一种微波炉腔体用水性耐高温陶瓷涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种微波炉腔体用水性耐高温陶瓷涂料及制备方法，属于新型高分子材料技术领域。本发明专利技术涂料由A、B、C组分构成：A组分包括水性羟基丙烯酸树脂、水性环氧固化剂、流平剂和消泡剂；B组分包括水性环氧树脂、硅溶胶、水性异氰酸酯固化剂和成膜助剂；C组分包括水性聚酯树脂、气相二氧化硅、铁粉、炭黑、色粉、分散剂和去离子水。应用中，水性羟基丙烯酸树脂和水性环氧树脂分别与水性异氰酸酯固化剂和水性环氧固化剂交联形成相互交错的三维网络结构，水性环氧树脂和水性羟基丙烯酸树脂反应得到的水性环氧丙烯酸树脂、亲水改性的水性聚酯树脂以及填料穿插在三维网络中，使涂料成膜更致密，具备更高的硬度、耐磨性、耐高温和耐腐蚀性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种微波炉腔体用水性耐高温陶瓷涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于新型高分子材料
，涉及一种微波炉腔体用水性耐高温陶瓷涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]现有微波炉、烤炉等烹饪器具的腔体一般为金属底材表面喷涂耐高温涂料制成，所用耐高温涂料一般采用油性耐高温树脂加无机和金属粉体填料的方法制成。例如专利CN 103666191 A公开了一种微波炉内吸波涂料，采用油性环氧树脂加粉体填料制备而成，里面含有大量有机溶剂丙二醇甲醚醋酸酯；专利公开号CN 113583486 A公开了一种杀菌耐温涂料，采用有机无机耐高温树脂和粉体填料制成，可以用在微波炉内壁上，也含有醋酸丁酯、乙酸乙酯、二甲苯和丁酮等溶剂。
[0003]上述油性涂料技术有以下几个缺点：一是油性涂料在喷涂过程中有大量VOCs排放，对环保和工人健康有害；二是为了提高涂层附着力，在施工过程中需要对腔体金属底材用喷砂工艺进行表面处理，该工艺污染环境、施工性差，且经过喷砂处理后的腔体容易变形，导致后续组装、使用不便；三是为了达到易清洁效果，涂料中往往含有氟元素，作为食品接触级材料，对人体健康不利。
[0004]为了解决这些问题，又有两种新的技术：一种是粉末涂料，一种是水性陶瓷涂料。专利公开号CN 111138642 A公开了一种微波炉内层粉末涂料，采用聚酯树脂加填料用螺杆挤出机加工制成；但其硬度偏低、只有1H，且耐高温性能不强，达不到微波炉腔体涂料的基本要求。专利公开号CN 111073504 A公开了一种水性陶瓷涂料，硬度高、可以耐450℃以上高温；但其需要采用底漆和面漆两道工序，施工工艺复杂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种微波炉腔体用水性耐高温陶瓷涂料及其制备方法，本专利技术涂料由A、B、C组分构成：A组分包括水性羟基丙烯酸树脂、水性环氧固化剂、流平剂和消泡剂；B组分包括水性环氧树脂、硅溶胶、水性异氰酸酯固化剂和成膜助剂；C组分包括水性聚酯树脂、气相二氧化硅、铁粉、炭黑、色粉、分散剂和去离子水。在应用过程中，水性羟基丙烯酸树脂和水性环氧树脂分别与特定的水性异氰酸酯固化剂和水性环氧固化剂交联固化形成相互交错的三维网络结构，同时水性环氧树脂和水性羟基丙烯酸树脂反应得到的水性环氧丙烯酸树脂、经过亲水改性的水性聚酯树脂以及填料穿插在三维网络结构中，使涂料成膜更为致密，具备更高的硬度(达到6H以上)、耐磨性、耐高温(达到长时间耐450℃以上高温)和耐腐蚀性，该陶瓷涂料不添加有机溶剂，环保无污染，并且免喷砂、免底漆，喷涂时只用一道工序、方便施工。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种微波炉腔体用水性耐高温陶瓷涂料，其特征在于，所述涂料由A组分、B组分和C组分构成。所述A组分包括水性羟基丙烯酸树脂、水性环氧固化剂、流平剂和消泡剂；所述B
组分包括水性环氧树脂、硅溶胶、水性异氰酸酯固化剂和成膜助剂；所述C组分包括水性聚酯树脂、气相二氧化硅、铁粉、炭黑、色粉、分散剂和去离子水。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述A组分、B组分和C组分的重量比为25～35:12～18:50～60。所述A组分包括55～75重量份水性羟基丙烯酸树脂、20～35重量份水性环氧固化剂、3～10重量份流平剂和3～8重量份消泡剂；所述B组分包括52～70重量份水性环氧树脂、30～45重量份硅溶胶、15～25重量份水性异氰酸酯固化剂和5～8重量份成膜助剂；所述C组分包括25～40重量份水性聚酯树脂、8～15重量份气相二氧化硅、15～25重量份铁粉、16～28重量份炭黑、9～18重量份色粉、3～10重量份分散剂和100～300重量份去离子水。
[0009]其中，水性羟基丙烯酸树脂与水性异氰酸酯固化剂分开在A、B两个组分中，水性环氧固化剂与水性环氧树脂分开在A、B两个组分中，可以防止涂料提前固化，提高涂料储存稳定性。C组分为水性色浆，通过研磨制成，主要包含了除硅溶胶以外的所有粉体填料。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述水性羟基丙烯酸树脂制备方法包括以下步骤：
[0011](1)将80～100重量份丙酮加入反应釜中，开启冷凝回流，搅拌并加热至78～85℃；
[0012](2)滴加含有120～150重量份甲基丙烯酸甲酯、26～35重量份丙烯酸丁酯、15～25重量份二羟甲基丙酸、80～96重量份丙烯酸羟丙酯、8～12重量份引发剂过氧化二苯甲酰和30～50重量份乙酸乙酯的预先混合溶液，2h内滴加完毕后，保温反应1～2h；
[0013](3)将15～20重量份乳化剂十二烷基苯磺酸钠用150～200重量份去离子水稀释后，滴加到反应釜中，30min内滴加完毕，再高速搅拌1h；
[0014](4)减压蒸馏脱除溶剂，降至室温，关闭冷凝回流装置，加入8～12重量份三乙胺进行中和，使pH值控制在7.5～8.5后出料，得到水性羟基丙烯酸树脂。
[0015]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述水性环氧树脂制备方法包括以下步骤：
[0016]1)将100重量份E
‑
44或E
‑
51环氧树脂，与10～15重量份分子量为2000的聚乙二醇投入反应釜中，用50重量份正丁醇稀释，升温至50～60℃搅拌至完全溶解；
[0017]2)将3～10重量份乳化剂十二烷基硫酸钠用60～120重量份去离子水稀释后，滴加到反应釜中，20min内滴加完毕，再高速搅拌1h；
[0018]3)减压蒸馏脱除溶剂，降至室温，得到水性环氧树脂。
[0019]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述水性聚酯树脂制备方法包括以下步骤：
[0020]S1.向反应釜中依次加入30～50重量份分子量为1000的聚乙二醇、40～55重量份间苯二甲酸
‑5‑
磺酸钠、20～30重量份丁基羟基茴香醚，升温至120℃，搅拌均匀，然后升温至150℃，恒温保持50～80min；
[0021]S2.继续加入67～89重量份新戊二醇、53～90重量份1,4
‑
丁二醇
‑2‑
磺酸钠、45～68重量份丁基羟基茴香醚、23～35重量份分子量为1000的聚乙二醇、40～56重量份间苯二甲酸
‑5‑
磺酸钠、和55～82重量份二羟基丁酸，搅拌均匀，然后升温至190℃，保持恒温搅拌2～3h；
[0022]S3.当酸值为40mgKOH/g时，冷却至80～90℃，加入20～35重量份乙二醇丁醚、30～50重量份乳化剂十二烷基硫酸钠、300～500重量份去离子水，高速搅拌2h；
[0023]S4.然后再降温至60～70℃，加入19～26重量份二甲基乙醇胺中和1～2h；减压蒸
馏脱除溶剂，降至室温，得到水性聚酯树脂。
[0024]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述水性环氧固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的其中一种。
[0025]所述流平剂为水性流平剂，选自BYK<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波炉腔体用水性耐高温陶瓷涂料，其特征在于，所述涂料由A组分、B组分和C组分构成。所述A组分包括水性羟基丙烯酸树脂、水性环氧固化剂、流平剂和消泡剂；所述B组分包括水性环氧树脂、硅溶胶、水性异氰酸酯固化剂和成膜助剂；所述C组分包括水性聚酯树脂、气相二氧化硅、铁粉、炭黑、色粉、分散剂和去离子水。2.根据权利要求1所述的一种微波炉腔体用水性耐高温陶瓷涂料，其特征在于，所述A组分、B组分和C组分的重量比为25～35:12～18:50～60。所述A组分包括55～75重量份水性羟基丙烯酸树脂、20～35重量份水性环氧固化剂、3～10重量份流平剂和3～8重量份消泡剂；所述B组分包括52～70重量份水性环氧树脂、30～45重量份硅溶胶、15～25重量份水性异氰酸酯固化剂和5～8重量份成膜助剂；所述C组分包括25～40重量份水性聚酯树脂、8～15重量份气相二氧化硅、15～25重量份铁粉、16～28重量份炭黑和9～18重量份色粉、3～10重量份分散剂和100～300重量份去离子水。3.根据权利要求1所述的一种微波炉腔体用水性耐高温陶瓷涂料，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸树脂制备方法包括以下步骤：(1)将80～100重量份丙酮加入反应釜中，开启冷凝回流，搅拌并加热至78～85℃；(2)滴加含有120～150重量份甲基丙烯酸甲酯、26～35重量份丙烯酸丁酯、15～25重量份二羟甲基丙酸、80～96重量份丙烯酸羟丙酯、8～12重量份引发剂过氧化二苯甲酰和30～50重量份乙酸乙酯的预先混合溶液，2h内滴加完毕后，保温反应1～2h；(3)将15～20重量份乳化剂十二烷基苯磺酸钠用150～200重量份去离子水稀释后，滴加到反应釜中，30min内滴加完毕，再高速搅拌1h；(4)减压蒸馏脱除溶剂，降至室温，关闭冷凝回流装置，加入8～12重量份三乙胺进行中和，使pH值控制在7.5～8.5后出料，得到水性羟基丙烯酸树脂。4.根据权利要求1所述的一种微波炉腔体用水性耐高温陶瓷涂料，其特征在于，所述水性环氧树脂制备方法包括以下步骤：1)将100重量份E
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44或E
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51环氧树脂，与10～15重量份分子量为2000的聚乙二醇投入反应釜中，用50重量份正丁醇稀释，升温至50～60℃搅拌至完全溶解；2)将3～10重量份乳化剂十二烷基硫酸钠用60～120重量份去离子水稀释后，滴加到反应釜中，20min内滴加完毕，再高速搅拌1h；3)减压蒸馏脱除溶剂，降至室温，得到水性环氧树脂。5.根据权利要求1所述的一种微波炉腔体用水性耐高温陶瓷涂料，其特征在于，所述水性聚酯树脂制备方法包括以下步骤：S1.向反应釜中依次加入30～50重量份分子量为1000的聚乙二醇、40～55重量份间苯二甲酸
‑5‑
磺酸钠、20～30重量份丁基羟基茴香醚，升温至120℃，搅拌均匀，然后升温至150℃，恒温保持50～80min；S2.继续加入67～89重量份新戊二醇、53～90重量份1,4
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丁二醇
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磺酸钠、45～68重量份丁基羟基茴香醚、23～35重量份分子量...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛萌，汪博火，吕兴军，林小宁，宋恩耀，赵世博，
申请(专利权)人：广东邦固薄膜涂料创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：