技术领域本发明涉及材料领域，尤其涉及一种用于厨具表面的水性陶瓷不粘涂料及其制备方法。
背景技术：
陶瓷涂料自出现以来，以其独特的性能在涂料领域发挥越来越重要的作用。水性陶瓷不粘涂料作为一种新兴的高温不粘涂料，近年来得到飞速发展。它以无机化合物为主要成分，通过溶胶-凝胶法制备而成，具有优异的冷热硬度和突出的耐温性，耐磨性和耐腐蚀性等性能，被广泛地应用于炊具，烤具及小家电等场合。然而，陶瓷涂料本身硬度高，内部应力大，韧性较差，在使用过程中，容易被碰撞，冲击，刮擦等引起附着变差，开裂或脱落，通过在陶瓷涂料里添加片状或层状填料，晶须，纤维等方法可以改善涂层的微观结构及韧性，但同时降低了陶瓷涂料本身的硬度，耐磨，耐水煮和不粘性等方面性能。另外，目前陶瓷不粘涂料主要依靠聚二甲基硅氧烷或氟硅烷等硅油类助剂提供不粘性能，在日常煮食，烹调和清洗过程，面对高温，油，盐，水，蒸汽及酱，醋和苛性洗涤剂等的侵蚀，涂层的表面状态和硅油类助剂的分子结构很容易被破坏，导致涂层的不粘性能迅速下降，不能满足高档炊具和烤具对持久不粘性和耐用性的要求。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于厨具表面的水性陶瓷不粘涂料及其制备方法，能够制成具有光泽高，表面滑爽，硬度高，韧性好，持久不粘性，稳定性好的涂料。为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种用于厨具表面的水性陶瓷不粘涂料，包括：底涂和面涂，底涂包括：第一组分、第二组分以及第三组分，第一组分、第二组分以及第三组分的份数比为：3.33：1.65：0.02，面涂包括第四组分和第二组分，第四组分和第二组分的份数比3.33：1.65，其中：第一组分包括：水性陶瓷涂料树脂、流变助剂、无机耐高温颜料、耐磨填料、乙二醇单丁醚以及去离子水；第二组分包括：硅烷和不粘助剂；第三组分为：甲酸；第四组分包括：陶瓷涂料树脂、珠光颜料、乙二醇甲丁醚以及去离子水；其中：第一组分中水性陶瓷涂料树脂、流变助剂、无机耐高温颜料、耐磨填料、乙二醇单丁醚以及去离子水的质量百分比为：水性陶瓷涂料树脂：50-70%；流变助剂：0.5-1%；无机耐高温颜料：15-25%；耐磨填料：0-5%；乙二醇甲丁醚：1-3%；去离子水：1-3%。其中，第二组分中硅烷和不粘助剂的质量百分比为：硅烷95-100%；不粘助剂0-5%。其中，第四组分中陶瓷涂料树脂、珠光颜料、乙二醇甲丁醚以及去离子水的质量百分比为：陶瓷涂料树脂80-90%；珠光颜料0.5-2%；乙二醇甲丁醚1-10%；去离子水1-10%。其中，还包括第五组分，第五组分包括聚四氟乙烯和去离子水，其中：第五组分中聚四氟乙烯和去离子水的质量百分比为：聚四氟乙烯50%；去离子水50%。其中，水性陶瓷涂料树脂为碱性硅溶胶，其中固体所占的质量百分比为30%。其PH值在9-10之间。其中，硅烷为硅烷偶联剂中的一种或多种；不粘助剂为聚二甲基硅油。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种技术方案，一种用于厨具表面的水性陶瓷不粘涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：底涂的制备，其包括先将水性陶瓷涂料树脂用300目尼龙网过滤加入到搅拌容器中，搅拌中加入流变助剂，并且以1500-2000RPM高速搅拌分散15-20min，然后边搅边加入无机耐高温颜料15-20%和耐磨填料0-5%并分散均匀，再以1500-2000RPM高速分散10-15min，最后将预先混合乙二醇单丁醚1-3%和去离子水1-3%加入前面项中搅拌均匀，过卧式或篮式砂磨机至细度小于10μm，制得第一组分；将硅烷95-100%和不粘助剂0-5%以500RPM速度搅拌5-10min，使其混合均匀，然后300目过滤，制得底涂第二组分；用瓶口分液器准确量取98-100%纯度的甲酸，制得第三组分。其中，面涂的制备，其包括先将水性陶瓷涂料树脂用300目尼龙网过滤，然后添加0.05-0.5%的甲酸搅拌均匀并调节体系PH至4.0，然后加入碱性硅溶胶的0.1-2.0%重量百分数的硅烷手动摇匀3-5min后，放到滚油机上滚动混合2-3h,制得预处理的硅溶胶，将预处理好的水性陶瓷涂料树脂用300目尼龙网过滤后，加入珠光颜料0.5-2%，和预先混合的乙二醇单丁醚1-10%去离子水1-10%并搅拌均匀，制得第四组分。其中，还包括将聚四氟乙烯50%和去离子水50%以200-500RPM的低速搅拌混合均匀制得第五组分的步骤。实施本发明所提供的用于厨具表面的水性陶瓷不粘涂料及其制备方法，具有如下有益效果：第一、将水性陶瓷不粘涂料树脂通过特殊的预处理，再经过特殊的熟化工艺，与聚四氟乙烯树脂进行复配，同时将陶瓷涂料树脂组分和聚四氟乙烯树脂组分分开包装，可使产品的贮存稳定性好，熟化后有效使用期限长。所制得的涂层既具有传统水性陶瓷涂料漂亮的光泽，外观和滑爽的手感，以及高硬度，高耐磨和优异的防腐蚀性和耐温性，同时依靠配方中的不粘助剂，获得良好的初期不粘性，另外通过复配了聚四氟乙烯成分，获得了良好的涂层韧性和持久不粘性能，综合性能明显优越于传统的仅仅以硅溶胶为主要成分的水性陶瓷不粘涂料。第二、本发明产品具有优异的耐磨性能，可以通过LGA振动耐磨和持久不粘性测试，产品的耐用性好，使用寿命长，可以广泛应用于高档厨具及小家电等用途。具体实施方式下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明公开了一种用于厨具表面的水性陶瓷不粘涂料的制备方法，特别是高档厨具表面的复合聚四氟乙烯的耐高温水性陶瓷不粘涂料的制备方法，其包括以下步骤：其配方比例按重量百分数计：底涂的制备，其包括先将水性陶瓷涂料树脂用300目尼龙网过滤加入到搅拌容器中，搅拌中加入流变助剂，并且以1500-2000RPM高速搅拌分散15-20min，然后边搅边加入无机耐高温颜料15-20%和耐磨填料0-5%并分散均匀，再以1500-2000RPM高速分散10-15min，最后将预先混合乙二醇单丁醚1-3%和去离子水1-3%加入前面项中搅拌均匀，过卧式或篮式砂磨机至细度小于10μm，制得第一组分；将硅烷95-100%和不粘助剂0-5%以500RPM速度搅拌5-10min，使其混合均匀，然后300目过滤，制得底涂第二组分；用瓶口分液器准确量取98-100%纯度的甲酸，制得第三组分。其中，面涂的制备，其包括先将水性陶瓷涂料树脂用300目尼龙网过滤，然后添加0.05-0.5%的甲酸搅拌均匀并调节体系PH至4.0，然后加入碱性硅溶胶的0.1-2.0%重量百分数的硅烷手动摇匀3-5min后，放到滚油机上滚动混合2-3h,制得预处理的硅溶胶，将预处理好的水性陶瓷涂料树脂用300目尼龙网过滤后，加入珠光颜料0.5-2%，和预先混合的乙二醇单丁醚1-10%去离子水1-10%并搅拌均匀，制得第四组分。其中，还包括将聚四氟乙烯50%和去离子水50%以200-500RPM的低速搅拌混合均匀制得第五组分的步骤。本发明实施例底涂和面涂中第一组分，第二组分、第三组分、第四组分以及第五组分中的原料及原料重量分数和比例分别如下表1和表2。表1：底涂第一组分，第二组分和第三组分的原料及重量分数表2：底涂第一组分，第二组分和第三组分的比例以及面涂第四组分、第二组分和第五组分和原料及重量分数涂料应用及涂膜性能测试：使用本发明的涂料时需要预先分别将底涂和面涂进行熟化。实施例一，二，三和四中底涂的熟化工艺均为：按照比例，先将底涂的第三组分加入到底涂的第二组分中搅拌均匀，然后将第二和第三组分一起加入到底涂的第一组分中，以2000RPM速度搅拌熟化2h。面涂的熟化工艺：实施例一面涂的熟化工艺：按照比例，先将面涂的第五组分加入到面涂的第二组分中搅拌均匀，然后将第二组分和第五组分一起加入到面涂的第四组分中，以2000RPM速度搅拌熟化2h。实施例二，三和四面涂的熟化工艺：先将面涂的第二组分加入到面涂的第四组分中以2000RPM速度搅拌熟化2h.，然后将面涂的第五组分以200-500RPM速度加入到第二组分和第四组分中并搅拌分散5-10min。将按照各自熟化工艺熟化好的涂料，使用IwataW-101喷枪，口径1.3mm，采用空气喷涂均匀的喷涂预先喷砂处理（表面粗糙度Ra=2.5-3.5μm）并预热至50-60℃的不锈钢煎盘，先喷底涂，然后湿碰湿喷面涂，制得涂膜厚度在40-45μm之间。再分别实施例一按照先100℃/5-10min表干，再220℃/20min固化，实施例二，三，四按照先100℃/5-10min表干，再400℃/10min固化.然后对比测试涂膜的各项性能如下表3.表3：各实施例性能测试结果从表3的性能测试结果可以看出：通过特殊的预处理技术和熟化工艺在陶瓷涂料复配聚四氟乙烯树脂的涂层在柔韧性，不粘性等方面明显优越于传统的水性陶瓷不粘涂料，同时具备了高硬度，高耐磨和熟化后良好的稳定性，其综合性能优良，结合了传统的水性聚四氟乙烯类涂料的持久不粘性和水性陶瓷不粘涂料的高硬度，高耐磨和高耐温性。本发明将具有广阔的市场前景。本发明产品经过350℃高温烘烤后仍可持续煎鸡蛋而不粘附锅底，经过10%的盐水连续煮沸6H后仍可煎鸡蛋（传统的水性陶瓷不粘涂料，经过350度高温烘烤，涂料中的不粘成分硅油类分子链断裂，不粘性明显下降，经过10%的盐水连续煮沸2H,煎鸡蛋测试不粘性严重粘附锅底）。实施本发明实施例的用于厨具表面的水性陶瓷不粘涂料及其制备方法，具有如下有益效果：第一，第一聚氨酯树脂、第二聚氨酯树脂、消泡剂、催干剂、流平剂、溶剂以及硬化剂通过合理搭配，使涂料在受到刮伤时具有自动修复刮伤的能力同时具有大角度的弯折弹性，不易产生永久性刮痕，既有优良的性能又严格控制了成本。第二，能够适用于多种底材，可广泛应用于3C行业的涂装。