本發(fā)明涉及鐵質(zhì)炊具表面的耐熱耐腐蝕防護(hù)，特別涉及一種改進(jìn)的耐熱耐腐蝕的熱熔射層涂料，具有優(yōu)異的耐熱、耐腐蝕性能，相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了該涂料的制備方法。
背景技術(shù)：
：炊具行業(yè)的電磁感應(yīng)類產(chǎn)品常用鐵質(zhì)熱熔射層，作為導(dǎo)磁、導(dǎo)熱材料層，但由于單質(zhì)鐵化學(xué)性質(zhì)活潑，暴露在空氣中容易生銹，且純鐵本身的柔韌性較差，易刮傷電磁爐具。為了克服這一缺陷，本領(lǐng)域技術(shù)人員通常在鐵質(zhì)熱熔射層后，需繼續(xù)在其上熱熔射一定厚度的鋁層，以期能夠達(dá)到防銹與降低刮傷電磁爐具的效果。由于鋁粉本身的化學(xué)性質(zhì)活潑，在其熱熔射的生產(chǎn)過程中，當(dāng)局部空間中鋁粉含量到達(dá)一定濃度時(shí)，會(huì)易燃著火甚至爆炸，存在極大的安全隱患。針對(duì)這一問題，其一解決的辦法是對(duì)熱熔射鋁層的工藝方法進(jìn)行改進(jìn)，采取手段或措施降低生產(chǎn)過程中鋁粉的空間濃度，避免發(fā)生事故。然而這一方法仍然存在較大風(fēng)險(xiǎn)，可能由于監(jiān)控管理措施的不到位而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。另一解決辦法是開發(fā)一種可以取代熱熔射鋁層的防護(hù)涂料，從根本上杜絕該安全隱患。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)這一問題，本發(fā)明提出了一種改進(jìn)的耐熱、耐腐蝕的熱熔射層涂料，其綜合性能優(yōu)異，具有較好的硬度、耐摩擦性，良好的柔韌性、抗沖擊性能和耐熱性能，能夠取代熱熔射鋁層作為新的防護(hù)涂料，滿足炊具使用過程中的鹽霧腐蝕、水、油污等腐蝕要求，并且與鐵質(zhì)炊具間具有優(yōu)良的附著力。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了該涂料的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。改進(jìn)的耐熱、耐腐蝕的熱熔射層涂料，按質(zhì)量份計(jì)，包括如下組分：聚酰胺酰亞胺樹脂15-20份，聚醚砜樹脂5-10份，酮類溶劑20-30份，粘度調(diào)節(jié)劑15-20份，鋁銀漿15-25份，三乙胺0.5-1.5份，納米氧化鋁3-6份，無機(jī)填料1-3份，流平劑0.5-1.5份。優(yōu)選的，所述聚酰胺酰亞胺樹脂的粘度為0.9-5.9Pa·s，較好為1.0-3.5Pa·s，更好為1.1-2.2Pa·s。其拉伸強(qiáng)度(ASTMD-638)為95-110MPa，較好為98-105MPa；300℃時(shí)的粘度為0.96-0.98Pa·s。所述聚酰胺酰亞胺樹脂的玻璃化溫度(ASTME-1356)為200-300℃，較好的為210-290℃，最好為220-280℃。所述聚酰胺酰亞胺樹脂的熱分解溫度可達(dá)550℃，可以從市場(chǎng)上購得，優(yōu)選自日本日立化學(xué)公司的HPC-6000A-26D、HPC-6000A-28、HPC-1000-28產(chǎn)品型號(hào)。優(yōu)選的，所述酮類溶劑為環(huán)己酮、丁酮、二異丁基酮、甲基戊基酮、甲基異戊基酮、N-甲基吡咯烷酮中的一種或幾種。更優(yōu)選的，所述酮類溶劑為二異丁基酮、環(huán)己酮或N-甲基吡咯烷酮，更優(yōu)選的為N-甲基吡咯烷酮。所述N-甲基吡咯烷酮可以從市場(chǎng)上購得，優(yōu)選自德國拜耳公司或巴斯夫公司產(chǎn)品。優(yōu)選的，所述粘度調(diào)節(jié)劑為甲基異丁酮。優(yōu)選的，所述鋁銀漿為非浮型鋁銀漿，平均粒徑為10-13um。優(yōu)選自美國星鉑聯(lián)公司、德國愛卡公司，國內(nèi)的銀箭公司和山?；び邢薰井a(chǎn)品，其中按質(zhì)量百分比計(jì)算，鋁銀漿的固含量為55％±2％。優(yōu)選的，所述納米氧化鋁的平均粒度為20-100nm，比表面積≥230m2/g。所述納米氧化鋁粒度分布均勻、分散性好，其比表面高，可以對(duì)涂料固化后成膜進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)增韌，特別是提高涂料成膜的致密性、光潔度、冷熱疲勞性、斷裂韌性、抗蠕變性能和耐磨性。同時(shí)，高比表面積所帶來的表面吸附，還可以提高涂料層與鐵質(zhì)炊具間的附著力。優(yōu)選的，所述無機(jī)填料為滑石粉、絹云母和硫酸鋇中的一種或幾種。更優(yōu)選的為滑石粉或絹云母，由于滑石粉或絹云母具有抗磨性和耐磨性好、耐熱絕緣、難溶于酸堿溶液、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、在水介質(zhì)及有機(jī)溶劑中分散性好的特點(diǎn)，對(duì)涂料的耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性和水介質(zhì)及有機(jī)溶劑中分散性等具有改善作用。所述無機(jī)填料的平均粒徑為10-30微米，粒徑過大雖然可以通過研磨處理，但是在本發(fā)明中，由于與其它物料粒徑相差過大，導(dǎo)致在生產(chǎn)過程中研磨工序生產(chǎn)成本增加，因而優(yōu)選的粒徑為≤30微米；另外一方面，考慮原料成本的要求，粒度越小的原材料成本越高，因此優(yōu)選為≥10微米。進(jìn)一步，雖然無機(jī)填料可以對(duì)本發(fā)明中涂料的耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性和水介質(zhì)及有機(jī)溶劑中分散性等具有改善作用，但是該類填料的添加并非是無限制的。當(dāng)本發(fā)明涂料中無機(jī)填料的含量超過原料總配比的質(zhì)量份的10％時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致涂料層與鐵質(zhì)炊具間附著力急劇下降，從而喪失粘附性，在本發(fā)明中優(yōu)選填料質(zhì)量份數(shù)為1-3份。進(jìn)一步，所述流平劑是異氟爾酮、聚醚聚酯改性有機(jī)硅氧烷、烷基改性有機(jī)硅氧烷中的一種。優(yōu)選為聚醚聚酯改性有機(jī)硅氧烷，其能促使涂料在干燥成膜過程中形成一個(gè)平整、光滑、均勻的涂膜，有效降低涂飾液表面張力，提高涂料的流平性和均勻性，并且可改善涂料滲透性，減少噴涂時(shí)產(chǎn)生斑點(diǎn)和斑痕的可能性，增加覆蓋性，使成膜均勻、自然。所述聚醚聚酯改性有機(jī)硅氧烷可以從市場(chǎng)上購得，優(yōu)選自德國拜耳公司的BYK-300、BYK306、BYK-331號(hào)產(chǎn)品。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了改進(jìn)的耐熱、耐腐蝕的熱熔射層涂料的制備方法，包括如下步驟：(1)將配比量的聚酰胺酰亞胺樹脂在800-1000rpm高速攪拌下加入到酮類溶劑中，其中聚酰胺酰亞胺樹脂與酮類溶劑的質(zhì)量比為1∶1，繼續(xù)攪拌分散均勻后，研磨至物料粒度≤10um，得到聚酰胺酰亞胺混合液，備用；(2)將配比量的聚醚砜樹脂在1200-1400rpm高速攪拌下加入到酮類溶劑中，保持聚醚砜樹脂與酮類溶劑的質(zhì)量比為1∶1，依次加入納米氧化鋁和粘度調(diào)節(jié)劑，繼續(xù)攪拌分散至均勻后，用砂磨機(jī)研磨至物料細(xì)度≤10um，得到半成品漿體，備用；(3)高速攪拌的狀態(tài)下，將酮類溶劑、粘度調(diào)節(jié)劑、無機(jī)填料、流平劑、鋁銀漿和步驟(2)中所得聚醚砜樹脂的半成品漿體加入至步驟(1)中所得聚酰胺酰亞胺混合液中，在400-600rpm中低速下攪拌至均勻，用三乙胺調(diào)節(jié)PH＝9.5-10，得到性能穩(wěn)定的涂料。其中，按質(zhì)量份計(jì)，所述步驟(3)中粘度調(diào)節(jié)劑加入量為10-15份。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的耐熱耐腐蝕的熱熔射層涂料，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)。1.本發(fā)明中的涂料配方中含有大量的鋁銀漿和納米氧化鋁，有利于涂膜時(shí)對(duì)鐵質(zhì)炊具不同表面粗糙度進(jìn)行填充，降低了涂膜前鐵質(zhì)炊具的表面處理要求，一方面有效解決了油性涂料在粗糙的熔射鐵層上容易起泡的問題，另一方面降低了企業(yè)的加工成本；2.通過加入聚醚砜樹脂對(duì)聚酰胺酰亞胺樹脂進(jìn)行改性，使涂料涂層的耐腐蝕性、柔韌性、抗沖擊強(qiáng)度得到提高；3.本發(fā)明涂料配方中聚酰胺酰亞胺樹脂涂料屬于熱塑性體系，與有機(jī)硅涂料和陶瓷涂料相比，具有更高的抗沖擊強(qiáng)度，能有效防止熱熔射層對(duì)電磁爐的刮傷。4.采用滑石粉或絹云母作為無機(jī)填料，對(duì)涂料的抗磨性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定以及在水介質(zhì)及有機(jī)溶劑中的分散懸浮性均有所改善和提高。具體實(shí)施方式為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)發(fā)明作詳細(xì)的說明。實(shí)施例1改進(jìn)的耐熱、耐腐蝕的熱熔射層涂料，按質(zhì)量份計(jì)，包括如下組分：聚酰胺酰亞胺樹脂15份，聚醚砜樹脂10份，N-甲基吡咯烷酮20份，甲基異丁酮20份，鋁銀漿25份，三乙胺0.5份，納米氧化鋁3份，絹云母3份，聚醚聚酯改性有機(jī)硅氧烷0.5份。改進(jìn)的耐熱、耐腐蝕的熱熔射層涂料的制備方法，包括如下步驟：(1)將配比量的聚酰胺酰亞胺樹脂在800-1000rpm高速攪拌下加入到N-甲基吡咯烷酮中，其中聚酰胺酰亞胺樹脂與N-甲基吡咯烷酮的質(zhì)量比為1∶1，繼續(xù)攪拌分散均勻后，研磨至物料粒度≤10um，得到聚酰胺酰亞胺混合液，備用；(2)將配比量的聚醚砜樹脂在1200-1400rpm高速攪拌下加入到N-甲基吡咯烷酮中，保持聚醚砜樹脂與N-甲基吡咯烷酮的質(zhì)量比為1∶1，依次加入納米氧化鋁和甲基異丁酮，繼續(xù)攪拌分散至均勻后，用砂磨機(jī)研磨至物料細(xì)度≤10um，得到半成品漿體，備用；(3)高速攪拌的狀態(tài)下，將N-甲基吡咯烷酮、甲基異丁酮、絹云母、聚醚聚酯改性有機(jī)硅氧烷、鋁銀漿和步驟(2)中所得聚醚砜樹脂的半成品漿體加入至步驟(1)中所得聚酰胺酰亞胺混合液中，在400-600rpm中低速下攪拌至均勻，用三乙胺調(diào)節(jié)PH＝9.5-10，得到性能穩(wěn)定的涂料，記為A1。其中，按質(zhì)量份計(jì)，所述步驟(3)中甲基異丁酮加入量為10份。實(shí)施例2改進(jìn)的耐熱、耐腐蝕的熱熔射層涂料，按質(zhì)量份計(jì)，包括如下組分：聚酰胺酰亞胺樹脂20份，聚醚砜樹脂5份，酮類溶劑30份，甲基異丁酮15份，鋁銀漿15份，三乙胺1.5份，納米氧化鋁5份，絹云母2份，聚醚聚酯改性有機(jī)硅氧烷1.5份。改進(jìn)的耐熱、耐腐蝕的熱熔射層涂料的制備方法，包括如下步驟：(1)將配比量的聚酰胺酰亞胺樹脂在800-1000rpm高速攪拌下加入到二異丁基酮中，其中聚酰胺酰亞胺樹脂與二異丁基酮的質(zhì)量比為1∶1，繼續(xù)攪拌分散均勻后，研磨至物料粒度≤10um，得到聚酰胺酰亞胺混合液，備用；(2)將配比量的聚醚砜樹脂在1200-1400rpm高速攪拌下加入到N-甲基吡咯烷酮中，保持聚醚砜樹脂與N-甲基吡咯烷酮的質(zhì)量比為1∶1，依次加入納米氧化鋁和甲基異丁酮，繼續(xù)攪拌分散至均勻后，用砂磨機(jī)研磨至物料細(xì)度≤10um，得到半成品漿體，備用；(3)高速攪拌的狀態(tài)下，將二異丁基酮、甲基異丁酮、絹云母、聚醚聚酯改性有機(jī)硅氧烷、鋁銀漿和步驟(2)中所得聚醚砜樹脂的半成品漿體加入至步驟(1)中所得聚酰胺酰亞胺混合液中，在400-600rpm中低速下攪拌至均勻，用三乙胺調(diào)節(jié)PH＝9.5-10，得到性能穩(wěn)定的涂料，記為A2。其中，按質(zhì)量份計(jì)，所述步驟(3)中甲基異丁酮加入量為12份。實(shí)施例3改進(jìn)的耐熱、耐腐蝕的熱熔射層涂料，按質(zhì)量份計(jì)，包括如下組分：聚酰胺酰亞胺樹脂20份，聚醚砜樹脂8份，酮類溶劑30份，甲基異丁酮18份，鋁銀漿22份，三乙胺1份，納米氧化鋁6份，無機(jī)填料1份，異氟爾酮1份。改進(jìn)的耐熱、耐腐蝕的熱熔射層涂料的制備方法，包括如下步驟：(1)將配比量的聚酰胺酰亞胺樹脂在800-1000rpm高速攪拌下加入到環(huán)己酮中，其中聚酰胺酰亞胺樹脂與環(huán)己酮的質(zhì)量比為1∶1，繼續(xù)攪拌分散均勻后，研磨至物料粒度≤10um，得到聚酰胺酰亞胺混合液，備用；(2)將配比量的聚醚砜樹脂在1200-1400rpm高速攪拌下加入到丁酮中，保持聚醚砜樹脂與丁酮的質(zhì)量比為1∶1，依次加入納米氧化鋁和甲基異丁酮，繼續(xù)攪拌分散至均勻后，用砂磨機(jī)研磨至物料細(xì)度≤10um，得到半成品漿體，備用；(3)高速攪拌的狀態(tài)下，將N-甲基吡咯烷酮、甲基異丁酮、絹云母和滑石粉、異氟爾酮、鋁銀漿和步驟(2)中所得聚醚砜樹脂的半成品漿體加入至步驟(1)中所得聚酰胺酰亞胺混合液中，在400-600rpm中低速下攪拌至均勻，用三乙胺調(diào)節(jié)PH＝9.5-10，得到性能穩(wěn)定的涂料，記為A3。其中，按質(zhì)量份計(jì)，所述步驟(3)中甲基異丁酮加入量為12份。實(shí)施例4改進(jìn)的耐熱、耐腐蝕的熱熔射層涂料，按質(zhì)量份計(jì)，包括如下組分：聚酰胺酰亞胺樹脂18份，聚醚砜樹脂5份，酮類溶劑25份，甲基異丁酮20份，鋁銀漿18份，三乙胺0.5份，納米氧化鋁3份，硫酸鋇3份，烷基改性有機(jī)硅氧烷1.5份。改進(jìn)的耐熱、耐腐蝕的熱熔射層涂料的制備方法，包括如下步驟：(1)將配比量的聚酰胺酰亞胺樹脂在800-1000rpm高速攪拌下加入到甲基戊基酮，其中聚酰胺酰亞胺樹脂與甲基戊基酮的質(zhì)量比為1∶1，繼續(xù)攪拌分散均勻后，研磨至物料粒度≤10um，得到聚酰胺酰亞胺混合液，備用；(2)將配比量的聚醚砜樹脂在1200-1400rpm高速攪拌下加入到甲基異戊基酮中，保持聚醚砜樹脂與甲基異戊基酮的質(zhì)量比為1∶1，依次加入納米氧化鋁和甲基異丁酮，繼續(xù)攪拌分散至均勻后，用砂磨機(jī)研磨至物料細(xì)度≤10um，得到半成品漿體，備用；(3)高速攪拌的狀態(tài)下，將N-甲基吡咯烷酮、甲基異丁酮、硫酸鋇、烷基改性有機(jī)硅氧烷、鋁銀漿和步驟(2)中所得聚醚砜樹脂的半成品漿體加入至步驟(1)中所得聚酰胺酰亞胺混合液中，在400-600rpm中低速下攪拌至均勻，用三乙胺調(diào)節(jié)PH＝9.5-10，得到性能穩(wěn)定的涂料，記為A4。其中，按質(zhì)量份計(jì)，所述步驟(3)中甲基異丁酮加入量為15份。對(duì)比例1(不含納米氧化鋁)改進(jìn)的耐熱、耐腐蝕的熱熔射層涂料，按質(zhì)量份計(jì)，包括如下組分：聚酰胺酰亞胺樹脂20份，聚醚砜樹脂5份，酮類溶劑30份，甲基異丁酮15份，鋁銀漿15份，三乙胺1.5份，絹云母2份，聚醚聚酯改性有機(jī)硅氧烷1.5份。改進(jìn)的耐熱、耐腐蝕的熱熔射層涂料的制備方法，包括如下步驟：(1)將配比量的聚酰胺酰亞胺樹脂在800-1000rpm高速攪拌下加入到二異丁基酮中，其中聚酰胺酰亞胺樹脂與二異丁基酮的質(zhì)量比為1∶1，繼續(xù)攪拌分散均勻后，研磨至物料粒度≤10um，得到聚酰胺酰亞胺混合液，備用；(2)將配比量的聚醚砜樹脂在1200-1400rpm高速攪拌下加入到N-甲基吡咯烷酮中，保持聚醚砜樹脂與N-甲基吡咯烷酮的質(zhì)量比為1∶1，加入甲基異丁酮，繼續(xù)攪拌分散至均勻后，用砂磨機(jī)研磨至物料細(xì)度≤10um，得到半成品漿體，備用；(3)高速攪拌的狀態(tài)下，將二異丁基酮、甲基異丁酮、絹云母、聚醚聚酯改性有機(jī)硅氧烷、鋁銀漿和步驟(2)中所得聚醚砜樹脂的半成品漿體加入至步驟(1)中所得聚酰胺酰亞胺混合液中，在400-600rpm中低速下攪拌至均勻，用三乙胺調(diào)節(jié)PH＝9.5-10，得到性能穩(wěn)定的涂料，記為B1。其中，按質(zhì)量份計(jì)，所述步驟(3)中甲基異丁酮加入量為12份。對(duì)比例2(不含無機(jī)填料)改進(jìn)的耐熱、耐腐蝕的熱熔射層涂料，按質(zhì)量份計(jì)，包括如下組分：聚酰胺酰亞胺樹脂20份，聚醚砜樹脂5份，酮類溶劑30份，甲基異丁酮15份，鋁銀漿15份，三乙胺1.5份，納米氧化鋁5份，聚醚聚酯改性有機(jī)硅氧烷1.5份。改進(jìn)的耐熱、耐腐蝕的熱熔射層涂料的制備方法，包括如下步驟：(1)將配比量的聚酰胺酰亞胺樹脂在800-1000rpm高速攪拌下加入到二異丁基酮中，其中聚酰胺酰亞胺樹脂與二異丁基酮的質(zhì)量比為1∶1，繼續(xù)攪拌分散均勻后，研磨至物料粒度≤10um，得到聚酰胺酰亞胺混合液，備用；(2)將配比量的聚醚砜樹脂在1200-1400rpm高速攪拌下加入到N-甲基吡咯烷酮中，保持聚醚砜樹脂與N-甲基吡咯烷酮的質(zhì)量比為1∶1，依次加入納米氧化鋁和甲基異丁酮，繼續(xù)攪拌分散至均勻后，用砂磨機(jī)研磨至物料細(xì)度≤10um，得到半成品漿體，備用；(3)高速攪拌的狀態(tài)下，將二異丁基酮、甲基異丁酮、聚醚聚酯改性有機(jī)硅氧烷、鋁銀漿和步驟(2)中所得聚醚砜樹脂的半成品漿體加入至步驟(1)中所得聚酰胺酰亞胺混合液中，在400-600rpm中低速下攪拌至均勻，用三乙胺調(diào)節(jié)PH＝9.5-10，得到性能穩(wěn)定的涂料，記為B2。其中，按質(zhì)量份計(jì)，所述步驟(3)中甲基異丁酮加入量為12份。對(duì)實(shí)施例1-4和對(duì)比例1-2所得產(chǎn)品，涂覆于鐵質(zhì)炊具上，成膜后進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如表1所示。表1實(shí)施例1-4和對(duì)比例1-2涂料成膜后檢測(cè)結(jié)果測(cè)試項(xiàng)目A1A2A3A4B1B2抗鹽霧腐蝕試驗(yàn)(小時(shí))400400400400354<300耐磨測(cè)試(mg/kg)241422152656附著力測(cè)試0級(jí)0級(jí)0級(jí)0級(jí)1級(jí)0級(jí)耐熱性測(cè)試正常正常正常正常部分脫落起泡耐酸性測(cè)試無異常無異常無異常無異常腐蝕腐蝕耐堿性測(cè)試無異常無異常無異常無異常腐蝕腐蝕鉛筆硬度測(cè)試HHHH2H2H注：表1中各性能測(cè)試方法如下。抗鹽霧腐蝕試驗(yàn)：5wt％NaCl溶液；耐磨性測(cè)試：GB/T1768-79(89)；附著力測(cè)試：ISO12944；耐熱性測(cè)試：450℃保溫1小時(shí)，觀察涂層表面是否產(chǎn)生起泡、脫落等現(xiàn)狀；耐酸性測(cè)試：5％硫酸溶液，浸泡7天；耐堿性測(cè)試：5％的氫氧化鈉溶液，浸泡7天。根據(jù)上表數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明提供的一種改進(jìn)的耐熱、耐腐蝕的熱熔射層涂料，在原料配比組成上選擇優(yōu)化，可以綜合性能優(yōu)異，具有較好的硬度、耐摩擦性，良好的柔韌性、抗沖擊性能和耐熱性能，取代熱熔射鋁層作為新的防護(hù)涂料，能夠滿足炊具使用過程中的鹽霧腐蝕、水、油污等腐蝕要求，并且與鐵質(zhì)炊具間具有優(yōu)良的附著力。本發(fā)明提供的一種改進(jìn)的耐熱、耐腐蝕的熱熔射層涂料，還可以用于保護(hù)碳鋼、不銹鋼等產(chǎn)品在海水中的腐蝕。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3