CN104059400A - 一种用于印有图案的餐具的涂料及其实施方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于印有图案的餐具的涂料及其实施方法，其涂料的质量百分比为：硅氧烷为10～35％，填料为5～20％，颜料为1～10％，不粘助剂为1～5％，催化剂为1～5％，水溶性硅溶胶为余量。本发明使用简单，成本低，装饰效果较佳；图案可以个性定制，迎合市场的需要。
Description
【技术领域】
本发明涉及炊具技术领域，具体地说，是一种用于印有图案的餐具的涂料及其实施方法。
【背景技术】
集功能性及装饰性一体的现代炊具，不仅仅作为一种便捷工具，更可以成为生活中一道美丽的风景。现有的炊具外表面多以硬质氧化层、氟碳涂层，有机硅涂层为主。硬质氧化层功能性差，对底材保护性不够、不易清洁、装饰性不强；氟碳涂层，有机硅涂层耐刮擦性差，不耐高温、不耐明火，易分解放出有毒性气体，对人的身体健康不利，且其大多为溶剂型涂料，对环境污染大。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于印有图案的餐具的涂料及其实施方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种用于印有图案的餐具的涂料，其涂料的质量百分比为：
所述的填料为二氧化硅晶须，氧化铝晶须，纳米级沉淀硫酸钡，高岭土中的一种或几种。
所述的颜料为钛白粉，铁铬棕，钴蓝，钛镍黄，钛绿中的一种或几种。
所述的水溶性硅溶胶，其粒度为30～100纳米。
所述的催化剂为环烷酸锌，环烷酸锆，醋酸钾中的一种或几种。
所述的不粘助剂为市售产品；
所述的硅氧烷为基本组分和功能组分的混合物，所述的基本组分为甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷和正硅酸四乙酯的混合物，三者的摩尔比为1∶1∶2.5。
所述的功能组分为β-七甲基三硅氧烷基-乙基三甲氧基硅烷和纳米碳化锆粉体的混合物；两者的摩尔比为1∶0.05。
一种用于印有图案的餐具的涂料的实施方法，其具体步骤为：
(1)先将甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷和正硅酸四乙酯在30℃混合40～50min，采用酸调节其溶液的pH值为2.5；得到基本组分；
(2)将β-七甲基三硅氧烷基-乙基三甲氧基硅烷和纳米碳化锆粉体在pH值为2.5时混合60～80min；得到功能组分；使纳米碳化锆粉体通过化学接枝的方法接枝到β-七甲基三硅氧烷基-乙基三甲氧基硅烷的基团上，形成β-七甲基三硅氧烷基-乙基三甲氧基硅烷预聚物；
(3)将基本组分和功能组分在常温下混合60～120min后，然后分别加入填料，颜料，不粘助剂，催化剂以及水溶性硅溶胶，再进行超声搅拌200～360min，得到图案涂料；
(4)餐具基材的预处理：包含喷砂和清洗，餐具基材预热45～50℃；
(5)在餐具基材的表面喷涂图案涂料，膜厚10～20μm，然后进行低温固化，固化温度为80～100℃，固化时间为8～10min；最后再进行打磨处理，磨去表面一层，打磨处理的厚度为5μm；
(6)在步骤(5)处理后的餐具基材上设计移印图案，喷涂图案涂料，膜厚2～3μm后；然后进行高温固化，固化温度为240～280℃，固化时间为10～20min，得到印有图案的餐具基材。
β-七甲基三硅氧烷基-乙基三甲氧基硅烷的制备方法，在35℃条件下，向反应器中以此加入1，1，1，3，5，5，5-七甲基三硅氧烷和催化剂，然后再采用滴加的方法加入乙烯基三甲氧基硅烷，1，1，1，3，5，5，5-七甲基三硅氧烷与乙烯基三甲氧基硅烷的摩尔比例为1∶1.5，催化剂用量为原料的质量分数的0.2‰，控制乙烯基三甲氧基硅烷的滴加流量为1mol/h，反应时间为12h；反应完成后在65℃条件下，再向体系中加入溶液质量分数15％的活性炭，进行吸附处理2.0h；然后进行过滤，滤液进行减压蒸馏，即可得到产品β-七甲基三硅氧烷基-乙基三甲氧基硅烷；产品纯度为95.8％。具体可参见中国专利公开号103224511A，发明名称为一种疏水表面处理剂及其制备方法(申请号2013101131994)。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
(1)本发明的图案具有装饰效果。
(2)本发明的涂料有耐高温，耐刮擦，易清洁，颜色丰富，光泽高，装饰性强；水溶性，涂层为无机成分，环保。
(3)硅氧烷采用甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷，二甲基二甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯等其中的一种或几种，烷氧基在酸性条件下会发生水解形成硅醇，其与硅溶胶、水解后的硅烷、以及基材表面的-0H都可以发生反应，从而使甲基连接到涂层中，使涂层的不粘性得以良好的体现，并具有持久性。
(4)本发明的纳米碳化锆粉体具有纯度高、粒径分布范围小、高比表面积等特点；还具有高效吸收可见光，反射红外线等特性。
(5)本发明的β-七甲基三硅氧烷基-乙基三甲氧基硅烷由于其低表面能，可以降低纳米碳化锆粉体的表面能，提高纳米碳化锆粉体的分散性，使纳米碳化锆粉体以化学反应的方式接枝在涂层中，提高分散性能以及稳定性，避免纳米碳化锆粉体在涂料中添加易于团聚的问题。这样涂层的表面更加致密，耐热以及远红外发射的功能。由于β-七甲基三硅氧烷基-乙基三甲氧基硅烷与烷氧基硅氧烷水解缩合后形成的Si-O-Si三维交联网络结构致密，且具有一定的远红外吸收与发射的功能，碳化锆发射的远红外被硅氧烷结构吸收，然后再往外发射远红外，因此与表面修饰后碳化锆具有协同增强涂料的远红外发射功能，提高其效果，避免了碳化硅材料在涂料组分中发射的远红外线被涂料基体材料吸收，导致远红外发射率低的问题。这是本申请的创新点之一，其比单单加入纳米碳化锆粉体混合的效果较好。
(6)本发明的结合纳米碳化锆粉体的β-七甲基三硅氧烷基-乙基三甲氧基硅烷和甲基-3甲氧基硅烷与正硅酸四乙酯的混合物进行缩聚反应，得到型Si-O-Si结构的混合物，其具有较高的耐热温度、良好的耐化学品腐蚀性能以及良好的尺寸稳定性；且制备涂层耐热温度大于300℃，且涂层与水的静态接触角＞100°，涂层的远红外发射率＞80％；本申请也解决了常规方法采用物理共混添加，碳化锆过度团聚，以及基体材料对远红外线吸收屏蔽纳米碳化锆粉体性能，以及疏水组分易于迁移，持久性能差等问题。
(7)本发明的餐具基材的低温固化和高温固化之间还设置一个打磨处理，可以使图案持久的设置餐具基材上，以克服涂料的不粘性。
(8)本发明使用简单，成本低，装饰效果较佳。
(9)本发明的图案可以个性定制，迎合市场的需要。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种具有疏水功能的彩色锅盖的具体实施方式。
实施例1
一种用于印有图案的餐具的涂料，其涂料的质量百分比为：
所述的填料为二氧化硅晶须，氧化铝晶须，纳米级沉淀硫酸钡，高岭土中的一种或几种。
所述的颜料为钛白粉，铁铬棕，钴蓝，钛镍黄，钛绿中的一种或几种。
所述的水溶性硅溶胶，其粒度为30～100纳米。
所述的催化剂为环烷酸锌，环烷酸锆，醋酸钾中的一种或几种。
所述的不粘助剂为市售产品；
所述的硅氧烷为基本组分和功能组分的混合物，所述的基本组分为甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷和正硅酸四乙酯的混合物，三者的摩尔比为1∶1∶2.5。
所述的功能组分为β-七甲基三硅氧烷基-乙基三甲氧基硅烷和纳米碳化锆粉体的混合物；两者的摩尔比为1∶0.05。
一种用于印有图案的餐具的涂料的实施方法，其具体步骤为：
(1)先将甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷和正硅酸四乙酯在30℃混合40～50min，采用酸调节其溶液的pH值为2.5；得到基本组分；
(2)将β-七甲基三硅氧烷基-乙基三甲氧基硅烷和纳米碳化锆粉体在pH值为2.5时混合60～80min；得到功能组分；使纳米碳化锆粉体通过化学接枝的方法接枝到β-七甲基三硅氧烷基-乙基三甲氧基硅烷的基团上，形成β-七甲基三硅氧烷基-乙基三甲氧基硅烷预聚物；
(3)将基本组分和功能组分在常温下混合60～120min后，然后分别加入填料，颜料，不粘助剂，催化剂以及水溶性硅溶胶，再进行超声搅拌200～360min，得到图案涂料；
(4)餐具基材的预处理：包含喷砂和清洗，餐具基材预热45～50℃；
(5)在餐具基材的表面喷涂图案涂料，膜厚10～20μm，然后进行低温固化，固化温度为80～100℃，固化时间为8～10min；最后再进行打磨处理，磨去表面一层，打磨处理的厚度为5μm；
(6)在步骤(5)处理后的餐具基材上设计移印图案，喷涂图案涂料，膜厚2～3μm后；然后进行高温固化，固化温度为240～280℃，固化时间为10～20min，得到印有图案的餐具基材。
实施例2
一种用于印有图案的餐具的涂料，其涂料的质量百分比为：
一种用于印有图案的餐具的涂料的实施方法，同实施例1。
实施例3
一种用于印有图案的餐具的涂料，其涂料的质量百分比为：
一种用于印有图案的餐具的涂料的实施方法，同实施例1。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种用于印有图案的餐具的涂料，其特征在于，其涂料的质量百分比为：
2.如权利要求1所述的一种用于印有图案的餐具的涂料，其特征在于，所述的填料为二氧化硅晶须，氧化铝晶须，纳米级沉淀硫酸钡，高岭土中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的一种用于印有图案的餐具的涂料，其特征在于，所述的颜料为钛白粉，铁铬棕，钴蓝，钛镍黄，钛绿中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的一种用于印有图案的餐具的涂料，其特征在于，所述的水溶性硅溶胶，其粒度为30～100纳米。
5.如权利要求1所述的一种用于印有图案的餐具的涂料，其特征在于，所述的催化剂为环烷酸锌，环烷酸锆，醋酸钾中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的一种用于印有图案的餐具的涂料，其特征在于，所述的硅氧烷为基本组分和功能组分的混合物，所述的基本组分为甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷和正硅酸四乙酯的混合物，三者的摩尔比为1∶1∶2.5。
7.如权利要求6所述的一种用于印有图案的餐具的涂料，其特征在于，所述的功能组分为β-七甲基三硅氧烷基-乙基三甲氧基硅烷和纳米碳化锆粉体的混合物；两者的摩尔比为1∶0.05。
8.一种用于印有图案的餐具的涂料的实施方法，其特征在于，具体步骤为：
(1)先将甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷和正硅酸四乙酯在30℃混合40～50min，采用酸调节其溶液的pH值为2.5；得到基本组分；
(2)将β-七甲基三硅氧烷基-乙基三甲氧基硅烷和纳米碳化锆粉体在pH值为2.5时混合60～80min；得到功能组分；
(3)将基本组分和功能组分在常温下混合60～120min后，然后分别加入填料，颜料，不粘助剂，催化剂以及水溶性硅溶胶，再进行超声搅拌200～360min，得到图案涂料；
(4)餐具基材的预处理：包含喷砂和清洗，餐具基材预热45～50℃；
(5)在餐具基材的表面喷涂图案涂料，膜厚10～20μm，然后进行低温固化，固化温度为80～100℃，固化时间为8～10min；最后再进行打磨处理，磨去表面一层，打磨处理的厚度为5μm；
(6)在步骤(5)处理后的餐具基材上设计移印图案，喷涂图案涂料，膜厚2～3μm后；然后进行高温固化，固化温度为240～280℃，固化时间为10～20min，得到印有图案的餐具基材。
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