，不含氟、鉛等有害物質(zhì)。本發(fā)明的涂料固化溫度較低，在250℃左右即可完成固化，遠(yuǎn)低于特富龍涂料的固化溫度（400℃左右），具有施工工藝簡(jiǎn)單，能耗低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種高硬度無(wú)氟耐高溫水性涂料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種涂料，特別涉及一種適用于家用烹調(diào)器具、美發(fā)產(chǎn)品等金屬表面涂覆的高硬度無(wú)氟耐高溫水性涂料。
【背景技術(shù)】
[0002]為起到保護(hù)、裝飾的作用，需要對(duì)金屬表面進(jìn)行涂覆處理。
[0003]微波爐、電飯鍋、不粘鍋、電磁鍋、電燙發(fā)夾等的金屬表面在工作狀態(tài)下需要耐受一定的高溫，需要使用耐高溫的特種涂料，應(yīng)用在食品領(lǐng)域的涂料，更是要求涂料本身無(wú)毒、穩(wěn)定性好。
[0004]由于性能要求苛刻，在這種產(chǎn)品上可用的涂料不多，一般以PTFE為主體材料制備得到，普遍存在硬度低、易磨損等問題。同時(shí)，部分材料在高溫下不穩(wěn)定，會(huì)分解產(chǎn)生有害物質(zhì)，直接危及人們的健康。
[0005]現(xiàn)有的無(wú)機(jī)涂料普遍采用無(wú)定型的無(wú)機(jī)物作為粘合劑，通過(guò)溶膠凝結(jié)法制備而成的主成膜物具有一定硬度、耐磨性、光澤、不粘、耐腐蝕性等特點(diǎn)，但其涂膜的厚度通常只有I~2μπι，最多也不超過(guò)5 μ m，但涂膜極易龜裂，難以廣泛使用。如CN102702806A公開了以鈦酸丁酯為前驅(qū)體，直接加入硅溶膠，采用溶膠一凝膠法共水解形成納米Ti02/Si02溶膠，該溶膠涂覆在太陽(yáng)能光伏電板上，所形成薄膜的接觸角為2.1~15度，厚度為0.2~
2.0 μ m，薄膜穩(wěn)定，具有良好的光催化性能、親水性、透光性和自清潔性能，太陽(yáng)能光伏電板的防霧、防污自清潔的效果顯著提高。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種高硬度無(wú)氟耐高溫水性涂料。
[0007]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種高硬度無(wú)氟耐高溫水性涂料，含有以下質(zhì)量份的原料:氧化硅溶膠30~60份、有機(jī)酸0.5~3份、有機(jī)硅氧烷10~40份、極性有機(jī)溶劑2~10份，水適量，以及可選的顏料、填料。
[0008]作為優(yōu)選的，所述水性涂料含有以下質(zhì)量份的:氧化硅溶膠35~50份、有機(jī)酸I~2份、有機(jī)硅氧烷15~30份、極性有機(jī)溶劑5~8份，水適量，以及可選的顏料、填料。
[0009]所述氧化硅溶膠為硅烷偶聯(lián)劑改性的氧化硅溶膠，其是由含量為40% (wt)的硅溶膠40~65份、硅烷偶聯(lián)劑10~25份、低級(jí)醇類溶劑適量、水適量，在溫度30~35°C、pH4.0~4.5的條件下,反應(yīng)4.0~6.5 hr制得。其能提高氧化娃溶膠的成膜性能。
[0010]所述有機(jī)硅氧烷選自甲基三甲氧基硅烷和八甲基環(huán)四硅氧烷中的至少一種。
[0011 ] 所述極性有機(jī)溶劑為低級(jí)醇類溶劑。
[0012]所述低級(jí)醇類溶劑選自乙醇、正丙醇、異丙醇、異丙酮醇中的至少一種。
[0013]所述有機(jī)酸為乙酸。
[0014]顏料(選用)為炭黑、鈦白粉、氧化鉻綠、珠光粉中的至少一種。[0015]填料(選用)為氧化鋁微粉、滑石粉中的至少一種。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明的涂料固化成膜后，硬度可達(dá)6H以上，在非明火的情況下，可以耐受450°C以下的聞溫，不含氣、鉛等有害物質(zhì)。
[0017]本發(fā)明的涂料固化溫度較低，在250°C左右即可完成固化，遠(yuǎn)低于特富龍涂料的固化溫度(400°C左右)，具有施工工藝簡(jiǎn)單，能耗低的優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]一種高硬度無(wú)氟耐高溫水性涂料含有以下質(zhì)量份的:改性氧化硅溶膠35~50份、有機(jī)酸I~2份、有機(jī)硅氧烷15~30份、極性有機(jī)溶劑5~8份，水5~20份、顏料和填料I~35份。
[0019]所述改性氧化硅溶膠的制備方法為:取含量為40% (wt)的硅溶膠40~65份、硅烷偶聯(lián)劑10~25份、低級(jí)醇類溶劑適量、水適量，在溫度30~35°C、pH4.0~4.5的條件下，合成反應(yīng)時(shí)間4.0~6.5hr制得。
[0020]所述有機(jī)硅氧烷選自甲基三甲氧基硅烷和八甲基環(huán)四硅氧烷。
[0021]所述極性有機(jī)溶劑為低級(jí)醇類溶劑。
[0022]所述低級(jí)醇類溶劑選自乙醇、正丙醇、異丙醇、異丙酮醇。
[0023]所述有機(jī)酸為乙酸`。
[0024]水為去離子水。
[0025]顏料(選用)為炭黑、鈦白粉、氧化鉻綠、珠光粉中的至少一種。
[0026]填料(選用)為氧化鋁微粉、滑石粉中的至少一種。
[0027]下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0028]以下實(shí)施例所用的改性硅溶膠的制備實(shí)例:
40% (wt)的硅溶膠55份，硅烷偶聯(lián)劑15份，低級(jí)醇類溶劑15份，水15份，充分混合，在溫度32°C，pH4.2，反應(yīng)5hr制得。所述低級(jí)醇類溶劑選自乙醇、正丙醇、異丙醇、異丙酮醇中的至少一種。
[0029]實(shí)施例1:
涂料組成為:
改性氧化硅溶膠50份，乙酸1份，甲基三甲氧基硅烷15份，異丙醇5份，去離子水14份，炭黑15份。
[0030]實(shí)施例2:
涂料組成為:
改性氧化硅溶膠45份，乙酸1份，甲基三甲氧基硅烷10份，八甲基環(huán)四硅氧烷5份，異丙醇8份，去離子水10份，鈦白粉15份，氧化鋁微粉6份。
[0031]實(shí)施例3:
涂料組成為:
改性氧化硅溶膠40份，乙酸1份，甲基三甲氧基硅烷15份，八甲基環(huán)四硅氧烷10份，乙醇5份，去離子水9份，鈦白粉13份，炭黑7份。
[0032]實(shí)施例4:涂料組成為:
改性氧化硅溶膠35份，乙酸2份，甲基三甲氧基硅烷30份，正丙醇5份，去離子水9份，氧化鉻綠13份，炭黑1份，滑石粉5份。
[0033]實(shí)施例5:
涂料組成為:
改性氧化硅溶膠50份，乙酸2份，甲基三甲氧基硅烷23份，異丙醇5份，去離子水9，珠光粉1份，氧化鋁微粉10份。
[0034]檢測(cè)實(shí)驗(yàn):
將實(shí)施例1~5的樣品分別噴涂在經(jīng)過(guò)除污除油和噴砂粗化處理的鋁板上面，在烘箱加熱至250°C，恒溫20分鐘，得到檢測(cè)樣品。
[0035]硬度(GB/T6739)
涂膜厚度:使用涂膜測(cè)厚儀進(jìn)行厚度的檢測(cè)，要根據(jù)基材材質(zhì)選擇鐵基和非鐵基的探頭。
[0036]耐沖擊(GB/T1732)
耐溫性:將樣板在室溫和250°C恒溫烘箱來(lái)回放置，2個(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行5個(gè)循環(huán)，再觀測(cè)涂膜是否裂開，或者涂膜成片狀剝`落。
[0037]附著力(GB/T9286)
檢測(cè)結(jié)果如下:
【權(quán)利要求】
1.一種高硬度無(wú)氟耐高溫水性涂料，含有以下質(zhì)量份的原料:氧化硅溶膠30~60份、有機(jī)酸0.5~3份、有機(jī)硅氧烷10~40份、極性有機(jī)溶劑2~10份，水適量，以及可選的顏料、填料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高硬度無(wú)氟耐高溫水性涂料，其特征在于:所述水性涂料含有以下質(zhì)量份的:氧化娃溶膠35~50份、有機(jī)酸I~2份、有機(jī)硅氧烷15~30份、極性有機(jī)溶劑5~8份，水適量，以及可選的顏料、填料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高硬度無(wú)氟耐高溫水性涂料，其特征在于:所述氧化硅溶膠為硅烷偶聯(lián)劑改性的氧化硅溶膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高硬度無(wú)氟耐高溫水性涂料，其特征在于:所述有機(jī)硅氧烷選自甲基三甲氧基硅烷和八甲基環(huán)四硅氧烷中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高硬度無(wú)氟耐高溫水性涂料，其特征在于:所述有機(jī)溶劑為低級(jí)醇類溶劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高硬度無(wú)氟耐高溫水性涂料，其特征在于:所述低級(jí)醇類溶劑選自乙醇、正丙醇、異丙醇、異丙酮醇中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高硬度無(wú)氟耐高溫水性涂料，其特征在于:所述有機(jī)酸為乙酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高硬度無(wú)氟耐高溫水性涂料，其特征在于:所述硅烷偶聯(lián)劑改性的氧化硅溶膠是由含量為40%(wt)的硅溶膠40~65份、硅烷偶聯(lián)劑10~25份、低級(jí)醇類溶劑適量、 水適量，在溫度30~35°C、pH4.0~4.5的條件下，反應(yīng)4.0~6.5 hr制得。
【文檔編號(hào)】C09D7/12GK103819950SQ201410041401
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】王智亮, 葉家燦, 羅國(guó)欽, 林既森, 田巧 申請(qǐng)人:廣州化工研究設(shè)計(jì)院