本发明涉及涂料领域,特别是一种水性耐高温不粘涂料及其制备方法。
背景技术：
目前在耐高温涂料领域，大都为水性涂料，涂料大多采用有机涂层、溶剂型油漆等，这些材料会释放大量甲醛、voc等有害物质，在生产施工及使用的过程中都会造成严重环境污染，尤其是在高温环境下，会释放出有毒有害气体并使涂膜发软，造成环境的二次污染，严重危害人们的身体健康。另外现有的用于电饭煲或锅盆等炊具上的多数涂料，普遍存在表面无光泽，不粘效果差，涂层硬度低、易磨损，在高温环境下易发生开裂和剥落现象，生产成本高等问题，达不到人们对涂料在高温环境下表面颜色、色泽和不粘性及使用时间等要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种能耐800度以上高温而不失其功能、表面光泽和装饰性好，硬度好(10h以上)，附着力强，耐刮擦(耐钢丝球擦洗)，固化温度在80-200度，又具有永久不粘性，生产成本低，且施工过程简单，能耗低，节能环保无污染，易操作的水性耐高温不粘涂料及其制备方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明所述水性耐高温不粘涂料，包括以下重量配比的组分：
硅溶胶100份
硅氧烷树脂70-85份
用作催化剂的乙酸和草酸1-5份
用作流变剂(防流挂剂)的硅酸镁锂2-10份
润湿剂1-5份
硅烷偶联剂1-6份
不粘助剂的5-10份
无机填料0-20份
高温色粉0-20份
分散剂0.1—0.5份。
进一步方案是：本发明还包括有以下组分：
甲基硅酸钠、异丁基三乙氧基硅烷。
本发明加入这两种组分后，能进一步的增加防水性能，保护涂膜，增加耐侯性，加强涂料与底材的附着力(达到0-1级)。对底材的选择性也更广泛，能与五金、木材、树脂、塑料及玻璃等表面紧密结构，且附着力强。
本发明的优选方案是：
硅溶胶100份、
硅氧烷树脂70-75份、
用作催化剂的乙酸和草酸2-3份
用作流变剂的硅酸镁锂4-6份
润湿剂1-2份
硅烷偶联剂1-6份
不粘助剂5-8份
无机填料0-10份
高温色粉0-3份
分散剂0.2—0.5份、
甲基硅酸钠、0.1-3份
异丁基三乙氧基硅烷0.2-2.0份。
上述分散剂为采用助剂byk346或byk154。所述无机填料可选用现有的各种无机填料，优选为纳米氧化硅、纳米氧化锌和纳米铝硅酸盐中的一种或三种的组合。上述润湿剂为非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂。上述不粘助剂为含羟基官能团的聚二甲基硅氧烷。上述高温色粉的颜色根据要求而定，当所需涂膜为白色涂层时，上述色粉的添加量为0。
所述硅氧烷树脂的具体成分可根据需要来定，可以是六甲基二硅氧烷、丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷等等。为使其成本和效果都更好，优选方案是选用甲基三甲氧基硅烷。当然也可以是其它的，在此不再详细列举。硅烷偶联剂具体成分也可根据需要来定，如可以是通用的a151(乙烯基三乙氧基硅烷)、a171(乙烯基三甲氧基硅烷)、a172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷，也可以是y-氨丙基三乙氧基硅烷等。
本发明还涉及水性耐高温不粘涂料的制备方法，包括以下步骤：
(一)、将催化剂加到硅氧烷树脂中，搅拌均匀后，加入到盛装有硅溶胶的反应罐中，搅拌40-60分钟，进行初步熟化；
(二)、依次在反应罐中加入无机涂料、高温色粉、分散剂、不粘助剂、润湿剂，硅烷偶联剂，搅拌均匀，待用；
(三)、用喷射式超声波插入反应罐内的溶液中超声波分散20-30分钟，搅拌混合均匀，然后加入流变剂，待充分熟化后，用200目滤布过滤，形成水性耐高温不粘涂料。
本发明进一步技术方案是在步骤(二)中还需在反应罐中加入一定配比的甲基硅酸钠和异丁基三乙氧基硅烷。
本发明与现有技术的优点是：
一、本发明所述产品的生产成本低，能比市面上的耐高温涂料成本降低30％以上。
二、本发明通过将硅溶胶、硅氧烷树脂、硅酸镁锂和不粘助剂、乙酸和草酸等多种组份按一定比例加入，使各组份在制备过程中产生协同增效作用，从而使本发明所述水性耐高温不粘涂料在使用过程中，不仅疏水疏油性好，具有永久不粘性。并且本发明制备工艺简单，大大缩小了熟化过程时间(本发明的熟化时间只要60-90分钟)，与现有技术的熟化时间(一般为4-6小时)相比能减少四分之三的时间。
三、该水性耐高温不粘涂料的硬度好，能耐高温，在食品烹饪中不分解，不开裂，安全无毒，绿色环保，可以长时期使用，涂料附着力好、无毒无害。
具体实施方式
本发明所述水性耐高温不粘涂料，包括以下重量配比的组分：
硅溶胶100份、
硅氧烷树脂70-85份、
用作催化剂的乙酸和草酸1-5份
用作流变剂(防流挂剂)的硅酸镁锂2-10份
润湿剂1-5份
硅烷偶联剂1-6份
不粘助剂的5-10份
无机填料0-20份
高温色粉0-20份
分散剂0.1—0.5份。
进一步方案是：本发明还包括有以下组分：
甲基硅酸钠、异丁基三乙氧基硅烷。
本发明的优选方案是：
硅溶胶100份、
硅氧烷树脂70-75份、
用作催化剂的乙酸和草酸2-3份
用作流变剂的硅酸镁锂4-6份
润湿剂1-2份
硅烷偶联剂1-6份
不粘助剂5-8份
无机填料0-10份
高温色粉0-3份
分散剂0.2—0.5份、
甲基硅酸钠、0.1-3份
异丁基三乙氧基硅烷0.2-2.0份。
上述分散剂为采用助剂byk346或byk154。所述无机填料选自纳米氧化硅、纳米氧化锌和纳米铝硅酸盐的组合。上述润湿剂为非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂。上述不粘助剂为含羟基官能团的聚二甲基硅氧烷。
本发明还涉及水性耐高温不粘涂料的制备方法，包括以下步骤：
(一)、将催化剂加到硅氧烷树脂中，搅拌均匀后，加入到盛装有硅溶胶的反应罐中，搅拌40-60分钟，进行初步熟化；
(二)、依次在反应罐中加入无机涂料、高温色粉、分散剂、不粘助剂、润湿剂、硅烷偶联剂，搅拌均匀，待用；
(三)、用喷射式超声波插入反应罐内的溶液中超声波分散20-30分钟，搅拌混合均匀，然后加入流变剂，待充分熟化后，用200目滤布过滤，形成水性耐高温不粘涂料。
本发明进一步技术方案是在步骤(二)中还需在反应罐中加入一定配比的甲基硅酸钠和异丁基三乙氧基硅烷。
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(一)、将2g用作催化剂的乙酸和草酸加到75g硅氧烷树脂(六甲基二硅氧烷)中，搅拌均匀后，加入到盛装有100g硅溶胶的反应罐中，搅拌40-60分钟，进行初步熟化；
(二)、依次在反应罐中加入5g无机涂料、3g高温色粉、0.2g分散剂、5g不粘助剂聚二甲基硅氧烷、2g润湿剂，硅烷偶联剂(y-氨丙基三乙氧基硅烷)2g，搅拌均匀，待用；
(三)、用喷射式超声波插入反应罐内的溶液中超声波分散20-30分钟，搅拌混合均匀，然后加入5g流变剂，待充分熟化后，用200目滤布过滤，形成水性耐高温不粘涂料。
该实施例所得的水性耐高温不粘涂料用于锅的内胆时，能耐800度以上高温，又表面光泽，装饰性好，硬度达10h以上，多次用钢丝球擦洗无影响，固化温度在80-200度，又具有永久不粘性。
实施例2
(一)、将2g用作催化剂的乙酸和草酸加到75g硅氧烷树脂(甲基三甲氧基硅烷)中，搅拌均匀后，加入到盛装有100g硅溶胶的反应罐中，搅拌40-60分钟，进行初步熟化；
(二)、依次在反应罐中加入5g无机涂料、3g高温色粉、0.2g分散剂、5g不粘助剂、2g润湿剂，2g甲基硅酸钠、1g异丁基三乙氧基硅烷，硅烷偶联剂4g，搅拌均匀，待用；
(三)、用喷射式超声波插入反应罐内的溶液中超声波分散20-30分钟，搅拌混合均匀，然后加入5g流变剂，待充分熟化后，用200目滤布过滤，形成水性耐高温不粘涂料。
该实施例所得的水性耐高温不粘涂料防水性和耐侯性更好，用于锅的内胆、玻璃或塑料上时，涂料与底材的附着力强，多次用钢丝球擦洗无影响，又能耐800度以上高温，表面光泽，装饰性好，硬度达10h以上，固化温度在80-200度，又具有永久不粘性。
尽管本发明是参照具体实施例来描述，但这种描述并不意味着对本发明构成限制。参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，对于本领域技术人员都是可以预料的，这种的变化应属于所属权利要求所限定的范围内。