鉆石不粘涂料組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于不粘涂料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及水性聚四氟乙烯不粘涂料生產(chǎn)技術(shù)，具體涉及一種鉆石不粘涂料組合物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]不粘涂料是一種涂層表面不易被其他粘性物質(zhì)所粘附或粘著后易被除去的特種涂料。此種涂料因其所形成涂層的表面能極低、摩擦系數(shù)小、易滑動(dòng)等防粘性特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于家用電器、烹飪廚具、汽車、機(jī)械、化工等行業(yè)。自1938年美國杜邦公司開發(fā)成功聚四氟乙烯(PTFE)不粘涂料開始，至20世紀(jì)60年代又開發(fā)出PVDF (聚偏氟乙烯樹脂)樹脂建筑用氟涂料，20世紀(jì)80年代日本開發(fā)出帶有官能團(tuán)的含氟樹脂。氟涂料發(fā)展60多年，經(jīng)歷了熱熔型、常溫交聯(lián)固化型、水基型三個(gè)發(fā)展階段。
[0003]目前成功開發(fā)的不粘涂料主要為聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)以及帶有官能團(tuán)的各種含氟樹脂。不粘涂層由于采用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等有機(jī)物作為不粘涂層，導(dǎo)熱性極差，如聚四氟乙烯的本征熱導(dǎo)率為0.24w/m.K，因此在加工及使用過程中，導(dǎo)熱性能差，被加熱物體升溫慢，能耗高；此外，聚四氟乙烯(PTFE)還存在磨耗量大、蠕變大、線膨脹系數(shù)大、制品尺寸不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。目前多通過添加導(dǎo)熱性能好的填料如鋁粉、氧化鋁粉、碳化硅等來提高不粘涂料的導(dǎo)熱性，然而上述金屬、合金或金屬氧化物與溶劑的相容性差，金屬或合金易于被氧化，使得其存在耐磨性、硬度差等缺陷。
[0004]通過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，專利CN 101717601A公開了一種由聚四氟乙烯作為成膜物質(zhì)的不沾涂料，它主要由聚四氟乙烯、溶劑汽油、醇酸樹脂、表面活性劑、耐磨填料組成，但聚四氟乙烯涂層存在耐磨性差、易刮傷的缺點(diǎn)。專利CN 102643582 A公開了一種含有主成膜氟樹脂、丙烯酸乳液和水，含或不含助劑的不粘涂料，雖然其表面無針孔、無發(fā)黃缺陷，但它也存在耐磨性不足的問題。
[0005]綜上，現(xiàn)有的聚四氟乙烯不粘涂料存在導(dǎo)熱性不佳、硬度不足、耐磨性不足等問題，使其在應(yīng)用上受到限制。因此需要開發(fā)一款不但在耐磨性、導(dǎo)熱性、硬度方面滿足要求且在不粘性方面有著優(yōu)異表現(xiàn)的不粘涂料來滿足人們對不粘涂層的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種鉆石不粘涂料組合物及其制備方法。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0008]本發(fā)明涉及一種鉆石不粘涂料組合物，所述涂料組合物包括底漆和面漆；
[0009]以占底漆總重的重量百分比含量計(jì)，所述底漆包括如下各組分:
[0010]炭黑I?5%，表面活性劑5?10%，聚四氟乙烯(PTFE) 10?32%，N-甲基吡咯烷酮(NMP) 10?20 %，水30?50 %，鉆石粉末O?5 %，粘結(jié)性樹脂5?15 % ;
[0011]以占面漆總重的重量百分比含量計(jì)，所述面漆包括如下各組分:
[0012]表面活性劑5?20 %，PTFE35?50 %，水20?40 %，鉆石O?5 %，有機(jī)溶劑15?19% ；
[0013]所述底漆和面漆中鉆石粉末的重量百分比含量不同時(shí)為O。
[0014]作為優(yōu)選方案，底漆中，鉆石粉末為I?5%。
[0015]作為優(yōu)選方案，面漆中，鉆石粉末為I?5%。
[0016]上述底漆中，粘結(jié)性樹脂、聚四氟乙烯的作用分別是對基材的附著力和對面漆的層間結(jié)合力；面漆中，聚四氟乙烯的作用是提供不粘性。
[0017]作為優(yōu)選方案，所述鉆石粉末的粒徑為20?50微米。當(dāng)粒徑小于20微米時(shí)，其帶給涂料的耐磨性不會(huì)有顯著提高；當(dāng)粒徑大于50微米時(shí)，會(huì)導(dǎo)致涂料噴涂工藝不良(如堵槍等)、涂膜手感變差等影響。
[0018]作為優(yōu)選方案，所述炭黑的粒徑為5?30微米。
[0019]作為優(yōu)選方案，所述表面活性劑為為聚氧乙烯烷基醚類表面活性劑，可為多種聚氧乙烯烷基醚類表面活性劑的組合；所述表面活性劑的HLB值為8?18。在此范圍內(nèi)涂料的穩(wěn)定性最佳，超出該范圍可能引起涂料穩(wěn)定性下降。
[0020]作為優(yōu)選方案，所述粘結(jié)性樹脂為所述粘結(jié)性樹脂為聚酰胺酰亞胺樹脂、聚醚砜樹脂中的一種或兩種的混合。該粘結(jié)性樹脂能給涂膜帶來優(yōu)異的附著力、耐腐蝕性。
[0021]作為優(yōu)選方案，所述有機(jī)溶劑為所述有機(jī)溶劑為S-150、乙二醇、乙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚中的一種或幾種的混合。在本發(fā)明中，有機(jī)溶劑的特定選擇給涂料帶來優(yōu)異的穩(wěn)定性及成膜性。
[0022]本發(fā)明還涉及一種根據(jù)本發(fā)明的鉆石不粘涂料組合物的制備方法，所述方法包括如下步驟:
[0023]A、將所述炭黑I?5%，表面活性劑5?10%，聚四氟乙烯(PTFE) 10?32%，N-甲基吡咯烷酮(NMP) 10?20 %，水30?50 %，鉆石O?5%，粘結(jié)性樹脂，混合分散15?35分鐘，過濾，即得所述底漆；
[0024]B、將所述表面活性劑5?20%，PTFE35?50%，水20?40%，鉆石O?5%，有機(jī)溶劑15?19%，混合分散15?35分鐘，過濾，即得所述面漆。
[0025]作為優(yōu)選方案，所述方法具體包括如下步驟:
[0026]A、按所述重量百分比含量準(zhǔn)備原料；
[0027]B、分別將所述底漆中的水、表面活性劑分為三份；取一份水、一份表面活性劑與所述炭黑分散研磨，取一份水、一份表面活性劑與所述聚四氟乙烯、粘結(jié)性樹脂、N-甲基吡咯燒酮分散研磨，取一份水、一份表面活性劑與所述鉆石粉末分散研磨；再將分散研磨好的物料混合，分散攪拌散15?35分鐘，過濾，即得所述底漆；
[0028]C、分別將所述面漆中的水、表面活性劑分為兩份；取一份水、一份表面活性劑與所述鉆石粉末分散攪拌，取一份水、一份表面活性劑與所述有機(jī)溶劑、聚四氟乙烯分散攪拌；再將分散攪拌好的物料混合，分散攪拌15?35分鐘，過濾，即得所述面漆。
[0029]上述步驟B中，水、表面活性劑均可分為任意三份，只要使之滿足可與炭黑，或鉆石粉末，或聚四氟乙烯、粘結(jié)性樹脂、N-甲基吡咯烷酮分散研磨即可。優(yōu)選平均分為三份。上述步驟C中，水、表面活性劑均可分為任意兩份，只要使之滿足可與鉆石粉末，或有機(jī)溶劑、聚四氟乙烯分散攪拌即可。優(yōu)選平均分為兩份。
[0030]作為優(yōu)選方案，所述步驟B、C中的過濾均采用100?200目濾網(wǎng)過濾。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0032]1、本發(fā)明的鉆石不粘涂料組合物應(yīng)用在煮水器上可比常規(guī)聚四氟乙烯不粘涂層加熱速度提高5%以上；
[0033]2、本發(fā)明的鉆石不粘涂料組合物的涂膜鉛筆硬度較常規(guī)的四氟乙烯不粘涂層的HB?H提高至2H?4H ;
[0034]3、本發(fā)明的鉆石不粘涂料組合物的涂膜耐磨性較常規(guī)的四氟乙烯不粘涂層提高30%以上。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0036]實(shí)施例1
[0037]本實(shí)施例涉及一種鉆石不粘涂料組合物及其制備方法。所述鉆石不粘涂料組合物包括底漆和面漆:
[0038]以占底漆總重的重量百分比含量計(jì)，所述底漆包括:炭黑1%，聚氧乙烯烷基醚類表面活性劑10%，PTFE32%，NMP15%，水31 %，鉆石粉末(粒徑30微米)I %，粘結(jié)性樹脂(聚酰胺酰亞胺樹脂)10% ;
[0039]以占面漆總重的重量百分比含量計(jì)，所述面漆包括:聚氧乙烯烷基醚類表面活性劑20 %，PTFE35 %，水26 %，鉆石粉末(粒徑30微米)I %，有機(jī)溶劑(質(zhì)量比為1:1的S-150、乙二醇)18%。
[0040]具體制備包括如下步驟:
[0041 ] A、取1wt.%的水、3wt.%的表面活性劑與炭黑分散研磨，取1wt.%的水、3wt.%的表面活性劑與聚四氟乙烯、粘結(jié)性樹脂、N-甲基吡咯烷酮分散研磨，余下的水、余下的表面活性劑與鉆石粉末分散研磨；再將分散研磨好的物料混合，分散攪拌散20分鐘，150目濾網(wǎng)過濾，即得所述底漆；
[0042]B、取13wt.%的水、1wt.%的表面活性劑與鉆石粉末分散攪拌，余下的水、余下的表面活性劑與有機(jī)溶劑、聚四氟乙烯分散攪拌；再將分散攪拌好的物料混合，分散攪拌20分鐘，150目濾網(wǎng)過濾，即得所述面漆。
[0043]將涂料使用空氣噴槍噴涂在純鋁板上(先底漆