CN103820021B - 一种不粘陶瓷涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工技术领域，为解决现有的不粘陶瓷涂料在成膜方式、成膜温度、硬度、耐磨性、不粘持久性方面存在的问题，本发明提供一种不粘陶瓷涂料及其制备方法，所述的不粘陶瓷涂料由以下各组份制成，其各组份的重量百分比为：醇盐8~22%，硅烷11~38%，纳米填料2~26%，颜料5~22%，水21~39%，云母粉0.6~5%，氮化硅0.8~2%，pH调节剂0.11~2%，氟代硅烷0.8~35%，改性石英粉0.9~15%，该涂料具有成膜温度低，硬度高的优点。

Description

一种不粘陶瓷涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种不粘陶瓷涂料及其制备方法。

背景技术

陶瓷涂料是涂料领域所熟知的。它属于功能涂料领域，是一种新型的水性无机涂料。它是以纳米无机化合物为主要成分，并且以水为分散质，加入颜料、填料等制备而成，涂装后通常经过加热方式固化，形成性能和陶瓷相似的涂膜。其原料蕴藏丰富，便于开采且价格低廉，进而使其成本也相对传统涂料较低。其中一些采用了硅烷偶联剂，氢氧化铝胶体制备的陶瓷涂料，具有耐高温、硬度较传统涂料高、不燃无烟、超耐候、环保无毒、色彩丰富、涂装简便等诸多优势。经过各种优良的改进后，陶瓷涂料优越的性能和廉价的成本也将使其逐渐取代传统涂料。

不粘性陶瓷涂料主要是将陶瓷涂料的不粘性能进行了进一步改良而制备而得的一种涂料。现今，通常应用于不粘锅金属烹饪等器具上，相对于传统的“特氟龙”(聚四氟乙烯)具有更加绿色环保、高温下不易分解以及较高的耐磨性能，并且越来越深受人们的热爱。

现有的不粘陶瓷涂料，大多以硅溶胶和硅烷反应成膜，加入有机硅油以达到不粘效果，由于所形成的涂层没有足够的机械强度与耐磨性,在受到长时间冲击与机械作用后,会很快磨损,乃至剥落而失去对基材的保护作用。随着使用时间的延长，有机硅油的流失，不粘性将会逐渐降低，因此存在不粘持久性不足的问题。且现有的不粘陶瓷涂料大多以双组分或三组分生产，存在使用不便的问题。已公开专利文献中，不粘陶瓷涂料的成膜温度都较高，大都在200℃以上，有些甚至高达400℃以上，造成能源的极大浪费。例如CN101555127A公开了一种纳米无机不粘陶瓷涂料，但需要三种组分混合在一起才能使用，存在使用不便的问题，且需在200~230℃固化。CN101914320A公开了一种包含金刚石颗粒的不粘涂料组合物和其上涂有该组合物的底物，但所需组分较多，工艺繁琐，且需要在415℃成膜。

因此，人们仍然希望陶瓷涂料在应用和性能上可以进一步提高，尤其在成膜方式、成膜温度、硬度、耐磨性、不粘持久性方面。

发明内容

为解决现有的不粘陶瓷涂料在成膜方式、成膜温度、硬度、耐磨性、不粘持久性方面存在的问题，本发明提供一种不粘陶瓷涂料及其制备方法，该涂料具有成膜温度低，硬度高的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种不粘陶瓷涂料，所述的不粘陶瓷涂料由以下各组份制成，其各组份的重量百分比为：

醇盐8~22%，

硅烷11~38%，

纳米填料2~26%，

颜料5~22%，

水21~39%，

云母粉0.6~5%，

氮化硅0.8~2%，

pH调节剂0.11~2%，

氟代硅烷0.8~35%，

改性石英粉0.9~15%，

上述各组份之和为100%。

所述的醇盐选自金属醇盐或非金属醇盐；作为优选，所述的醇盐选自钛酸正丁酯、硅酸乙酯、异丙醇铝中的一种或几种，重量百分比为15~20wt%。

所述的硅烷是甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、三异丙基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；作为优选，所述的硅烷选自甲基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、三异丙基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷中的一种或几种，重量百分比为20~25wt%。

所述的纳米填料选自纳米钛酸钾、纳米钛酸铝、纳米硅酸钙、晶须硅、纳米纤维素、纳米氧化铝、纳米二氧化锆、纳米氧化镍、纳米氧化硅、纳米氧化锌中的一种或几种；

所述的颜料选自钛白粉、碳黑、石墨、高钛灰、钛镍黄、钛钴绿、铁锰黑、钴蓝、铜铬黑中一种或者几种：

所述的水选自纯净水或去离子水；

所述的pH调节剂选自10%盐酸水溶液、5%硝酸水溶液、15%硫酸水溶液、20%磷酸水溶液、20%醋酸水溶液、10%苯甲酸乙醇溶液、2%柠檬酸水溶液、醋酸-醋酸钠缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中的一种或几种；

所述的氟代硅烷选自十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟代辛烷基三乙氧基硅烷中的一种或两种。

所述的改性石英粉制备工艺为：称取石英粉在干燥箱中85~150℃预热干燥1~2小时，加入占石英粉质量百分比0.9~10%的30%氨水溶液，在60~90℃下搅拌1~4小时，过滤出石英粉，干燥，加入石英粉质量0.1%~5%的偶联剂，在50~65℃下搅拌6~8小时，过滤出石英粉，放入真空干燥箱，在真空度0.05~0.1Mpa，80~100℃的条件下干燥1~4小时，在120~200℃下加热15~45分钟，得到改性石英粉，其中，所述的偶联剂为烷氧基硅烷和异丙醇质量比例为1：2～6的混合物。烷氧基硅烷选自二官能基或三官能基硅烷，如信越的KBM-7103。

本发明所述的不粘陶瓷涂料中，还可以含有流平剂、消泡剂和分散剂等其他助剂。流平剂选自有机改性聚硅氧烷类流平剂，如AFCONA-3580，BYK-345，重量百分比为0~3.0wt%；消泡剂选自有机硅类消泡剂，如BYK-044，TEGO-3062，重量百分比为0~2.1wt%；分散剂选自聚丙烯酸酯类分散剂，如AFCONA‐4560，EFKA-1120，重量百分比为0~4.0wt%。

本发明所述的不粘陶瓷涂料的制备方法为以下步骤：先将硅烷和氟代硅烷混合均匀，然后加入纳米填料、颜料、云母粉和氮化硅在分散机中高速分散2~8小时，再加入醇盐，高速搅拌0.5~5小时后，加入pH调节剂和水的混合液，混合高速搅拌4~6小时，得到不粘陶瓷涂料。

本发明中，氟代硅烷的功能可通过其分子结构来解释。位于中心的硅原子与两种不同的功能基相连接。将其涂布于无机基材表面,硅烷中所含烷氧基通过水解转变为Si-OH基，Si-OH基能与无机基材表面的活性基团(例如—OH)反应,使涂膜牢固地附着在基材表面,在基材表面形成持久的低表面能保护层。它是利用一种或几种金属醇盐或非金属醇盐和硅烷制成溶胶-凝胶复合体，加入氮化硅和云母粉提高涂层的硬度，通过改进的溶胶-凝胶反应，在适宜的pH条件下低温即可水解固化，因此可在低于180℃下固化，最终制成超硬不粘陶瓷涂料。

本发明中，改性石英粉的加入，可以增加涂层的机械强度和硬度可以通过改性后石英粉的表面基团来解释，改性石英粉的表面除了带有偶联剂的官能团外，还有大量的Si-O-Si键生成，这是因为石英粉在细磨过程中表面结构发生变化，如局部发生龟裂纹、破坏后呈粗糙面、表面凹凸点增多，表面的≡Si-O-残键能和-OH作用，在沿表面层方向及垂直于表面层的断面都有-OH存在，最终石英粉的表面性质发生改变，偶联剂在硅烷和石英表面架桥，从而提高涂层的硬度和机械强度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述的不粘陶瓷涂料为低温纳米成膜超硬，不粘陶瓷涂层具有良好的不粘持久性、硬度高、耐磨性好。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，实施例中所用原料均可市购。

检测方法中的测试方法：

1*（耐热性能）：将试片于180℃烘烤2h后，放入电位差计核对的恒温箱式电炉中，按5℃/min升高温度，随炉温到实验要求温度开始计时，试样经过持续高温后，取出，冷至室温(25℃)，用放大镜观察涂层表面状况，如无龟裂、脱落现象，即说明涂层耐热性能良好。

2*（不粘性测试）：将喷有涂层的炊具，加热至90℃，在其表面直接放置一只剥壳的生鸡蛋；一直保持加温，直至鸡蛋完全煎熟，用木制的铲子轻轻推动鸡蛋，如鸡蛋自然剥落，不沾性为优；稍有粘附(粘附面积小于30％)，不沾性为一般；粘附严重(粘附面积大于60％)，甚至不能剥落，不沾性为差。

3*(耐水煮性能)：将试片于180℃烘烤2h后，冷却到室温，然后将试片放置于100℃的蒸馏水中，加热至漆膜破坏，出现如起泡，失光，变色，龟裂等现象。

合成例1：改性石英粉制备方法

称取100g石英粉在干燥箱中100℃预热干燥1.5小时，加入30%氨水溶液1g，在80℃下搅拌2小时，筛出石英粉，干燥，加入1g信越KBM-7103和2g异丙醇的混合物，在60℃下搅拌7小时，筛出石英粉，放入真空干燥箱，在真空度0.06Mpa，90℃的条件下干燥4小时，再在150℃下加热30分钟，得到改性石英粉。

实施例1

（1）醇盐：钛酸正丁酯8g，硅酸乙酯10g；硅烷：甲基三甲氧基硅烷13g；纳米填料：纳米钛酸钾8g，纳米硅酸钙14g；颜料：钛白粉6g；去离子水：36.89g；云母粉：1.2g；氮化硅：0.8g；pH调节剂：10%盐酸水溶液0.1g，5%硝酸水溶液0.01g；氟代硅烷：十三氟代辛烷基三乙氧基硅烷2g；改性石英粉1.0g。

（2）将硅烷和氟代硅烷混合均匀，加入纳米填料、颜料、云母粉和氮化硅和改性石英粉在分散机中高速分散4小时，再加入钛酸正丁酯和硅酸乙酯，高速搅拌2小时，加入pH调节剂和去离子水的混合液，混合高速搅拌4小时，400目过滤后得到不粘陶瓷涂料1。

用上述制备好的不粘陶瓷涂料1在喷砂过的铝板上喷涂，在160℃烘箱中烘10分钟，得到膜厚为35μm的涂膜。检测得涂膜的性能如表1所示。

表1：

检测项目	指标	检测方法
			硬度	9H	GB/T 6739-2006
附着力	0级	GB/T 9286—1998
			耐溶剂性	通过	GB/T 23989-2009
耐热性能（℃）	450℃，10分钟涂膜无龟裂、脱落现象、不变色	1*
			不粘性	优	2*
耐水煮（100℃）	5h	3*
			耐磨性（次）	8000	GB/T 1768-2006

实施例2

（1）醇盐：硅酸乙酯15g，异丙醇铝7g；硅烷：γ-氨丙基三乙氧基硅烷11g；纳米填料：纳米氧化铝4g，纳米二氧化锆8g；颜料：碳黑7g；去离子水：34g；

云母粉：2g；氮化硅：1g；pH调节剂：20%醋酸水溶液1g；氟代硅烷:十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷7g，十三氟代辛烷基三乙氧基硅烷3g；改性石英粉5g。

（2）将硅烷和氟代硅烷混合均匀，加入纳米填料、颜料、云母粉和氮化硅和改性石英粉在分散机中高速分散4小时，再加入异丙醇铝和硅酸乙酯，高速搅拌2小时，加入pH调节剂和去离子水的混合液，混合高速搅拌4小时，400目过滤，得到不粘陶瓷涂料2。

用上述制备好的不粘陶瓷涂料2在喷砂过的铝板上喷涂，在160℃烘箱中烘10分钟，得到膜厚为35μm的涂膜。检测得涂膜的性能如表2所示。

表2：

检测项目	指标	检测方法
			硬度	9H	GB/T 6739-2006
附着力	0级	GB/T 9286—1998
			耐溶剂性	通过	GB/T 23989-2009
耐热性能（℃）	460℃，10分钟涂膜无龟裂、脱落现象、不变色	1*
			不粘性	优	2*
耐水煮（100℃）	4h	3*
			耐磨性（次）	9000	GB/T 1768-2006

实施例3

(1）醇盐：异丙醇铝14g，硅酸乙酯3g；硅烷：苯基三甲氧基硅烷18g，丙基三甲氧基硅烷11.1g；纳米填料：纳米钛酸钾6g，晶须硅3.5g，纳米钛酸铝2g，纳米氧化镍5g，纳米氧化硅3g，纳米氧化锌2g；颜料：石墨5g，碳黑2g；纯净水：21g；云母粉：0.8g；氮化硅：1g；pH调节剂：20%磷酸水溶液0.5g，2%柠檬酸水溶液0.1g；氟代硅烷：十三氟代辛烷基三乙氧基硅烷2g；改性石英粉1.5g

（2）将硅烷和氟代硅烷混合均匀，加入纳米填料、颜料、云母粉和氮化硅和改性石英粉在分散机中高速分散2小时，再加入异丙醇铝和硅酸乙酯，高速搅拌5小时，加入pH调节剂和纯净水的混合液，混合高速搅拌5小时，400目过滤，得到不粘性陶瓷涂料3。

用上述制备好的不粘性陶瓷涂料3在喷砂过的铝板上喷涂，在160℃烘箱中烘10分钟，得到膜厚为35μm的涂膜。检测得涂膜的性能如表3所示。

表3：

检测项目	指标	检测方法
			硬度	8H	GB/T 6739-2006
附着力	0级	GB/T 9286—1998
			耐溶剂性	通过	GB/T 23989-2009
耐热性能（℃）	500℃，10分钟涂膜无龟裂、脱落现象、不变色	1*
			不粘性	优	2*
耐水煮（100℃）	6h	3*
			耐磨性（次）	8500	GB/T 1768-2006

实施例4

（1）醇盐：钛酸正丁酯15g，硅酸乙酯5g，异丙醇铝1g；硅烷：乙基三乙氧基硅烷15g，三异丙基硅烷10g；纳米填料：纳米二氧化硅6g，晶须硅2g，纳米纤维素4g；颜料：高钛灰5g，钛镍黄4g，钛白粉1g；去离子水：23.7g；云母粉：5g；氮化硅：2g；pH调节剂：醋酸-醋酸钠缓冲液0.5g；氟代硅烷：十三氟代辛烷基三乙氧基硅烷0.8g；改性石英粉3.0g。

（2）将硅烷和氟代硅烷混合均匀，加入纳米填料、颜料、云母粉和氮化硅和改性石英粉在分散机中高速分散6小时，再加入钛酸正丁酯，异丙醇铝和硅酸乙酯，高速搅拌1小时，加入pH调节剂和去离子水的混合液，混合高速搅拌6小时，400目过滤，得到不粘性陶瓷涂料4。

用上述制备好的不粘性陶瓷涂料4在喷砂过的铝板上喷涂，在160℃烘箱中烘10分钟，得到膜厚为35μm的涂膜。检测得涂膜的性能如表4所示。

表4：

检测项目	指标	检测方法
			硬度	9H	GB/T 6739-2006
附着力	0级	GB/T 9286—1998
			耐溶剂性	通过	GB/T 23989-2009
耐热性能（℃）	480℃，10分钟涂膜无龟裂、脱落现象、不变色	1*
			不粘性	优	2*
耐水煮（100℃）	5h	3*
			耐磨性（次）	9500	GB/T 1768-2006

实施例5

（1）醇盐：钛酸正丁酯12g，硅酸乙酯5g；硅烷：甲基三甲氧基硅烷12g，苯基三甲氧基硅烷9.5g，三异丙基硅烷4g；纳米填料：钛酸钾5g，晶须硅3g，纤维素4g；颜料：钛钴绿11g；水：28g；云母粉：1.2g；氮化硅：1.5g；pH调节剂：15%硫酸水溶液0.8g；氟代硅烷：十三氟代辛烷基三乙氧基硅烷3g；改性石英粉2.0g。

（2）将硅烷和氟代硅烷混合均匀，加入纳米填料、颜料、云母粉和氮化硅和改性石英粉在分散机中高速分散8小时，再加入钛酸正丁酯和硅酸乙酯，高速搅拌0.5小时，加入pH调节剂和去离子水的混合液，混合高速搅拌5小时，400目过滤，得到不粘性陶瓷涂料5。

用上述制备好的不粘性陶瓷涂料5在喷砂过的铝板上喷涂，在160℃烘箱中烘10分钟，得到膜厚为35μm的涂膜。检测得涂膜的性能如表5所示。

表5：

检测项目	指标	检测方法
			硬度	9H	GB/T 6739-2006
附着力	0级	GB/T 9286—1998
			耐溶剂性	通过	GB/T 23989-2009
耐热性能（℃）	500℃，10分钟涂膜无龟裂、脱落现象、不变色	1*
			不粘性	优	2*
耐水煮（100℃）	5h	3*
			耐磨性（次）	9200	GB/T 1768-2006

实施例6

（1）醇盐与非金属醇盐：钛酸正丁酯12g，硅酸乙酯8g；硅烷：丙基三甲氧基硅烷11g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷6g；纳米填料：纳米氧化铝10g，晶须硅5g；颜料：铁锰黑3g，碳黑4g，钛白粉1g；纯净水：32.3g；云母粉：1g；氮化硅：2g；pH调节剂：10%盐酸水溶液0.3g，5%硝酸水溶液0.4g，15%硫酸水溶液0.2g，20%磷酸水溶液0.3g；氟代硅烷：十三氟代辛烷基三乙氧基硅烷3.5g；改性石英粉1.2g。

（2）将硅烷和氟代硅烷混合均匀，加入纳米填料、颜料、云母粉和氮化硅和改性石英粉在分散机中高速分散7小时，再加入钛酸正丁酯和硅酸乙酯，高速搅拌1小时，加入pH调节剂和纯净水的混合液，混合高速搅拌4小时，400目过滤，得到不粘性陶瓷涂料6。

用上述制备好的不粘性陶瓷涂料6在喷砂过的铝板上喷涂，在160℃烘箱中烘10分钟，得到膜厚为35μm的涂膜。检测得涂膜的性能如表6所示。

表6：

检测项目	指标	检测方法
			硬度	9H	GB/T 6739-2006
附着力	0级	GB/T 9286—1998
			耐溶剂性	通过	GB/T 23989-2009
耐热性能（℃）	500℃，10分钟涂膜无龟裂、脱落现象、不变色	1*
			不粘性	优	2*
耐水煮（100℃）	5h	3*
			耐磨性（次）	8800	GB/T 1768-2006

实施例7

（1）醇盐：钛酸正丁酯20g；硅烷：甲基三甲氧基硅烷15g，丙基三甲氧基硅烷5g；纳米填料：纳米氧化铝10g；颜料：钛白粉2g，钴蓝3g；水：39g；云母粉：2g；氮化硅：1g；pH调节剂：柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液2g；氟代硅烷：十三氟代辛烷基三乙氧基硅烷1g；改性石英粉1.5g。

（2）将硅烷和氟代硅烷混合均匀，加入纳米填料、颜料、云母粉和氮化硅和改性石英粉在分散机中高速分散3小时，再加入钛酸正丁酯，高速搅拌8小时，加入pH调节剂和去离子水的混合液，混合高速搅拌5小时，400目过滤，得到不粘性陶瓷涂料7。

用上述制备好的不粘性陶瓷涂料7在喷砂过的铝板上喷涂，在160℃烘箱中烘10分钟，得到膜厚为36μm的涂膜。检测得涂膜的性能如表7所示。

表7：

检测项目	指标	测量方法
			硬度	8H	GB/T 6739-2006
附着力	0级	GB/T 9286—1998
			耐溶剂性	通过	GB/T 23989-2009
耐热性能（℃）	450℃，10分钟涂膜无龟裂、脱落现象、不变色	1*
			不粘性	优	2*
耐水煮（100℃）	5h	3*
			耐磨性（次）	8500	GB/T 1768-2006

实施例8

（1）醇盐：异丙醇铝15g；硅烷：γ-氨丙基三乙氧基硅烷5g，三异丙基硅烷18g；纳米填料：纳米纤维素2g，纳米硅酸钙13g；颜料：钴蓝12g；水：29.2g；云母粉：1.2g；氮化硅：2g；pH调节剂：20%磷酸水溶液0.4g、20%醋酸水溶液0.2g；氟代硅烷：十三氟代辛烷基三乙氧基硅烷2g；改性石英粉1.3g。

（2）将硅烷和氟代硅烷混合均匀，加入纳米填料、颜料、云母粉和氮化硅和改性石英粉在分散机中高速分散6小时，再加入异丙醇铝，高速搅拌2小时，加入pH调节剂和去离子水的混合液，混合高速搅拌4小时，400目过滤，得到不粘性陶瓷涂料8。

用上述制备好的不粘性陶瓷涂料8在喷砂过的铝板上喷涂，在160℃烘箱中烘10分钟，得到膜厚为36μm的涂膜。检测得涂膜的性能如表8所示。

表8：

检测项目	指标	测量方法
			硬度	8H	GB/T 6739-2006
附着力	0级	GB/T 9286—1998
			耐溶剂性	通过	GB/T 23989-2009
耐热性能（℃）	480℃，10分钟涂膜无龟裂、脱落现象、不变色	1*
			不粘性	优	2*
耐水煮（100℃）	5h	3*
			耐磨性（次）	9100	GB/T 1768-2006

实施例9

（1）醇盐：钛酸正丁酯8g；硅烷：甲基三甲氧基硅烷13g，乙基三甲氧基硅烷13.2g，乙基三乙基硅烷4g、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3g、三异丙基硅烷2g；纳米填料：晶须硅2g；颜料：钛白粉12g，铜铬黑1g，碳黑3g；水：31.6g；云母粉：0.6g；氮化硅：1.2g；pH调节剂：10%苯甲酸乙醇溶液1.4g；氟代硅烷：十三氟代辛烷基三乙氧基硅烷1g；流平剂：AFCONA-35801g；消泡剂：BYK-0440.8g；分散剂：AFCONA‐45601.2g；改性石英粉1.0g。

（2）将硅烷和氟代硅烷混合均匀，加入纳米填料、颜料、云母粉、氮化硅、改性石英粉和分散剂在分散机中高速分散4小时，再加入钛酸正丁酯，高速搅拌2小时，加入pH调节剂和去离子水的混合液，混合高速搅拌4小时，加入消泡剂，混合搅拌1小时，加入流平剂混合搅拌1小时，400目过滤，得到不粘性陶瓷涂料9。

用上述制备好的不粘性陶瓷涂料9在喷砂过的铝板上喷涂，在160℃烘箱中烘10分钟，得到膜厚为33μm的涂膜。检测得涂膜的性能如表9所示。

表9：

检测项目	指标	检测方法
			硬度	9H	GB/T 6739-2006
附着力	0级	GB/T 9286—1998
			耐溶剂性	通过	GB/T 23989-2009
耐热性能（℃）	490℃，10分钟涂膜无龟裂、脱落现象、不变色	1*
			不粘性	优	2*
耐水煮（100℃）	5h	3*
			耐磨性（次）	8900	GB/T 1768-2006

实施例10

（1）醇盐：正硅酸乙酯15g；硅烷：甲基三甲氧基硅烷21.5g；纳米填料：纳米氧化铝13.1g，二氧化硅8.7g，晶须硅2g；颜料：碳黑5g；水：25.0g；云母粉：1g；氮化硅：2g；pH调节剂：醋酸-醋酸钠缓冲液1.0g；氟代硅烷：十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷2g；改性石英粉1.6g；流平剂：BYK-3451.5g；消泡剂：TEGO-30620.9g；分散剂：EFKA-11201.3g。

（2）将硅烷和氟代硅烷混合均匀，加入纳米填料、颜料、云母粉、氮化硅、改性石英粉和分散剂在分散机中高速分散7小时，再加入正硅酸乙酯，高速搅拌2小时，加入pH调节剂和去离子水的混合液，混合高速搅拌4小时，加入消泡剂混合搅拌1小时，加入流平剂混合搅拌1小时，400目过滤，得到不粘性陶瓷涂料10。

用上述制备好的不粘性陶瓷涂料10在喷砂过的铝板上喷涂，在160℃烘箱中烘10分钟，得到膜厚为37μm的涂膜。检测得涂膜的性能如表10所示。

表10：

检测项目	指标	测量方法
			硬度	9H	GB/T 6739-2006
附着力	0级	GB/T 9286—1998
			耐溶剂性	通过	GB/T 23989-2009
耐热性能（℃）	480℃，10分钟涂膜无龟裂、脱落现象、不变色	1*
			不粘性	优	2*
耐水煮（100℃）	4h	3*
			耐磨性（次）	8700	GB/T 1768-2006

对比例

以不加改性石英粉所制备的不粘陶瓷涂料作为对比例，并作相同的检测进行性能比较，对比例如下：

（1）醇盐：正硅酸乙酯15g；硅烷：甲基三甲氧基硅烷21.5g；纳米填料：纳米氧化铝13.1g，二氧化硅8.7g，晶须硅2g；颜料：碳黑5g；水：26.6g；云母粉：1g；氮化硅：2g；pH调节剂：醋酸-醋酸钠缓冲液1.0g；氟代硅烷：十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷2g；流平剂：BYK-3451.5g；消泡剂：TEGO-30620.9g；分散剂：EFKA-11201.3g。

（2）将硅烷和氟代硅烷混合均匀，加入纳米填料、颜料、云母粉、氮化硅和分散剂在分散机中高速分散7小时，再加入正硅酸乙酯，高速搅拌2小时，加入pH调节剂和去离子水的混合液，混合高速搅拌4小时，加入消泡剂混合搅拌1小时，加入流平剂混合搅拌1小时，400目过滤，得到不粘性陶瓷涂料11。

用上述制备好的不粘性陶瓷涂料11在喷砂过的铝板上喷涂，在160℃烘箱中烘10分钟，得到膜厚为37μm的涂膜。检测得涂膜的性能如表11所示。

表11：

检测项目	指标	测量方法
			硬度	6H	GB/T 6739-2006
附着力	0级	GB/T 9286—1998
			耐溶剂性	通过	GB/T 23989-2009
耐热性能（℃）	480℃，10分钟涂膜无龟裂、脱落现象、不变色	1*
			不粘性	优	2*
耐水煮（100℃）	4h	3*
			耐磨性（次）	5000	GB/T 1768-2006

从对比实验数据中可以看出，与现有技术相比，本发明的不粘陶瓷涂料具有很好的硬度和耐磨性，拓展了不粘陶瓷涂料的应用范围。

Claims (5)

1.一种不粘陶瓷涂料，其特征在于，所述的不粘陶瓷涂料由以下各组份制成，其各组份的重量百分比为：

醇盐8~22%，

硅烷11~38%，

纳米填料2~26%，

颜料5~22%，

水21~39%，

云母粉0.6~5%，

氮化硅0.8~2%，

pH调节剂0.11~2%，

氟代硅烷0.8~3.5%，

改性石英粉0.9~15%，

上述各组份之和为100%，

所述的不粘陶瓷涂料的制备方法为以下步骤：先将硅烷和氟代硅烷混合均匀，然后加入纳米填料、颜料、云母粉、氮化硅和改性石英粉分散2~8小时，再加入醇盐，搅拌0.5~5小时后，加入pH调节剂和水的混合液，搅拌4~6小时，得到不粘陶瓷涂料；

所述的醇盐选自钛酸正丁酯、硅酸乙酯、异丙醇铝中的一种或几种，

所述的氟代硅烷选自十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟代辛烷基三乙氧基硅烷中的一种或两种；

所述的硅烷是甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、三异丙基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷和丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的一种不粘陶瓷涂料，其特征在于，

所述的纳米填料选自纳米钛酸钾、纳米钛酸铝、纳米硅酸钙、晶须硅、纳米纤维素、纳米氧化铝、纳米二氧化锆、纳米氧化镍、纳米氧化硅、纳米氧化锌中的一种或几种；

所述的颜料选自钛白粉、碳黑、石墨、高钛灰、钛镍黄、钛钴绿、铁锰黑、钴蓝、铜铬黑中一种或者几种；

所述的水选自纯净水或去离子水；

所述的pH调节剂选自10%盐酸水溶液、5%硝酸水溶液、15%硫酸水溶液、20%磷酸水溶液、20%醋酸水溶液、10%苯甲酸乙醇溶液、2%柠檬酸水溶液、醋酸-醋酸钠缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种不粘陶瓷涂料，其特征在于，所述的改性石英粉由以下制备工艺制成：称取石英粉在干燥箱中85~150℃预热干燥1~2小时，加入占石英粉质量百分比0.9~10%的30%氨水溶液，在60~90℃下搅拌1~4小时，过滤出石英粉，干燥，加入石英粉质量0.1%~5%的偶联剂，在50~65℃下搅拌6~8小时，过滤出石英粉，放入真空干燥箱，在真空度0.05~0.1Mpa，80~100℃的条件下干燥1~4小时，在120~200℃下加热15~45分钟，得到改性石英粉；

所述的偶联剂为烷氧基硅烷和异丙醇质量比例为1：2～6的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种不粘陶瓷涂料，其特征在于，所述的醇盐重量百分比为15~20wt%。

5.根据权利要求1所述的一种不粘陶瓷涂料，其特征在于，所述的硅烷选自甲基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、三异丙基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和乙基三甲氧基硅烷的一种或几种，重量百分比为20~25wt%。