CN115948115A - 一种仿釉色耐高温玻璃涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种仿釉色耐高温玻璃涂料及其制备方法,所述仿釉色耐高温玻璃涂料,包括以下组份:100重量份的釉色溶胶,60‑80重量份的有机硅树脂、20‑25重量份溶剂、3‑5重量份的助剂;所述釉色溶胶中硅钛复合溶胶与色浆的重量比100:40‑60。本发明所述仿釉色耐高温玻璃涂料及其制备方法具有透明、釉亮的彩色效果,同时可耐高温280℃以上、耐洗碗机测试等。
Description
技术领域
本发明属于玻离涂料技术领域,具体涉及一种仿釉色耐高温玻璃涂料及其制备方法。
背景技术
彩釉玻璃是将无机釉料(又称油墨)印刷到玻璃表面,然后经烘干、钢化或热化加工处理,将釉料永久烧结于玻璃表面而得到一种耐磨、耐酸碱的装饰性玻璃产品。随着玻璃制作工艺日益精进,漂亮耐用的玻璃制品已经被越来越广泛地使用,特别是厨房用品,例如在烘箱中使用的玻璃烤盘等器皿。但目前将彩釉玻璃应用于炊具领域的还很少,主要是由于以下原因:1、彩釉需要600℃以上将釉料与玻璃结合,工艺能耗高,生产线复杂;2、彩釉一般采用印刷方式,对于形状复杂的产品较难施工;3、能满足高温加工条件的釉料可选择种类少。因此,玻璃制炊具通常都是透明的,没有颜色,一般采用涂层的方式改变玻璃制品的外观,达到装饰效果。同时考虑到炊具的使用环境,外部涂覆的涂层也要满足一定的要求,如耐高温、耐洗碗机测试等;为防止食物烘烤过程中产生的油气在器皿外表面冷凝粘附,需要涂层具有不粘性,以及满足接触食品的美国FDA要求。
本领域目前缺乏一种仿釉色玻璃涂料可达到彩釉玻璃装饰效果,同时具有耐高温、耐洗碗机测试、不粘性能等满足炊具使用环境要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种仿釉色耐高温玻璃涂料及其制备方法,具有透明、釉亮的彩色效果,同时可耐高温280℃以上、耐洗碗机测试等。
为了解决上述技术问题,本发明采用的一种技术方案是:所述仿釉色耐高温玻璃涂料,包括以下组份:
100重量份的釉色溶胶,60-80重量份的有机硅树脂、20-25重量份溶剂、3-5重量份的助剂;所述釉色溶胶中硅钛复合溶胶与色浆的重量比100:40-60。
进一步地,还包括1-5重量份的硅油。
本发明还提供一种仿釉色耐高温玻璃涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将水与有机溶剂按质量比1:1-2混合,调节pH值为2-3,得到混合液;然后将100g的有机硅烷和5-10g的钛酸酯滴加到150-200g的混合液中,控制反应温度为20-25℃,反应8-12小时,形成硅钛复合溶胶;
(2)制备色浆:在研磨机中将30-40g溶剂和3-5g分散剂混合搅拌,再缓慢加入20-30g色粉和3-5g防沉剂进行预分散,预分散过程转速为1000r/min,预分散时间为30分钟;预分散后加入80-100g有机硅树脂和40-50g溶剂,在转速3000r/min下研磨120min得到色浆;
(3)将硅钛复合溶胶与色浆按重量比100:40-60混合搅拌均匀,形成釉色溶胶;
(4)将100重量份的釉色溶胶、60-80重量份的有机硅树脂、20重量份溶剂和3-5重量份的助剂,混合搅拌均匀,制得釉色玻璃涂料。
采用上述实施例得到的釉色玻璃涂料制备涂层的过程如下:首先在玻璃基材表面进行喷砂处理,然后喷涂釉色玻璃涂料,在120-150℃烘烤5-10分钟,再以280℃烘烤10分钟,最后于室温下冷却,能够得到具有透明、釉亮的彩色效果的涂层。
进一步地,所述釉色玻璃涂料中还包括1至5重量份的硅油。
进一步地,所述步骤(1)中有机溶剂为防白水。
进一步地,所述钛酸酯的结构通式为Ti(OR4)4,R4为C1~C6的烷基。
进一步地,所述有机硅烷的结构通式为,R1mR2nSi(OR3)4-m-n,m、n为整数,m+n=0、1或2;R1、R2可相同或不同,为各自独立的为H、芳香基如苯基或C1~C4的烷基,R3为C1~C3的烷基。
进一步地,所述色粉色粉粒径为38-42nm。
进一步地,所述步骤(4)中溶剂采用醋酸丁酯或PMA。
进一步地,所述助剂包括流变剂、分散剂、防开花剂和流平剂。
本发明的优点具体如下:
(1)本发明所述玻璃涂料应用于玻璃制品表面,具有不粘性,满足接触食品的美国FDA要求的效果;
(2)本发明使用硅钛复合溶胶,钛溶胶和硅溶胶具有天然的结构差异,在与色浆混合、固化成膜后,色粉分布在硅溶胶和钛溶胶的三维网络结构中,实现了不同于单一溶胶中的光学效应,具有透明、釉亮的彩色效果,同时可耐高温280℃以上,耐洗碗机测试等。
附图说明
图1为实施例一得到的玻璃涂料在玻璃器具上形成釉色涂层的效果图。
图2为实施例二得到的玻璃涂料在玻璃器具上形成釉色涂层的效果图。
图3为实施例三得到的玻璃涂料在玻璃器具上形成釉色涂层的效果图。
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施例,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明中所述色粉可选用常用色系,如群青蓝、永固紫、酞青绿、先丽(Cinilex)黄、炭黑等。考虑到最终使用在玻璃炊具上,需满足高温使用环境如烤箱的要求,其中群青蓝选用热稳定性在350℃以上的产品,永固紫、酞青绿、先丽黄选择耐热稳定性200℃以上的产品。
本发明中所述有机硅树脂可为市售商品,可选用纯苯基有机硅树脂,比如美国道康宁公司所售的DC-217、德国瓦克公司所售的Silres IC 836等,或者甲基苯基有机硅树脂,比如德国瓦克公司所售的Silres REN 168、Silres 604、REN 50、REN 60等,德国迪高公司所售的SILIKOPHEN P 80/X等;
本发明中所述流变剂包括但不限于如气相二氧化硅,可选用如德国瓦克(Wacker)所生产的HDK N20、赢创德固赛(Evonik Degussa GmbH)所生产的Aerosil R 972,有机膨润土,可选用意大利奔特(Bentec)所生产的Viscogel B7、B8等;分散剂如德国毕克(BYK)所生产的Disperbyk-162、Disperbyk-110、BYK-164,流平剂如德国毕克(BYK)所生产的BYK-313、BYK-310等。
实施例1:一种仿釉色耐高温玻璃涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)在反应容器中按质量比1: 2加入水与防白水,混合均匀,滴加盐酸调节混合液的pH值为3,然后将100g的苯基三甲氧基硅烷和10g的钛酸四乙酯滴加到200g的混合液中,控制反应温度为25℃,反应8小时,形成硅钛复合溶胶;
(2)制备色浆:在研磨机(琅菱机械NTV砂磨机,研磨介质0.3mm锆珠)中将20g环己酮、20gPMA和5g分散剂混合搅拌,再缓慢加入20g炭黑(加料速度为10g/分钟)和5g气相二氧化硅进行预分散,前述预分散过程转速为1000r/min,预分散时间为30分钟;预分散后加入100g有机硅树脂和50g丁酯,在转速3000r/min下研磨120min得到色浆;研磨后经马尔文粒度计检测,色粉粒径为42nm;
(3)接着将硅钛复合溶胶与色浆以重量比100: 60混合搅拌均匀,形成釉色溶胶;
(4)将100重量份的釉色溶胶、80重量份的有机硅树脂、25重量份PMA和1重量份流变剂、1重量份分散剂、1重量份防开花剂和2重量份流平剂,混合搅拌均匀,制得釉色玻璃涂料。
采用上述实施例得到的釉色玻璃涂料制备涂层的过程如下:首先在玻璃基材表面进行喷砂处理,然后喷涂釉色玻璃涂料,在150℃烘烤5分钟,再以280℃烘烤10分钟,最后于室温下冷却,能够得到具有透明、釉亮的彩色效果的涂层,如图1所示。
实施例2:一种仿釉色耐高温玻璃涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)在反应容器中按质量比1:1加入水与防白水,混合均匀,滴加盐酸调节混合液的pH值为2,然后将100g的苯基三甲氧基硅烷和5g的钛酸四乙酯滴加到150g的混合液中,控制反应温度为20℃,反应12小时,形成硅钛复合溶胶;
(2)制备色浆:在研磨机(琅菱机械NTV砂磨机,研磨介质0.3mm锆珠)中将20g环己酮、10gPMA和3g分散剂混合搅拌,再缓慢加入25g群青蓝(加料速度为5g/分钟)和3g气相二氧化硅进行预分散,前述预分散过程转速为1000r/min,预分散时间为30分钟;预分散后加入80g有机硅树脂和40g丁酯,在转速3000r/min下研磨120min得到色浆;研磨后经马尔文粒度计检测,色粉粒径为38nm;
(3)接着将硅钛复合溶胶与色浆以重量比100:40混合搅拌均匀,形成釉色溶胶;
(4)将100重量份的釉色溶胶、60重量份的有机硅树脂、20重量份醋酸丁酯、1重量份流变剂、0.5重量份分散剂、0.5重量份防开花剂和1重量份流平剂,混合搅拌均匀,制得釉色玻璃涂料。
采用上述实施例得到的釉色玻璃涂料制备涂层的过程如下:首先在玻璃基材表面进行喷砂处理,然后喷涂釉色玻璃涂料,在120℃烘烤10分钟,再以280℃烘烤10分钟,最后于室温下冷却,能够得到具有透明、釉亮的彩色效果的涂层,如图2所示。
实施例3:一种仿釉色耐高温玻璃涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)在反应容器中按质量比1:1.5加入水与防白水,混合均匀,滴加盐酸调节混合液的pH值为2,然后将100g的苯基三甲氧基硅烷和6g的钛酸四乙酯滴加到160g的混合液中,控制反应温度为22℃,反应10小时,形成硅钛复合溶胶;
(2)制备色浆:在研磨机(琅菱机械NTV砂磨机,研磨介质0.3mm锆珠)中将25g环己酮和5gPMA和4g分散剂混合搅拌,再缓慢加入30g群青蓝(加料速度为6g/分钟)和4g防沉剂气相二氧化硅进行预分散,前述预分散过程转速为1000r/min,预分散时间为30分钟;预分散后加入90g有机硅树脂和45g丁酯,在转速3000r/min下研磨120min得到色浆;研磨后经马尔文粒度计检测,色粉粒径为39nm;
(3)接着将硅钛复合溶胶与色浆以重量比100:50混合搅拌均匀,形成釉色溶胶;
(4)将100重量份的釉色溶胶、70重量份的有机硅树脂、22重量份PMA和1重量份流变剂、1重量份分散剂、1重量份硅粉、0.5重量份消光粉和0.5重量份流平剂,混合搅拌均匀,制得釉色玻璃涂料。
采用上述实施例得到的釉色玻璃涂料制备涂层的过程如下:首先在玻璃基材表面进行喷砂处理,然后喷涂釉色玻璃涂料,在140℃烘烤6分钟,再以280℃烘烤10分钟,最后于室温下冷却,能够得到具有透明、哑光釉色的彩色效果的涂层,如图3所示。
在上述实施例1-3中,可进一步添加1至5重量份的硅油至玻璃涂料中。本发明所采用的硅油为羟基硅油,在25℃粘度为100-20000cps,可以提高涂层的不粘性能。若涂料需与食品接触,硅油选择为可与食品接触的硅油。
将实施例1-实施例3得到的玻璃涂料制备的釉色涂层进行各项测试,性能如表1所示。
表1
本发明的测定方法是按照如下标准:
(1)采用日本岛津UV-2501PC型紫外可见光谱仪测试涂层透光率。
(2)密着性:采用百格切割片、美工刀将涂膜切割为百格,刀尖在切割时要划及底材,并且刀尖要锋利,刀尖与涂膜成45度角;用软毛刷刷去漆屑,将3M透明胶带粘在划好的百格上,并施力使胶带牢固的粘在涂膜面及划格部位;在1~2min内,拿住3M胶带的一端,并呈60度角度,在0.5~1秒内平稳地撕离胶带;再从不同的方向重复四次(每次应换新胶带),看样品方格内是否掉漆。
(3)硬度测试:按照标准ASTM D 3363所述方法测试。
(4)耐高温测试:当温度升至280℃时,将样品放入恒温烘箱中,30分钟后,取出烘箱中的样品,放在木桌上冷却至室温。
(5)耐洗碗机测试:西门子洗碗机,90分钟一个循环,要求25个循环。
由上述性能指标可得出,本发明所述玻璃涂料能够在形成透明、釉色的釉色涂层,同时可耐高温280℃以上,耐洗碗机测试等。
以上对本申请所提供的一种仿釉色耐高温玻璃涂料及其制备方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种仿釉色耐高温玻璃涂料,其特征在于,包括以下组份:
100重量份的釉色溶胶,60-80重量份的有机硅树脂、20-25重量份溶剂、3-5重量份的助剂;所述釉色溶胶中硅钛复合溶胶与色浆的重量比100:40-60。
2.如权利要求1所述的仿釉色耐高温玻璃涂料,其特征在于:还包括1-5重量份的硅油。
3.一种仿釉色耐高温玻璃涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将水与有机溶剂按质量比1:1-2混合,调节pH值为2-3,得到混合液;然后将100g的有机硅烷和5-10g的钛酸酯滴加到150-200g的混合液中,控制反应温度为20-25℃,反应8-12小时,形成硅钛复合溶胶;
(2)制备色浆:在研磨机中将30-40g溶剂和3-5g分散剂混合搅拌,再缓慢加入20-30g色粉和3-5g防沉剂进行预分散,预分散过程转速为1000r/min,预分散时间为30分钟;预分散后加入80-100g有机硅树脂和40-50g溶剂,在转速3000r/min下研磨120min得到色浆;
(3)将硅钛复合溶胶与色浆按重量比100:40-60混合搅拌均匀,形成釉色溶胶;
(4)将100重量份的釉色溶胶、60-80重量份的有机硅树脂、20重量份溶剂和3-5重量份的助剂,混合搅拌均匀,制得釉色玻璃涂料。
4.如权利要求3所述的仿釉色耐高温玻璃涂料的制备方法,其特征在于:所述釉色玻璃涂料中还包括1至5重量份的硅油。
5.如权利要求3所述的仿釉色耐高温玻璃涂料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中有机溶剂为防白水。
6.如权利要求3所述的仿釉色耐高温玻璃涂料的制备方法,其特征在于:所述钛酸酯的结构通式为Ti(OR4)4,R4为C1~C6的烷基。
7.如权利要求3所述的仿釉色耐高温玻璃涂料的制备方法,其特征在于:所述有机硅烷的结构通式为,R1mR2nSi(OR3)4-m-n,m、n为整数,m+n=0、1或2;R1、R2可相同或不同,为各自独立的为H、芳香基如苯基或C1~C4的烷基,R3为C1~C3的烷基。
8.如权利要求3所述的仿釉色耐高温玻璃涂料的制备方法,其特征在于:所述色粉色粉粒径为38-42nm。
9.如权利要求3所述的仿釉色耐高温玻璃涂料的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中溶剂采用醋酸丁酯或PMA。
10.如权利要求3所述的仿釉色耐高温玻璃涂料的制备方法,其特征在于:所述助剂包括流变剂、分散剂、防开花剂和流平剂。
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