可重涂陶瓷涂料及其制备方法和在蜂窝不粘锅上的应用与流程

本发明属于陶瓷涂料，具体涉及一种可重涂陶瓷涂料及其制备方法和在蜂窝不粘锅上的应用。

背景技术：

1、近年来市面上出现一种内表面有凹凸纹理的不粘锅具，因其纹理与蜂窝形状相似，故称蜂窝不粘锅。这种锅通常采用不锈钢、复合钢或钛合金为锅体，首先将内表面经过化学蚀刻处理，形成了类似蜂窝状或其他形状的预设凹凸纹理，然后在表面喷涂上不粘涂料，煅烧之后，通过打磨去除凸起部分的不粘涂层，留下凹进面内的涂层，进而呈现纹理图案。烹饪时，锅铲一般只接触到凸起的不锈钢，不易接触到凹进面内涂层，由于迎合了消费者使用铁铲烹饪的习惯，故受到了消费者的喜爱。但是由于凸起部分没有不粘涂层，在烹饪的过程中该位置还是会出现粘锅的现象，大大影响了消费者使用的体验。

2、蜂窝锅的不粘涂层通常使用的是ptfe，即聚四氟乙烯涂层。一方面聚四氟乙烯涂料粘度高，烘烤过程中不会完全渗透到锅胚凹进面中，会有少量空气的残留，使用时由于残留空气的热胀冷缩，凹进面位置的不粘涂层在使用过程中容易出现脱落现象，使得不粘性下降，从而难以符合人们对于不粘性的使用要求；另一方面，聚四氟乙烯涂料属于pfas物质，在250℃以上会发生分解而释放出有毒物质，严重危害消费者的身体健康，所以美国、欧盟等国家已经出台了针对pfas物质的限制进程，寻找健康、安全的不粘涂层替代聚四氟乙烯涂层成为大势所趋。

3、陶瓷涂料属于水性无机类不粘涂料，是一种安全、健康、环保的涂料，近年来在炊具上的应用越来越多。用于炊具的陶瓷涂料一般为单层或底漆+面漆的两层结构，对于两层结构的陶瓷涂料，通常采用湿碰湿的方式喷涂后一次固化成型。如果采用两涂两烘的施工方式，即先喷涂底漆后固化，再喷涂面漆后再固化，由于底漆层表面张力较低，底漆层和面漆层的附着牢度不够，涂层容易脱落，无法达到正常使用的要求。为了达到在蜂窝锅上使用陶瓷涂层，并且在锅的内表面凸起部位也涂敷不粘涂层，需要解决底漆和面漆之间结合牢度的问题，使之能达到实际使用的要求。

4、cn115322598a公开了一种耐高温长效不粘陶瓷涂料及其制备方法；该涂料包括底漆和面漆，以底漆总重100％计，底漆包括：硅溶胶：26-28％，1％naoh溶液：4-5％，颜料：10-12％，填料：8-10％，分散剂：1-1.5％，硅烷：28-30％，异丙醇：3-3.5％，硅油微胶囊：3-4％，25％甲酸：0.7-1％，去离子水：余量；以面漆总重100％计，面漆包括：硅溶胶+硅烷：82-85％，硅油微胶囊：6-8％，流平剂：1-1.5％，25％甲酸：添加至面漆ph值与底漆ph值相同，异丙醇：余量。该发明的长效不粘陶瓷涂料主分子链为无机结构，除具备长效不粘的特性外，还具有耐高温、高硬度、耐磨性好的特点。然而，该专利只能通过湿碰湿的施工方式，即喷涂底漆后直接喷涂面漆，然后完成固化。如果按照蜂窝不粘锅的制作工艺，即喷涂底漆先固化，打磨后再喷涂透明面漆，则底漆和面漆之间的附着力不好，使用过程中会造成面漆涂层的脱落。即该专利无法实现陶瓷涂层的重涂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可重涂陶瓷涂料及其制备方法和在蜂窝不粘锅上的应用。本发明解决了如下技术问题：(1)聚四氟乙烯涂料属于pfas物质，在250℃以上会分解而释放出有毒物质，对健康造成危害，美国欧盟等国家已经提出限制pfas物质使用的进程，陶瓷涂料是一种健康安全环保的水性无机不粘涂料，属于pfas-free物质，可以替代常用的聚四氟乙烯涂料用于蜂窝锅具内表面；(2)蜂窝不粘锅内表面凸起部分没有不粘涂层的保护，在煮食的过程中该位置会出现粘锅的现象，本发明在锅体内表面凸起部分涂敷了不粘涂层，来解决粘锅的问题；(3)在保持蜂窝不粘锅制造工艺不变的情况下，解决陶瓷涂料固化后重涂，层间附着及涂层与凸起金属部分附着牢度的问题，可达到实际使用的要求。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、第一方面，本发明涉及一种可重涂不粘陶瓷涂料，由底漆和面漆组成，

4、所述底漆为色漆，按100％计，组成如下：硅溶胶：20-22％，1％naoh溶液：3-4％，颜料：10-12％，填料：8-10％，分散剂：1-1.5％，甲基三甲氧基硅烷：18-20％，kh560：2-4％，水性聚酰胺酰亚胺树脂(pai)：8-10％，异丙醇：3-5％，乙酸：3-5％，流平剂：1-2％，去离子水：余量；

5、所述面漆为无色透明，按100％计，组成如下：硅溶胶：30-35％，甲基三甲氧基硅烷：25-30％，kh560：3-5％，水性聚酰胺酰亚胺树脂(pai)：8-10％，异丙醇：3-5％，乙酸：3-5％，流平剂：2-4％，不粘助剂：2-4％，去离子水：余量。

6、作为本发明的一个实施方案，所述硅溶胶包括：阿克苏诺贝尔的bindzil 2034di、日产化学的st-o-40，格雷斯hs-40等。

7、作为本发明的一个实施方案，所述1％naoh溶液用于在研磨将色浆ph值调整至9.5-10.5之间，研磨后将色浆ph值调整至9.5以上。

8、作为本发明的一个实施方案，所述颜料包括：钛白粉、锰铁黑、氧化铁黄、氧化铁红、钴蓝等。

9、作为本发明的一个实施方案，所述填料包括：云母粉、硅微粉、碳化硅、氧化铝粉、滑石粉等。

10、作为本发明的一个实施方案，所述分散剂包括：byk180、byk190、byk2010、byk2001等。

11、作为本发明的一个实施方案，所述流平剂包括：byk-333、道康宁dc-57。

12、作为本发明的一个实施方案，所述不粘助剂选用分子链末端带有羟基的不粘助剂。所述不粘助剂包括：广州韩聚高分子材料有限公司的3600，广东标美氟硅新材料有限公司的k-766。

13、第二方面，本发明还涉及一种陶瓷涂料的制备方法，所述制备方法包括：

14、底漆的制备：

15、a1、色浆制备：将硅溶胶、1％naoh溶液、颜料、填料、分散剂混合均匀，研磨至细度20μm以下，测试色浆的ph值，若小于9.5则用1％naoh溶液调节至9.5以上，待用；

16、a2、将甲基三甲氧基硅烷、kh560、水性pai树脂、异丙醇、乙酸、流平剂、去离子水混合均匀，然后加入步骤a1的色浆，在120-150rpm滚动6-8小时后得到陶瓷底漆；

17、作为本发明的一个实施方案，步骤a2中还包括用涂-4杯测试涂料的粘度，控制粘度在16s以内的步骤。若涂-4杯粘度超过16s，则加入异丙醇调整至16s以内。

18、透明面漆的制备：

19、将甲基三甲氧基硅烷、kh560、水性pai树脂、异丙醇、乙酸、流平剂、不粘助剂、去离子水混合均匀，然后加入硅溶胶，在120-150rpm滚动6-8小时后得到陶瓷面漆。

20、第三方面，本发明还涉及前述方法制得的可重涂陶瓷涂料在蜂窝不粘锅上的应用。

21、所述应用包括：在锅体内表面的预设区域喷涂陶瓷涂料底漆，固化后去除蜂窝凸起面处的陶瓷底漆；继续在锅体内表面的预设区域喷涂陶瓷面漆。

22、作为本发明的一个具体实施方案，陶瓷涂料在蜂窝不粘锅上的施工如下：

23、(1)形成蚀刻纹路：在不锈钢、复合钢或钛合金锅体内表面通过化学蚀刻的方法形成预定图案的凹凸纹路；

24、(2)喷砂：在锅体内表面预设图案处，通过喷砂工艺形成粗糙表面，ra＝2.0-3.5μm，粗糙表面增加了涂料与基材的接触面积，可以提高锅体与涂层间的附着力；

25、(3)喷涂底漆：在锅体内表面的预设区域喷涂陶瓷涂料底漆，在80-100℃下固化8-10min，涂层达到表干状态；

26、(4)打磨：将锅体内表面的陶瓷涂层用砂纸进行机械打磨，将锅体内表面凹凸纹路中凸起面处的陶瓷底漆完全去除，露出预设图案的纹路，保留凹进面处的陶瓷底漆；

27、(5)喷涂陶瓷面漆：对锅体内表面的预设区域喷涂陶瓷面漆，然后在320-350℃下固化10-15min，冷却后即得到涂敷有陶瓷涂层的具有预设纹路的蜂窝不粘锅。

28、第四方面，本发明还涉及一种蜂窝不粘锅，锅体内表面凸起面部位和凹进面处均涂覆有陶瓷涂层，其中：凸起部位涂覆有前述陶瓷涂料中的透明面漆，凹进面处涂覆有前述陶瓷涂料中的陶瓷底漆和透明面漆。

29、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

30、(1)陶瓷涂料配方中添加了水性pai树脂，高温后冷却固化的过程中，利用pai树脂良好的粘结性能及热塑性材料的特性，提高整体涂层的粘结牢度，解决了在蜂窝锅上使用时重涂的问题；偶联剂kh560与水性pai树脂具有良好的相容性，进而提高了pai树脂与陶瓷涂料的相容性，制备出了均相稳定的涂料；

31、(2)在蜂窝不粘锅上，通过陶瓷涂层有色底漆、透明面漆的两层设计，一方面使得锅体内表面凸起部位和凹进面处均涂覆有陶瓷涂层，提高了锅体的不粘性能；另一方面锅体内表面凹凸纹路也清晰可见，满足了消费者对于蜂窝不粘锅外观的喜爱。配方中添加的pai树脂，分子链上苯环可以提高涂层的耐磨性和耐碱性，再通过调整陶瓷底漆的粘度，保证了底漆可以填满锅内凹进面，可有效防止涂层的脱落，大大延长了不粘涂层的使用寿命；

32、(3)用陶瓷不粘涂层替代常用的聚四氟乙烯涂层用于蜂窝不粘锅，由于陶瓷涂料是一种水性无机涂料，不含有pfas物质，在高温下不会分解而释放出有毒物质，是一种真正安全健康环保的不粘涂层。