无机陶瓷不粘锅复合涂层及其制造方法与流程

文档序号:16883521发布日期:2019-02-15 22:25阅读:656来源:国知局

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。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种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。

本发明还涉及无机陶瓷不粘锅复合涂层的制造方法。

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15~50μm,而且有1.0≤ra≤3.5μm的粗糙度;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25~35μm,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,同时其中20%-50%重量的耐温颜料的颗粒大小为100-600目。

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%。

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℃。

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,即使当表面疏水层被损坏时,暴露在外的是同样具有疏水性能的凹凸不平的底涂涂层,凹凸不平的结构与其具有的疏水性,使涂层表面显现类似“荷叶效应”,该效应使涂层能够保持较长效的疏水性,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

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15μm,而且有1.0μm的粗糙度;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,同时其中20%重量的耐温颜料的颗粒大小为100目。

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。

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%。

上述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℃。

实施例2

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50μm,而且有3.5μm的粗糙度;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;所述助剂为乙酸,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,同时其中50%重量的耐温颜料的颗粒大小为600目。

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。

所述二层的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%。

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℃。

实施例3

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20μm,而且有1.5μm的粗糙度;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4.1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0.5:1.0,同时其中25%重量的耐温颜料的颗粒大小为150目。

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。

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190℃。

实施例4

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25μm,而且有2.0μm的粗糙度;所述面层涂层为硅烷膜涂层,面层涂层每层的厚度为2μm。

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0.8:1.0;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0.45:1.0,同时其中30%重量的耐温颜料的颗粒大小为230目。

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0.8:1.0;所述助剂为甲酸,加入量以调节硅烷涂膜液的ph值在4.2为准。

所述二层的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%。

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185℃。

实施例5

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35μm,而且有3.2μm的粗糙度;所述面层涂层为硅烷膜涂层,面层涂层每层的厚度为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0.9:1.0;所述助剂为乙酸,加入量以调节底涂涂料的ph值在4.6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,同时其中36%重量的耐温颜料的颗粒大小为460目。

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0.9:1.0;所述助剂为甲酸,加入量以调节硅烷涂膜液的ph值在4.6为准。

所述二层的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1.8%。

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188℃。

实施例6

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35μm,而且有2.8μm的粗糙度;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0.7~1.0:1.0;所述助剂为乙酸,加入量以调节底涂涂料的ph值在4.9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0.55:1.0,同时其中37%重量的耐温颜料的颗粒大小为550目。

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4.1为准。

所述二层的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1.1%。

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193℃。

实施例7

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45μm,而且有2.8μm的粗糙度;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,所述硅烷为甲基三甲氧基硅烷,所述硅烷、硅溶胶的配比为0.86:1.0;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0.48:1.0,同时其中45%重量的耐温颜料的颗粒大小为550目。

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;所述助剂为乙酸,加入量以调节硅烷涂膜液的ph值在4.8为准。

所述二层的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%。

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195℃。

实施例8

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48μm,而且有3.4μm的粗糙度;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0.82:1.0;所述助剂为乙酸,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0.49:1.0,同时其中40%重量的耐温颜料的颗粒大小为400目。

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0.83:1.0;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。

所述二层的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%。

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196℃。

实施例9

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26μm,而且有1.8μm的粗糙度;所述面层涂层为硅烷膜涂层,面层涂层每层的厚度为8μm。

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0.8:1.0;所述助剂为乙酸,加入量以调节底涂涂料的ph值在4.2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0.55:1.0,同时其中45%重量的耐温颜料的颗粒大小为460目。

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;所述助剂为乙酸,加入量以调节硅烷涂膜液的ph值在4.2为准。

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188℃。

本发明采用了一种凹凸不平或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。

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