專利名稱：一種有機(jī)改性陶瓷不粘涂層及其涂覆方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種不粘涂層，具體地說是一種具有良好附著力和韌性的有機(jī)改性陶瓷不粘涂層及其涂覆方法。
背景技術(shù)：
目前市場上不粘涂層主要有含氟不粘涂層和陶瓷不粘涂層兩種，含硅不粘涂層由于耐熱性、耐腐蝕性、不粘性等性能達(dá)不到較高的要求，慢慢退出不粘涂層市場。含氟不粘涂層自發(fā)明以來，由于氟材料的良好特性，在不粘涂層大量應(yīng)用。但是最近幾年，人們發(fā)現(xiàn)含氟不粘涂層在高溫(260°C以上)會釋放有害分解物，而且生產(chǎn)過程中一般會使用PFOA這一有害材料，其應(yīng)用開始減少，取而代之的是耐溫性能好、硬度高的環(huán)保型陶瓷不粘涂層。
陶瓷不粘涂層應(yīng)用溶膠-凝膠技術(shù)，涂層形成網(wǎng)絡(luò)無機(jī)結(jié)構(gòu)，耐溫性能優(yōu)良，硬度很高，通常在6H以上。但是陶瓷不粘涂層也有一些缺點(diǎn)，例如，陶瓷不粘涂層和有機(jī)涂層相t匕，其分子化學(xué)鍵中極性鍵極少，分子范德華力很小，對金屬基材的親和力不足，導(dǎo)致其對金屬基材的附著力不好，在長時間的使用過程中容易涂層脫落；而且另外陶瓷不粘涂層由于分子結(jié)構(gòu)的原因，硬度高，但是很脆，相比有機(jī)涂層韌性很差，涂層在和一些硬物相碰撞時容易繃瓷，應(yīng)用也受到很大的局限。因此，需要研制一種有機(jī)改性的陶瓷不粘涂層來解決這些問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷提供一種有機(jī)改性陶瓷不粘涂層，改善現(xiàn)有的陶瓷不粘涂層的附著力和韌性較差的問題。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種該有機(jī)改性陶瓷不粘涂層的涂覆方法。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)施的:
一種有機(jī)改性陶瓷不粘涂層，該涂層是由A、B、C三組分按重量比2:0.5 2:0.1 2混合而成，其中:
A組分:將按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的組分:娃溶膠45 100%、耐溫顏料O 30%、體質(zhì)顏料O 20%、分散助劑O 2%、流平助劑O 3%進(jìn)行分散，然后研磨2小時以上得到A組分；
B組分:將按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的組分:酸催化劑0.2 1.6%、環(huán)氧基硅烷6 9%、異氰酸基硅烷6 9%、其他硅烷80.4 87.8%混合得到B組分。
C組分:將按質(zhì)量 分?jǐn)?shù)計(jì)的醇溶性丙烯酸樹脂I 10%、不粘助劑O 30%和異丙醇60 99%混合，使醇溶性丙烯酸樹脂和不粘助劑分散溶解在異丙醇中，得到C組分。
作為優(yōu)選，該有機(jī)改性陶瓷不粘涂層是由A、B、C三組分按重量比2:0.8 1.2:0.2 0.3混合而成，其中:
A組分:將按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的組分:硅溶膠58 84.7%、耐溫顏料5 20%、體質(zhì)顏料10 20%、分散助劑O 0.5%、流平助劑0.3 1.5%進(jìn)行分散，然后研磨2小時以上得到A組分；
B組分:將按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的組分:酸催化劑1.0%、環(huán)氧基硅烷6 9%、異氰酸基硅烷6 9%、其他硅烷81 87%混合得到B組分；
C組分:將按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的醇溶性丙烯酸樹脂5 10%、不粘助劑10 20%和異丙醇70 85%混合，使醇溶性丙烯酸樹脂和不粘助劑分散溶解在異丙醇中，得到C組分。
有機(jī)改性陶瓷不粘涂層的成膜技術(shù)機(jī)理和過程如下:
1、硅烷在硅溶膠中水解，得到溶膠-凝膠體系，反應(yīng)機(jī)理如下:
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)改性陶瓷不粘涂層，其特征在于該涂層是由A、B、C三組分按重量比2:0.5 2:0.1 2混合而成，其中: A組分:將按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的組分:硅溶膠45 100%、耐溫顏料O 30%、體質(zhì)顏料O 20%、分散助劑O 2%、流平助劑O 3%進(jìn)行分散，然后研磨2小時以上得到A組分； B組分:將按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的組分:酸催化劑0.2 1.6%、環(huán)氧基硅烷6 9%、異氰酸基硅烷6 9%、其他硅烷80.4 87.8%混合得到B組分； C組分:將按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的醇溶性丙烯酸樹脂I 10%、不粘助劑O 30%和異丙醇60 99%混合，使醇溶性丙烯酸樹脂和不粘助劑分散溶解在異丙醇中，得到C組分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷不粘涂層，其特征在于:A組分中，所述的硅溶膠的pH為2 11，粒徑為5 50nm，二氧化硅含量為20 50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷不粘涂層，其特征在于:A組分中，所述的耐溫顏料選自金紅石、鈦白、鈦黃、氧化鐵黑、氧化鐵紅、鈷黑、鈷藍(lán)、鈷綠、炭黑、珠光或鋁銀粉中的一種或二種以上；所述的體質(zhì)顏料是粒徑小于IOOMm的粉末填料，選自石英粉、硅晶須、鈦酸鉀晶須、氧化鋁、硅藻土、碳化硅或金剛石中的一種或二種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷不粘涂層，其特征在于:A組分中，所述的分散助劑為BYK-190，所述的流平助劑為BYK-333 ;C組分中，所述的不粘助劑是硅油1-9770。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷不粘涂層，其特征在于:B組分中，所述的其他硅烷具有以下分子通式=RnSi (OR’)4-n，其中:R為烷基、芳基、取代烷基或取代芳基；R’為Cl - C5燒基;n=l、2或O。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的陶瓷不粘涂層，其特征在于:B組分中，所述的環(huán)氧基硅烷，通式為CH2-CH(0)-R-Si(0R’)3，所述的異氰酸基硅烷，通式為NCO-R-Si (OR’)3，其中R為連接Si和環(huán)氧基的基團(tuán)，R’為Cl -C5烷基。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的陶瓷不粘涂層，其特征在于:B組分中，所述的環(huán)氧基硅燒是Y —(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基二甲氧基娃燒，異氰酸基娃燒是異氰酸丙基二乙氧基娃燒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷不粘涂層，其特征在于:B組分中，所述的酸催化劑為乙酸，乙酸的添加量是A 、B、C三組分總重量的0.1 0.5%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的陶瓷不粘涂層，其特征在于:所述的A、B、C三組分的重量比為2:1:0.1 I。
10.一種權(quán)利要求1所述的有機(jī)改性陶瓷不粘涂層的涂覆方法，其特征在于該方法包括以下步驟: a，前處理:將金屬基材在300°C 400°C溫度下除油，然后進(jìn)行化學(xué)處理，包括堿洗和酸洗，再噴砂增強(qiáng)涂層附著； b，涂料混合:將所述的A、B組分按重量比混合攪拌或滾動3 15小時，進(jìn)行水解縮合反應(yīng)，然后加入C組分混合均勻； c，涂料噴涂:將經(jīng)a步驟處理后的基材預(yù)熱到40 80°C，將涂料通過壓縮空氣噴涂在預(yù)熱的基材上； d，燒結(jié)固化:將c步驟得到的基材在55 80°C溫度下流平烘干10 15min，再逐漸升溫到280°C 300°C，燒結(jié)10 15min后冷卻即可。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機(jī)改性陶瓷不粘涂層，該涂層是由A、B、C三組分按重量比20.5～20.1～2混合而成，A組分將按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的組分硅溶膠45～100%、耐溫顏料0～30%、體質(zhì)顏料0～20%、分散助劑0～2%、流平助劑0～3%進(jìn)行分散，然后研磨2小時以上得到A組分；B組分將按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的組分酸催化劑0.2～1.6%、環(huán)氧基硅烷6～9%、異氰酸基硅烷6～9%、其他硅烷80.4～87.8%混合得到B組分。C組分將按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的醇溶性丙烯酸樹脂1～10%、不粘助劑0～30%和異丙醇60～99%混合，使醇溶性丙烯酸樹脂和不粘助劑分散溶解在異丙醇中，得到C組分。該涂層改善了現(xiàn)有的陶瓷不粘涂層的附著力和韌性較差的問題。
文檔編號B05D3/02GK103205142SQ20131001433
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者關(guān)建安, 王錫銘, 史航, 馮蔚 申請人:浙江鵬孚隆科技有限公司, 浙江鵬孚隆化工有限公司