[发明专利]不粘陶瓷涂料及其涂覆方法

说明书

技术领域

本发明属于对表面涂布液体或其他流体的工艺技术领域，涉及一种不粘陶瓷涂料及其涂覆方法。 

背景技术

不粘涂料是在1958年被发明应用以后迅速发展，广泛应用于炊具、小家电等领域，给人们生活带来了便捷。现有的不粘涂层其核心是铁氟龙---聚四氟乙烯（PTFE）,但近年来许多科学研究报告指出，“铁氟龙”涂料在高温（260℃以上）情况下会释放有害物质。而且聚四氟乙烯在生产过程中会添加全氟辛酸铵（PFOA）,化学性质稳定的全氟辛酸铵（PFOA）进入自然界和人体后，会长期存在，不能很快分解，在动物实验中低剂量的全氟辛酸铵（PFOA）被证实有致癌作用和其他不良后果。因此，对于厨具生产商来说急需寻找一种能取代“铁氟龙”的涂料用作不粘炊具的表面涂覆。 

    具有优异不粘性的陶瓷涂料是一款以无机物为主要原料的不粘涂料，在环境保护和节约能源方面有着“铁氟龙”无法比拟的优势。但是现有的陶瓷不粘涂料在不粘性、韧性、耐磨等方面有些不足，使其在应用上有所局限。因此，需要开发一款不但在韧性、耐磨方面满足要求而且在不粘性方面有着优异表现的不粘陶瓷涂料来满足人们对环保不粘涂层的需要。 

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷提供一种具有优异不粘性的不粘陶瓷涂料，采用该涂料制得的涂层不含有PTFE和PFOA等物质，环保节能，同时具有耐磨、耐刮和优异的不粘性能。 

本发明的另一个目的是提供一种该不粘陶瓷涂料的涂覆方法。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种不粘陶瓷涂料，是由A、B两组分按质量比2:0.5~2混合而成，其中：A组分：由以质量分数计的组分：硅溶胶45～100%，颜料0～30%，填料0～23%，分散助剂0~2%，混合后研磨2小时以上得到；B组分：由以下以质量分数计的组分混合而成：催化剂0.2~2%，氟硅烷3~15%，助剂2~10%，有机溶剂0~10%，余量为至少一种硅烷；所述的催化剂为甲酸或乙酸或二者混合物；所述的硅烷具有以下的分子通式R_nSi(OR’)_4-n，其中：R为烷基、环氧基或芳基，R’为C₁-C₅的烷基；n=0,1,2。

硅溶胶

本发明中的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。硅溶胶在本发明中作为无机成膜物质之一，和水解的硅烷缩合脱水，得到SiO₂网状结构，从而使得不粘涂层具有硬度、耐腐蚀性、耐温性等性能。

颜料

在本发明中，颜料为耐温颜料，作为着色剂使用。本发明中的耐温颜料为无毒的耐温在200℃以上的有机颜料或无机颜料，可以通过ROHS检测，包括但不限于：金红石、太白、钛黄、氧化铁黑、氧化铁红、钴黑、钴蓝、钴绿、炭黑、珠光和铝银粉等。

填料

在本发明中，填料即体质填料，是耐温无毒的，选自晶须类、纤维类等无机材料，包括：石英粉、晶须硅、氧化铝等。

氟硅烷

    在本发明中，氟硅烷作为不粘助剂来提高涂层表面滑爽和降低表面张力，使得陶瓷涂层具有不粘和易清洁的性能，其添加量为3~15%，当添加量小于2%时，不粘性不好，当大于15%时，不粘性能提升不明显，成本相对较高。

B组分中，所述的氟硅烷的分子通式为Rf_nSi(OR’)_4-n，Rf为含有氟的取代烷基、取代芳基，R’为C₁-C₅的烷基；n=0,1,2。本发明优选十三氟辛基三乙氧基硅烷。 

十三氟辛基三乙氧基硅烷中的十三氟辛基不参与反应，十三氟辛基使得涂层具有氟材料的低表面张力和不粘的特性，三乙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-OH都可以发生发应，从而使氟硅烷连接到涂层中，从而涂层的不粘性能得以良好的体现，并具有持久性。 

在传统的不粘陶瓷涂料中的不粘助剂一般选择硅油，硅油做为不粘助剂有以下几个缺点： 

a．加入量稍多会出现相容性不佳；

b．硅油的不粘性有一定的使用次数，不粘性能没有持久性；

c. 一般硅油不参与反应，与涂层不能紧密的结合。