CN109401372A - 一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层及其制造方法 - Google Patents

一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层及其制造方法。一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层，它由底涂涂层与1~2层的面涂涂层组成，所述底涂涂层为无机陶瓷涂层，底涂涂层厚度为10~35μm；所述面层涂层为硅烷膜涂层，面层涂层每层的厚度为0.5~10μm。本发明可解决如何改善不粘锅的长效不粘性，特别是在表面膜层稍有损坏时也能保持良好的不粘性。

Description

一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种对金属表面起到不粘效果的无机陶瓷复合涂层，特别涉及一种适用于烹饪用具表面涂覆的无机陶瓷不粘复合涂层。
背景技术
现在不粘锅涂料基本上分两类，一类是水性不粘氟碳涂料，主要是由PTEE提供不粘性，另一类是近几年才兴起的无机陶瓷涂料。
水性不粘氟碳涂料，即常称为“特氟龙”的，其不粘性非常好，缺点是其硬度不高，耐磨性不好，同时之后发现PTEE可能致癌，所以无机陶瓷涂料应用而生。现有无机陶瓷不粘锅涂层是在经预处理的金属表面上喷涂一层不粘陶瓷涂料，该类不粘陶瓷涂料中颜料的颗粒大小一般在2000目左右。无机涂料最大的优点是不含PTEE，而且硬度很高，又耐温好。但这类涂料存在着长效不粘性不佳的缺陷，特别是在表面膜层稍微有损坏时，其不粘性即“断崖式”快速下降，短时间内即失去不粘性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层，解决如何改善不粘锅的长效不粘性，特别是在表面膜层稍有损坏时也能保持良好的不粘性。
本发明还涉及该种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层的制造方法。
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层，其特征在于：它由底涂涂层与1~2层的面涂涂层组成，所述底涂涂层为无机陶瓷涂层，底涂涂层厚度为10~35 μm；所述面层涂层为硅烷膜涂层，面层涂层每层的厚度为0.5~10μm。
所述底涂涂层厚度为20~30μm，所述面层涂层每层的厚度为1~4μm。
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂、再经干燥制得，所述底涂涂料由硅烷、硅溶胶、颜料和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷中的一种或者多种的组合，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.7~1.0 : 1.0；所述助剂为甲酸、乙酸中的一种或二种的混合物，加入量以调节底涂涂料的pH值在4.0~5.0为准；所述颜料包括着色颜料和耐温颜料，其中着色颜料根据涂料着色要求确定，所述耐温颜料与硅溶胶的比例为0.4~0.6 : 1.0。
所述面层涂层是先经硅烷涂膜液喷涂、再经干燥制得，所述硅烷涂膜液由硅烷、硅溶胶和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷中的一种或二种的混合物，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.7~1.0 : 1.0；所述助剂为甲酸、乙酸中的一种或二种的混合物，加入量以调节硅烷涂膜液的pH值在4.0~5.0为准。
所述面层涂层的最外层的涂层，其使用的硅烷涂膜液中，还含有不粘助剂，其加入量为该硅烷涂膜液重量的1~2%。
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层的制造方法，其是在经前处理的基层材料上，用湿碰湿工艺，依次喷涂形成底涂涂层所需的底涂涂料和形成面层涂层所需的硅烷涂膜液，然后经烘烤成型制得，所述烘烤的温度为180~200℃。
本发明的有益效果是：一般无机陶瓷不粘涂料都含有硅烷，而硅烷分子结构中有二类基团，一类是硅氧烷基团，水解后生成亲水的羟基，部分羟基会与硅溶胶胶粒或颜料颗粒结合，另一部分分子间羟基脱水生成Si-O-Si链，缩聚生成链式大分子，这二个过程可同步发生，而硅烷的另一基团是疏水基团，如甲基三甲氧基硅烷的甲基，在涂料干燥过程中，因为表面能的作用，该类疏水基团会优先“伸展”在涂层表面，其结果是使涂层有较好的疏水性与不粘性，如涂料中加入不粘助剂，情况也是如此。而也正因为如此，常规不粘涂料的不粘性主要只是体现在涂层的外表面与近外表面，所以当涂层表面稍有损伤时，涂层的不粘性即急剧下降。而采用了本发明的技术方案，当表面硅烷膜被损坏时，露出的是同样具有疏水性能的底涂涂层。而且特别的，因为硅烷膜不可能是同时完全被损坏，这样，残留的硅烷膜与底涂涂层，会生成凹凸不平的表面，而不平整的表面，及其具有的疏水性，使涂层能够产生类似“荷叶效应”的作用，这样，使即使是有所损坏的涂层，仍能具有较好的不粘性能，解决了现不粘涂料不粘性能不持久的问题。经过2000目的砂纸试验，在500次擦拭实验中，传统不粘锅的涂层已经损坏，而本方案的涂层也就保持良好状态。
具体实施方式
实施例1
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层，它由底涂涂层与1层的面涂涂层组成，所述底涂涂层为无机陶瓷涂层，底涂涂层厚度为10 μm；所述面层涂层为硅烷膜涂层，面层涂层每层的厚度为0.5μm。
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂、再经干燥制得，所述底涂涂料由硅烷、硅溶胶、颜料和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三甲氧基硅烷，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.7 :1.0；所述助剂为甲酸，加入量以调节底涂涂料的pH值在4.0为准；所述颜料包括着色颜料和耐温颜料，其中着色颜料根据涂料着色要求确定，所述耐温颜料与硅溶胶的比例为0.4 :1.0。
所述面层涂层是先经硅烷涂膜液喷涂、再经干燥制得，所述硅烷涂膜液由硅烷、硅溶胶和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三甲氧基硅烷，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.7 :1.0；所述助剂为甲酸，加入量以调节硅烷涂膜液的pH值在4.0为准。
所述面层涂层的最外层的涂层，其使用的硅烷涂膜液中，还含有不粘助剂，其加入量为该硅烷涂膜液重量的1~2%。
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层的制造方法，其是在经前处理的基层材料上，用湿碰湿工艺，依次喷涂形成底涂涂层所需的底涂涂料和形成面层涂层所需的硅烷涂膜液，然后经烘烤成型制得，所述烘烤的温度为180℃。
实施例2
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层，它由底涂涂层与2层的面涂涂层组成，所述底涂涂层为无机陶瓷涂层，底涂涂层厚度为35 μm；所述面层涂层为硅烷膜涂层，面层涂层每层的厚度为10μm。
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂、再经干燥制得，所述底涂涂料由硅烷、硅溶胶、颜料和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三乙氧基硅烷，所述硅烷、硅溶胶的配比为1.0 :1.0；所述助剂为甲酸，加入量以调节底涂涂料的pH值在5.0为准；所述颜料包括着色颜料和耐温颜料，其中着色颜料根据涂料着色要求确定，所述耐温颜料与硅溶胶的比例为0.6 :1.0。
所述面层涂层是先经硅烷涂膜液喷涂、再经干燥制得，所述硅烷涂膜液由硅烷、硅溶胶和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三乙氧基硅烷，所述硅烷、硅溶胶的配比为1.0 :1.0；所述助剂为乙酸，加入量以调节硅烷涂膜液的pH值在5.0为准。
所述面层涂层的最外层的涂层，其使用的硅烷涂膜液中，还含有不粘助剂，其加入量为该硅烷涂膜液重量的2%。
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层的制造方法，其是在经前处理的基层材料上，用湿碰湿工艺，依次喷涂形成底涂涂层所需的底涂涂料和形成面层涂层所需的硅烷涂膜液，然后经烘烤成型制得，所述烘烤的温度为200℃。
实施例3
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层，它由底涂涂层与1层的面涂涂层组成，所述底涂涂层为无机陶瓷涂层，底涂涂层厚度为15 μm；所述面层涂层为硅烷膜涂层，面层涂层每层的厚度为1μm。
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂、再经干燥制得，所述底涂涂料由硅烷、硅溶胶、颜料和助剂混合制得，所述硅烷为四乙氧基硅烷，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.8 :1.0；所述助剂为甲酸、乙酸的混合物，加入量以调节底涂涂料的pH值在4. 5为准；所述颜料包括着色颜料和耐温颜料，其中着色颜料根据涂料着色要求确定，所述耐温颜料与硅溶胶的比例为0.5 : 1.0。
所述面层涂层是先经硅烷涂膜液喷涂、再经干燥制得，所述硅烷涂膜液由硅烷、硅溶胶和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷的混合物，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.8: 1.0；所述助剂为甲酸、乙酸的混合物，加入量以调节硅烷涂膜液的pH值在4.5为准。
所述面层涂层的最外层的涂层，其使用的硅烷涂膜液中，还含有不粘助剂，其加入量为该硅烷涂膜液重量的1.5%。
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层的制造方法，其是在经前处理的基层材料上，用湿碰湿工艺，依次喷涂形成底涂涂层所需的底涂涂料和形成面层涂层所需的硅烷涂膜液，然后经烘烤成型制得，所述烘烤的温度为185℃。
实施例4
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层，它由底涂涂层与2层的面涂涂层组成，所述底涂涂层为无机陶瓷涂层，底涂涂层厚度为20 μm；所述面层涂层为硅烷膜涂层，面层涂层每层的厚度为3μm。
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂、再经干燥制得，所述底涂涂料由硅烷、硅溶胶、颜料和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷的组合，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.9 : 1.0；所述助剂为甲酸，加入量以调节底涂涂料的pH值在4.8为准；所述颜料包括着色颜料和耐温颜料，其中着色颜料根据涂料着色要求确定，所述耐温颜料与硅溶胶的比例为0.48 : 1.0。
所述面层涂层是先经硅烷涂膜液喷涂、再经干燥制得，所述硅烷涂膜液由硅烷、硅溶胶和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三乙氧基硅烷，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.78 :1.0；所述助剂为乙酸，加入量以调节硅烷涂膜液的pH值在4.8为准。
所述面层涂层的最外层的涂层，其使用的硅烷涂膜液中，还含有不粘助剂，其加入量为该硅烷涂膜液重量的1.7%。
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层的制造方法，其是在经前处理的基层材料上，用湿碰湿工艺，依次喷涂形成底涂涂层所需的底涂涂料和形成面层涂层所需的硅烷涂膜液，然后经烘烤成型制得，所述烘烤的温度为187℃。
实施例5
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层，它由底涂涂层与2层的面涂涂层组成，所述底涂涂层为无机陶瓷涂层，底涂涂层厚度为30μm；所述面层涂层为硅烷膜涂层，面层涂层每层的厚度为4μm。
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂、再经干燥制得，所述底涂涂料由硅烷、硅溶胶、颜料和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷的组合，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.9 : 1.0；所述助剂为甲酸、乙酸的混合物，加入量以调节底涂涂料的pH值在4.7为准；所述颜料包括着色颜料和耐温颜料，其中着色颜料根据涂料着色要求确定，所述耐温颜料与硅溶胶的比例为0.47 : 1.0。
所述面层涂层是先经硅烷涂膜液喷涂、再经干燥制得，所述硅烷涂膜液由硅烷、硅溶胶和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三乙氧基硅烷，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.89 :1.0；所述助剂为甲酸，加入量以调节硅烷涂膜液的pH值在4.7为准。
所述面层涂层的最外层的涂层，其使用的硅烷涂膜液中，还含有不粘助剂，其加入量为该硅烷涂膜液重量的1.7%。
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层的制造方法，其是在经前处理的基层材料上，用湿碰湿工艺，依次喷涂形成底涂涂层所需的底涂涂料和形成面层涂层所需的硅烷涂膜液，然后经烘烤成型制得，所述烘烤的温度为192℃。
实施例6
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层，它由底涂涂层与2层的面涂涂层组成，所述底涂涂层为无机陶瓷涂层，底涂涂层厚度为25 μm；所述面层涂层为硅烷膜涂层，面层涂层每层的厚度为6μm。
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂、再经干燥制得，所述底涂涂料由硅烷、硅溶胶、颜料和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三乙氧基硅烷，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.72 :1.0；所述助剂为甲酸，加入量以调节底涂涂料的pH值在4.2为准；所述颜料包括着色颜料和耐温颜料，其中着色颜料根据涂料着色要求确定，所述耐温颜料与硅溶胶的比例为0.42 :1.0。
所述面层涂层是先经硅烷涂膜液喷涂、再经干燥制得，所述硅烷涂膜液由硅烷、硅溶胶和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷中的混合物，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.72 : 1.0；所述助剂为甲酸、乙酸的混合物，加入量以调节硅烷涂膜液的pH值在4.3为准。
所述面层涂层的最外层的涂层，其使用的硅烷涂膜液中，还含有不粘助剂，其加入量为该硅烷涂膜液重量的1.3%。
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层的制造方法，其是在经前处理的基层材料上，用湿碰湿工艺，依次喷涂形成底涂涂层所需的底涂涂料和形成面层涂层所需的硅烷涂膜液，然后经烘烤成型制得，所述烘烤的温度为197℃。
实施例7
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层，它由底涂涂层与2层的面涂涂层组成，所述底涂涂层为无机陶瓷涂层，底涂涂层厚度为21 μm；所述面层涂层为硅烷膜涂层，面层涂层每层的厚度为7μm。
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂、再经干燥制得，所述底涂涂料由硅烷、硅溶胶、颜料和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三乙氧基硅烷，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.71 :1.0；所述助剂为乙酸，加入量以调节底涂涂料的pH值在4.1为准；所述颜料包括着色颜料和耐温颜料，其中着色颜料根据涂料着色要求确定，所述耐温颜料与硅溶胶的比例为0.43 :1.0。
所述面层涂层是先经硅烷涂膜液喷涂、再经干燥制得，所述硅烷涂膜液由硅烷、硅溶胶和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷的混合物，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.78 : 1.0；所述助剂为甲酸、乙酸的混合物，加入量以调节硅烷涂膜液的pH值在4.7为准。
所述面层涂层的最外层的涂层，其使用的硅烷涂膜液中，还含有不粘助剂，其加入量为该硅烷涂膜液重量的1.3%。
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层的制造方法，其是在经前处理的基层材料上，用湿碰湿工艺，依次喷涂形成底涂涂层所需的底涂涂料和形成面层涂层所需的硅烷涂膜液，然后经烘烤成型制得，所述烘烤的温度为181℃。
实施例8
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层，它由底涂涂层与2层的面涂涂层组成，所述底涂涂层为无机陶瓷涂层，底涂涂层厚度为26 μm；所述面层涂层为硅烷膜涂层，面层涂层每层的厚度为7μm。
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂、再经干燥制得，所述底涂涂料由硅烷、硅溶胶、颜料和助剂混合制得，所述硅烷为四乙氧基硅烷，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.85 :1.0；所述助剂为甲酸，加入量以调节底涂涂料的pH值在4.3为准；所述颜料包括着色颜料和耐温颜料，其中着色颜料根据涂料着色要求确定，所述耐温颜料与硅溶胶的比例为0.43 :1.0。
所述面层涂层是先经硅烷涂膜液喷涂、再经干燥制得，所述硅烷涂膜液由硅烷、硅溶胶和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三乙氧基硅烷，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.85 :1.0；所述助剂为乙酸，加入量以调节硅烷涂膜液的pH值在4.3为准。
所述面层涂层的最外层的涂层，其使用的硅烷涂膜液中，还含有不粘助剂，其加入量为该硅烷涂膜液重量的1.6%。
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层的制造方法，其是在经前处理的基层材料上，用湿碰湿工艺，依次喷涂形成底涂涂层所需的底涂涂料和形成面层涂层所需的硅烷涂膜液，然后经烘烤成型制得，所述烘烤的温度为182℃。
实施例9
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层，它由底涂涂层与2层的面涂涂层组成，所述底涂涂层为无机陶瓷涂层，底涂涂层厚度为20 μm；所述面层涂层为硅烷膜涂层，面层涂层每层的厚度为4μm。
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂、再经干燥制得，所述底涂涂料由硅烷、硅溶胶、颜料和助剂混合制得，所述硅烷为四乙氧基硅烷，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.8 :1.0；所述助剂为乙酸，加入量以调节底涂涂料的pH值在4.4为准；所述颜料包括着色颜料和耐温颜料，其中着色颜料根据涂料着色要求确定，所述耐温颜料与硅溶胶的比例为0.49 :1.0。
所述面层涂层是先经硅烷涂膜液喷涂、再经干燥制得，所述硅烷涂膜液由硅烷、硅溶胶和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三乙氧基硅烷，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.8 :1.0；所述助剂为甲酸，加入量以调节硅烷涂膜液的pH值在4.4为准。
所述面层涂层的最外层的涂层，其使用的硅烷涂膜液中，还含有不粘助剂，其加入量为该硅烷涂膜液重量的1.3%。
一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层的制造方法，其是在经前处理的基层材料上，用湿碰湿工艺，依次喷涂形成底涂涂层所需的底涂涂料和形成面层涂层所需的硅烷涂膜液，然后经烘烤成型制得，所述烘烤的温度为180~200℃。
本发明采用了一种复合涂层结构及其制造方法，延长了不沾涂层的使用寿命，该结构及制造方法并不受上述所有实施例中涂料配合的限制。

Claims (6)

1.一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层，其特征在于：它由底涂涂层与1~2层的面涂涂层组成，所述底涂涂层为无机陶瓷涂层，底涂涂层厚度为10~35 μm；所述面层涂层为硅烷膜涂层，面层涂层每层的厚度为0.5~10μm。
2.根据权利要求1所述的一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层，其特征在于所述底涂涂层厚度为20~30μm，所述面层涂层每层的厚度为1~4μm。
3.根据权利要求1所述的一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层，其特征在于所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂、再经干燥制得，所述底涂涂料由硅烷、硅溶胶、颜料和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷中的一种或者多种的组合，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.7~1.0 : 1.0；所述助剂为甲酸、乙酸中的一种或二种的混合物，加入量以调节底涂涂料的pH值在4.0~5.0为准；所述颜料包括着色颜料和耐温颜料，其中着色颜料根据涂料着色要求确定，所述耐温颜料与硅溶胶的比例为0.4~0.6 :1.0。
4.根据权利要求1所述的一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层，其特征在于所述面层涂层是先经硅烷涂膜液喷涂、再经干燥制得，所述硅烷涂膜液由硅烷、硅溶胶和助剂混合制得，所述硅烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷中的一种或二种的混合物，所述硅烷、硅溶胶的配比为0.7~1.0 : 1.0；所述助剂为甲酸、乙酸中的一种或二种的混合物，加入量以调节硅烷涂膜液的pH值在4.0~5.0为准。
5.根据权利要求1或4所述的一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层，其特征在于所述面层涂层的最外层的涂层，其使用的硅烷涂膜液中，还含有不粘助剂，其加入量为该硅烷涂膜液重量的1~2%。
6.一种新型无机陶瓷不粘锅复合涂层的制造方法，其特征在于其是在经前处理的基层材料上，用湿碰湿工艺，依次喷涂形成底涂涂层所需的底涂涂料和形成面层涂层所需的硅烷涂膜液，然后经烘烤成型制得，所述烘烤的温度为180~200℃。
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