CN101104778A - 立体防粘涂料及其涂覆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种立体防粘涂料及其涂覆方法，特别是一种能在炊具表面产生立体视觉效果的立体防粘涂料及其涂覆方法。它由磁性微粒分散液和立体防粘涂料混合而成，其装饰性好、附着力强、工艺简单、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料及其涂覆方法，特别是一种能在炊具表面产生立体视觉效果的立体防粘涂料及其涂覆方法。
背景技术
现有的不粘涂料(也称防粘涂料)主要分氟碳类和有机硅类，因其低表面性能和防粘性能及耐热性、耐化学性而被广泛地应用在以饮具为主的多个领域，例如中国专利氟硅抗结水垢乳胶涂料及其生产方法(公开号：CN1337429)公开了氟硅抗结水垢乳胶涂料及其生产方法，该涂料是先将甲基氯硅烷单体和苯基氯硅烷单体经水解缩聚生成有机硅树脂，然后将它乳化成乳液之后，再与聚四氟乙烯乳液及色浆配制成。经固化成膜，具有附着力高，憎水性能好，耐污，不粘和抗结水垢性强等特点，它可用于抗结水垢涂层和生产不粘性炊具。又如中国专利用于含氟涂料的材料和使用该材料的涂覆方法(公开号：CN1203618)它提供一种可以维持含氟聚合物所具有的优良耐热性、耐药品性、非粘附性、低摩擦性等特性的、可以赋予金属、玻璃等基材以直接强力的粘接力的用于含氟涂料的材料和使用该材料的涂覆方法，使用由(a-1)和(b-1)2种单体成分共聚形成的含有官能基的含氟乙烯性聚合物：$(a-1)0.05～30摩尔％的含有羟基、羧基、羧酸盐或羧酸酯基或环氧基中任一种官能基的含氟乙烯性单体中的至少1种；$(b-1)70～99.95摩尔％的不含有上述官能基的含氟乙烯性单体中的至少1种。
但上述的涂料基本上是简单的单层或多层涂覆仅在颜色上略有变化。又如中国专利炊具、家电用高、低温烧结PES防沾涂料的制备(公开号CN1168403)其属于炊具、家电用高、低温烧结PES防沾涂料的制备技术，它是在原PES耐高温防腐涂料在基础上，仍以PES为主成分，通过添加氟聚合物作防粘成分，各种颜料和珠光粉为着色装饰成分，可采用高温和低温烧结，以满足不同使用要求的需要。它的涂层具有比传统不粘涂料附着力强，硬度高的特点。现有的不粘涂料特别是饮具用不粘涂料其装饰性只是通过在涂料中添加颜料和珠光粉等来达到，它不能产生什么具体的设计图案。为了产生丰富的具体的设计图案，人们通过基材形状的改变，例如铸造或冲压形成一定的花纹图案来实现，但其效果不好，且加工不同的图案需不同的模具，前期的设备投资较大，另一种是采用丝网印刷，即在涂层表面再印上一层图案。但其加工工艺比较复杂，装饰效果平面、呆板且对于不粘涂料来讲，有的采用丝网印刷的方法并不能将图案印上去，层间的附着力较差。
发明内容
本发明提供了一种装饰性好、附着力强、工艺简单、成本低的立体防粘涂料及其涂覆方法，解决了现有技术所存在的装饰效果平面呆板、工艺复杂、成本高等问题。
本发明的上述目的是通过以下技术方案解决的：
一种氟碳类立体防粘涂料，它由磁性微粒分散液和氟碳类防粘涂料混合而成，所述的磁性微粒分散液的重量份组成是磁性微粒20～30份，NMP30～40份，MEK40～50份；磁性微粒分散液的重量为氟碳类防粘涂料的0.01～0.04倍。
上述氟碳类防粘涂料为普通的氟碳类防粘涂料，上述的混合为普通混合。作为优选，所述的氟碳类防粘涂料的重量份组成是：PFFE(MP1000)5份，PES(PAI)18份，NMP22.5份，碳黑2份，MEK20份，甲苯30份，表面活性剂BYK-306 0.5份。
溶剂型氟碳类涂料其主体溶剂为NMP和MEK，磁性微粒可以均匀地分散在这两种混合溶剂中，而分散液又很容易地加入涂料中而可获，从得所需的立体防粘涂料。
一种有机硅树脂类立体防粘涂料，它由磁性微粒分散液和有机硅树脂类防粘涂料混合而成，所述的磁性微粒分散液的重量份组成是磁性微粒10～30份，PMA 30～50份，BAC 30～50份；磁性微粒分散液的重量为有机硅树脂类防粘涂料的0.01～0.04倍。
上述有机硅树脂类防粘涂料为普通的有机硅树脂防粘涂料，所述的混合为普通混合。作为优选，所述的有机硅树脂类防粘涂料的重量份组成为：Silicon(HTL3)50份，环氧10份，表面活性剂1份，碳黑2份，磁性微粒2份，PMA15份，BAC 20份。
有机硅类不粘涂料其主体溶剂为PMA和BAC，磁性微粒可以均匀地分散在这两种混合溶剂中，而分散液又很容易地加入涂料中，从而可获得所需的立体防粘涂料。
一种用于可多层涂覆的水性氟树脂立体防粘涂料，它由磁性微粒分散液和水性氟树脂防粘涂料混合而成，所述的磁性微粒分散液的重量份组成是磁性微粒20～30份，丙三醇40～45份，NMP30～35份，磁性微粒分散液的重量为防粘涂料的0.005～0.03倍。
上述防粘涂料为普通的水性氟树脂防类粘涂料，所述的混合为普通混合。作为优选，所述的防粘涂料的重量份组成为：PTFE(水基分散液中的固体)40～48份，表面活性剂0.5～1份，黑色颜料，蓝色颜料1～2份，NMP 1～2份，去离子水43～57份。
丙三醇和NMP都能很好地和水互溶，这样可以做为良好的载体使磁性微粒很好地分散在水性不粘涂料中。
上述的磁性微粒都可以采用经过感磁预处理的磁性微粒，通常其平均粒度在1um～30um。所述的磁性微粒优选ECKART公司生产的FERRICON磁性微粒。
上述磁性微粒分散液加入到防粘涂料中后和防粘涂料具有较好的互溶性，不会影响所得立体防粘涂料的涂覆性能和防粘、耐高温性能。
本发明的立体视觉感的形成和控制方法为：将具有图案形状的磁体贴附在炊具需涂覆立体防粘涂料面相反的一个面上，一般为炊具的底部的外表面上，通过所附磁体的形状及磁力的大小来形成和控制立体效果。
本发明还针对上述不同类型的立体涂料提供了以下具体的涂覆方法：
1、一种上述氟碳类立体防粘涂料的涂覆方法，它包括以下步骤：
A、将基材清洁和喷砂处理；
B、将具有图案形状的磁体附在基材的底部；
C、先将立体防粘涂料涂覆在基材表面上，在120℃正负10℃的温度下干燥
8～15分钟，然后缓慢升温至380℃正负10℃的温度，烘烤8～15分钟，控制所得到的涂层厚度为15～25um。
2、一种上述有机硅树脂类立体防粘涂料的涂覆方法，它包括以下步骤：
A.将基材清洁和喷砂处理；
B.将具有图案形状的磁体附在基材的底部；
C.先将所述的立体防粘涂料涂覆在基材上，在120℃正负10℃的温度下干燥8～15分钟，然后缓慢升温到280℃正负10℃的温度，烘烤8～15分钟，控制所得到的涂层厚度约为18～20um。
D中所述缓慢升温通常可控制在50～80℃每分钟的速度上。
3、一种上述用于可多层涂覆的水性氟树脂立体防粘涂料的涂覆方法，涂覆方法又可分为双层涂覆法和三层涂覆法：
(1)、双层涂覆法，其具体方法如下：
A.将基材清洁和喷砂处理；
B.将具有图案形状的磁体附在基材的底部；
C.先将所述的立体防粘涂料涂覆在基材上，在120℃正负10℃的温度下干燥8～15分钟，冷却后涂覆防粘涂料，再于120℃正负10℃的温度下干燥8～15分钟，然后升温到380℃正负5℃的温度，干燥8～15分钟，控制所得到涂层的总厚度为20～25um。
(2)、三层涂覆法，其具体方法如下：
C.先将防粘涂料涂覆在基材上，在120℃正负10℃的温度下，干燥8～15分钟后冷却，然后涂覆所述的立体防粘涂料，再涂覆防粘涂料，于120℃正负10℃的温度干燥8～15分钟，最后升温到430℃正负5℃的温度烘烤8～15分钟，控制所得到涂层的总厚度为35～40um。上述的防粘涂料优选水性防粘涂料。
因此，本发明具有操作简单、成本低，产品上涂后立体装饰效果好，防粘性能突出、附着力强及耐磨等优点。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1～3：是本发明一种单层氟碳类立体防粘涂料系列的实施例，实施例1～3中除磁性微粒颜料分散液的组分不同外(见表1)，其余部分均相同。首先将磁性微粒颜料分散液与氟碳类防粘涂料混合，制备成立体防粘涂料，所加入的磁性微粒颜料分散液的具体配方见表1，立体防粘涂料的具体配方见表2。涂覆涂料时，先将铝质基材进行清洁和喷砂处理，再将具有花、动物等图案形状的磁铁贴附在基材底部的外表面上，然后将制备好的立体防粘涂料涂覆在基材底部的内表面上，先让涂层在120℃温度下干燥10分钟，然后缓慢升温到380℃，烘烤10分钟，所得到的涂层厚度为20～25um。然后进行附着力测试，经3M胶带进行剥离，结果达到1级表观效果非常良好。耐酸性及酸后不粘性良好。且耐磨性提高，使用寿命延长。
表1：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 组份 | (重量份) | (重量份) | (重量份) |
| 磁性微粒 | 20 | 26 | 30 |
| NMP | 40 | 25 | 30 |
| MEK | 40 | 44 | 50 |
表2：
| 组份 | ％(重量) |
| PFFE(MP 1000) | 5 |
| PES(PAI) | 18 |
| NMP | 22.5 |
| 磁性微粒分散液 | 2 |
| 碳黑 | 2 |
| MEK | 20 |
| 甲 苯 | 30 |
| 表面活性剂BYK-306 | 0.5 |
上述实施例的测试采用如下方法：
1、附着力测试
用割刀在工件上纵向切线10条，横向切线10条，相互垂直，间隔1MM，用3M胶带贴紧划格处后，沿涂层垂直面瞬时剥起胶带，并且胶带的剥离次数是纵向和横向交替各剥离5次后，然后观察涂层的剥离状况。
评价等级 涂层剥离状况
100/100 涂层切线两侧平滑，切线交点的正方形无剥离现象。
80/100 涂层切线略有剥离，切线交点的正方形剥离面积在5％以内。
上述实施例的产品经五次测试，其结论均为100/100。
2、耐酸性及酸后不粘性实验
操作：电饭锅用盐酸溶液(浓盐酸与水以1/2的比列)沸煮10min，后将电
饭锅倒置4h，再煮饭测其不粘性，观察涂层是否有脱落起泡现象。
结果：五次测试均没有出现脱落起泡现象。
3、涂层耐磨性
用洗洁精配置5％浓度的洗涤水，用3M(24cm2)百洁巾施加1.5KG压力来回摆动为一个行程，每250个行程更换百洁巾和检查涂层一次，记录涂层耐磨次数，与上述实施例中未加入磁性微粒分散剂的防粘涂料所涂产品相比做对比实验。五次实验结果显示，添加磁性微粒的比未添加的耐磨次数提高20％～25％，平均值为23％。
实施例4～6：是本发明一种单层有机硅树脂类立体防粘涂料系列的实施例，实施例4～6中除磁性微粒颜料分散体的组分不同外(见表3)，其余部分均相同。首先将磁性微粒颜料分散体与有机硅树脂类防粘涂料混合，制备成立体防粘涂料，所加入的磁性微粒颜料分散体的具体配方见表3，立体防粘涂料的具体配方见表4。涂覆涂料时，先将铝质基材进行清洁和喷砂处理，再将具有花、动物等图案形状的磁铁贴附在基材底部的外表面上，然后将制备好的立体防粘涂料涂覆在基材底部的内表面上，先让涂层在120℃温度下干燥10分钟，然后缓慢升到280℃烘烤10分钟，所得到的涂层厚度约为18～20um。然后进行附着力测试，经划格用3M胶带剥离，结果达到1级，表观效果非常良好。
表3：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 组份 | (重量份) | (重量份) | (重量份) |
| 磁性微粒 | 10 | 20 | 30 |
| PMA | 30 | 50 | 41 |
| BAC | 39 | 30 | 50 |
表4：
| 组份 | ％(重量) |
| Silicon(HTL3) | 50 |
| 环氧 | 10 |
| 表面活性剂 | 1 |
| 碳黑 | 2 |
| 磁性分子 | 2 |
| PMA | 15 |
| BAC | 20 |
1、附着力测试
用割刀在工件上纵向切线10条，横向切线10条，相互垂直，间隔1MM，用3M胶带贴紧划格处后，沿涂层垂直面瞬时剥起胶带，并且胶带的剥离次数是纵向和横向交替各剥离5次后，观察涂层的剥离状况。
评价等级 涂层剥离状况
100/100 涂层切线两侧平滑，切线交点的正方形无剥离现象。
80/100 涂层切线略有剥离，切线交点的正方形剥离面积在5％以内。
五次实验结论均为：100/100。
2、不粘性实验
温度在180～220℃左右打入鸡蛋，秒表计时2min后用筷子轻起鸡蛋，重复上述实验至鸡蛋粘锅。五次实验结果良好。
实施例7～9：是本发明一种用于炊具双涂层的水性氟树脂类立体防粘涂料系列的实施例，双涂层由底油和面油构成，底油为水性氟树脂类立体防粘涂料，面油为普通防粘涂料如特富龙，实施例7～9中除底油中的磁性微粒颜料分散体的组分不同外(见表5)，其余部分均相同。首先将磁性微粒颜料分散体与水性氟树脂类防粘涂料混合，制备成底油，所加入的磁性微粒颜料分散体的具体配方见表5，底油的具体配方见表6。涂覆涂料时，先将铝质基材进行清洁和喷砂处理，再将具有花、动物等图案形状的磁铁贴附在基材底部的外表面上，然后将制备好的底油涂覆在基材底部的内表面上，先让涂层在120℃的温度下干燥10分钟，冷却后涂覆面油，再让面油在120℃的温度下干燥10分钟，最后升温到380℃干燥10分钟，所得到涂层的厚度约为20～25um。然后进行附着力测试，经划格用3M胶带剥离，结果达到1级，表观效果非常良好。耐酸性及酸后不粘性良好，且耐磨性提高，使用寿命延长。
表5：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 组份 | (重量份) | (重量份) | (重量份) |
| 磁性微粒 | 20 | 25 | 30 |
| 丙三醇 | 45 | 42 | 40 |
| NMP | 35 | 33 | 30 |
表6：
| 组份 | ％(重量) |
| 聚酰胺(聚苯硫醚) | 10 |
| PTFE(30J Dopun) | 18 |
| 去离子水 | 6.3 |
| 表面活性剂 | 0.5 |
| 黑色颜料 | 4 |
| 分散体 | 2 |
| 三乙醇胺 | 1.5 |
| NMP | 1 |
1、附着力测试
用割刀在工件上纵向切线10条，横向切线10条，相互垂直，间隔1MM，用3M胶带贴紧划格处后，沿涂层垂直面瞬时剥起胶带，并且胶带的剥离次数是纵向和横向交替各剥离5次后，观察涂层的剥离状况。
评价等级 涂层剥离状况
100/100 涂层切线两侧平滑，切线交点的正方形无剥离现象.
80/100 涂层切线略有剥离，切线交点的正方形剥离面积在5％以内.
五次实验结论为：100/100。
2、耐酸性及酸后不粘性实验
操作：电饭锅用盐酸溶液(浓盐酸与水以1/2的比列)沸煮10min，后将电饭锅倒置4h，再煮饭测其不粘性，观察涂层是否有脱落起泡现象。
五次实验结果：均没有脱落起泡现象。
3、涂层耐磨性
用洗洁精配置5％浓度的洗涤水，用3M(24cm2)百洁巾施加1.5KG压力来回摆动为一个行程，每250个行程更换百洁巾和检查涂层一次，记录涂层耐磨次数，与上述实施例中未加入磁性微粒分散剂的防粘涂料所涂产品相比做对比实验。
五次实验结果显示：添加磁性微粒后比未添加的耐磨次数提高15％--20％，平均值为18％。
实施例10～12：是本发明一种用于炊具三层涂层的水性氟树脂类立体防粘涂料系列的实施例。三层涂层由底油、中油和面油构成，底油为普通的水性防粘涂料，面油同实施例7～9，中油为水性氟树脂类立体防粘涂料，中油中所加入的磁性微粒颜料分散体见表5。实施例10～12中除中油中的磁性微粒颜料分散体的组分不同外(见表5)，其余部分均相同。首先将磁性微粒颜料分散体与水性氟树脂类防粘涂料混合，制备成中油备用，所加入的磁性微粒颜料分散体的具体配方见表5，中油的具体配方见表7。涂覆涂料时，先将铝质基材进行清洁和喷砂处理，再将具有花、动物等图案形状的磁铁贴附在基材底部的外表面上，然后将底油涂覆在基材底部的内表面上，让底油在120℃的温度下干燥10分钟后冷却，再涂层中油，再涂层面油，然后在120℃的温度下干燥10分钟，干燥后升温到430℃烘烤10分钟，所得到涂层的厚度约为35～40um。然后进行附着力测试，经划格用3M胶带剥离，结果达到1级，表观效果非常良好。耐酸性及酸后不粘性良好。且耐磨性提高，使用寿命延长。
表7：
| 组份 | ％(重量) |
| PTFE(水基分散液中的固体) | 45 |
| 磁性微粒分散液 | 1 |
| 表面活性剂 | 0.5 |
| 黑色颜料 | 1.5 |
| 蓝色颜料 | 1 |
| NMP | 1 |
| 去离子水 | 51 |
1、附着力测试
用割刀在工件上纵向切线10条，横向切线10条，相互垂直，间隔1MM，用3M胶带贴紧划格处后，沿涂层垂直面瞬时剥起胶带，并且胶带的剥离次数是纵向和横向交替各剥离5次后，观察涂层的剥离状况。
评价等级 涂层剥离状况
100/100 涂层切线两侧平滑，切线交点的正方形无剥离现象.
80/100 涂层切线略有剥离，切线交点的正方形剥离面积在5％以内.
五次实验结论为：100/100。
2、耐酸性及酸后不粘性实验
操作：电饭锅用盐酸溶液(浓盐酸与水以1/2的比列)沸煮10min，后将电饭锅倒置4h，再煮饭测其不粘性，观察涂层是否有脱落起泡现象。
五次实验结果：均没有脱落起泡现象。
3、涂层耐磨性
用洗洁精配置5％浓度的洗涤水，用3M(24cm2)百洁巾施加1.5KG压力来回摆动为一个行程，每250个行程更换百洁巾和检查涂层一次，记录涂层耐磨次数，与上述实施例中未加入磁性微粒分散剂的防粘涂料所涂产品相比做对比实验。
五次实验结果显示：添加磁性微粒后比未添加的耐磨次数提高13％～18％，平均值为16％。
本发明的上述实施例只是对本发明的进一步说明，但不是对本发明的保护范围限制，虽然本领域的普通技术人员可以在理解本发明的要旨后作出变通，但这些都在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种立体防粘涂料，它由磁性微粒分散液和氟碳类防粘涂料混合而成，所述的磁性微粒分散液的重量份组成是磁性微粒20～30份，NMP30～40份，MEK40～50份；磁性微粒分散液的重量为氟碳类防粘涂料的0.01～0.04倍。
2.一种立体防粘涂料，它由磁性微粒分散液和有机硅树脂类防粘涂料混合而成，所述的磁性微粒分散液的重量份组成是磁性微粒10～30份，PMA30～50份，BAC 30～50份；磁性微粒分散液的重量为有机硅树脂类防粘涂料的0.01～0.04倍。
3.一种立体防粘涂料，它由磁性微粒分散液和水性氟树脂类防粘涂料混合而成，所述的磁性微粒分散液的重量份组成是磁性微粒20～30份，丙三醇40～45份，NMP30～35份，磁性微粒分散液的重量为防粘涂料的0.005～0.03倍。
4.一种如权利要求1所述的立体防粘涂料涂覆方法，它包括以下步骤：
A.将基材清洁和喷砂处理；
B.将具有图案形状的磁体附在基材的底部；
C.先将立体防粘涂料涂覆在基材上，在120℃正负10℃的温度下干燥8～15分钟，然后缓慢升温至380℃正负10℃的温度，烘烤8～15分钟，控制所得到的涂层厚度为15～25um。
5.一种如权利要求2所述的立体防粘涂料的涂覆方法，它包括以下步骤：
A.将基材清洁和喷砂处理；
B.将具有图案形状的磁体附在基材的底部；
C.先将所述的立体防粘涂料涂覆在基材上，在120℃正负10℃的温度下干燥8～15分钟，然后缓慢升温到280℃正负10℃的温度，烘烤8～15分钟，控制所得到的涂层厚度约为18～20um。
6.一种如权利要求3所述的立体防粘涂料的涂覆方法，它包括以下步骤：
A.将基材清洁和喷砂处理；
B.将具有图案形状的磁体附在基材的底部；
C.先将所述的立体防粘涂料涂覆在基材上，在120℃正负10℃的温度下干燥8～15分钟，冷却后涂覆防粘涂料，再于120℃正负10℃的温度下干燥8～15分钟，然后升温到380℃正负5℃的温度，干燥8～15分钟，控制所得到涂层的总厚度为20～25um。
7.一种如权利要求3所述的立体防粘涂料的涂覆方法，它包括以下步骤：
A.将基材清洁和喷砂处理；
B.将具有图案形状的磁体附在基材的底部；
C.先将水性底油涂覆在基材上，在120℃正负10℃的温度下，干燥8～15分钟后冷却，然后涂覆所述的立体防粘涂料，再涂覆防粘涂料，于120℃正负10℃的温度干燥8～15分钟，最后升温到430℃正负5℃的温度烘烤8～15分钟，控制所得到涂层的总厚度为35～40um。
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