TW201323533A - 陶瓷塗料與保護塗層 - Google Patents
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Abstract
本發明提供之陶瓷塗料，包括：100重量份之矽溶膠、50重量份至100重量份的有機矽烷、與0.3重量份至1重量份的催化劑反應後之矽溶膠-凝膠、20重量份至60重量份的填充料、與1重量份至50重量份之含氟聚合物之混合物。
Description
本發明係關於不黏結構，更特別關於不黏結構之組成與形成方法。
含氟聚合物以其耐高溫性、超耐候性、耐腐蝕性、優越的自清潔性能、化學惰性、及極低的表面能，已大量應用在不黏系列產品中如不沾鍋、耐高溫鋁板、或鋼板上。目前的廚房用具常使用聚四氟乙烯(PTFE)作為塗層劑的主要成分。US 2008061068A1公開了具有特氟龍(Teflon)塗層的金屬載體的烹飪用具，塗層中含有碳氟樹脂和無機化合物，使烹飪用具具有很好的不黏性。US 7635522B2公開含有含氟聚合物顆粒的溶膠凝膠塗料組合物，含氟聚合物顆粒均勻分佈在塗料中，使塗層後產品具有很好的抗黏性。雖然PTFE具有良好的長期不黏性，但是PTFE的皮膜太軟，在高溫時的耐刮性與熱硬度不足。
陶瓷材料以其耐高溫、抗氧化、耐腐蝕、耐磨損等優良特性，作為結構材料已用於刀具、模具、或軸承等。陶瓷材料的缺點是抗彎強度低且韌性差，屬脆性材料，在很大程度上影響了其在結構件上的應用。因此，在金屬表面上製備陶瓷塗層，將其特點與金屬材料的優點結合起來，獲得各種功能的表面強化塗層。US 6699303B2公開了用於烹飪用具的不黏附陶瓷金屬塗層，由單獨的陶瓷成分和陶瓷金屬混合物組成，具有較高的硬度且不易刮傷。CN 101037351A藉由溶膠凝膠法製備不黏陶瓷，並以不黏陶瓷作為包覆材料。使用不黏陶瓷作為包覆材料可增加抗磨損能力、增加表面硬度、並延長磨損時間。
陶瓷塗料的不黏性主要來自於矽油如聚二甲基矽氧烷或是羥基聚二甲基矽氧烷。隨著烹飪次數增加，陶瓷塗料中的矽油將慢慢揮發而失去不黏性。此外，若鍋具經過洗滌劑的洗滌，因一般清潔劑屬於鹼性，在高溫及鹼性狀態下也會讓塗層表面及塗層內的矽油被清潔劑洗掉而失去不黏性。雖然陶瓷塗料具有良好的硬度、耐刮性、及耐熱性等特性，但無法長期保持不黏性一直是其最大的缺點。
本發明一實施例提供一種陶瓷塗料，包括：100重量份之矽溶膠、50重量份至100重量份的有機矽烷、與0.3重量份至1重量份的催化劑反應後之矽溶膠-凝膠、20重量份至60重量份的填充料、與1重量份至50重量份之含氟聚合物之混合物。
本發明另一實施例提供一種保護塗層，包括：底漆，位於基材上；以及面漆，位於底漆上，其中底漆係一陶瓷塗料，包括100重量份之矽溶膠、50重量份至100重量份的有機矽烷、與0.3重量份至1重量份的催化劑反應後之矽溶膠-凝膠，與20重量份至60重量份的填充料之混合物；以及其中面漆包括含氟聚合物。
本發明最主要的目的是提出以陶瓷塗料為底漆的保護塗層。此陶瓷塗料底漆具有良好的密著、冷熱硬度、耐腐蝕性、及與含氟聚合物面漆具有良好的密著性。當陶瓷塗料上噴上含氟聚合物的面漆後，形成的保護塗層具有良好的長期不黏性，可應用在需要離型性或疏水性的保護塗層。
在本發明一實施例中，陶瓷塗料包括：100重量份之矽溶膠、50重量份至100重量份的有機矽烷、與0.3重量份至1重量份的催化劑反應後之矽溶膠-凝膠、20重量份至60重量份的填充料、與1重量份至50重量份之含氟聚合物之混合物。
矽溶膠為水溶性的二氧化矽，主要作用是提供SiO2粒子，增加矽陶瓷網路的強度及硬度。在本發明一實施例中，矽溶膠的固含量為20~50%，且矽溶膠中的固體粒徑介於10nm至50nm之間。上述矽溶膠可經鈉離子穩定、銨離子穩定、或氧化鋁處理。若矽溶膠的固含量過低，則所形成的陶瓷塗料因含水量過高，操作性不好且容易開花。若矽溶膠的固含量過高，則矽溶膠不穩定，容易產生粒子。
有機矽烷可為甲基三甲基氧基矽烷及/或甲基三乙氧基矽烷，優先選擇甲基三甲基氧基矽烷。除了上述的有機矽烷外，可添加5重量份至10重量份的其他有機矽烷如四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、或苯基三甲氧基矽烷，以調整塗層的軟硬度。有機矽烷可與矽溶膠形成矽溶膠-凝膠。若有機矽烷之用量過高，則在烘烤的過程中，因產生脫水或是甲醇或乙醇過多，塗膜收縮大，造成塗膜易產生龜裂，甚至掉漆。若有機矽烷之用量過低，則會產生與基材密著不好，容易掉漆。
催化劑包括甲酸、醋酸、鹽酸、檸檬酸、甲酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、馬來酸酐、或上述之組合。催化劑可加速有機矽烷的水解速度與有機矽烷的水解物與矽溶膠的反應速度。若催化劑的用量太高，有機矽烷與矽溶膠的反應pH值將低於4.0。若催化劑的用量太低，有機矽烷與矽溶膠的反應pH值將高於6.5。催化劑的用量太高或太低均會讓陶瓷塗料無光澤，與基材密著變差，甚至粉化塗膜。
填充料可為二氧化矽如二氧化矽粉或熔融石英粉、氧化鋁如氧化鋁纖維、二氧化鋯、碳化矽如碳化矽纖維、氮化鋁、氮化硼、高嶺土、滑石粉、雲母粉、鋁或鋯的矽酸鹽、硫酸鋇、金屬纖維、不銹鋼粉、或上述之組合。填充料較佳為二氧化矽、氧化鋁、碳化矽、滑石粉、二氧化鋯、或上述之組合。填充料可增加陶瓷塗料的耐刮程度。若填充料的用量過高，則塗膜與基材的密著不好，塗膜因黏結力不夠，塗膜容易龜裂。若填充料的用量過低，則硬度及耐磨及耐刮性不好。在本發明一實施例中，填充料的粒徑介於0.05μm至30μm之間。若填充料的粒徑過大，則造成塗膜表面粗糙，噴上面漆後，塗膜光澤低，影響外觀及不沾性。若填充料的粒徑過小，則因填充料吸油量大，造成塗料黏度高，影響噴塗操作性。
傳統的PTFE水性不沾塗料，底漆與面漆的結合是靠烘烤的過程中，底漆中的聚四氟乙烯(PTFE)與四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(TFE/HFP，FEP)產生自分層，而與面漆中的聚四氟乙烯(PTFE)及四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(TFE/PAVE，PFA)熔融成為一個塗層，解決底漆與面漆層間密著的問題。而本發明中，陶瓷底漆與面漆氟聚合物，是靠面漆的氟聚合物部份滲透到陶瓷底漆，而解決陶瓷底漆與面漆氟聚合物層間密著的問題。本發明中的陶瓷底漆，在不加入含氟聚合物的狀況下，層間密著仍可達到要求。
在本發明，更可進一步添加含氟聚合物，再次加強陶瓷底漆及面漆氟聚合物的層間密著。含氟聚合物可以為聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(TFE/PAVE，PFA)、四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物(TFE/PMVE，MFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(TFE/HFP，FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(TFE/Ethylene，ETFE)、或上述之組合。含氟聚合物的型態可為顆粒、微粉、或乳液。值得注意的是，上述含氟聚合物只含少量(<20ppm)之全氟辛酸(PFOA)或完全不含全氟辛酸。在陶瓷塗料中導入含氟聚合物可加強陶瓷塗料底漆與含氟聚合物面漆的層間密著。若含氟聚合物之用量過高，則塗膜的硬度及耐刮性會降低。
在本發明一實施例中，可進一步添加20至60重量份之色粉至陶瓷塗料中。色粉可調整陶瓷塗料的顏色，使其具有裝飾作用。色粉可為各種顏色的無機色粉，比如白色粉如鈦白粉或硫化鋅；黑色粉如鈷銅錳氧化物、銅錳氧化物、銅錳鐵氧化物、或氧化鐵；黃色粉如鈦黃或鉍黃；綠色粉如鈷綠或氧化鉻綠；藍色粉如鈷鉻鋁氧化物等。色粉可單獨使用或混合使用。若陶瓷塗料需與食品接觸，色粉選擇為可與食品接觸的色粉。
本發明亦提供了陶瓷塗料的製造方法。先將矽溶膠、色粉、及填充料混合在一起研磨6小時，用100目濾網過濾作為A劑。接著將有機矽烷與催化劑混合作為B劑。將A劑及B劑置於密閉容器中，熟化3~8小時，即形成陶瓷塗料。
當陶瓷塗料要更進一步加入含氟聚合物，含氟聚合物為顆粒或粉末型態時，可先將矽溶膠、色粉、及填充料混合在一起研磨6小時，再加入含氟聚合物繼續研磨2小時後，用100目濾網過濾作為A劑。接著將有機矽烷與催化劑混合作為B劑。將A劑及B劑置於密閉容器中，熟化3~8小時，即形成陶瓷塗料。
當陶瓷塗料中的含氟聚合物為乳液型態時，可先將矽溶膠、色粉、及填充料先混合在一起，研磨6小時後，用100目濾網過濾作為A劑。接著將有機矽烷與催化劑混合作為B劑。將A劑及B劑置於密閉容器中熟化3~8小時後，再將熟化後的產物與含氟聚合物乳液混合均勻，即形成陶瓷塗料。
如第1圖所示，形成於基材10上的保護塗層11，其底漆13為陶瓷塗料，而面漆15包括含氟聚合物，比如聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(TFE/PAVE，PFA)、四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物(TFE/PMVE，MFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(TFE/HFP，FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(TFE/Ethylene，ETFE)、或上述之組合。含氟聚合物的型態可為顆粒、微粉、或乳液。在本發明一實施例中，可添加色粉及/或珠光粉調整底漆15的顏色與光澤。值得注意的是，上述面漆15的含氟聚合物塗料只含少量(<20ppm)之全氟辛酸(PFOA)或完全不含全氟辛酸。形成面漆15的方法除了採用含氟聚合物的水性乳液以外，也可採用含氟聚合物的粉體料。
本發明所述的面漆15除了第1圖所示之單層結構外，也可以為雙層結構。如第2圖所示，面漆15具有面漆底層15A及面漆頂層15B。面漆底層15A與15B包括聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(TFE/PAVE，PFA)、四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物(TFE/PMVE，MFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(TFE/HFP，FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(TFE/Ethylene，ETFE)、或上述之組合。面漆頂層15B之透明性高於面漆底層15A之透明性。面漆頂層15B的組成與面漆底層的不同處為面漆頂層15B所含的色粉比面漆底層15A少，面漆頂層15B的組成物比面漆底層15A的組成物含有更多的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物，甚至面漆頂層15B的氟聚合物可以完全是四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物。一般而言，面漆組成若含四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物越多，其透明性與不沾性會越好。因此面漆頂層15B的長期不沾性及防腐蝕性會優於面漆底層15A。舉例來說，面漆底層15A可為水性不黏塗料面漆A，而面漆頂層15B可為水性透明不黏塗料C。雖然第2圖所示之面漆為雙層結構，但亦可為三層、四層、或更多層的多層結構。
上述之保護塗層11中，底漆13的陶瓷塗料可視情況省略含氟聚合物。換言之，含氟聚合物可形成於陶瓷塗料的底漆13上(如面漆15)，及/或混合於陶瓷塗料的底漆13中，均可增加保護塗層11不黏性的持續時間。
在本發明一實施例中，保護塗層的製備方法如下。首先塗佈陶瓷塗料於噴砂、粗化、及除油處理後的基材表面上。接著直接將含氟聚合物之面漆塗佈於陶瓷塗料上，以100~180℃烘烤1~10分鐘後，再以380~420℃烘烤10~20分鐘後，最後於室溫下冷卻。上述陶瓷塗料可噴塗在耐400℃以上的基材，比如非金屬基材如玻璃或陶瓷，或金屬基材如鋁、鋁合金、陽極氧化鋁、鑄鋁、鑄鐵、不銹鋼、或碳鋼。上述塗佈的方法可為噴塗、浸塗、或滾塗。
上述不黏性的保護塗層可應用於廚房用具如炒鍋、平底鍋、油炸鍋、電鍋、三明治烤盤、蛋糕盤、或烤架等，亦可應用於工業用具如熱交換器、模具、輸送帶、閥門、雪鏟、或滾輪表面等。
本發明所提供的陶瓷塗料具有良好的密著、冷熱硬度、耐腐蝕性、及與含氟聚合物之面漆具有良好的密著性。陶瓷塗料之表面硬度達到4~6H，可延長磨損時間。在陶瓷塗料底漆上塗佈含氟聚合物之面漆後，形成的保護塗層具有良好的長期不黏性。陶瓷塗料底漆與面漆中的含氟聚合物為低PFOA含量或無PFOA，安全環保。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數實施例配合所附圖示，作詳細說明如下：
【實施例】
本發明所用的藥品名稱及來源列舉如下：
(1)含氟聚合物
微粉：
PTFE：3M公司所售DyneonTM PTFE TF 9207Z。
PFA：蘇威公司(Solvay Solexis)所售的Hyflon PFA P7010。
MFA：蘇威公司(Solvay Solexis)所售的Hyflon MFA P6010。
乳液：
PTFE：3M公司所售DyneonTM PTFE TF 5035Z，不含PFOA，或杜邦公司所售的Teflon PTFE TE-3893，low PFOA。
PFA：3M公司所售DyneonTM PFA 6910GZ，不含PFOA。
FEP：3M公司所售DyneonTM FEP 6300GZ，不含PFOA。
(2)矽溶膠
美國格雷斯公司(W. R. Grace & Co.)所售LUDOX AM-30。
(3)有機矽烷
甲基三甲氧基矽烷：道康寧公司所售的DOW CORNING Z-6070。
甲基三乙氧基矽烷：瓦克化學所售的WACKER Silane M1-Triethoxy。
苯基三甲氧基矽烷：道康寧公司所售的DOW CORNING Z-6124。
(4)色粉
鈦白粉：美國杜邦所售之Ti-Pure R-960。
銅錳鐵氧化物：美國薛特公司所售無機顏料Black 444，黑色。
銅鉻錳氧化物：日本多瑪得所售無機顏料42-303B，黑色。
(5)填充料
氧化鋁：日本住友化學所售的A-43-L。
碳化矽：日本南興研磨材料所售的Diamond GC-1200。
二氧化矽：矽比科公司所售的Silverbond 925。
(6)催化劑
甲酸：國藥集團化學試劑有限公司所售，純度98%。
醋酸：國藥集團化學試劑有限公司所售，純度99.8%。
(7)矽油
道康寧公司所售的XIAMETER PMX-0156。
(8)含氟聚合物面漆的配方：
將100重量份的矽溶膠、20重量份的鈦白粉、10重量份的銅錳鐵氧化物、15重量份的二氧化矽、20重量份的氧化鋁混合在一起研磨6小時後，用100目濾網過濾作為A劑。將50重量份的甲基三甲氧基矽烷和0.6重量份的甲酸混合作為B劑。將A劑和B劑置於密閉容器中熟化3小時後，即形成陶瓷塗料。將陶瓷塗料噴塗到經過噴砂、粗化、及除油處理後的鐵鍋表面，再噴上水性不黏塗料面漆A，以100℃烘烤10分鐘後，再以400℃烘烤10分鐘後冷卻，即形成保護塗層。
將100重量份的矽溶膠、40重量份的銅錳鐵氧化物、10重量份的氧化鋁、與40重量份的碳化矽混合在一起，研磨6小時後，再加入20重量份的PTFE微粉，繼續研磨2小時，用100目濾網過濾作為A劑。取70重量份的甲基三乙氧基矽烷和0.7重量份的甲酸混合作為B劑。將A劑和B劑置於密閉容器中熟化3小時後，即形成陶瓷塗料。將陶瓷塗料噴塗到經過噴砂、粗化、及除油處理後的鐵鍋表面，再噴上水性不黏塗料面漆A，以130℃烘烤8分鐘後，再以400℃烘烤10分鐘後冷卻，即形成保護塗層。
將100重量份的矽溶膠、45重量份的銅鉻錳氧化物、20重量份的二氧化矽、10重量份的氧化鋁、與10重量份的碳化矽混合在一起研磨6小時後，再加入40重量份的PFA微粉，繼續研磨2小時，用100目濾網過濾作為A劑。取50重量份的甲基三甲氧基矽烷、15重量份的甲基三乙氧基矽烷、和0.8重量份的醋酸混合作為B劑。將A劑和B劑置於密閉容器中熟化3小時後，即得陶瓷塗料。將陶瓷塗料浸塗到經過噴砂、粗化、及除油處理後的鐵鍋表面，再噴上水性不黏塗料面漆A，以150℃烘烤5分鐘後，再以400℃烘烤10分鐘後冷卻，即形成保護塗層。
將100重量份的矽溶膠、15重量份的鈦白粉、20重量份的銅錳鐵氧化物、與20重量份的二氧化矽混合在一起研磨6小時後，再加入1重量份的MFA微粉，繼續研磨2小時，用100目濾網過濾作為A劑。取60重量份的甲基三甲氧基矽烷、5重量份的苯基三甲氧基矽烷和0.8重量份的醋酸混合作為B劑。將A劑和B劑置於密閉容器中熟化3小時後，即得陶瓷塗料。將陶瓷塗料浸塗到經過噴砂、粗化、及除油處理後的不銹鋼表面，然後再噴上水性不黏塗料面漆A，以180℃烘烤1分鐘後，再以380℃烘烤20分鐘後冷卻，即得保護塗層。
將100重量份的矽溶膠、50重量份的銅鉻錳氧化物、與30重量份的氧化鋁混合在一起研磨6小時後，再加入20重量份的PTFE微粉和30重量份的PFA微粉，繼續研磨2小時，用100目濾網過濾作為A劑。取70重量份的甲基三甲氧基矽烷、8重量份的苯基三甲氧基矽烷、與0.6重量份的甲酸混合作為B劑。將A劑和B劑置於密閉容器中熟化3小時後，即得陶瓷塗料。將陶瓷塗料滾塗到經過噴砂，粗化、及除油處理後的鐵鍋表面，然後噴上水性不黏塗料面漆A，再在水性不黏塗料表面上噴塗一層水性透明不黏塗料C，以150℃烘烤5分鐘後，再以400℃烘烤10分鐘後冷卻，即得保護塗層。
將100重量份的矽溶膠、50重量份的銅錳鐵氧化物、30重量份的二氧化矽、與30重量份的碳化矽混合在一起，研磨6小時後，用100目濾網過濾作為A劑。取70重量份的甲基三甲氧基矽烷、10重量份的苯基三甲氧基矽烷、與0.8重量份的醋酸混合作為B劑。將A劑和B劑置於密閉容器中熟化3小時，再將熟化後的產物與30重量份的PTFE乳液混合均勻，即得陶瓷塗料。將上述陶瓷塗料滾塗到經過噴砂、粗化、及除油處理後的鐵鍋表面，然後噴上水性不黏塗料面漆A，以150℃烘烤5分鐘後，再以420℃烘烤10分鐘後冷卻，即得保護塗層。
將100重量份的矽溶膠、25重量份的鈦白粉、35重量份的銅錳鐵氧化物、15重量份的二氧化矽、15重量份的氧化鋁、與15重量份的碳化矽混合在一起，研磨6小時後，用100目濾網過濾作為A劑。取90重量份的甲基三甲氧基矽烷和0.8重量份的醋酸混合作為B劑。將A劑和B劑置於密閉容器中熟化3小時，再將熟化後的產物與15重量份的PTFE乳液、及15重量份的PFA乳液混合均勻，即得陶瓷塗料。將陶瓷塗料滾塗到經過噴砂、粗化、除油處理後的鐵鍋表面，然後噴上PFA粉體料作為水性不黏塗料面漆A，以150℃烘烤5分鐘後，再以420℃烘烤10分鐘後冷卻，即得保護塗層。
將100重量份的矽溶膠、20重量份的鈦白粉、35重量份的銅鉻錳氧化物、與55重量份的碳化矽混合在一起，研磨6小時後，用100目濾網過濾作為A劑。取100重量份的甲基三甲氧基矽烷和0.9重量份的醋酸混合作為B劑。將A劑和B劑置於密閉容器中熟化3小時，再將熟化後的產物與30重量份的PFA乳液混合均勻，即得陶瓷塗料。將陶瓷塗料滾塗到經過噴砂，粗化及除油處理後的鐵鍋表面，然後噴上水性不黏塗料面漆A，以150℃烘烤5分鐘後，再以400℃烘烤10分鐘後冷卻，即得保護塗層。
將100重量份的矽溶膠、40重量份的銅錳鐵氧化物、20重量份的二氧化矽、20重量份的氧化鋁混合在一起，研磨6小時後，用100目濾網過濾作為A劑。取80重量份的甲基三甲氧基矽烷和0.6重量份的甲酸混合作為B劑。將A劑和B劑置於密閉容器中熟化3小時後，再將熟化後的產物與2重量份的矽油混合均勻，即得陶瓷塗料。將上述陶瓷塗料滾塗到經過噴砂、粗化、及除油處理後的鐵鍋表面，以150℃烘烤5分鐘後，再以300℃烘烤10分鐘後冷卻，即得保護塗層。
將水性不黏塗料底漆B直接噴塗到經過噴砂、粗化、及除油處理後的鐵鍋表面，以150℃烘烤3分鐘後，再噴塗水性不黏塗料面漆A後，以150℃烘烤5分鐘後再以400℃烘烤10分鐘後冷卻，即得保護塗層。
將水性不黏塗料底漆B直接噴塗到經過噴砂、粗化、及除油處理後的鐵鍋表面，以150℃烘烤3分鐘後，再在水性不黏塗料底漆B的表面上再噴塗一層水性不黏塗料面漆A及水性透明不黏塗料C，以150℃烘烤5分鐘後，再以400℃烘烤10分鐘後冷卻，即得保護塗層。
表1為實施例1-8和比較例1-3所製備之保護塗層的性能表，其量測方式如下：
(1)塗層硬度測試
按照標準ASTM D 3363所述方法測試。
(2)不黏性測試
用去離子水或蒸餾水和氯化鈉(分析純)配製濃度為5%的NaCl溶液注入鍋中，使溶液達煮鍋的1/2以上高度，在發熱源上大火加熱至沸騰。三分鐘後，將煮沸的NaCl水倒出，用自來水洗淨鹽漬，擦乾後進行煎蛋的不沾測驗。將試樣置於定電壓為220V，輸出功率為1000W的日用電熱盤上加熱，用精確度不低於2.5級的表面溫度計測量，內塗層表面溫度在140℃-170℃時，將一隻新鮮雞蛋破殼後放入鍋內，不加放植物性食用油或其他脂肪油，待蛋白基本凝固(試樣內表面溫度不得超過210℃)。用非金屬鏟取出雞蛋，能用軟布揩清塗層表面為合格，稱為1個循環，再重覆煮5%NaCl鹽水，沸騰三分鐘後，將煮沸的NaCl水倒出，用自來水洗淨鹽漬，擦乾後進行煎蛋的不沾測驗，一直到不沾測試失敗，記錄次數。
(3)耐磨性能測試
將產品放置在杜邦專用的耐磨機上，施加4.9kg的壓力，加入少量的洗潔精和水，採用3M-7447#百潔布，每250次更換一次百潔布。以10條基體露白終止測試，計算總次數。
(4)耐鹽水測試
按照標準QB/T 2421-1998測試方法，用去離子水或蒸餾水和氯化鈉(分析純)配製濃度為5%的NaCl溶液注入鍋中，使溶液達煮鍋的1/2以上高度，蓋上鍋蓋，在發熱源上大火加熱至沸騰。然後保持微沸，繼續煮7h。煮沸中途應補充去離子水或蒸餾水，以保持溶液濃度不變。將鍋移離熱源，在室溫下放置24小時後，用自來水洗淨鹽漬，並用軟布吸乾塗層表面，立即進行目視檢查，看是否有銹點。重複上述步驟，連續進行二次。
(5) 層間密着
將耐鹽水測試後的鍋子，按照標準ASTM D3359測試底漆與面漆的層間密着。
由表1可知，本發明的實施例1-8的保護塗層與比較例2-3的保護塗層相比，具有較高的冷硬度與熱硬度、耐磨性、及耐腐蝕性。實施例1-8的保護塗層與比較例2-3的保護塗層不沾性相當，實施例1-8的保護塗層與比較例1的保護塗層相比，有較佳的長期不黏性及耐腐蝕性。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10．．．基材
11．．．保護塗層
13．．．底漆
15．．．面漆
15A．．．面漆底層
15B．．．面漆頂層
第1圖係本發明一實施例中，保護塗層之示意圖；以及
第2圖係本發明一實施例中，保護塗層之示意圖。
10．．．基材
11．．．保護塗層
13．．．底漆
15．．．面漆
Claims (24)
- 一種陶瓷塗料，包括：100重量份之矽溶膠、50重量份至100重量份的有機矽烷、與0.3重量份至1重量份的催化劑反應後之矽溶膠-凝膠、20重量份至60重量份的填充料、與1重量份至50重量份之含氟聚合物之混合物。
- 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷塗料，其中該矽溶膠的固含量為20~50%，且該矽溶膠中的固體粒徑介於10nm至50nm之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷塗料，其中該有機矽烷為甲基三甲基氧基矽烷及/或甲基三乙氧基矽烷。
- 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷塗料，其中該矽溶膠-凝膠之反應物更包括5重量份至10重量份的其他有機矽烷，且該其他有機矽烷包括四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、或上述之組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷塗料，其中該催化劑包括甲酸、醋酸、鹽酸、檸檬酸、甲酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、馬來酸酐、或上述之組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷塗料，其中該填充料包括二氧化矽、氧化鋁、二氧化鋯、碳化矽、氮化鋁、氮化硼、高嶺土、滑石粉、雲母粉、鋁或鋯的矽酸鹽、硫酸鋇、金屬纖維、不銹鋼粉、或上述之組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷塗料，其中該填充料的粒徑介於0.05μm至30μm之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷塗料，更包括20重量份至60重量份的色粉。
- 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷塗料，其中該含氟聚合物包括聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(TFE/PAVE，PFA)、四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物(TFE/PMVE，MFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(TFE/HFP，FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(TFE/Ethylene，ETFE)、或上述之組合。
- 一種保護塗層，包括：一底漆，位於一基材上；以及一面漆，位於該底漆上，其中該底漆係一陶瓷塗料，包括100重量份之矽溶膠、50重量份至100重量份的有機矽烷、與0.3重量份至1重量份的催化劑反應後之矽溶膠-凝膠，與20重量份至60重量份的填充料之混合物；以及其中該面漆包括含氟聚合物。
- 如申請專利範圍第10項所述之保護塗層，其中該基材包括玻璃、陶瓷、或金屬。
- 如申請專利範圍第10項所述之保護塗層，其中該含氟聚合物包括聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(TFE/PAVE，PFA)、四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物(TFE/PMVE，MFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(TFE/HFP，FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(TFE/Ethylene，ETFE)、或上述之組合。
- 如申請專利範圍第10項所述之保護塗層，其中該矽溶膠的固含量為20~50%，且該矽溶膠中的固體粒徑介於10nm至50nm之間。
- 如申請專利範圍第10項所述之保護塗層，其中該有機矽烷為甲基三甲基氧基矽烷及/或甲基三乙氧基矽烷。
- 如申請專利範圍第10項所述之陶瓷塗料，其中該矽溶膠-凝膠之反應物更包括5重量份至10重量份的其他有機矽烷，且該其他有機矽烷包括四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、或上述之組合。
- 如申請專利範圍第10項所述之保護塗層，其中該催化劑包括甲酸、醋酸、鹽酸、檸檬酸、甲酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、馬來酸酐、或上述之組合。
- 如申請專利範圍第10項所述之保護塗層，其中該填充料包括二氧化矽、氧化鋁、二氧化鋯、碳化矽、氮化鋁、氮化硼、高嶺土、滑石粉、雲母粉、鋁或鋯的矽酸鹽、硫酸鋇、金屬纖維、不銹鋼粉、或上述之組合。
- 如申請專利範圍第10項所述之保護塗層，其中該填充料的粒徑介於0.05μm至30μm之間。
- 如申請專利範圍第10項所述之保護塗層，其中該混合物更包括20重量份至60重量份的色粉。
- 如申請專利範圍第10項所述之保護塗層，其中該混合物更包括1重量份至50重量份的其他含氟聚合物。
- 如申請專利範圍第20項所述之保護塗層，其中該其他含氟聚合物包括聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(TFE/PAVE，PFA)、四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物(TFE/PMVE，MFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(TFE/HFP，FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(TFE/Ethylene，ETFE)、或上述之組合。
- 如申請專利範圍第10項所述之保護塗層，其中該面漆係一多層結構。
- 如申請專利範圍第10項所述之保護塗層，其中該基材係廚房用具或工業用品的一部份。
- 如申請專利範圍第23項所述之保護塗層，其中該廚房用具包括：炒鍋、平底鍋、油炸鍋、電鍋、三明治烤盤、蛋糕盤、或烤架，而該工業用品包括熱交換器、模具、輸送帶、閥門、雪鏟、或滾輪。
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