本發(fā)明屬于陶瓷涂料，具體涉及一種透明陶瓷涂料及其制備方法和在小家電上的應用。

背景技術：

1、空氣炸鍋的炸籃通常噴涂氟涂料，氟涂料施工便捷且具有優(yōu)異的不粘性，由于氟涂料屬于pfas物質，pfas物質具有較強的穩(wěn)定性和生物累積性，導致在自然界中不易分解，進入人體也不易排出體外，對環(huán)境和人類健康造成一定危害。故各國陸續(xù)出臺了限制pfas使用的法規(guī)，隨著限制pfas法規(guī)生效時間的臨近，氟涂料的使用也將會受到限制，為此需要尋找一款涂料來替代氟涂料；由于氟涂料在過去的幾十年里在炊具和小家電行業(yè)使用非常普遍，氟涂料的外觀顏色可以說深入人心，受到了商家和消費者的普遍喜愛。所以氟涂料的替代品需要滿足以下幾個條件：(1)涂料具有安全健康環(huán)保的特性，具有優(yōu)異的不粘性；(2)近似氟涂料的外觀和顏色；(3)與氟涂料相同的噴涂施工方式，即常溫下直接在基材上噴涂。

2、可以替代氟涂料的品種，陶瓷涂料被認為是首選。陶瓷涂料具有安全健康環(huán)保的特性，具有優(yōu)異的不粘性，近年來在炊具行業(yè)應用較為廣泛；可以通過調色的方式達到近似氟涂料的顏色和外觀；但是陶瓷涂料的噴涂施工工藝相對于氟涂料來說繁瑣和復雜，陶瓷涂料要達到飽滿的外觀、良好的遮蓋力和優(yōu)異的不粘性能，干膜厚度需要達到28-40μm，普通陶瓷涂料固含量約為50-55％之間，噴涂時濕膜厚度需要達到50-80μm，若采用常溫直接噴涂的工藝，由于陶瓷涂料粘度低，噴涂時容易產生流掛現(xiàn)象，空氣炸籃的側面和底部墊片有許多縫隙和小圓孔，流掛的涂料會積聚在縫隙和孔洞周圍，所以成品合格率只能達到50-60％。為了避免陶瓷涂料的流掛現(xiàn)象，噴涂前需要將基材預熱至45-55℃，然后進行噴涂。陶瓷涂料的這種噴涂施工工藝無法滿足替代氟涂料的要求。

3、雖然有研發(fā)出常溫噴涂的陶瓷涂料，但是這種常溫噴涂是基于沒有孔隙和孔洞的平面基材，對于類似空氣炸鍋炸籃這種結構的基材，想要涂料不積聚在孔隙和孔洞周圍，噴涂后干膜厚度只能在20μm以下。這種厚度對于普通陶瓷涂料來說，其外觀、遮蓋力和不粘性均無法達到實際使用的要求。

技術實現(xiàn)思路

1、針對用陶瓷涂料替代氟涂料的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種透明陶瓷涂料及其制備方法和在小家電上的應用。本發(fā)明提供的透明陶瓷涂料，通過施工工藝的配合，將透明陶瓷涂料應用在類似空氣炸鍋炸籃這種帶有孔隙、孔洞的基材表面，達到氟涂料的顏色和外觀，干膜厚度在14-20μm間，且具有優(yōu)異的不粘性，常溫直接噴涂不流掛、涂料不會積聚在孔隙孔洞處，成品合格率大大提高，可達到96％以上。

2、本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

3、<第一方面>

4、本發(fā)明提供一種透明陶瓷涂料，分為底漆和面漆兩層，均為無色透明，其中底漆按100％計，組成如下：硅溶膠：42-45％，硅烷：30-32％，5wt％羥乙基纖維素水溶液：4-5％，甲酸：0.7-1.0％，流平劑：0.5-1％，異丙醇：8-10％，有機鈦交聯(lián)劑：3-4％，去離子水：余量；

5、面漆按100％計，組成如下：硅溶膠：36-38％，硅烷：36-38％，甲酸：0.7-1％，流平劑：1-1.5％，不粘助劑：5-6％，乳化劑：0.5-1％，異丙醇：8-10％，有機鈦交聯(lián)劑：1-2％，去離子水：余量。

6、作為一個實施方案，所述透明陶瓷涂料用于經噴砂或拋丸處理、以及氮化處理后的工件表面。

7、作為一個實施方案，所述硅溶膠選自阿克蘇諾貝爾的bindzil?2034di、日產化學的st-o-40，格雷斯hs-40等。

8、作為一個實施方案，所述硅烷選用質量比為3:1～4:1的甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷的組合。

9、作為一個實施方案，所述流平劑選自byk-333、道康寧dc-57中至少一種。

10、作為一個實施方案，所述有機鈦交聯(lián)劑選用duponttm371。

11、作為一個實施方案，所述面漆或底漆中，異丙醇與有機鈦交聯(lián)劑的重量比為1:1-1.5:1。

12、作為一個實施方案，所述不粘助劑選用分子鏈末端帶有羥基的不粘助劑。

13、作為一個實施方案，所述乳化劑為陽離子型乳化劑。

14、作為一個實施方案，所述乳化劑為有機季銨鹽結構的陽離子型乳化劑。

15、作為一個實施方案，所述乳化劑選自十六烷基三甲基季銨溴化物、十八烷基二甲基芐基季銨氯化物、苯扎氯銨、苯扎溴銨。

16、<第二方面>

17、本發(fā)明還提供一種前述透明陶瓷涂料在廚房小家電中的施用方法，所述方法包括將工件進行噴砂或拋丸處理、氮化處理，噴涂透明陶瓷底漆、噴涂透明陶瓷面漆后固化。

18、作為一個實施方案，所述工件經噴砂或拋丸處理后，工件表面粗糙度達到3-5μm。

19、作為一個實施方案，所述噴砂：以壓縮空氣為動力，采用60-80目白剛玉或棕剛玉砂，高速噴射到需處理工件表面，噴砂后工件表面粗糙度達到3-5μm。

20、作為一個實施方案，所述氮化處理的處理溫度為550-570℃，氮化爐爐壓控制在11-13kpa，氮化時間為2-3hr。

21、在一些實施示例中，采用氮化爐把工件加熱到550-570℃，注入氨氣和氮氣，爐壓控制在11-13kpa，氮化時間為2-3hr，自然冷卻后取出工件。

22、作為一個實施方案，所述噴涂透明底漆是將底漆制備時單獨存放的底漆組成1(即由有機鈦交聯(lián)劑與異丙醇按照重量比1:1-1.5:1混合均勻得到)與底漆組成2(其余組成混合得到)混合均勻后立即施工，具體是在常溫下噴涂，底漆干膜厚度約為6-8μm。在一些實施例中，底漆濕膜厚度為15-20μm，透明底漆固含為40％左右。

23、作為一個實施方案，所述噴涂透明面漆是將面漆制備時單獨存放的面漆組成1(即由有機鈦交聯(lián)劑與異丙醇按照重量比1:1-1.5:1混合均勻得到)與面漆組成2(其余組成混合得到)混合均勻后立即施工，具體是在噴涂完底漆后，以濕碰濕的方式噴涂面漆，透明面漆干膜厚度為8-12μm。在一些實施例中，面漆濕膜厚度為20-30μm，面漆固含約為40％左右。

24、作為一個實施方案，所述固化的工藝為：80-100℃，3-5min；200-260℃，8-10min。

25、作為一個實施方案，所述工件為用于廚房小家電的零部件，如：空氣炸鍋炸籃、微波爐、烤箱的內飾板等。

26、<第三方面>

27、本發(fā)明還提供一種前述透明陶瓷涂料的制備方法，所述方法包括如下步驟：

28、a、底漆的制備：

29、a1、將有機鈦交聯(lián)劑與異丙醇按照重量比1:1-1.5:1混合均勻，待用，記為底漆1；

30、a2、在5wt％羥乙基纖維素水溶液中加入硅溶膠，混合均勻后；

31、a3、將硅烷、甲酸、流平劑、去離子水、剩余異丙醇混合均勻，然后加入步驟a2的溶液，放置在輥架上，以120-150rpm滾動12-14小時后得到透明陶瓷底漆2；

32、b、面漆的制備：

33、b1、將有機鈦交聯(lián)劑與異丙醇按照重量比1:1-1.5:1混合均勻，待用，記為面漆1；

34、b2、將硅烷、甲酸、流平劑、不粘助劑、乳化劑、去離子水、剩余異丙醇混合均勻，然后加入硅溶膠，放置在輥架上，以120-150rpm滾動12-14小時后得到陶瓷面漆2，測試ph為4.0-5.2。

35、所述透明陶瓷底漆2，ph為4.0-5.2，涂-4杯粘度為12-15s。

36、所述陶瓷面漆2，ph為4.0-5.2。

37、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

38、(1)通過對工件表面進行噴砂、氮化處理以及噴涂透明陶瓷涂料，達到了類似氟涂料的顏色和外觀；

39、(2)通過控制陶瓷涂料底漆和面漆的厚度，總厚度控制在≤20μm，達到了常溫噴涂不流掛，不積聚在工件的孔洞縫隙處，噴涂成品合格率從60％提升至96％以上；

40、(3)通過面漆中加入了有機鈦交聯(lián)劑，由于有機鈦交聯(lián)劑可與陶瓷涂層表面殘存的-oh發(fā)生交聯(lián)反應，顯著減少了殘留-oh的數量，故可提高陶瓷涂層的耐水性和不粘持久性，與普通陶瓷涂層相比，不粘性有了較大的提升。