一种具有抗菌功能的陶瓷涂料及其制备方法

摘要

一种具有抗菌功能的陶瓷涂料，由底漆和面漆两部分组成，所述底漆和面漆均由组分A主剂、组分B固化剂和组分C催化剂组成；所述底漆和面漆的组分A:组分B:组分C按重量配比均为:2‑4:1‑2:0.01‑0.02。本发明涂装过程中无有害分解产物，VOC排放极低，符合RoHS的环保要求，为一种新型绿色环保涂料；可适用于炊具不粘锅的内涂，以及咖啡壶，保温杯等小家电产品上。

权利要求

1.一种具有抗菌功能的陶瓷涂料，由底漆和面漆两部分组成，其特征在于所述底漆和面漆均由组分A主剂、组分B固化剂和组分C催化剂组成；

所述底漆和面漆的组分A:组分B:组分C按重量配比均为:2-4:1-2:0.01-0.02；

所述底漆组分A主剂的原料按重量百分数为：所述面漆组分A主剂的原料按重量百分数为：所述硅溶胶的粒径为11nm；

所述纳米SiO2分散液为粒径120nm固体含量20％的SiO2水分散液；

所述底漆与面漆组分B固化剂的原料按重量百分数均为：甲基三甲氧基硅烷     96-98％硅油                 2-4；

所述底漆与面漆组分C催化剂的原料按重量百分数均为：甲酸        100％。

2.根据权利要求1所述的具有抗菌功能的陶瓷涂料，其特征在于所述无机颜料为钛白粉。

3.根据权利要求1所述的具有抗菌功能的陶瓷涂料，其特征在于所述珠粉为默克银白珠光粉Iriodin 153。

4.一种权利要求1或2所述的具有抗菌功能的陶瓷涂料的制备方法，其特征在于具体步骤为：(1)底漆组分A主剂：

①先将硅溶胶用200-300目尼龙网过滤，并以600-800rpm/分钟转速搅拌；

②将预混合均匀的去离子水和乙二醇丁醚混合物，在搅拌中加入到硅溶胶中；

③在上述混合料中，600-800rpm/分钟搅拌状态下，加入膨润土，并以800-1000rpm/分钟的速度分散5分钟；

④在上述混合料中，600-800rpm/分钟搅拌状态下，加入无机颜料和氧化铝耐磨粉，以

800-1000rpm/分钟的速度分散15-20分钟；

⑤将上述混合料使用篮式砂机研磨至细度小于15μm后，以600-800rpm/分钟搅拌状态下加入纳米SiO2的分散液，并搅拌5-10分钟后制的成品；

所述成品的粘度为12±3秒，所述粘度用DIN 4号杯，在23℃温度下测量；

(2)面漆组分A主剂：

①先将硅溶胶用200-300目尼龙网过滤，并以600-800rpm/分钟转速搅拌；

②将预混合均匀的去离子水和乙二醇丁醚混合物，在搅拌中加入到硅溶胶中；

③在上述混合料中，600-800rpm/分钟搅拌状态下，加入珠粉，并以800-1000rpm/分钟的速度分散5分钟；

所述成品的粘度为8-12秒，所述粘度用DIN4号杯，在23℃温度下测量；

(3)底漆与面漆组分B固化剂：

将甲基三甲氧基硅烷、硅油在100-120rpm/分钟速度滚动均匀；

(4)底漆与面漆组分C催化剂：

催化剂C组分：甲酸无需特殊处理，可直接使用；

(5)以上底漆与面漆各组分通过熟化工艺熟化后即为成品，所述熟化工艺如下：底漆：将上述催化剂C组分按比例加入固化剂B组分中，混合均匀后全部加入A组分中，将容器密封好后用完全混合均匀且反应至温度达到30-40℃后，将其置于滚动速度120-

180rpm的滚油机上，滚动熟化2-4h，将熟化后的混合物从滚油机上取下，待其冷却至室温后待用；

面漆：将上述催化剂C组分按比例加入固化剂B组分中，混合均匀后全部加入A组分中，将容器密封好后完全混合均匀且反应至温度达到30-40℃后，将其置于滚动速度120-

180rpm的滚油机上，滚动熟化20-24h，将熟化后的混合物从滚油机上取下，待其冷却至室温后待用；

(6)使用时底漆膜厚要求喷涂至30-45μ m ，面漆膜厚要求喷涂至3-10μ m 。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述整个分散、搅拌及研磨过程中温度不低于10℃且不高于35℃。

说明书

一种具有抗菌功能的陶瓷涂料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及厨具涂料技术领域，尤其是涉及一种具有抗菌功能的陶瓷涂料及其制备方法。

背景技术

[0002] 纳米材料用于抗菌材料主要是由于随着物质粒径的减小，比表面积大大增加，粒径5nm的颗粒，表面的体积百分数为50％，粒径2nm时，表面的体积百分数增加到80％。庞大的比表面，健态严重失配，出现许多活性中心，使纳米材料具有极强的吸附能力。这使得纳米粒子对于无论是促使物质腐败的氧原子、氧自由基，还是产生其他异味的烷烃类分子等，均具有极强的抓俘能力，使其具有防腐抗菌功能。

[0003] 随着社会的发展，抗菌材料在日常的纤维服装，家用电器，卫生陶瓷制品，食品包装以及建筑用的钢板，涂料等领域取得越来越广泛的应用，其中在家居用品，家庭纤维制品，家电用品和医疗用品领域得以应用。作为炊具不粘涂料，由于其直接与食物接触，除了需要具有良好的不粘性能和安全性，为了进一步提高人们生活和工作空间的环境质量，需要开发具有抗菌功能的涂料。但是目前市场上尚无任何一款适用于炊具内涂涂料同时具有不粘性能，安全性能及具有抗菌功能的涂料。

发明内容

[0004] 针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种具有抗菌功能的陶瓷涂料及其制备方法。本发明涂装过程中无有害分解产物，VOC排放极低，符合RoHS的环保要求，为一种新型绿色环保涂料；可适用于炊具不粘锅的内涂，以及咖啡壶，保温杯等小家电产品上。

[0005] 本发明的技术方案如下：

[0006] 一种具有抗菌功能的陶瓷涂料，由底漆和面漆两部分组成，所述底漆和面漆均由组分A主剂、组分B固化剂和组分C催化剂组成；

[0007] 所述底漆和面漆的组分A:组分B:组分C按重量配比均为:2-4:1-2:0.01-0.02；

[0008] 所述底漆组分A主剂的原料按重量百分数为：

[0009]

[0010] 所述面漆组分A主剂的原料按重量百分数为：

[0011]

[0012] 所述硅溶胶的粒径为9-17nm；

[0013] 所述纳米SiO2分散液为粒径100-120nm固体含量20％的SiO2水分散液；

[0014] 所述底漆与面漆组分B固化剂的原料按重量百分数均为：

[0015] 甲基三甲氧基硅烷     96-98％

[0016] 硅油                 2-4；

[0017] 所述底漆与面漆组分C催化剂的原料按重量百分数均为：

[0018] 甲酸                 100％。

[0019] 所述无机颜料为钛白粉。所述珠粉为默克银白珠光粉Iriodin 153。

[0020] 一种具有抗菌功能的陶瓷涂料的制备方法，具体步骤为：

[0021] (1)底漆组分A主剂：

[0022] ①先将硅溶胶用200-300目尼龙网过滤，并以600-800rpm/分钟转速搅拌；

[0023] ②将预混合均匀的去离子水和乙二醇丁醚混合物，在搅拌中加入到硅溶胶中；

[0024] ③在上述混合料中，600-800rpm/分钟搅拌状态下，加入膨润土，并以800-1000rpm/分钟的速度分散5分钟；

[0025] ④在上述混合料中，600-800rpm/分钟搅拌状态下，加入无机颜料和氧化铝耐磨粉，以800-1000rpm/分钟的速度分散15-20分钟；

[0026] ⑤将上述混合料使用篮式砂机研磨至细度小于15μm后，以600-800rpm/分钟搅拌状态下加入纳米SiO2的分散液，并搅拌5-10分钟后制的成品；

[0027] 所述成品的粘度为12±3秒，所述粘度用DIN 4号杯，在23℃温度下测量；

[0028] (2)面漆组分A主剂：

[0029] ①先将硅溶胶用200-300目尼龙网过滤，并以600-800rpm/分钟转速搅拌；

[0030] ②将预混合均匀的去离子水和乙二醇丁醚混合物，在搅拌中加入到硅溶胶中；

[0031] ③在上述混合料中，600-800rpm/分钟搅拌状态下，加入珠粉，并以800-1000rpm/分钟的速度分散5分钟；

[0032] 所述成品的粘度为8-12秒，所述粘度用DIN4号杯，在23℃温度下测量；

[0033] (3)底漆与面漆组分B固化剂：

[0034] 将甲基三甲氧基硅烷、硅油在100-120rpm/分钟速度滚动均匀；

[0035] (4)底漆与面漆组分C催化剂：

[0036] 催化剂C组分：甲酸无需特殊处理，可直接使用；

[0037] (5)以上底漆与面漆各组分通过熟化工艺熟化后即为成品，所述熟化工艺如下：

[0038] 底漆：将上述催化剂C组分按比例加入固化剂B组分中，混合均匀后全部加入A组分中，将容器密封好后用完全混合均匀且反应至温度达到30-40℃后，将其置于滚动速度120-180rpm的滚油机上，滚动熟化2-4h，将熟化后的混合物从滚油机上取下，待其冷却至室温后待用；

[0039] 面漆：将上述催化剂C组分按比例加入固化剂B组分中，混合均匀后全部加入A组分中，将容器密封好后完全混合均匀且反应至温度达到30-40℃后，将其置于滚动速度120-180rpm的滚油机上，滚动熟化20-24h，将熟化后的混合物从滚油机上取下，待其冷却至室温后待用；

[0040] (6)使用时底漆膜厚要求喷涂至30-45um，面漆膜厚要求喷涂至3-10um。

[0041] 所述整个分散、搅拌及研磨过程中温度不低于10℃且不高于35℃。

[0042] 本发明有益的技术效果在于：

[0043] 本发明的目的在于弥补现有产品的不足之处，开发一种具有抗菌功能的陶瓷涂料，采用安全性高的粒径11nm的硅溶胶与粒径0.12μm SiO2粒子的搭配使用，使得最终漆膜表面粒子具有极大的比表面积，从而使得漆膜内部出现许多活性中心，使其具有极强的吸附能力，从而对促使物质腐败的氧原子、氧自由基以及产生其他异味的烷烃类分子等，均具有极强的抓俘能力，使其具有防腐抗菌功能。

具体实施方式

[0044] 下面结合实施例，对本发明进行具体描述。其配方比例按重量百分数计：

[0045] 实施例1

[0046] 一、底漆：

[0047] (1)组分A主剂：

[0048] ①先将硅溶胶45％用300目尼龙网过滤，并以800rpm/分钟转速搅拌；

[0049] ②将预混合均匀的去离子水2％和乙二醇丁醚1.5％混合物，在搅拌中加入到硅溶胶中；

[0050] ③在上述混合料中，800rpm/分钟搅拌状态下，加入膨润土0.3％，并以1000rpm/分钟的速度分散5分钟；

[0051] ④在上述混合料中，800rpm/分钟搅拌状态下，加入钛白粉30％和氧化铝耐磨粉4％，以1000rpm/分钟的速度分散15分钟；

[0052] ⑤将上述混合料使用篮式砂机研磨至细度小于10um，以800rpm/分钟搅拌状态下加入纳米SiO2分散液17.2％，并1000rpm/分钟搅拌10分钟后制的成品。

[0053] 底漆成品的粘度为12±3秒，所述粘度用DIN 4号杯，在23℃温度下测量。

[0054] (2)组分B固化剂：将甲基三甲氧基硅烷98％、硅油2％在120rpm/分钟速度下滚动均匀。

[0055] (3)组分C催化剂：催化剂C组分甲酸100％无需特殊处理，可直接使用。

[0056] 二、面漆：

[0057] (1)组分A主剂：

[0058] ①先将硅溶胶83％用300目尼龙网过滤，并以800rpm/分钟转速搅拌；

[0059] ②将预混合均匀的去离子水13.8％和乙二醇丁醚2％混合物，在搅拌中加入到硅溶胶中；

[0060] ③在上述混合料中，800rpm/分钟搅拌状态下，加入珠粉1.2％，并以1000rpm/分钟的速度分散5分钟。

[0061] (2)组分B固化剂：将甲基三甲氧基硅烷98％、硅油2％在120rpm/分钟速度下滚动均匀。

[0062] (3)组分C催化剂：催化剂C组分甲酸100％无需特殊处理，可直接使用。

[0063] 三、熟化工艺熟化后即为成品，其熟化工艺如下：

[0064] (1)底漆：按照表1所示的重量配比将上述催化剂C组分按比例加入固化剂B组分中，摇晃混合均匀后全部加入A组分中，将容器密封好后用力摇晃直至各组分完全混合均匀且反应至温度达到40℃后，将其置于滚动速度180rpm的滚油机上，滚动熟化2h，将熟化后的混合物从滚油机上取下，待其冷却至室温后待用；

[0065] (2)面漆：按照表1所示的重量配比将上述催化剂C组分按比例加入固化剂B组分中，摇晃混合均匀后全部加入A组分中，将容器密封好后用力摇晃直至各组分完全混合均匀且反应至温度达到40℃后，将其置于滚动速度180rpm的滚油机上，滚动熟化20h，将熟化后的混合物从滚油机上取下，待其冷却至室温后待用。

[0066] 四、涂膜：按照表1所示的底漆与面漆的使用量进行涂膜，涂膜时，底漆膜厚要求喷涂至45um，面漆膜厚要求喷涂至10um。

[0067] 表1实施例1底漆与面漆各组分及重量配比

[0068]组分(单位：重量份) 底漆 面漆
组分A 3.435 2
组分B 1.55 1
组分C 0.015 0.01

[0069] 上述所用硅溶胶的粒径为10nm；所用纳米SiO2分散液为粒径100nm固体含量20％的SiO2水分散液。

[0070] 实施例2

[0071] 一、底漆：

[0072] (1)组分A主剂：

[0073] ①先将硅溶胶52％用200目尼龙网过滤，并以600rpm/分钟转速搅拌；

[0074] ②将预混合均匀的去离子水1％和乙二醇丁醚1％混合物，在搅拌中加入到硅溶胶中；

[0075] ③在上述混合料中，600rpm/分钟搅拌状态下，加入膨润土0.6％，并以800rpm/分钟的速度分散5分钟；

[0076] ④在上述混合料中，600rpm/分钟搅拌状态下，加入钛白粉25％和氧化铝耐磨粉5％，以800rpm/分钟的速度分散15分钟；

[0077] ⑤将上述混合料使用篮式砂机研磨至细度小于10um，以600rpm/分钟搅拌状态下加入纳米SiO2分散液15.4％，并600rpm/分钟搅拌10分钟后制的成品。

[0078] 底漆成品的粘度为12±3秒，所述粘度用DIN 4号杯，在23℃温度下测量。

[0079] (2)组分B固化剂：将甲基三甲氧基硅烷96％、硅油4％在100rpm/分钟速度下滚动均匀。

[0080] (3)组分C催化剂：催化剂C组分甲酸100％无需特殊处理，可直接使用。

[0081] 二、面漆：

[0082] (1)组分A主剂：

[0083] ①先将硅溶胶66％用200目尼龙网过滤，并以600rpm/分钟转速搅拌；

[0084] ②将预混合均匀的去离子水30％和乙二醇丁醚4％混合物，在搅拌中加入到硅溶胶中；

[0085] (2)组分B固化剂：将甲基三甲氧基硅烷96％、硅油4％在100rpm/分钟速度下滚动均匀。

[0086] (3)组分C催化剂：催化剂C组分甲酸100％无需特殊处理，可直接使用。

[0087] 三、熟化工艺熟化后即为成品，其熟化工艺如下：

[0088] (1)底漆：按照表2所示的重量配比将上述催化剂C组分按比例加入固化剂B组分中，摇晃混合均匀后全部加入A组分中，将容器密封好后用力摇晃直至各组分完全混合均匀且反应至温度达到30℃后，将其置于滚动速度120rpm的滚油机上，滚动熟化4h，将熟化后的混合物从滚油机上取下，待其冷却至室温后待用；

[0089] (2)面漆：按照表2所示的重量配比将上述催化剂C组分按比例加入固化剂B组分中，摇晃混合均匀后全部加入A组分中，将容器密封好后用力摇晃直至各组分完全混合均匀且反应至温度达到30℃后，将其置于滚动速度120rpm的滚油机上，滚动熟化24h，将熟化后的混合物从滚油机上取下，待其冷却至室温后待用。

[0090] 四、涂膜：按照表2所示的底漆与面漆的使用量进行涂膜，涂膜时，底漆膜厚要求喷涂至30um，面漆膜厚要求喷涂至3um。

[0091] 表2实施例2底漆与面漆各组分及重量配比

[0092]组分(单位：重量份) 底漆 面漆
组分A 2 2
组分B 1 1.5
组分C 0.01 0.02

[0093] 上述所用硅溶胶的粒径为16nm；所用纳米SiO2分散液为粒径120nm固体含量20％的SiO2水分散液。

[0094] 实施例3

[0095] 一、底漆：

[0096] (1)组分A主剂：

[0097] ①先将硅溶胶40％用240目尼龙网过滤，并以700rpm/分钟转速搅拌；

[0098] ②在700rpm/分钟搅拌状态下，加入膨润土0.7％，并以900rpm/分钟的速度分散5分钟；

[0099] ③在上述混合料中，700rpm/分钟搅拌状态下，加入钛白粉32.3％和氧化铝耐磨粉7％，以900rpm/分钟的速度分散15分钟；

[0100] ④将上述混合料使用篮式砂机研磨至细度小于10um，以700rpm/分钟搅拌状态下加入纳米SiO2分散液20％，并以700rpm/分钟搅拌10分钟后制的成品。

[0101] 底漆成品的粘度为12±3秒，所述粘度用DIN 4号杯，在23℃温度下测量。

[0102] (2)组分B固化剂：将甲基三甲氧基硅烷97％、硅油3％在110rpm/分钟速度下滚动均匀。

[0103] (3)组分C催化剂：催化剂C组分甲酸100％无需特殊处理，可直接使用。

[0104] 二、面漆：

[0105] (1)组分A主剂：

[0106] ①先将硅溶胶74％用240目尼龙网过滤，并以700rpm/分钟转速搅拌；

[0107] ②将预混合均匀的去离子水20％和乙二醇丁醚3％混合物，在搅拌中加入到硅溶胶中；

[0108] ③在上述混合料中，700rpm/分钟搅拌状态下，加入珠粉3％，并以900rpm/分钟的速度分散5分钟。

[0109] (2)组分B固化剂：将甲基三甲氧基硅烷97％、硅油3％在110rpm/分钟速度下滚动均匀。

[0110] (3)组分C催化剂：催化剂C组分甲酸100％无需特殊处理，可直接使用。

[0111] 三、熟化工艺熟化后即为成品，其熟化工艺如下：

[0112] (1)底漆：按照表3所示的重量配比将上述催化剂C组分按比例加入固化剂B组分中，摇晃混合均匀后全部加入A组分中，将容器密封好后用力摇晃直至各组分完全混合均匀且反应至温度达到35℃后，将其置于滚动速度150rpm的滚油机上，滚动熟化3h，将熟化后的混合物从滚油机上取下，待其冷却至室温后待用；

[0113] (2)面漆：按照表3所示的重量配比将上述催化剂C组分按比例加入固化剂B组分中，摇晃混合均匀后全部加入A组分中，将容器密封好后用力摇晃直至各组分完全混合均匀且反应至温度达到35℃后，将其置于滚动速度150rpm的滚油机上，滚动熟化22h，将熟化后的混合物从滚油机上取下，待其冷却至室温后待用。

[0114] 四、涂膜：按照表3所示的底漆与面漆的使用量进行涂膜，涂膜时，底漆膜厚要求喷涂至40um，面漆膜厚要求喷涂至6um。

[0115] 表3实施例3底漆与面漆各组分及重量配比

[0116]组分(单位：重量份) 底漆 面漆
组分A 4 2
组分B 1.5 1
组分C 0.02 0.015

[0117] 上述所用硅溶胶的粒径为12nm；所用纳米SiO2分散液为粒径110nm固体含量20％的SiO2水分散液。

[0118] 实施例1～3所用的珠粉为珠粉为默克银白珠光粉Iriodin 153。

[0119] 涂膜性能测试

[0120] 实施例1制备得到的涂膜性能测试结果如表4所示。

[0121] 表4涂膜性能测试

[0122]

[0123]

[0124] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。