本發明屬于涂料
技術領域：
，具體涉及一種高導熱水基防粘涂料及其制備方法和應用。
背景技術：
：防粘涂料是一種表面不易被其它粘性物質所粘附或粘著后易被除去的特種涂料。這種涂料由于表面能極低、摩擦系數小、易滑動等特點，所以具有不粘性。目前具有代表性的防粘涂料主要有以下幾類：有機硅防粘涂料、氟碳防粘涂料和無機陶瓷防粘涂料。有機硅防粘涂料一般由有機硅樹脂、環氧樹脂、顏料、填料及功能添加劑組成。有機硅防粘涂料雖然疏水幾防粘效果好，但是其涂膜硬度及導熱性能較低。專利CN201610035117.2公開了一種高導熱高耐磨有機硅不粘涂料，其由有機硅改性聚酯樹脂、陶瓷樹脂、耐高溫顏填料、導熱助劑和溶劑組成，其導熱助劑選自石墨烯、碳納米管、金剛石、石墨、鋁粉、銀粉中的一種或幾種。專利CN201510856346.6公開了一種高導熱不粘鍋涂料，主要由石墨烯、氧化硅溶膠、聚酰亞胺、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基三甲氧基硅烷、氟硅油、鈦白粉顏料、氧化鋁耐磨粉、膨潤土、去離子水和乙二醇丁醚組成。上述涂料成膜后具有優異的機械強度和較高的導熱率。專利CN201610479135.X公開了一種耐磨耐腐蝕不粘涂料的制備方法，其主要通過對硅藻土進行高溫活化，酸改性，再將其負載碳化硅，提高其硬度，再將其與聚丁二烯混合包裹固定，隨后將其與易溶于常用溶劑的醇酸樹脂混合，通過與油溶性硅蠟、石蠟等混合反應，最后通過馬來酸酐改性反應，提高耐腐蝕性，從而制得耐磨耐腐蝕不粘涂料。氟碳防粘涂料的基本成分是氟樹脂，目前使用的主要是聚四氟乙烯(PTFE)，它能在260℃以下長期連續使用，它不溶解或溶脹于任何已知的溶劑，即使在高溫下，油水對它也不起作用。優異的自潤滑和疏水疏油雙疏性能，使得氟碳漆膜非常“不粘”，極易清洗，廣泛用于炊具內壁不粘涂層等領域。但氟碳防粘涂料仍需要添加各種助劑以提高其涂層的硬度、強度以及熱分散性。如在專利CN201510804120.1中即公開了一種炒鍋用高強度不粘鍋涂料，其以聚四氟乙烯作為基體，以氧化硅溶膠、氧化鋁溶膠、氧化鋯溶膠和氧化鈦溶膠作為輔助劑，使得外加劑能夠與基體完美結合，從而形成高硬度的涂層；以鎢酸、硅酸、氧化鋅、氮化硼、氮化鈦和碳化硅制成外加劑，不僅提高了涂層的硬度和強度，而且，也使得涂層的耐高溫性得到了提高。專利CN200810052517.X公開了一種水性氟樹脂不粘涂料及其制備方法，其主要有改性聚四氟乙烯(PTFE)水基樹脂、耐高溫顏料、氟樹脂添加劑、表面活性劑、耐磨填料組成。該發明通過合成的丙烯酸水基樹脂對聚四氟乙烯“PTFE”水基樹脂進行改性，在改性過程中，采用了丙烯酸脂二次聚合的方法，不使用對人體有害助劑全氟辛酸鹽化合物，改性后的樹脂形成鑲嵌和互穿網絡結構，具有很好的溫度分散區域，解決了與底材的附著性及烘烤開裂問題，提高了不粘涂料的硬度。陶瓷防粘涂料是一種水性的無機涂料。它是以納米無機化合物為主要成分，并以水為分散液，涂裝后通過加熱的方式固化，形成性能和陶瓷相識的涂膜。陶瓷防粘涂料具有良好的硬度及抗劃傷性能。專利CN201510344989.2公開了一種陶瓷涂料及其應用及不粘餐具及該不粘餐具的制備方法，其由甲基三甲氧基硅烷、硅溶膠、異丙醇、蒸餾水、色粉組成，能夠達到良好的高溫防粘性能。但目前陶瓷防粘涂料仍存在導熱性能不足且制備方法復雜的缺點。技術實現要素：為了解決現有以上技術的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種高導熱水基防粘涂料。本發明的另一目的在于提供上述高導熱水基防粘涂料的制備方法。本發明的再一目的在于提供上述高導熱水基防粘涂料在不粘鍋涂層中的應用。本發明目的通過以下技術方案實現：一種高導熱水基防粘涂料，由以下重量份的組分組成：所述聚四氟乙烯水基樹脂包括未改性的聚四氟乙烯乳液或水分散液，或丙烯酸水基樹脂改性的聚四氟乙烯乳液或水分散液。優選地，所述聚四氟乙烯水基樹脂的固含量為35％～65％。所述導熱填料是指負載導熱金屬的白炭黑。所述的導熱金屬優選銀、鋅、鋁、鎂、鐵或銅。優選地，所述負載導熱金屬的白炭黑通過如下方法制備得到：將水玻璃與碳酸氫鈉溶液分別預熱至70～100℃，在攪拌條件下混合反應，得到二氧化硅溶膠液，然后加入導熱金屬的可溶性鹽溶液進行離子交換反應，反應完成后洗滌干燥，得到所述負載導熱金屬的白炭黑。所述耐高溫顏料包括炭黑、石墨、鉻鐵黑、鋁粉或鋅粉。所述功能添加劑包括偶聯劑、抗磨劑或流平劑。所述表面活性劑優選聚氧乙烯醚或聚醚改性聚硅氧烷非離子表面活性劑。上述高導熱水基防粘涂料的制備方法，包括如下制備步驟：將導熱填料、耐高溫顏料和表面活性劑攪拌混合均勻，然后加入聚四氟乙烯水基樹脂和功能添加劑攪拌混合均勻，調節粘度，得到所述高導熱水基防粘涂料。上述高導熱水基防粘涂料在不粘鍋涂層中的應用。相對于現有技術本發明具有如下優點及有益效果：本發明采用負載導熱金屬的白炭黑作為導熱填料，一方面白炭黑可作為填料提升涂料的硬度和耐磨性；另一方面填料在涂料基體中均勻分散，而將導熱金屬負載于填料上之后，使得填料的導熱性能得到極大的改善，所得涂料涂層溫度分散均勻，改善了現有不粘涂料導熱性能不佳的缺陷。具體實施方式下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。實施例1將導熱填料負載銀的白炭黑300g、耐高溫顏料炭黑150g和20g表面活性劑XIAMETEROFX-5043攪拌混合均勻，然后加入聚四氟乙烯水基樹脂700g(PTFE美國杜邦TE3893乳液，固含量60％)和功能添加劑十七氟癸基三乙氧基硅烷20g攪拌混合均勻，加入適量水調節粘度，得到所述高導熱水基防粘涂料。本實施例所用負載銀的白炭黑通過如下方法制備：將水玻璃與碳酸氫鈉溶液分別預熱至90℃，在500r/min條件下攪拌反應30min，然后在300r/min條件下攪拌反應1h，得到二氧化硅溶膠液，然后加入硝酸銀溶液進行離子交換反應，反應完成后洗滌干燥，得到所述負載銀的白炭黑。實施例2將導熱填料負載銅的白炭黑200g、耐高溫顏料石墨200g和30g表面活性劑脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚攪拌混合均勻，然后加入聚四氟乙烯水基樹脂600g(PTFE美國杜邦TE3893乳液，固含量60％)和流平劑(道康寧DC-27)20g攪拌混合均勻，加入適量水調節粘度，得到所述高導熱水基防粘涂料。本實施例所用負載銅的白炭黑通過如下方法制備：將水玻璃與碳酸氫鈉溶液分別預熱至80℃，在400r/min條件下攪拌反應30min，然后在200r/min條件下攪拌反應1h，得到二氧化硅溶膠液，然后加入硫酸銅溶液進行離子交換反應，反應完成后洗滌干燥，得到所述負載銅的白炭黑。實施例3將導熱填料負載鋅的白炭黑500g、耐高溫顏料鋁粉100g和50g表面活性劑OFX-0193聚醚改性硅油攪拌混合均勻，然后加入聚四氟乙烯水基樹脂800g(PTFE美國杜邦TE3893乳液，固含量60％)和抗磨劑(道康寧DC-51超高分子量聚二甲硅氧烷分散液)50g攪拌混合均勻，加入適量水調節粘度，得到所述高導熱水基防粘涂料。本實施例所用負載鋅的白炭黑通過如下方法制備：將水玻璃與碳酸氫鈉溶液分別預熱至90℃，在400r/min條件下攪拌反應30min，然后在200r/min條件下攪拌反應1.5h，得到二氧化硅溶膠液，然后加入硫酸鋅溶液進行離子交換反應，反應完成后洗滌干燥，得到所述負載鋅的白炭黑。實施例4將導熱填料負載鐵的白炭黑400g、耐高溫顏料鉻鐵黑150g和10g表面活性劑聚乙二醇單甲醚攪拌混合均勻，然后加入聚四氟乙烯水基樹脂500g(PTFE美國杜邦TE3893乳液，固含量60％)和抗磨劑(道康寧DC-51超高分子量聚二甲硅氧烷分散液)50g攪拌混合均勻，加入適量水調節粘度，得到所述高導熱水基防粘涂料。本實施例所用負載鐵的白炭黑通過如下方法制備：將水玻璃與碳酸氫鈉溶液分別預熱至90℃，在400r/min條件下攪拌反應30min，然后在200r/min條件下攪拌反應1.5h，得到二氧化硅溶膠液，然后加入氯化鐵溶液進行離子交換反應，反應完成后洗滌干燥，得到所述負載鐵的白炭黑。實施例5將導熱填料負載銀的白炭黑300g、耐高溫顏料鋅粉200g和20g表面活性劑XIAMETEROFX-5043攪拌混合均勻，然后加入聚四氟乙烯水基樹脂800g(PTFE美國杜邦DISP35乳液，固含量35％)和功能添加劑十七氟癸基三乙氧基硅烷20g攪拌混合均勻，加入適量水調節粘度，得到所述高導熱水基防粘涂料。本實施例所用負載銀的白炭黑通過如下方法制備：將水玻璃與碳酸氫鈉溶液分別預熱至90℃，在500r/min條件下攪拌反應30min，然后在300r/min條件下攪拌反應1h，得到二氧化硅溶膠液，然后加入硝酸銀溶液進行離子交換反應，反應完成后洗滌干燥，得到所述負載銀的白炭黑。實施例6將導熱填料負載銀的白炭黑400g、耐高溫顏料鋅粉200g和30g表面活性劑月桂酸聚氧乙烯醚攪拌混合均勻，然后加入丙烯酸水基樹脂改性的聚四氟乙烯水基樹脂700g(固含量50％，參考專利CN200810052517.X制備)和功能添加劑十七氟癸基三乙氧基硅烷20g攪拌混合均勻，加入適量水調節粘度，得到所述高導熱水基防粘涂料。本實施例所用負載銀的白炭黑通過如下方法制備：將水玻璃與碳酸氫鈉溶液分別預熱至90℃，在500r/min條件下攪拌反應30min，然后在300r/min條件下攪拌反應1h，得到二氧化硅溶膠液，然后加入硝酸銀溶液進行離子交換反應，反應完成后洗滌干燥，得到所述負載銀的白炭黑。對比例將耐磨填料滑石粉300g，耐高溫顏料炭黑150g和20g表面活性劑XIAMETEROFX-5043攪拌混合均勻，然后加入聚四氟乙烯水基樹脂700g(PTFE美國杜邦TE3893乳液，固含量60％)和功能添加劑十七氟癸基三乙氧基硅烷20g攪拌混合均勻，加入適量水調節粘度，得到本對比例的水基防粘涂料。對以上實施例所得高導熱水基防粘涂料進行附著力、硬度、耐磨性及導熱性能測試。附著力采用劃格實驗進行測定；硬度采用鉛筆法測定；耐磨性參照GB1768-79(89)測定；熱導率采用光熱反射法測定。測試結果如表1所示。表1附著力硬度耐磨次數熱導率(W/m·K)實施例10級4H11501450實施例20級4H11251180實施例30級4H10501000實施例40級4H1060990實施例50級4H9901320實施例60級4H10801000對比例1級4H880490由表1結果可以看出，本發明采用負載導熱金屬的白炭黑作為導熱填料，所得水基防粘涂料的熱導率得到了顯著提升。且涂料附著力及耐磨性能也得到了一定程度的提高。上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其它的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3