CN103030358A

CN103030358A - 具有立体效果的陶瓷涂料与涂层

Info

Publication number: CN103030358A
Application number: CN2012105385904A
Authority: CN
Inventors: 林学佐; 钟迪克
Original assignee: INTELLIGENCE TECHNOLOGY (CHINA) Co Ltd
Current assignee: INTELLIGENCE TECHNOLOGY (CHINA) Co Ltd
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2013-04-10

Abstract

本发明涉及一种具有立体效果的陶瓷涂料，其特征是，包括以下组份，组份比例按重量份数计：100份硅溶胶、50～100份有机硅烷、0.3～1份催化剂、1～20份磁性粉体。还包括1～5份硅油，单位为重量份数。所述有机硅烷为甲基三甲氧基硅烷和/或甲基三乙氧基硅烷。还包括5～10份其他有机硅烷，所述其他有机硅烷为四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷或上述的组合，单位为重量份数。所述催化剂为甲酸、醋酸、盐酸、柠檬酸、甲酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、马来酸酐或上述的组合。本发明所述的陶瓷涂料具有良好的冷热硬度及耐磨性，涂料中的磁性粉体可形成具有多种立体图案的涂层，装饰效果好。

Description

具有立体效果的陶瓷涂料与涂层

技术领域

本发明涉及一种陶瓷涂料及采用该陶瓷涂料制得的涂层，尤其是一种具有立体效果的陶瓷涂料与涂层。

背景技术

如今人们生活水平日益提高，追求时尚、美观的居室环境，对厨房器具的外观要求日趋讲究，已不再是只要求实现其功能，而开始追求美观大方、设计新颖。目前，烹饪用具的外观以传统的平面设计为主，采用不同的颜色和图案，通过涂层实现装饰效果。随着3D概念的兴起，在烹饪用具上实现3D立体效果也是发展的趋势。CN102212302A公开了一种立体效果漆，由羟基丙烯酸树脂为主要组份构成，可提供装饰面生动的立体效果，增强表面美观，提高装饰性，但其仅适用于室内外装潢和家具、工艺品等的表面装饰，未涉及烹饪用具方面。CN101104778A公开了一种能在炊具表面产生立体视觉效果的立体防粘涂料，它由磁性微粒分散液和防粘涂料混合而成，包括氟碳类、有机硅树脂类和水性氟树脂立体防粘涂料，但是该工艺需先将磁性微粉进行分散，无法直接加入涂料中使用，步骤繁琐，降低工作效率；并且该技术方案未涉及陶瓷涂料体系。

陶瓷涂料是一种新型的水性无机涂料，它是以纳米无机化合物为主要成分，并且以水为分散质，涂装后通常经过低温加热方式固化，形成性能和陶瓷相似的涂膜。具有耐高温、高硬度、耐候、环保、色彩丰富、涂装简便等诸多优势。目前，陶瓷涂料开始应用在炊具上，因其安全性的优势，发展迅速。因此，本领域迫切需要开发具有立体效果的陶瓷涂料来满足消费者日益提高的要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有立体效果的陶瓷涂料，该陶瓷涂料具有良好的冷热硬度及耐磨性、能够形成具有立体效果的涂层，装饰效果好。

本发明的另一目的是提供一种具有立体效果的单层涂层，该单层涂层具有良好的冷热硬度及耐磨性、立体视觉效果，外表美观。

本发明的再一目的是提供一种具有立体效果的双层涂层，该双层涂层具有良好的冷热硬度及耐磨性、立体视觉效果，外表美观。

按照本发明提供的技术方案，所述具有立体效果的陶瓷涂料，其特征是，包括以下组份，组份比例按重量份数计：100份硅溶胶、50~100份有机硅烷、0.3~1份催化剂、1~20份磁性粉体。

在一个具体实施方式中，还包括1~5份硅油，单位为重量份数。

在一个具体实施方式中，所述有机硅烷为甲基三甲氧基硅烷和/或甲基三乙氧基硅烷。

在一个具体实施方式中，还包括5~10份其他有机硅烷，所述其他有机硅烷为四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷或上述的组合，单位为重量份数。

在一个具体实施方式中，所述催化剂为甲酸、醋酸、盐酸、柠檬酸、甲酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、马来酸酐或上述的组合。

在一个具体实施方式中，所述磁性粉体为四氧化三铁、钴氧化铁（CoFe₂O₄）、铁粉或上述的组合。

在一个具体实施方式中，所述磁性粉体为由四氧化三铁包覆的珠光粉。

在一个具体实施方式中，所述磁性粉体的粒径为1μm~100μm。

本发明的第二方面在于提供一种采用上述的陶瓷涂料制得的具有立体效果的单层涂层。

本发明的第三方面在于提供一种采用上述的陶瓷涂料制得的具有立体效果的双层涂层，该双层涂层包括：一底漆，位于一基材上；以及一面漆，位于所述底漆上；所述面漆为具有立体效果的陶瓷涂料，所述底漆为陶瓷涂料。

本发明所述的陶瓷涂料具有良好的冷热硬度及耐磨性、涂料中的磁性粉体根据磁性模具的图案形状及磁力强弱进行不同的分布，可形成具有多种立体图案的涂层，装饰效果好。

附图说明

图1为本发明实施例3的陶瓷涂料制得的具有立体效果的单层涂层的效果图。

图2为本发明实施例6的陶瓷涂料制得的具有立体效果的双层涂层的效果图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明所使用的硅溶胶为水溶性的二氧化硅，主要作用是提供SiO₂粒子，增加硅陶瓷网络的强度及硬度。在本发明的实施例中，硅溶胶的固含量为20~50%，且硅溶胶中的固体粒径介于8nm至50nm之间。上述硅溶胶可经钠离子稳定、铵离子稳定、或氧化铝处理。若硅溶胶的固含量过低，则所形成的陶瓷涂料因含水量过高，操作性不好且容易开花。若硅溶胶的固含量过高，则硅溶胶不稳定，容易产生粒子。

本发明所使用的有机硅烷可为甲基三甲氧基硅烷和/或甲基三乙氧基硅烷，优先选择甲基三甲基氧基硅烷。除了上述的有机硅烷外，可添加5重量份至10重量份的其它有机硅烷如四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷或上述的组合，以调整涂层的软硬度。有机硅烷可与硅溶胶形成硅溶胶-凝胶。若有机硅烷的用量过高，则在烘烤的过程中，因产生脱水或是甲醇或乙醇过多，涂膜收缩大，造成涂膜易产生龟裂，甚至掉漆。若有机硅烷的用量过低，则会产生与基材密着（或附着力）不好，容易掉漆，光泽低，涂层易粉化。

本发明所使用的催化剂为甲酸、醋酸、盐酸、柠檬酸、甲酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、马来酸酐、或上述的组合。催化剂可加速有机硅烷的水解速度与有机硅烷的水解物与硅溶胶的反应速度。催化剂的用量太高或太低均会让陶瓷涂料无光泽，与基材密着变差，甚至粉化涂膜。

本发明所使用的磁性粉体为四氧化三铁、钴-氧化铁、铁粉或上述的组合。优选的，磁性粉体可为由四氧化三铁包覆的珠光粉，该珠光粉有多种颜色，可调整陶瓷涂料的颜色，使其具有装饰作用。磁性粉体加入涂料中可根据磁性模具的图案形状及磁力强弱进行不同的分布，形成多种不同的立体图案。所选用磁性粉体的粒径为1~100μm。

在本发明一实施例中，可进一步添加1至5重量份的硅油至陶瓷涂料中。本发明所采用的硅油为羟基硅油，在25℃粘度为100~20000cps，提高涂层的不粘性能。若陶瓷涂料需与食品接触，硅油选择为可与食品接触的硅油。

具有立体效果的陶瓷涂料的制备方法：

本发明提供了具有立体效果的陶瓷涂料的制造方法，先将硅溶胶和磁性粉体充分分散直至沉淀物完全消失为止作为A液；接着将有机硅烷及催化剂混合均匀作为B液；然后将B液加入已分散好的A液中，熟化1.5~12小时，最后用100-150目滤网过滤，即制得本发明所述的陶瓷涂料。

当陶瓷涂料要进一步加入硅油时，可先将硅溶胶和磁性粉体充分分散直至沉淀物完全消失为止作为A液；接着将有机硅烷、硅油及催化剂混合均匀作为B液；然后将B液加入已分散好的A液中，熟化1.5~12小时，最后用100-150目滤网过滤，即制得本发明所述的陶瓷涂料。

具有立体效果的单层涂层的制备方法：

根据上述陶瓷涂料制得的具有立体效果的单层涂层，制备方法如下：首先将基材表面进行喷砂、粗化、及除油处理；接着将具有图案形状的磁性模具置于基材下方；接着将陶瓷涂料喷涂于基材表面上，以150℃烘烤2分钟后，再以280℃烘烤10~15分钟后，最后于室温下冷却。

上述陶瓷涂料可喷涂在耐400℃以上的基材，比如非金属基材如玻璃或陶瓷，或非导磁金属基材如铝、铝合金、阳极氧化铝、或铸铝等。

上述磁性模具没有特别限定，既可以采用永磁性的，也可以采用电磁性的，只要能产生磁场效应即可。

上述涂层可应用于厨房用具如炒锅、平底锅、油炸锅、电饭锅、三明治烤盘、蛋糕盘、或烤架等。

具有立体效果的双层涂层的制备方法：

根据上述陶瓷涂料制得的具有立体效果的单层涂层，制备方法如下：首先将基材表面进行喷砂、粗化、及除油处理；接着具有图案形状的磁性模具置于基材下方；接着将底漆陶瓷涂料喷涂于基材表面上，再喷涂面漆陶瓷涂料于底漆上，然后以150℃烘烤2分钟后，再以280℃烘烤10~15分钟后，最后于室温下冷却。

上述磁性模具没有特别限定，即可以采用永磁性的，也可以采用电磁性的，只要能产生磁场效应即可。

底漆陶瓷涂料若加入色粉，应选择与面漆陶瓷涂料的颜色相同或相近的色粉。色粉可为各种颜色的无机色粉，比如白色粉如钛白粉或硫化锌；黑色粉如钴铜锰氧化物、铜锰氧化物、铜锰铁氧化物、或氧化铁；黄色粉如钛黄或铋黄；绿色粉如钴绿或氧化铬绿；蓝色粉如钴铬铝氧化物等。

本发明的实施例中所用到的药品名称及来源列举如下，但不仅限于以下所列的药品：

（1）硅油：道康宁公司所售的

PMX-0156，粘度100cps；瓦克化学公司所售的Polymer FD 6，粘度6000cps；Polymer FD 20，粘度20000cps。

（2）磁性粉体：德国默克公司所售的

600 Black Mica，黑色；

Blackstar Gold，金色；

Blackstar Blue，深蓝色；

Blackstar Red，深红色；

Blackstar Green，深绿色。

（3）底漆用陶瓷涂料A：其组份为，100份硅溶胶、4份钴蓝、40份氧化铝、10份碳化硅、5份防白水、80份甲基三甲氧基硅烷、0.6份甲酸和1份水，单位为重量份数。

本发明的测定方法是按照如下标准：

（1）涂层硬度测试：按照标准ASTM D 3363所述方法测试。

（2）不粘性测试：

将试样锅加热至160℃-180℃时，将整个鸡蛋破壳后放入锅内，保持160℃-180℃温度2~3分钟，待鸡蛋贴锅一面发黄后，用铲翻转鸡蛋，看是否能完整翻到另一面，倒掉鸡蛋后，将试样锅用布擦干净；重复上述步骤，直到鸡蛋不能完整翻转为止，记录实验煎蛋总数。

（3）耐磨性能测试：

将产品放置在杜邦专用的耐磨机上，施加4.9kg的压力，加入少量的洗洁精和水，采用3M-7447#百洁布，每250次更换一次百洁布。以10条基体露白终止测试，计算总次数。

实施例1：

先将100重量份的硅溶胶和1重量份的磁性粉体Black Mica充分分散直至沉淀物完全消失为止作为A液；接着将60重量份的甲基三甲氧基硅烷、5重量份的苯基三甲氧基硅烷及0.6重量份的醋酸混合均匀作为B液；然后将B液加入已分散好的A液中，熟化2小时，最后用100-150目滤网过滤，即制得本发明所述的陶瓷涂料。

实施例2：

先将100重量份的硅溶胶、12重量份的磁性粉体Blackstar Green充分分散直至沉淀物完全消失为止作为A液；接着将50重量份的甲基三甲氧基硅烷、5重量份的硅油PMX-0156及0.3重量份的甲酸混合均匀作为B液；然后将B液加入已分散好的A液中，熟化1.5小时，最后用100-150目滤网过滤，即制得本发明所述的陶瓷涂料。

实施例3：

先将100重量份的硅溶胶、20重量份的磁性粉体Blackstar Gold充分分散直至沉淀物完全消失为止作为A液；接着将100重量份的甲基三乙氧基硅烷及1重量份的甲酸混合均匀作为B液；然后将B液加入已分散好的A液中，熟化12小时，最后用100-150目滤网过滤，即制得本发明所述的陶瓷涂料。

实施例4：

先将100重量份的硅溶胶、15重量份的磁性粉体Blackstar Red充分分散直至沉淀物完全消失为止作为A液；接着将70重量份的甲基三甲氧基硅烷、10重量份的苯基三甲氧基硅烷及0.8重量份的醋酸混合均匀作为B液；然后将B液加入已分散好的A液中，熟化2.5小时，最后用100-150目滤网过滤，即制得本发明所述的陶瓷涂料。

实施例5：

先将100重量份的硅溶胶、10重量份的磁性粉体Blackstar Blue充分分散直至沉淀物完全消失为止作为A液；接着将90重量份的甲基三甲氧基硅烷、2重量份的硅油FD 6及0.7重量份的醋酸混合均匀作为B液；然后将B液加入已分散好的A液中，熟化3小时，最后用100-150目滤网过滤，即制得本发明所述的陶瓷涂料。

实施例6：

先将100重量份的硅溶胶、8重量份的磁性粉体Blackstar Blue充分分散直至沉淀物完全消失为止作为A液；接着将70重量份的甲基三甲氧基硅烷、1重量份的硅油FD 20及0.9重量份的醋酸混合均匀作为B液；然后将B液加入已分散好的A液中，熟化2.5小时，最后用100-150目滤网过滤，即制得本发明所述的陶瓷涂料。

比较例1：

比较例1与实施例1的不同点在于比较例1不添加磁性粉体，其他步骤，组份及用量等相同。

比较例2：

比较例2与实施例2的不同点在于比较例2不添加磁性粉体，其他步骤，组份及用量等相同。

比较例3：

比较例3与实施例3的不同点在于比较例3不添加磁性粉体，其他步骤，组份及用量等相同。

制备单层涂层：首先将基材表面进行喷砂、粗化、及除油处理；接着具有图案形状的磁性模具置于基材下方；然后将实施例1-5和比较例1-3所制备的陶瓷涂料喷涂于基材表面上，以150℃烘烤2分钟后，再以280℃烘烤10~15分钟后，最后于室温下冷却。

制备双层涂层：首先将基材表面进行喷砂、粗化、及除油处理；接着具有图案形状的磁性模具置于基材下方；接着将底漆用陶瓷涂料A喷涂于基材表面上，再将实施例6所制备的陶瓷涂料喷涂于底漆上，然后以150℃烘烤2分钟后，再以280℃烘烤10~15分钟后，最后于室温下冷却。

表1为实施例1-6和比较例1-3所制备涂层的性能表；图1为本发明实施例3的陶瓷涂料制得的具有立体效果的单层涂层的效果图；图2为本发明实施例6的陶瓷涂料制得的具有立体效果的双层涂层的效果图。

由表1及图1、图2可知，本发明实施例1-6的陶瓷涂料制得的涂层与比较例1-3的涂料制得的涂层相比，实施例1-6所制得的涂层具有立体的视觉效果，添加磁性粉体不影响陶瓷涂料的原有性能，如冷硬度、热硬度、耐磨性、及不粘性能等。

表1

虽然本发明已以数个较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属领域普通技术人员，当可作任意更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种具有立体效果的陶瓷涂料，其特征是，包括以下组份，组份比例按重量份数计：100份硅溶胶、50~100份有机硅烷、0.3~1份催化剂、1~20份磁性粉体。

2.如权利要求1所述的具有立体效果的陶瓷涂料，其特征是：还包括1~5份硅油，单位为重量份数。

3.如权利要求1所述的具有立体效果的陶瓷涂料，其特征是：所述有机硅烷为甲基三甲氧基硅烷和/或甲基三乙氧基硅烷。

4.如权利要求3所述的具有立体效果的陶瓷涂料，其特征是：还包括5~10份其他有机硅烷，所述其他有机硅烷为四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷或上述的组合，单位为重量份数。

5.如权利要求1所述的具有立体效果的陶瓷涂料，其特征是：所述催化剂为甲酸、醋酸、盐酸、柠檬酸、甲酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、马来酸酐或上述的组合。

6.如权利要求1所述的具有立体效果的陶瓷涂料，其特征是：所述磁性粉体为四氧化三铁、钴氧化铁（CoFe₂O₄）、铁粉或上述的组合。

7.如权利要求1所述的具有立体效果的陶瓷涂料，其特征是：所述磁性粉体为由四氧化三铁包覆的珠光粉。

8.如权利要求1所述的具有立体效果的陶瓷涂料，其特征是：所述磁性粉体的粒径为1μm~100μm。

9.一种采用权利要求1~8任一项所述的陶瓷涂料制得的具有立体效果的单层涂层。

10.一种采用权利要求1~8任一项所述的陶瓷涂料制得的具有立体效果的双层涂层，该双层涂层包括：一底漆，位于一基材上；以及一面漆，位于所述底漆上；所述面漆为具有立体效果的陶瓷涂料，所述底漆为陶瓷涂料。