[发明专利]一种高硬度水性不粘涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及一种水性不粘涂料，特别涉及一种高硬度水性不粘涂层及其制备方法，属于化工涂料技术领域。一种高硬度的水性不粘涂层，包含底涂层和面涂层，所述底涂层是由包括耐热粘结剂、氟树脂和通过溶胶凝胶获得的陶瓷树脂及颜填料的底涂层涂料组合物涂覆而成，所述面涂层是由包括通过溶胶凝胶获得的陶瓷树脂、表面活性剂、氟树脂及颜填料的面涂层涂料组合物涂覆而成。本发明的不粘涂层解决了现有氟涂料的低硬度(2H)的技术缺陷，通过添加了预熟化的陶瓷树脂,提高涂层的硬度及高温状态(250℃)时的高温硬度，可达到4‑6H，从而提高了涂层的耐刮性。

技术领域

本发明涉及一种水性不粘涂料，特别涉及一种高硬度水性不粘涂层及其制备方法，属于化工涂料技术领域。

背景技术

传统的不粘涂料，主要以耐高温粘结剂和氟树脂为基础材料，其耐高温粘结剂选自由聚酰胺酰亚胺(PAI)，聚苯硫醚(pps)，聚醚砜(PES)，聚醚醚酮(PEEK)，聚酰亚胺(PI))等其中的一种或多种，其具备较好的耐温性，可在260℃下长时间使用，但由于这类树脂在高温状态下仍然会软化，导致涂层在使用过程在容易被划伤，其面油由纯的聚四氟乙烯(PTFE)和氟乙烯丙烯共聚物(FEP)，全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)搭配使用，具有良好的不粘性，但由氟树脂的自身特性决定，其硬度小于1H，所以使用寿命较短。因为不粘涂层在使用过程中，基本是涂层被划伤和磨损导致涂层寿命过短。因此，提高涂层的硬度和耐刮性是整个不粘涂料的发展方向。

近几年，陶瓷涂料方兴未艾，其较高的硬度和耐刮性引领了一段时间不粘涂料的发展方向，现有的陶瓷涂料一般为双组份，其主要是采用溶胶凝胶技术，通过硅溶胶，三氧化二铝溶胶，二氧化锆溶胶，同硅烷选自甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷等进行反应，形成一种致密的高硬度的无机涂层，其具有很高的硬度，可达到9H，优异的耐热性，可长时间耐400℃以上的高温，色彩多样性。陶瓷涂料被广泛的应用于炊具，监考器具等领域。但其自身存在致命的弱点，就是其不粘性。其在溶胶凝胶反应过程中，需要加入羟基硅油，或一些不粘助剂来解决不粘性问题，因结构配方问题，无法添加较多，故添加量3％，虽初始不粘性较好，但通过多次的高温使用，或多次的清洗，使其只存在于表面的助剂很快分解或溶解掉，其不粘性快速下降到消失。因此陶瓷涂料在市场上昙花一现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高硬度水性不粘涂层，以解决硬度和耐刮性不高的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高硬度的水性不粘涂层，包含底涂层和面涂层，

所述底涂层是由包括耐热粘结剂、氟树脂和通过溶胶凝胶获得的陶瓷树脂及颜填料的底涂层涂料组合物涂覆而成，

所述面涂层是由包括通过溶胶凝胶获得的陶瓷树脂、表面活性剂、氟树脂及颜填料的面涂层涂料组合物涂覆而成。

现有技术中，陶瓷涂料和氟涂料无法相容，或者是破乳无法形成均匀乳液，或者是导致乳液破乳，因陶瓷涂料其基本原理是各类溶胶与硅烷反应，用乙酸或甲酸作为催化剂，其pH值偏酸性,与传统的氟乳液(PH10)混合后，导致涂料的稳定性极差，极易破乳。本发明通过对配方中陶瓷树脂原料、氟树脂以及面涂层中表面活性剂的优选，使陶瓷涂料和氟涂料有机结合，即保存了氟涂料的持久不粘性，又结合陶瓷涂料的优异的硬度和耐刮性，使其更适合于现代市场的更高要求。

作为优选，所述的底涂层耐热粘结剂选自聚酰胺酰亚胺(PAI)，聚苯硫醚(pps)，聚醚砜(PES)，聚醚醚酮(PEEK)或聚酰亚胺(PI)；所述的底涂层和面涂层中，氟树脂选自聚四氟乙烯(PTFE)，氟乙烯丙烯共聚物(FEP)或全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)。

作为优选，所述的颜填料选自炭黑，碳化硅，滑石粉，碳酸钙或高岭土中的一种或多种。