CN102634278A - 一种用于不粘炊具的耐高温陶瓷涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于不粘炊具的耐高温陶瓷涂料及其制备方法，所述的涂料由A组分和B组分按重量比2.0-2.2：1.0-1.2混合组成，上述的A组分由氧化硅溶胶，氧化铝溶胶，氧化锆溶胶，云母粉，氧化铁黑，高温氧化铝，异丙醇，去离子水，羧甲基醋酸丁酸纤维素，氟硅油组成，上述的B组分由甲基三乙氧基硅烷，二甲基二甲氧基硅烷，一苯基三乙氧基硅烷，异丙醇，乙醇组成；其制备方法：将涂料的A组分和B组分按重量比2.0-2.2：1.0-1.2混合，在35℃、150-200rpm状态下密封搅拌熟化至少3小时得到上述涂料，本发明主要利用了-Si-O-键的耐高温稳定性，保证了涂料耐高温的优异性能。
Description
技术领域
本发明涉及不粘炊具的涂料，尤其涉及一种用于不粘炊具的耐高温陶瓷涂料及其制备方法。
背景技术
众所周知，有机硅涂料和氟碳涂料这些传统的炊具涂料，耐高温性能差，仅能260℃以下正常工作，当加热温度超过它们的承受能力时，涂料本身不但会冒烟，甚至还会释放出有毒或致癌的物质，容易污染环境及危害人们的身体健康。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于不粘炊具的耐高温陶瓷涂料及其制备方法，该涂料主要利用了-Si-O-键的耐高温稳定性，以及聚硅氧烷和硅酸盐等无机组分是通过热物理化学反应联结起来的特性，从而保证了涂料耐高温的优异性能。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于不粘炊具的耐高温陶瓷涂料，由A组分和B组分按重量比2.0-2.2：1.0-1.2混合组成，所述的A组分由以下成分按以下的重量份制备而成：氧化硅溶胶46-50份，氧化铝溶胶4-8份，氧化锆溶胶2-5份，云母粉6-9份，氧化铁黑1-3份，高温氧化铝2-5份，异丙醇4-8份，去离子水18-23份，羧甲基醋酸丁酸纤维素1.5-3份，氟硅油1.5-4.5份；所述的B组分由以下成分按以下的重量份制备而成：甲基三乙氧基硅烷62-68份，二甲基二甲氧基硅烷15-20份，一苯基三乙氧基硅烷8-13份，异丙醇3-8份，乙醇3-8份。
进一步，由A组分和B组分按重量比2.0-2.1：1.0-1.2混合组成。
再进一步，所述的A组分由以下成分按以下的重量份制备而成：氧化硅溶胶46-48份，氧化铝溶胶6-8份，氧化锆溶胶2-4份，云母粉6-8份，氧化铁黑1-3份，高温氧化铝3-5份，异丙醇6-8份，去离子水18-23份，羧甲基醋酸丁酸纤维素1.5-2.5份，氟硅油1.5-3份。
进一步，所述的B组分由以下成分按以下的重量份制备而成：甲基三乙氧基硅烷62-65份，二甲基二甲氧基硅烷18-20份，一苯基三乙氧基硅烷8-10份，异丙醇6-8份，乙醇6-8份。
进一步，所述的一种用于不粘炊具的耐高温陶瓷涂料的制备方法，包括以下步骤：
1） 按涂料A组分配比，将异丙醇和去离子水混合，然后加入羧甲基醋酸丁酸纤维素，之后再依次加入氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、氧化锆溶胶、云母粉、氧化铁黑、高温氧化铝，在800-1000rpm高速搅拌均匀后，经研磨机研磨加工5-7小时至细度≤10μm，再加入酸性溶液调整混合物的pH=3.5-4.5，最后加入氟硅油，搅拌均匀得到涂料的A组分；
2） 按涂料B组分配比，将异丙醇、乙醇混合，在20-30℃、100-150rpm低速搅拌的状态下，按顺序分别加入甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、一苯基三乙氧基硅烷，搅拌分散均匀制成涂料B组分；
3） 将A组分和B组分按重量比2.0-2.2：1.0-1.2的重量比混合，在35℃、150-200rpm状态下密封搅拌熟化至少3小时得到用于不粘炊具的耐高温陶瓷涂料，上述的熟化反应使得B组分中的烷氧基硅烷发生水解，并与A组分中的物质进行缩聚反应及自身的缩聚反应，从而得到性能优越的陶瓷涂料，所述的烷氧基硅烷水解缩聚反应如下：
X为-OCH3,-OCH2CH3等。
本发明的有益效果是：由于本发明产品所选用的耐热颜料为金属氧化物，而且填料大多为硅酸盐型填料，加入上述的填料除了对有机硅涂层起到补强的作用外，它们在研磨过程中及在高温下也会发生一定的化学反应，上述的化学反应不但不会对耐热涂料造成破坏，而且还加强了涂料的耐热性，同时本发明采用甲基三乙氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷为主要成膜体系，适量加入一苯基三乙氧基硅烷以提高主要成膜体系的整体耐温性，有助于提高涂料的耐热稳定性，因此能够很好地保证了本发明涂料的耐高温性能。
具体实施方式
为便于对本发明进一步理解，现结合具体实施例对本发明进行详细描述。
由于本发明所用的耐热颜料为金属氧化物，填料大多为硅酸盐型的填料。这些填料的加入除对有机硅涂层起到补强的作用外，它们之间在研磨过程中及高温下也会产生一定的化学反应。如云母粉这样的硅酸盐填料，表面带有少量羟基，能与聚有机硅氧烷的官能团反应，示意如下：
A组分中金属氧化物的存在可以对上述反应起催化接触作用，以及在主链中形成硅氧烷结构。硅酸盐填料的细度愈高其表面活性愈大，涂料一般在较高温度下发生激烈的热分解，聚硅氧烷的侧链有机基团及主链被破坏，在有机基团及硅氧键断裂的地方形成活性中心，进一步与硅酸盐和氧化物相互作用。这种作用不仅不会导致耐热涂料的破坏，相反还加强了耐热性。这些热物理化学反应的结果使聚硅氧烷和硅酸盐等无机组分联结起来，保证了涂料耐高温的优异性能。
另外本发明还选取一苯基三乙氧基硅烷为原料，适当提高苯基的含量，有助于提高涂料的耐热稳定性。
本发明公开了一种用于不粘炊具的耐高温陶瓷涂料，其具体的工艺步骤是：
实施例1
1） 取异丙醇4份和去离子水18份混合，然后加入羧甲基醋酸丁酸纤维素1.5份，之后再依次加入氧化硅溶胶46份、氧化铝溶胶4份、氧化锆溶胶2份、云母粉6份、氧化铁黑1份、高温氧化铝2份，在800rpm高速搅拌均匀后，经研磨机研磨加工5小时至细度≤10μm，再加入磷酸溶液调整混合物的pH=3.5，最后加入氟硅油1.5份并搅拌均匀得到涂料的A组分。
2） 取异丙醇3份、乙醇3份混合，在20℃、100rpm低速搅拌的状态下，按顺序分别加入甲基三乙氧基硅烷62份、二甲基二甲氧基硅烷15份、一苯基三乙氧基硅烷8份，搅拌分散均匀制成涂料B组分。
3） 将步骤1）得到的A组分和步骤2）得到的B组分按重量比2.0：1.0的重量比混合，在35℃、150rpm状态下密封搅拌熟化3小时得到用于不粘炊具的耐高温陶瓷涂料。
实施例2
1） 取异丙醇6份和去离子水20份混合，然后加入羧甲基醋酸丁酸纤维素2份，之后再依次加入氧化硅溶胶48份、氧化铝溶胶6份、氧化锆溶胶3份、云母粉7.5份、氧化铁黑2份、高温氧化铝3份，在900rpm高速搅拌均匀后，经研磨机研磨加工6小时至细度≤10μm，再加入磷酸溶液调整混合物的pH=4，最后加入氟硅油3份并搅拌均匀得到涂料的A组分。
2） 取异丙醇5份、乙醇5份混合，在25℃、125rpm低速搅拌的状态下，按顺序分别加入甲基三乙氧基硅烷65份、二甲基二甲氧基硅烷18份、一苯基三乙氧基硅烷11份，搅拌分散均匀制成涂料B组分。
3） 将步骤1）中得到的A组分和步骤2）中得到的B组分按重量比2.1：1.1的重量比混合，在35℃、175rpm状态下密封搅拌熟化4小时得到用于不粘炊具的耐高温陶瓷涂料。
实施例3
1） 取异丙醇8份和去离子水23份混合，然后加入羧甲基醋酸丁酸纤维素3份，之后再依次加入氧化硅溶胶50份、氧化铝溶胶8份、氧化锆溶胶5份、云母粉9份、氧化铁黑3份、高温氧化铝5份，在1000rpm高速搅拌均匀后，经研磨机研磨加工7小时至细度≤10μm，再加入磷酸溶液调整混合物的pH=4.5，最后加入氟硅油4.5份并搅拌均匀得到涂料的A组分。
2） 取异丙醇8份、乙醇8份混合，在30℃、150rpm低速搅拌的状态下，按顺序分别加入甲基三乙氧基硅烷68份、二甲基二甲氧基硅烷20份、一苯基三乙氧基硅烷13份，搅拌分散均匀制成涂料B组分。
3） 将步骤1）中得到的A组分和步骤2）中得到的B组分按重量比2.2：1.2的重量比混合，在35℃、200rpm状态下密封搅拌熟化5小时得到用于不粘炊具的耐高温陶瓷涂料。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于不粘炊具的耐高温陶瓷涂料，其特征在于，由A组分和B组分按重量比2.0-2.2：1.0-1.2混合组成，所述的A组分由以下成分按以下的重量份制备而成：氧化硅溶胶46-50份，氧化铝溶胶4-8份，氧化锆溶胶2-5份，云母粉6-9份，氧化铁黑1-3份，高温氧化铝2-5份，异丙醇4-8份，去离子水18-23份，羧甲基醋酸丁酸纤维素1.5-3份，氟硅油1.5-4.5份；所述的B组分由以下成分按以下的重量份制备而成：甲基三乙氧基硅烷62-68份，二甲基二甲氧基硅烷15-20份，一苯基三乙氧基硅烷8-13份，异丙醇3-8份，乙醇3-8份。
2.根据权利要求1所述的一种用于不粘炊具的耐高温陶瓷涂料，其特征在于,由A组分和B组分按重量比2.0-2.1：1.0-1.2混合组成。
3.根据权利要求1所述的一种用于不粘炊具的耐高温陶瓷涂料，其特征在于,所述的A组分由以下成分按以下的重量份制备而成：氧化硅溶胶46-48份，氧化铝溶胶6-8份，氧化锆溶胶2-4份，云母粉6-8份，氧化铁黑1-3份，高温氧化铝3-5份，异丙醇6-8份，去离子水18-23份，羧甲基醋酸丁酸纤维素1.5-2.5份，氟硅油1.5-3份。
4.根据权利要求1所述的一种用于不粘炊具的耐高温陶瓷涂料，其特征在于,所述的B组分由以下成分按以下的重量份制备而成：甲基三乙氧基硅烷62-65份，二甲基二甲氧基硅烷18-20份，一苯基三乙氧基硅烷8-10份，异丙醇6-8份，乙醇6-8份。
5.一种用于不粘炊具的耐高温陶瓷涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1） 按涂料A组分配比，将异丙醇和去离子水混合，然后加入羧甲基醋酸丁酸纤维素，之后再依次加入氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、氧化锆溶胶、云母粉、氧化铁黑、高温氧化铝，在800-1000rpm高速搅拌均匀后，经研磨机研磨加工5-7小时至细度≤10μm，再加入酸性溶液调整混合物的pH=3.5-4.5，最后加入氟硅油，搅拌均匀得到涂料的A组分；
2） 按涂料B组分配比，将异丙醇、乙醇混合，在20-30℃、100-150rpm低速搅拌的状态下，按顺序分别加入甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、一苯基三乙氧基硅烷，搅拌分散均匀制成涂料B组分；
3） 将A组分和B组分按重量比2.0-2.2：1.0-1.2的重量比混合，在35℃、150-200rpm状态下密封搅拌熟化至少3小时得到用于不粘炊具的耐高温陶瓷涂料。
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