一种耐高温陶瓷涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温陶瓷涂料，涉及涂料领域，包括质量比为1:1的A组分和B组分；所述A组分包括如下重量份的原料：改性硅烷25‑30份，流平剂1‑1.5份，甲酸0.3‑0.5份，氢氧化钾0.1‑0.2份；所述B组分包括如下重量份的原料：硅溶胶50‑60份，云母粉5‑10份，硅微粉15‑20份；水10‑15份。改性硅烷作为主要的成膜物质，与涂层的耐热性能息息相关。γ‑氨丙基甲基二甲氧基硅烷作为改性硅烷基体，与无机材料的结合性能好，经过改性后分子链中引入热稳定性优异的酰亚胺环，大大提升膜层的耐高温性能。

A high temperature resistant ceramic coating and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温陶瓷涂料及其制备方法
本专利技术涉及涂料，特别涉及一种耐高温陶瓷涂料及其制备方法。
技术介绍
陶瓷涂料是一种兼具有机、无机优良性能的新型涂料，具有高硬度、耐磨、不粘、疏水疏油、柔韧好、抗冲击、耐候性好等优点。陶瓷涂料因其各方面性能均十分优异，而应用广泛，如不粘锅、汽车排气管、铝幕墙、化学储罐等处。陶瓷涂料以纳米无机化合物、粘结剂为主要成分，添加其余助剂并以水为分散质制得，涂装后通过经过低温加热方式固化，十分环保。陶瓷涂料用于不粘锅时，相比于之前常用的特氟龙涂层，耐高温和耐磨性能更好，不会释放出有毒气体。公告号为CN104059526B的中国专利公开了一种用于餐具的抗氧化性能的不粘涂料，其原料质量百分比为：A组分为35～45％，B组分为20～30％，填料为1～3％，异丙醇为余量；所述的A组分为烷基硅氧，所述的B组分为β-七甲基三硅氧烷基-乙基三甲氧基硅烷和纳米银颗粒的混合物，两者的摩尔比为1:0.2；所述的填料为二氧化硅晶须，氧化铝晶须，纳米级沉淀硫酸钡，四钛酸钾晶须中的一种或几种混合物。上述不粘涂料便属于陶瓷涂料，有机硅烷与无机陶瓷填料混合以作为原料，耐热度可达到300℃以上，用于餐具时其耐热性能已经完全符合要求。然而对于锅炉等工作温度达到500℃，甚至700℃的地方，其便无法满足需求。
技术实现思路
针对上述技术缺陷，本专利技术的目的是提供一种耐高温陶瓷涂料，具有优异的耐高温性能，适用范围广。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种耐高温陶瓷涂料，包括质量比为1:1的A组分和B组分；所述A组分包括如下重量份的原料：改性硅烷25-30份，流平剂1-1.5份，甲酸0.3-0.5份，氢氧化钾0.1-0.2份；所述B组分包括如下重量份的原料：硅溶胶50-60份，云母粉5-10份，硅微粉15-20份；水10-15份；所述改性硅烷的制备过程如下：第一步，按重量份计，先将15-20份邻苯二甲酸酐和180-210份冰醋酸混合并搅拌均匀，再加入6-8份烯丙基胺，室温反应1-1.5h，再加热至120-125℃，回流3-4h后冷却至室温，接着加入170-200份水，加热至沸腾，保持5-10min后冷却至室温，析出固体，然后进行抽滤、水洗，得到产物A；第二步，将10-13份产物A和110-150份苯混合，搅拌均匀后加入12-15份γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，升温至80-85℃，反应3-4h后冷却至室温，蒸发去除苯，得到改性硅烷。通过采用上述技术方案，改性硅烷作为主要的成膜物质，与涂层的耐热性能息息相关。γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷作为改性硅烷基体，与无机材料的结合性能好，经过改性后分子链中引入热稳定性优异的酰亚胺环，大大提升膜层的耐高温性能。甲酸和氢氧化钾作为PH调节剂及催化剂。硅溶胶即细小的二氧化硅颗粒在水中的分散液，与云母粉、硅微粉混合作为无机填料，与改性硅烷的亲和性好且导热性能、耐高温性能好，制备的涂层硬度、耐磨性均十分优异。本专利技术进一步设置为：所述B组分还包括2.5-3.5份石墨烯。通过采用上述技术方案，石墨烯是一种二维碳纳米材料，具有优异的光学、电学、力学特性，因其优异的热导率和远红外辐射能力，在该陶瓷涂料体系中作为导热填料使用，减少热传递的损失。本专利技术进一步设置为：所述B组分还包括5-7份碳化硅。通过采用上述技术方案，碳化硅具有高硬度、耐高温、导热及耐腐蚀等特性，是一种性能优异的导热填料，但其分散在水中时，硅层与水混合，在粉体表面形成硅醇层，因此很难被分散开，因而以往均需要先进行酸洗再结合表面活性剂分散。本专利技术进一步设置为：所述B组分还包括1-2份分散剂NNF。通过采用上述技术方案，分散剂NNF具有优异的分散性能，能直接作用于碳化硅粉体，避免团聚的发生，且十分适用于石墨烯、硅微粉。本专利技术进一步设置为：所述A组分还包括3-5份水性聚氨酯。通过采用上述技术方案，水性聚氨酯同样是一种环保无污染的成膜物质，改性硅烷与其的相容性好，可共同交联成膜，提高涂层导热性能。本专利技术进一步设置为：所述硅溶胶包括30-40wt%粒径为5μm的硅溶胶A和60-70wt%粒径为20-30μm硅溶胶B。通过采用上述技术方案，硅溶胶的颗粒不易发生团聚。本专利技术进一步设置为：所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。通过采用上述技术方案，流平剂较为适用于该陶瓷涂料体系，能有效降低涂料表面张力，提高其流平性和均匀性。本专利技术的另一目的是提供一种耐高温陶瓷涂料的制备方法。一种耐高温陶瓷涂料的制备方法，包括如下步骤：(1)A组分制备：按配方所需重量份，先将改性硅烷和甲酸混合均匀，静置3-5min，再加入氢氧化钾、流平剂，搅拌均匀得到A组分；(2)B组分制备：先将硅溶胶和水混合，以500-700r/min的速度搅拌8-10min，随后保持速度并加入云母粉、硅微粉，加料完成后以900-1000r/min的速度搅拌3-5min，得到B组分；(3)涂料制备：将A组分和B组分混合并搅拌均匀，得到陶瓷涂料。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1.硅烷经过改性，引入酰亚胺环，并与水性聚氨酯复配作为成膜物质，使膜层具有优异的耐高温性能和导热性能；2.无机填料使用二氧化硅、云母粉、硅微粉、碳化硅和石墨烯，使得膜层具有优异的耐高温、导热、耐磨等性能；3.选用分散剂NNF帮助无机填料均匀分散，有助于提高膜层的综合性能。附图说明图1是实施例一至三的流程示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。实施例一：一种耐高温陶瓷涂料，包括质量比为1:1的A组分和B组分。A组分包括如下重量份的原料：改性硅烷25份；水性聚氨酯3份，牌号PU7106，购买自上海贝尔特新材料科技有限公司；流平剂1份，流平剂为聚二甲基硅氧烷；甲酸0.3份；氢氧化钾0.1份。B组分包括如下重量份的原料：硅溶胶50份，硅溶胶包括30wt%粒径为5μm的硅溶胶A和70wt%粒径为20μm硅溶胶B，硅溶胶A和硅溶胶B均为碱性，pH值为9.5，二氧化硅含量50%；云母粉5份，粒径50μm；硅微粉15份，粒径30μm；石墨烯2.5份，单层率大于80%，片径D90为11-15μm；碳化硅5份，粒径50nm；分散剂NNF1份，购买自广州利弘基化工有限公司；水10份。改性硅烷的制备过程如下：第一步，按重量份计，先将15份邻苯二甲酸酐和180份冰醋酸混合并搅拌均匀，再加入6份烯丙基胺，室温反应1h，再加热至120℃，回流3h后冷却至室温，接着加入170份水，加热至沸腾，保持5min后冷却至室温，析出固体，然后进行抽滤、水洗，得到产物A；第二步，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温陶瓷涂料，其特征在于：包括质量比为1:1的A组分和B组分；/n所述A组分包括如下重量份的原料：/n改性硅烷 25-30份，/n流平剂 1-1.5份，/n甲酸 0.3-0.5份，/n氢氧化钾 0.1-0.2份；/n所述B组分包括如下重量份的原料：/n硅溶胶 50-60份，/n云母粉 5-10份，/n硅微粉 15-20份；/n水 10-15份；/n所述改性硅烷的制备过程如下：/n第一步，按重量份计，先将15-20份邻苯二甲酸酐和180-210份冰醋酸混合并搅拌均匀，再加入6-8份烯丙基胺，室温反应1-1.5h，再加热至120-125℃，回流3-4h后冷却至室温，接着加入170-200份水，加热至沸腾，保持5-10min后冷却至室温，析出固体，然后进行抽滤、水洗，得到产物A；/n第二步，将10-13份产物A和110-150份苯混合，搅拌均匀后加入12-15份γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，升温至80-85℃，反应3-4h后冷却至室温，蒸发去除苯，得到改性硅烷。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐高温陶瓷涂料，其特征在于：包括质量比为1:1的A组分和B组分；
所述A组分包括如下重量份的原料：
改性硅烷25-30份，
流平剂1-1.5份，
甲酸0.3-0.5份，
氢氧化钾0.1-0.2份；
所述B组分包括如下重量份的原料：
硅溶胶50-60份，
云母粉5-10份，
硅微粉15-20份；
水10-15份；
所述改性硅烷的制备过程如下：
第一步，按重量份计，先将15-20份邻苯二甲酸酐和180-210份冰醋酸混合并搅拌均匀，再加入6-8份烯丙基胺，室温反应1-1.5h，再加热至120-125℃，回流3-4h后冷却至室温，接着加入170-200份水，加热至沸腾，保持5-10min后冷却至室温，析出固体，然后进行抽滤、水洗，得到产物A；
第二步，将10-13份产物A和110-150份苯混合，搅拌均匀后加入12-15份γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，升温至80-85℃，反应3-4h后冷却至室温，蒸发去除苯，得到改性硅烷。


2.根据权利要求1所述的一种耐高温陶瓷涂料，其特征在于：所述B组分还包括2.5-3.5份石墨烯。


3.根据权利要求1所述的一种耐高温...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春健，张博伦，
申请(专利权)人：温州裕辉新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33