CN105504898A - 一种亲水型易清洁涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种亲水型易清洁涂料及其制备方法。本发明所述亲水型易清洁涂料包括以下质量百分数的组分：硅溶胶25％-40％、铝溶胶为15％-40％、钛溶胶为10％-25％、碱金属硅酸盐水溶液5％-9％、亲水型气相二氧化硅3％-6％、助剂为0.5％-1％和溶剂10％-20％。制备方法包括：将硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶、碱金属硅酸盐水溶液、亲水型气相二氧化硅、助剂和溶剂按照上述配比混在一起，制成亲水型易清洁涂料。本发明所述的亲水型易清洁涂料具备易清洁、耐酸、耐碱、耐刮擦等性能。

Description

一种亲水型易清洁涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种易清洁涂料，尤其涉及一种亲水型易清洁涂料及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展，生活水平的提高，人们对于材料的要求越来越高，对于材料的易清洁性能也是越来越高。现有厨房电器材料难以实现消费者对于易清洁性能的要求厨电产品长时间、高频率接触油烟、酸碱物质、各种调料，导致可接触面极易沾有油污，由于油污与材料的粘结力较大，很难使油污从表面脱离，给产品使用者带来了很大的困扰，是消费者使用厨房电器产品长时间来的一个难以解决的痛点。

现有的清洁过程主要存在以下难点以及问题：

1)现有的厨房电器产品中，与油污接触的表面材料大都是金属材料，金属材料与油污的粘附力大，导致油污难以清除。

2)现有的厨房电器产品的清洁技术，主要是利用强效清洁剂的化学性能分解油污，实现油污的清洁。但是，清洁剂易腐蚀厨房电器产品的表面，导致材料的腐蚀，给产品带来永久性、无法修复的损坏。

3)现有厨房电器产品需要使用者使用强力的碱性清洁剂配合钢丝球等硬度大的清洁用品、在较大清洁作用力的作用下清洁，此类方法虽在一定程度上可以清洗厨房电器的材料表面的油污，但是较强的碱性以及清洁时较大的刮擦力却往往使得材料表面出现刮花、腐蚀等现象，非常容易损伤电器产品材料的表面，影响产品的外观，甚至会影响使用性能；而且此种传统的方法清洁困难、耗时长，无法满足使用者便捷，易洁的要求，清洁对于材料本身带来的腐蚀与刮花更是一个必须要解决的问题。

目前现有的所谓“易清洁”材料主要是聚四氟乙烯(特氟龙)，利用其表面能低的性质使油污较难粘附在其表面，从而达到易清洁的目的，但是，由于聚四氟乙烯涂层的硬度低、不易刮擦且在高温环境使用易产生有害气体，当其表面油污长期不清理的情况下，凝结的油污粘结表面依然无法清洁。

发明内容

本发明提供一种亲水型易清洁涂料，可以应用于厨电产品的表面处理涂层，实现其易清洁性能。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种亲水型易清洁涂料，包括以下质量百分数的组分：硅溶胶25％-40％、铝溶胶为15％-40％、钛溶胶为10％-25％、碱金属硅酸盐水溶液5％-9％、亲水型气相二氧化硅3％-6％、助剂为0.5％-1％和溶剂10％-20％。

本发明通过选择了合适的原料以及配比并意外的发现该配方制备的亲水型易清洁涂料，具有良好的亲水性能、耐酸碱性能和耐刮擦性能等。

其中硅溶胶的加入，可以赋予材料较好的耐酸碱、耐刮擦性能，并且可以使本发明的材料表面具有微粗糙表面，使材料表面具有良好的易清洁性能。

铝溶胶的加入，可以赋予材料与基材之间良好的附着力，并且使涂料具有良好的耐刮擦性能。

钛溶胶的加入，可以赋予材料良好的亲水性能，并且由于TiO₂具有的光触媒特性，可以分解涂料表面的油污，进一步提高涂层的易清洁性能。

碱金属硅酸盐的加入，可以提高涂料与基材的附着力，提高涂层的耐热性能。

亲水型气相二氧化硅的加入，可以在具有良好的易清洁性能的基础上，提高涂层的耐磨性能。

助剂的加入，可以使本发明涂料各组分之间均匀混合，使形成的涂料喷涂基材表面后效果佳。

溶剂的加入，可以使涂料组成物溶解并良好分散。

发明人在研究中意外的发现采用本发明所述的配比可以使涂料的亲水性能、耐酸碱性能和耐刮擦性能等更加显著。

本发明所述亲水型易清洁涂料解决了材料表面与油污的粘附力较大、导致沾覆的油污难以清洁的问题。本发明所述亲水型易清洁涂料，是一种金属材料表面处理涂料，此涂料可以喷涂在金属材料表面形成易清洁涂层，此涂层具有很好的亲水性，在使用水清洁时，可以迅速与水接触，从而达到厨房电器产品表面的易清洁效果。

本发明所述亲水型易清洁涂料解决了使用强效清洁剂导致材料表面腐蚀的问题，本发明所述亲水型易清洁涂料喷涂在金属材料表面形成易清洁涂层后，可以在仅使用水的条件下实现对于油污的清洁；即使在使用清洁剂的情况下，由于本发明的涂料具有较好的耐酸碱性能，也会保护金属材料不被腐蚀。

本发明所述亲水型易清洁涂料避免了使用高硬度清洁器具导致材料表面刮花的问题，本发明所述亲水型易清洁涂料喷涂在金属材料表面形成易清洁涂层后，无需使用例如钢丝球等高硬度的清洁用具，而仅仅需要使用软性的清洁布或者清洁棉即可轻松擦掉油污，从而避免了刮花现象的发生。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述硅溶胶的参数为：平均粒径8-20nm，8.0<pH<11.5，优选范围9.0<pH<10.5。

硅溶胶的参数还可以为：SiO₂的质量百分数为20％-35％，粘度为20-30Pa.S，溶剂为水等。

进一步，所述铝溶胶参数为：平均粒径10-25nm，4<pH<7，优选地，优选范围4<pH<5。

铝溶胶的参数还可以为：Al₂O₃的质量百分数为20％-30％，粘度为20-30Pa.S，溶剂为水等。

进一步，所述钛溶胶的参数为：平均粒径为5-15nm，5<pH<8，优选地，优选范围6<pH<7。

钛溶胶的参数还可以为：TiO₂的质量百分数为20％-30％，粘度为20-30Pa.S，溶剂为水等。

进一步，所述碱金属硅酸盐水溶液为硅酸锂水溶液、硅酸钠水溶液、硅酸钾水溶液中的一种或几种的混合。

进一步，所述碱金属硅酸盐水溶液的平均粒径为8-20nm，10.5<pH<12.5，优选范围11<pH<12。

碱金属硅酸盐水溶液的参数还可以为：浓度为20％，粘度为25Pa.S，溶剂为水等。

采用上述进一步方案的有益效果是：进一步提高本发明所述的亲水型易清洁涂料的涂层的附着力以及该涂层的耐温性能。

进一步，所述溶剂包括无机溶剂和有机溶剂，所述无机溶剂为去离子水，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、二丙二醇二甲醚中的一种或几种的混合。

采用上述进一步方案的有益效果是：有利于进一步提高各组份的溶解度以及分散效果。

进一步，对于亲水型气相二氧化硅，可以根据本发明所述的技术方案适当选择亲水型气相二氧化硅的生产厂家、品牌和型号等，以及与本发明所述的亲水型气相二氧化硅具有类似性能的气相二氧化硅。优选地，所述亲水型气相二氧化硅为德固赛A380和/或德固赛A200。

采用上述进一步方案的有益效果是：使用上述亲水型气相二氧化硅与其他原料配伍使用来提高易清洁材料的硬度与耐磨性能，并可以进一步提升材料的易清洁性能。

对于助剂，可以使本发明涂料各组分之间均匀混合，使形成的涂料喷涂基材表面后效果佳，可以根据本发明所述的技术方案，适当的选择其他具有相似功能的助剂。

进一步，所述助剂包括：增稠剂、分散剂、消泡剂、水性流平剂和气相二氧化硅增溶剂。

所述分散剂占助剂的质量百分数为20％-40％，气相二氧化硅增溶剂占助剂的质量百分数为10％-20％，增稠剂占助剂的质量百分数为20％-30％，消泡剂占助剂的质量百分数为10％-30％，水性流平剂占助剂的质量百分数为10％-20％。

上述增稠剂、分散剂、消泡剂、水性流平剂和气相二氧化硅增溶剂的质量总和占亲水型易清洁涂料的质量的0.5％-1％。

采用上述进一步方案的有益效果是：有利于进一步提高各组分之间的混匀效果，提高喷涂效果。

进一步，所述增稠剂为黄原胶、瓜尔胶和羟甲基纤维素中的一种或几种的混合。

采用上述进一步方案的有益效果是：具有很好的增稠效果，显著提高涂料的性能。

进一步，所述分散剂为聚丙烯酸钠。

采用上述进一步方案的有益效果是：使用聚丙烯酸钠作为涂料的分散助剂，在具有分散剂性能的同时，使材料具有更好的亲水性能以及合适的粘度，提高涂层的易清洁性能。

进一步，所述气相二氧化硅增溶剂为氢氟酸、醋酸、盐酸、硝酸中的一种或几种的混合。

采用上述进一步方案的有益效果是：有利于溶解亲水型气相二氧化硅。

本发明还提供一种亲水型易清洁涂料的制备方法，包括以下步骤：

按照上述质量百分比将硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶、碱金属硅酸盐水溶液、亲水型气相二氧化硅、助剂和溶剂均匀混合，制成亲水型易清洁涂料；该亲水型易清洁涂料中，以质量百分数计，硅溶胶25％-40％、铝溶胶为15％-40％、钛溶胶为10％-25％、碱金属硅酸盐水溶液5％-9％、亲水型气相二氧化硅3％-6％、助剂为0.5％-1％和溶剂10％-20％。

进一步地，所述助剂包括气相二氧化硅增溶剂、增稠剂、分散剂、消泡剂和水性流平剂，分散剂占助剂的质量百分数为20％-40％，气相二氧化硅增溶剂占助剂的质量百分数为10％-20％，增稠剂占助剂的质量百分数为20％-30％，消泡剂占助剂的质量百分数为10％-30％，水性流平剂占助剂的质量百分数为10％-20％；所述溶剂包括去离子水以及乙醇、异丙醇、二丙二醇二甲醚中的一种或几种的混合；

亲水型易清洁涂料具体通过以下步骤制备：

1)制备气相二氧化硅分散液：

将气相二氧化硅增溶剂加入到去离子水中，配制成气相二氧化硅增溶剂的溶液；

在搅拌条件下将亲水型气相二氧化硅加入到气相二氧化硅增溶剂的溶液中，搅拌，制得气相二氧化硅分散液；

2)制备助剂分散液：将增稠剂、分散剂、消泡剂和水性流平剂加入到剩余的溶剂中(所述剩余的溶剂为乙醇、异丙醇、二丙二醇二甲醚中的一种或几种的混合)，搅拌，溶解，得到助剂分散液；

3)制备亲水型易清洁涂料：

将硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶、碱金属硅酸盐水溶液混合后，加入步骤1)中气相二氧化硅分散液与步骤2)中制得的助剂分散液，搅拌，搅拌500-1000r/min,时间10-15min，直至涂料粘度达到20-30Pa.S，即可得到亲水型易清洁涂料；

在该亲水型易清洁涂料中，以质量百分数计，硅溶胶25％-40％、铝溶胶为15％-40％、钛溶胶为10％-25％、碱金属硅酸盐水溶液5％-9％、亲水型气相二氧化硅3％-6％、助剂为0.5％-1％和溶剂10％-20％。

采用上述方案的有益效果是：本发明所述亲水型易清洁涂料的制备方法操作简单，制备的亲水型易清洁涂料具有优异的亲水性能、耐酸碱性能和耐刮擦性能等。

更进一步地，所述亲水型气相二氧化硅为德固赛A380和/或德固赛A200；所述气相二氧化硅增溶剂为氢氟酸、醋酸、盐酸、硝酸中的一种或几种的混合；所述增稠剂为黄原胶、瓜尔胶和羟甲基纤维素中的一种或几种的混合；所述分散剂为聚丙烯酸钠；所述碱金属硅酸盐水溶液为硅酸锂水溶液、硅酸钠水溶液、硅酸钾水溶液中的一种或几种的混合。

上述的步骤1)和步骤2)的顺序可以适当变换，并不影响本发明所述的亲水型易清洁涂料的制备。

采用上述方案的有益效果是：通过合适的原料选择有利于进一步提高制备的亲水型易清洁涂料的亲水性能、耐酸碱性能和耐刮擦性能等。

本发明所述亲水型易清洁涂料可以经适当处理后作为涂层使用，广泛应用于需要清洁的场所，尤其适用于厨电产品，例如用于各种厨电产品的外表面或内胆等，具有优异的易清洁性、耐刮擦和耐酸碱性等。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种亲水型易清洁涂料，包括以下质量百分数的组分：硅溶胶25％-40％、铝溶胶为15％-40％、钛溶胶为10％-25％、碱金属硅酸盐水溶液5％-9％、亲水型气相二氧化硅3％-6％、助剂为0.5％-1％和溶剂10％-20％；所述助剂包括气相二氧化硅增溶剂、增稠剂、分散剂、消泡剂和水性流平剂，分散剂占助剂的质量百分数为20％-40％，气相二氧化硅增溶剂占助剂的质量百分数为10％-20％，增稠剂占助剂的质量百分数为20％-30％，消泡剂占助剂的质量百分数为10％-30％，水性流平剂占助剂的质量百分数为10-20％；所述溶剂包括去离子水以及乙醇、异丙醇、二丙二醇二甲醚中的一种或几种的混合。

按照上述配方，通过以下方法制备亲水型易清洁涂料，具体包括以下步骤：

1)制备气相二氧化硅分散液：

将气相二氧化硅增溶剂加入到去离子水中，配制成气相二氧化硅增溶剂的水溶液；在搅拌条件下将亲水型气相二氧化硅分次加入气相二氧化硅增溶剂的水溶液中，待全部亲水型气相二氧化硅加入完毕后，继续搅拌，即可得到气相二氧化硅分散液；

2)制备助剂分散液：

将增稠剂、分散剂、消泡剂、水性流平剂加入到溶剂中，不断搅拌直至助剂全部溶解在溶剂中，即可得到助剂分散液；

3)制备亲水型易清洁涂料：

将配比量的硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶、碱金属硅酸盐水溶液混合后，加入步骤1)中气相二氧化硅分散液与步骤2)中制得的助剂分散液，搅拌，搅拌转速为500-1000r/min,搅拌时间为10-15min，直至涂料粘度达到20-30Pa.S，即可得到亲水型易清洁涂料。

上述步骤2)中加入的溶剂与步骤1)中的去离子水的质量总和占亲水型易清洁涂料的质量百分数为10％-20％。

本发明中，硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液。优选地，硅溶胶的具体参数为：平均粒径8-20nm，SiO₂的质量百分数为20％-35％，粘度为20-30Pa.S，溶剂为水，8.0<pH<11.5，优选范围9.0<pH<10.5。

铝溶胶为氧化铝凝胶中添加胶溶剂后形成的较稳定的胶体溶液。优选地，铝溶胶的具体参数为：平均粒径10-25nm，Al₂O₃的质量百分数为20％-30％，粘度为20-30Pa.S，溶剂为水，4<pH<7，优选地，优选范围4<pH<5。

钛溶胶优选地具体参数为：平均粒径为5-15nm，TiO₂的质量百分数为20％-30％，粘度为20-30Pa.S，溶剂为水，5<pH<8，优选地，优选范围6<pH<7。

碱金属硅酸盐水溶液的优选地具体参数为：平均粒径为8-20nm、质量浓度为20％，粘度25Pa.S，溶剂为水，10.5<pH<12.5，优选范围11<pH<12。

本发明对于试剂的来源并无特殊限制可以为常规方法制备或市售。

消泡剂主要具有抑制泡沫产生或消除已产生泡沫的作用。可以根据本发明所述的技术方案优先选择亲水型的消泡剂。实施例中，消泡剂为水性涂料消泡剂W-18，购自南京通海科技发展有限公司。

水性平流剂主要具有润滑、流平性和改善黏性等作用。可以根据本发明的技术方案适当选择水性平流剂的生产厂家以及型号。实施例中，水性流平剂BYK-333购自广州维立纳化工有限公司。

实施例中，硅溶胶购于广东惠和硅制品有限公司；铝溶胶购于淄博金琪化工科技有限公司；钛溶胶宣城晶瑞新材料有限公司；亲水型气相二氧化硅购自德固赛化学有限公司，实施例中采用了两种型号的亲水型气相二氧化硅，分别为德固赛A380和德固赛A200。

本发明提供了一种亲水型易清洁涂料及其制备方法，用于解决目前厨房电器产品表面接触油污导致表面难以清洁的问题。其具体的配方以及制备方法将通过下面的实施例进行详细说明。对于参照本发明所述的技术方案进行适应性的调整，例如涂料制备顺序方法改变，通过调整后的方法也可以制备与本发明相似的涂料，上述调整后的方法以及配方也在本发明的保护范围内。

实施例1

一种亲水型易清洁涂料，该涂料各组成部分按质量百分数计：硅溶胶为31％、铝溶胶为25％、钛溶胶为11％、硅酸锂水溶液为6％、亲水型气相二氧化硅为6％、助剂为1％、溶剂20％。所述溶剂包括两部分，即：步骤1)中的去离子水和步骤2)中的异丙醇。

硅溶胶的具体参数为：平均粒径8nm，SiO₂的质量百分数为20％，粘度为20Pa.S，溶剂为水，pH为10。

铝溶胶的具体参数为：平均粒径10nm，Al₂O₃的质量百分数为20％，粘度为20Pa.S，溶剂为水，pH为4.5。

钛溶胶优选地具体参数为：平均粒径为15nm，TiO₂的质量百分数为20％，粘度为20Pa.S，溶剂为水，pH为6.5。

硅酸锂水溶液水溶液的具体参数为：平均粒径为8nm、质量浓度为20％，粘度25Pa.S，溶剂为水，pH为11.5。

该涂料的制备方法如下：

1)气相二氧化硅分散液的制备：

将0.2kg的氢氟酸(质量浓度为5％)加入到15kg的去离子水中，配制成氢氟酸溶液后；在搅拌条件下将6kg的亲水型气相二氧化硅(德固赛A380)分次加入至氢氟酸溶液中，待全部亲水型气相二氧化硅加入完毕后，继续搅拌5min，制得气相二氧化硅分散液；

2)助剂分散液的制备：

将0.3kg黄原胶、0.3kg聚丙烯酸钠、0.1kg消泡剂、0.1kg水性流平剂加入到5kg异丙醇中，不断搅拌直至助剂全部溶解在溶剂中，制得助剂分散液；

3)亲水型易清洁涂料的制备：

将31kg硅溶胶、25kg铝溶胶、11kg钛溶胶与6kg硅酸锂水溶液混合后，加入步骤1)中的气相二氧化硅分散液与步骤2)中制得的助剂分散液，即所有组分混在一起，强力搅拌，搅拌转速为500/min,搅拌时间为10min，直至涂料粘度达到目标粘度(即20Pa.S)，即可得到本发明的亲水型易清洁涂料100kg。

实施例2

一种亲水型易清洁涂料的制备，该涂料各组成部分按质量百分数计：硅溶胶为25％、铝溶胶为30％、钛溶胶为25％、硅酸钾水溶液为5％、亲水型气相二氧化硅为4％、助剂为0.7％和溶剂为10.3％。溶剂包括两部分，即：步骤1)加入的去离子水和步骤2)加入的二丙二醇二甲醚。

硅溶胶的具体参数为：平均粒径20nm，SiO₂的质量百分数为35％，粘度为30Pa.S，溶剂为水，pH为9。

铝溶胶的具体参数为：平均粒径25nm，Al₂O₃的质量百分数为30％，粘度为30Pa.S，溶剂为水，pH为4。

钛溶胶优选地具体参数为：平均粒径为15nm，TiO₂的质量百分数为30％，粘度为30Pa.S，溶剂为水，pH为6。

硅酸钾水溶液的具体参数为：平均粒径为20nm、质量浓度为20％，粘度25Pa.S，溶剂为水，pH为11。

该涂料的制备方法如下：

1)气相二氧化硅分散液的制备：

将0.1kg醋酸(质量浓度为8％)加入到8kg去离子水中，配制成醋酸溶液后，在搅拌条件下将4kg亲水型气相二氧化硅(德固赛A200)分次加入至醋酸溶液中，待全部亲水型气相二氧化硅加入完毕后，继续搅拌5min，制得气相二氧化硅分散液；

2)助剂分散液的制备：

将0.1kg黄原胶、0.1kg羟甲基纤维素、0.2kg聚丙烯酸钠、0.1kg消泡剂和0.1kg水性流平剂加入到2.3kg二丙二醇二甲醚(DPM)中，不断搅拌直至助剂全部溶解在溶剂中，制得助剂分散液；

3)亲水型易清洁涂料的制备：

将25kg硅溶胶、30kg铝溶胶、25kg钛溶胶、5kg硅酸钾水溶液混合后，加入步骤1)得到的气相二氧化硅分散液与步骤2)中制得的助剂分散液，即所有组分混在一起，强力搅拌，搅拌转速为1000r/min,搅拌时间为15min，直至涂料粘度达到目标粘度(即30Pa.S)，即可得到本发明的亲水型易清洁涂料100kg。

实施例3

一种亲水型易清洁涂料的制备，该涂料各组成部分按质量百分数计：硅溶胶为35％、铝溶胶为15％、钛溶胶为20％、硅酸钠水溶液为9％、亲水型气相二氧化硅为5％、助剂为1％和溶剂为15％。该配方中溶剂包括两部分，即：步骤1)中的去离子水和步骤2)中的乙醇。

硅溶胶的具体参数为：平均粒径12nm，SiO₂的质量百分数为30％，粘度为25Pa.S，溶剂为水，pH为11。

铝溶胶的具体参数为：平均粒径15nm，Al₂O₃的质量百分数为25％，粘度为25Pa.S，溶剂为水，pH为6。

钛溶胶优选地具体参数为：平均粒径为10nm，TiO₂的质量百分数为25％，粘度为25Pa.S，溶剂为水，pH为7。

硅酸钠水溶液的具体参数为：平均粒径为10nm、质量浓度为20％，粘度25Pa.S，溶剂为水，pH为12。

制备方法如下：

1)气相二氧化硅分散液的制备：

将0.2kg盐酸(质量浓度为6％)加入到13kg去离子水中，配制成盐酸溶液后，在搅拌条件下将5kg亲水型气相二氧化硅(德固赛A200)分次加入至盐酸溶液中，待全部亲水型气相二氧化硅加入完毕后，继续搅拌5min，制得气相二氧化硅分散液；

2)助剂分散液的制备：

将0.2kg瓜尔胶、0.4kg聚丙烯酸钠、0.1kg消泡剂和0.1kg水性流平剂加入到2kg乙醇中，不断搅拌直至助剂全部溶解在溶剂中，制得助剂分散液；

3)亲水型易清洁涂料的制备：

将35kg硅溶胶、15kg铝溶胶、20kg钛溶胶和9kg硅酸钠水溶液混合后，并加入1)中的气相二氧化硅分散液与步骤2)中制得的助剂分散液，即所有组分混在一起，强力搅拌，搅拌转速为700r/min,搅拌时间为12min，直至涂料粘度达到目标粘度(即25Pa.S)，即可得到本发明的亲水型易清洁涂料。

实施例4

一种亲水型易清洁涂料的制备，该涂料各组成部分按质量百分数计：硅溶胶为40％、铝溶胶为31.5％、钛溶胶为10％、硅酸锂水溶液为3％、硅酸钾水溶液为2％、亲水型气相二氧化硅为3％、助剂为0.5％和溶剂为10％。该配方中，溶剂包括两部分，即：步骤1)中的去离子水和步骤2)中的异丙醇。

硅溶胶的具体参数为：平均粒径15nm，SiO₂的质量百分数为30％，粘度为30Pa.S，溶剂为水，pH为10。

铝溶胶的具体参数为：平均粒径15nm，Al₂O₃的质量百分数为30％，粘度为30Pa.S，溶剂为水，pH为4.8。

钛溶胶优选地具体参数为：平均粒径为15nm，TiO₂的质量百分数为30％，粘度为30Pa.S，溶剂为水，pH为6.5。

硅酸锂水溶液和硅酸钾水溶液的具体参数均为：平均粒径为15nm、质量浓度为20％，粘度25Pa.S，溶剂为水，pH为11.5。

该涂料的制备方法如下：

1)气相二氧化硅分散液的制备：

将0.1kg硝酸(质量浓度为5％)加入到9kg去离子水中，配制成硝酸溶液后，在搅拌条件下将3kg亲水型气相二氧化硅(德固赛A200)分次加入至硝酸溶液中，待全部亲水型气相二氧化硅加入完毕后，继续搅拌5min，制得气相二氧化硅分散液；

2)助剂分散液的制备：

将0.1kg羟甲基纤维素、0.1kg聚丙烯酸钠、0.1kg消泡剂和0.1kg水性流平剂加入到1kg异丙醇中，不断搅拌直至助剂全部溶解在溶剂中，制得助剂分散液；

3)亲水型易清洁涂料的制备：

将40kg硅溶胶、31.5kg铝溶胶、10kg钛溶胶、3kg硅酸锂水溶液与2kg硅酸钾水溶液混合后，并加入步骤1)中的气相二氧化硅分散液与步骤2)中制得的助剂分散液，即所有组分混在一起，强力搅拌，搅拌转速为800r/min,搅拌时间为15min，直至涂料粘度达到目标粘度(即27Pa.S)，即可得到本发明的亲水型易清洁涂料。

实施例5

一种亲水型易清洁涂料的制备，该涂料各组成部分按质量百分数计：硅溶胶为25％、铝溶胶为40％、钛溶胶为10％、硅酸钠水溶液为3％、硅酸钾水溶液为4％、亲水型气相二氧化硅为4％、助剂为1％和溶剂为13％。该配方中，溶剂包括三部分，即：步骤1)中的去离子水和步骤2)中添加的二丙二醇二甲醚和异丙醇。

硅溶胶的具体参数为：平均粒径18nm，SiO₂的质量百分数为30％，粘度为25Pa.S，溶剂为水，pH为10.5。

铝溶胶的具体参数为：平均粒径18nm，Al₂O₃的质量百分数为30％，粘度为25Pa.S，溶剂为水，pH为5。

钛溶胶优选地具体参数为：平均粒径为15nm，TiO₂的质量百分数为30％，粘度为25Pa.S，溶剂为水，pH为7。

硅酸钠水溶液和硅酸钾水溶液具体参数均为：平均粒径为18nm、质量浓度为20％，粘度25Pa.S，溶剂为水，pH为12。

该涂料的制备方法如下：

1)气相二氧化硅分散液的制备：

将0.1kg醋酸(质量浓度为8％)加入到8kg去离子水中，配制成醋酸溶液后，在搅拌条件下将4kg亲水型气相二氧化硅(德固赛A380)分次加入至醋酸溶液中，待全部亲水型气相二氧化硅加入完毕后，继续搅拌5min，制得气相二氧化硅分散液；

2)助剂分散液的制备：

将0.2kg黄原胶、0.2kg聚丙烯酸钠、0.3kg消泡剂和0.2kg水性流平剂加入到3kg二丙二醇二甲醚和2kg异丙醇的混合溶液中，不断搅拌直至助剂全部溶解在溶剂中，制得助剂分散液；

3)亲水型易清洁涂料的制备：

将25kg硅溶胶、40kg铝溶胶、10kg钛溶胶、3kg硅酸钠溶液与4kg硅酸钾水溶液混合后，加入步骤1)中的气相二氧化硅分散液与步骤2)中制得的助剂分散液，即所有组分混在一起，强力搅拌，搅拌转速为500r/min,搅拌时间为13min，直至涂料粘度达到目标粘度即(即22Pa.S)，可得到本发明的亲水型易清洁涂料100kg。

实施例6

一种亲水型易清洁涂料，该涂料各组成部分按质量百分数计：硅溶胶为31％、铝溶胶为25％、钛溶胶为11％、硅酸锂水溶液为6％、亲水型气相二氧化硅为6％、助剂为1％、溶剂20％。所述溶剂包括两部分，即：步骤1)中的去离子水和步骤2)中的异丙醇。

硅溶胶的具体参数为：平均粒径10nm，SiO₂的质量百分数为25％，粘度为25Pa.S，溶剂为水，pH为10。

铝溶胶的具体参数为：平均粒径10nm，Al₂O₃的质量百分数为25％，粘度为25Pa.S，溶剂为水，pH为4.5。

钛溶胶优选地具体参数为：平均粒径为10nm，TiO₂的质量百分数为25％，粘度为25Pa.S，溶剂为水，pH为6.5。

硅酸锂水溶液的具体参数为：平均粒径为10nm、质量浓度为20％，粘度25Pa.S，溶剂为水，pH为11.5。

该涂料的制备方法如下：

1)气相二氧化硅分散液的制备：

将0.1kg氢氟酸(质量浓度为5％)和0.1kg盐酸(质量浓度为6％)一起加入到15kg去离子水中，配制成混合酸溶液后；在搅拌条件下将6kg亲水型气相二氧化硅(德固赛A380)分次加入至混合酸溶液中，待全部亲水型气相二氧化硅加入完毕后，继续搅拌5min，制得气相二氧化硅分散液；

2)助剂分散液的制备：

将0.3kg黄原胶、0.3kg聚丙烯酸钠、0.1kg消泡剂、0.1kg水性流平剂加入到5kg异丙醇中，不断搅拌直至助剂全部溶解在溶剂中，制得助剂分散液；

3)亲水型易清洁涂料的制备：

将31kg硅溶胶、25kg铝溶胶、11kg钛溶胶与6kg硅酸锂水溶液混合后，加入步骤1)中的气相二氧化硅分散液与步骤2)中制得的助剂分散液，即所有组分混在一起，强力搅拌，搅拌转速为900r/min,搅拌时间为15min，直至涂料粘度达到目标粘度(即30Pa.S)，即可得到本发明的亲水型易清洁涂料。

实施例7清洁性实验

将实施例1-6制备的涂料分别喷涂在1.5mm厚的不锈钢基板上，并在200℃下固化15分钟，形成涂层，涂层的厚度为2-5μm，分别得到表面涂覆有涂层的不锈钢基板B1-B6，并以喷涂四氟乙烯(特氟龙)的不锈钢基板D1作为对照，进行如下实验。

将食用油(福临门一级大豆油)、酱油(中粮集团爱味鲜特级酱油)、料酒(六必居精制料酒)、醋(陈世家五年五粮老陈醋)、食用盐(中盐绿色碘盐)按2:4:1:2:1混合均匀，分别在滴在上述的涂覆有涂层的不锈钢基板，每个表面滴5mL，200℃下将表面的调味料全部烘干后，25℃下冷却30分钟，浸入清水中5分钟后，用家常用纯棉抹布使用10N的力擦拭B1-B6以及D1的表面，然后观察表面的污渍情况，结果见表1。

表1清洁性的实验结果

通过表1中的实验结果，可以看出本发明制备的涂料具有良好的易清洁的效果。

实施例8耐酸性和耐碱性实验

耐酸性：以记号笔划10-15mm圆圈，将1％(v/v)乙酸溶液以滴管滴在圆圈内常温下24小时后，观察与外围涂层比较，须无明显变化。

耐碱性：以记号笔划10-15mm圆圈，将0.5％(m/v)氢氧化钠(NaOH)溶液以滴管滴在圆圈内常温下24小时后，观察与外围涂层比较，须无明显变化。

实施例9铅笔硬度实验

铅笔硬度实验的具体操作按国标GB/T6739—1996进行测试。

实施例10水接触角实验

将实施例1-6制得的涂料以及对比例涂料(对比涂料为特氟龙)分别喷涂在相同的不锈钢板上要求成膜厚度在2-5μm即可，固化后在其表面进行水接触角测试。

接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线穿过液体与固-液交界线之间的夹角θ，是润湿程度的量度。若θ<90°，则固体表面是亲水性的，即液体较易润湿固体，其接触角越小，表示亲水性能越好；若θ>90°，则固体表面是疏水性的，即液体不容易润湿固体，容易在表面上移动。

实施例8-10的实验结果如表2所示。

表2涂料性能测试数据

	铅笔硬度	水接触角	耐酸碱性能
				实施例1	8H	8°	耐酸、碱
实施例2	8H	11°	耐酸、碱
				实施例3	7H	10°	耐酸、碱
实施例4	6H	9°	耐酸、碱
				实施例5	9H	13°	耐酸、碱
实施例6	8H	8°	耐酸、碱
				对比例(特氟龙)	2H	135°	耐酸、碱

通过表2中的数据可以看出，本发明制备的涂料耐酸、耐碱、耐刮擦等性能，具有意料不到的亲水性能，其水接触角为8-13度之间，亲水性能优越，具有广泛的应用，尤其适用于厨房环境等使用，例如：应用于厨电产品的表面处理涂层，实现其易清洁性能。

更进一步的，对实施例7-10进行了多次重复实验，仍然得到与上述一致的结论。充分说明了本发明所述的涂料具有优异的易清洁、耐酸、耐碱、耐刮擦等性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种亲水型易清洁涂料，其特征在于，包括以下质量百分数的组分：硅溶胶25％-40％、铝溶胶为15％-40％、钛溶胶为10％-25％、碱金属硅酸盐水溶液5％-9％、亲水型气相二氧化硅3％-6％、助剂为0.5％-1％和溶剂10％-20％。

2.根据权利要求1所述一种亲水型易清洁涂料，其特征在于，所述硅溶胶的参数为：平均粒径8-20nm，8.0<pH<11.5；所述铝溶胶参数为：平均粒径10-25nm，4<pH<7；所述钛溶胶的参数为：平均粒径为5-15nm，5<pH<8。

3.根据权利要求1所述一种亲水型易清洁涂料，其特征在于，所述碱金属硅酸盐水溶液为硅酸锂水溶液、硅酸钠水溶液、硅酸钾水溶液中的一种或几种的混合。

4.根据权利要求1所述一种亲水型易清洁涂料，其特征在于，所述碱金属硅酸盐水溶液的平均粒径为8-20nm，10.5<pH<12.5。

5.根据权利要求1所述一种亲水型易清洁涂料，其特征在于，所述溶剂包括无机溶剂和有机溶剂，所述无机溶剂为去离子水，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、二丙二醇二甲醚中的一种或几种的混合。

6.根据权利要求1至5任一项所述一种亲水型易清洁涂料，其特征在于，所述助剂包括气相二氧化硅增溶剂和分散剂。

7.根据权利要求6所述一种亲水型易清洁涂料，其特征在于，所述气相二氧化硅增溶剂占助剂的质量百分数为10％-20％，所述分散剂占助剂的质量百分数为20％-40％。

8.根据权利要求6所述一种亲水型易清洁涂料，其特征在于，所述气相二氧化硅增溶剂为氢氟酸、醋酸、盐酸、硝酸中的一种或几种的混合。

9.根据权利要求6所述一种亲水型易清洁涂料，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酸钠。

10.根据权利要求6所述一种亲水型易清洁涂料，其特征在于，所述助剂还包括增稠剂、消泡剂和水性流平剂。

11.根据权利要求10所述一种亲水型易清洁涂料，其特征在于，所述增稠剂占助剂的质量百分数为20％-30％，消泡剂占助剂的质量百分数为10％-30％，水性流平剂占助剂的质量百分数为10％-20％。

12.根据权利要求10所述一种亲水型易清洁涂料，其特征在于，所述增稠剂为黄原胶、瓜尔胶和羟甲基纤维素中的一种或几种的混合。

13.一种亲水型易清洁涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照权利要求1至12任一项所述的亲水型易清洁涂料的质量百分比例称硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶、碱金属硅酸盐水溶液、亲水型气相二氧化硅、助剂和溶剂均匀混合，获得亲水型易清洁涂料。

14.根据权利要求13所述一种亲水型易清洁涂料的制备方法，其特征在于，所述助剂包括气相二氧化硅增溶剂、增稠剂、分散剂、消泡剂和水性流平剂，分散剂占助剂的质量百分数为20％-40％，气相二氧化硅增溶剂占助剂的质量百分数为10％-20％，增稠剂占助剂的质量百分数为20％-30％，消泡剂占助剂的质量百分数为10％-30％，水性流平剂占助剂的质量百分数为10％-20％；所述溶剂包括去离子水以及乙醇、异丙醇、二丙二醇二甲醚中的一种或几种的混合；

亲水型易清洁涂料通过以下具体步骤制备：

1)制备气相二氧化硅分散液：将气相二氧化硅增溶剂加入到去离子水中，配制成气相二氧化硅增溶剂的溶液；

在搅拌条件下将亲水型气相二氧化硅加入到气相二氧化硅增溶剂的溶液中，搅拌，制得气相二氧化硅分散液；

2)制备助剂分散液：将增稠剂、分散剂、消泡剂和水性流平剂加入到剩余的溶剂中，所述剩余的溶剂为乙醇、异丙醇、二丙二醇二甲醚中的一种或几种的混合，搅拌，溶解，得到助剂分散液；

3)制备亲水型易清洁涂料：

将硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶、碱金属硅酸盐水溶液混合后，加入步骤1)中气相二氧化硅分散液与步骤2)中制得的助剂分散液，搅拌500-1000r/min,时间10-15min，制得亲水型易清洁涂料；

在该亲水型易清洁涂料中，以质量百分数计，硅溶胶25％-40％、铝溶胶为15％-40％、钛溶胶为10％-25％、碱金属硅酸盐水溶液5％-9％、亲水型气相二氧化硅3％-6％、助剂为0.5％-1％和溶剂10％-20％。

15.权利要求1-12任一项所述的亲水型易清洁涂料在厨电产品中的应用。