CN112795306A - 一种聚醚砜涂料组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂料技术领域，公开了一种聚醚砜涂料组合物及其方法及其应用，该聚醚砜涂料组合物包括以下组分：树脂、溶剂、疏水剂、偶联剂；树脂为聚醚砜树脂；疏水剂的HLB小于12。本发明的聚醚砜涂料组合物中将聚醚砜树脂作为粘结剂和成膜剂，不仅得到优异的附着力，还进一步提高了涂料的使用寿命和防腐性能，但引入聚醚砜的同时，还引入了较多的羟基与砜基，易于与富含羟的水产形成分子间氢键，水与涂层表面无法形成大于90度的夹角，疏水性较差，清洗难度增加，因此本发明还加入低HLB值的三乙醇胺油酸酯(HLB值小于12)降低聚醚砜涂料组合物的亲水性能，改善涂层的疏水性能，使涂层具有更好易清洁性。

Description

一种聚醚砜涂料组合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种聚醚砜涂料组合物及其制备方法和应用。

背景技术

目前，全国范围内厨房炉具的加热方式主要以罐装天然气明火加热为主，而天然气罐本身就相当于一个炸弹，如果操作不当，容易造成泄漏中毒，甚至爆炸。并且，明火加热方式需要消耗氧气，不适合用于通风不好的环境中，使用环境受限，容易发生事故。近年来，我国大力全面整治罐装天然气的使用，特别对一些人员密集的出租屋和生产企业内都禁止使用罐装天然气和明火操作。对生活和生产都造成了不便。

天然气来源于石油，是一种不可再生资源，全球石油资源日趋紧缺，天然气的燃烧生成的CO₂过量，也会对大气产生污染，所以使用清洁能源是一个发展方向，目前电能是全球公认的一种新能源方向。家电和厨房用具电加热方法会逐渐取代现用的明火加热方式，电发热盘会成为未来在厨房用具中的新宠。随着电发热盘的应用，带来的是炊具涂料的发展，目前涂料更多是应用在墙体，炊具的涂料也有，但是性能做得不够优异。

涂料，主要由成膜物质、溶剂、颜填料和助剂组成，其中最主要的是成膜物质。随着时代的发展，成膜物质的选择不再是早期的天然物质而是具有优良性能的高分子树脂。这其中，聚醚砜树脂、聚亚苯基砜树脂等聚芳醚砜类树脂是具有代表性的性能优异的成膜物质。涂料对金属底材的附着力是影响这些方面的重要因素之一。附着力是涂料的基本性能，好的附着力是涂料应用的一个基本保障，同时还可以提高涂料的防腐能力、延长涂料的使用寿命等。因此，提高附着力是很多涂料研究者的共同目标。但是提高附着力的同时又带来涂料疏水性问题，导致涂料疏水性能不好，自清洁性也不好。

因次，亟需开发一种不粘性、耐磨性、疏水性能、自清洁性优异的用于炊具的涂料。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚醚砜涂料组合物及其制备方法和应用，该聚醚砜涂料组合物具有出色的不粘性、耐磨性、耐酸碱性、自清洁性，还有优异的疏水性能专用于炊具。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种聚醚砜涂料组合物，包括以下组分：

树脂、溶剂、疏水剂、偶联剂；所述树脂为聚醚砜树脂；所述疏水剂的HLB小于12。

优选地，按质量百分比计，包括以下组分：35-50％聚醚砜树脂、5-12％溶剂、0.5-1.5％疏水剂、0.01-1％偶联剂。

优选地，所述聚醚砜树脂中含有水30～40％，有机溶剂10～20％。

优选地，所述聚醚砜涂料组合物，还包括以下组分：含氟树脂、防沉剂、颜填料、成膜助剂和增稠剂。

优选地，所述聚醚砜涂料组合物，按质量百分比计，包括以下组分：35-50％聚醚砜树脂、0-10％含氟树脂、5-12％溶剂、0.5-1.5％疏水剂、0.2-8％颜填料、4-12％防沉剂、0.01-1％偶联剂、0.01-1％成膜助剂和0.01-1％增稠剂。

当疏水性表面张力仪观察涂层与水之间的夹角，夹角大于95°，可不添加含氟树脂。

优选地，所述含氟树脂为四氟乙烯单体、聚四氟乙烯中的至少一种。

更优选地，所述聚四氟乙烯为聚四氟乙烯树脂微粉或聚四氟乙烯乳液中的一种。

优选地，所述疏水剂为三乙醇胺油酸酯、聚氧乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯月桂醚中的至少一种；所述三乙醇胺油酸酯的HLB值为12。

优选地，所述溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲苯或吡咯烷酮中的一种。

优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的至少一种。

优选地，所述颜填料为纳米石墨、纳米铝粉、二氧化硅中的至少一种。

纳米石墨具有低表面性能与低摩擦系数的性能，能提高涂层的疏水性与耐磨性能，即提高涂层的清洁性能；纳米铝粉主要成分是Al₂O₃，在涂层中能形成致密性的氧化铝膜，氧化铝膜有非常好的化学惰性，不与弱酸与弱碱反应，能进一步提涂层的耐酸碱性；二氧化硅即是颜填料又是防沉剂。

优选地，所述成膜助剂为三乙二醇单乙醚或丙二醇丁醚中的至少一种。

优选地，所述增稠剂为纤维素醚、羧甲基纤维素钠或甲基丙烯酸中的至少一种。

优选地，所述防沉剂为二氧化硅、有机膨润土中的至少一种。

一种聚醚砜涂料组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚醚砜树脂、颜填料、含氟树脂加入部分溶剂中进行研磨、分散，得到细浆；

(2)将所述细浆过滤，再将防沉剂、偶联剂、疏水剂、成膜助剂、增稠剂加入剩余的溶剂中进行搅拌，分散，即得所述聚醚砜涂料组合物。

优选地，步骤(1)中，所述研磨的时间为2-6小时。

优选地，步骤(2)中，所述过滤的目数为200-400目。

优选地，步骤(2)中，所述搅拌的转速为500～960r/min。

本发明还提供所述的聚醚砜涂料组合物在制备炉具发热盘涂层中的应用。

本发明的优点：

1、本发明的聚醚砜涂料组合物中将聚醚砜树脂作为粘结剂和成膜剂，不仅得到优异的附着力，还进一步提高了涂料的使用寿命和防腐性能，但引入聚醚砜的同时，还引入了较多的羟基与砜基，易于与富含羟的水产形成分子间氢键，水与涂层表面无法形成大于90度的夹角，疏水性较差，清洗难度增加，因此本发明还加入低HLB值的三乙醇胺油酸酯(HLB值小于12)降低聚醚砜涂料组合物的亲水性能，改善涂层的疏水性能，使涂层具有更好易清洁性。

2、本发明的聚醚砜涂料组合物中的纳米石墨具有低表面性能与低摩擦系数的性能，能提高涂层的疏水性与耐磨性能；纳米铝粉主要成分是Al₂O₃，在涂层中能形成致密性的氧化铝膜，氧化铝膜有非常好的化学惰性，不与弱酸与弱碱反应，能进一步提涂层的耐酸碱性。

具体实施方式

为了对本发明进行深入的理解，下面结合实例对本发明优选实验方案进行描述，以进一步的说明本发明的特点和优点，任何不偏离本发明主旨的变化或者改变能够为本领域的技术人员理解，本发明的保护范围由所属权利要求范围确定。

本发明实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用未注明生产厂商者的原料、试剂等，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例

实施例1-4和对比例1的组分和用量按表1所示的进行：

表1

一种聚醚砜涂料组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚醚砜树脂、石墨、纳米铝粉、聚四氟乙烯加入1/2二甲基乙酰胺、吡咯烷酮、纯水中分散、研磨2小时，得到细浆；

(2)将细浆经300目过滤，再加入二氧化硅、硅烷偶联剂、三乙醇胺油酸酯、聚氧乙烯烷基芳基醚、三乙二醇单乙醚和纤维素醚加入剩余的二甲基乙酰胺中，在转速为500r/min下搅拌，过滤，即得聚醚砜涂料组合物。

本发明的聚醚砜涂料组合物的涂覆工艺如下：在涂料组合物中加入溶剂进行粘度调节，然后利用空气喷枪和空气压缩机将粘度适宜的涂料喷涂到炉具发热盘上，在100～120℃下烘烤(5～10分钟)后升温至(380～400℃)下固化5～15分钟得涂层。

由上述方法制得的涂层需要按照以下标准与方法进行性能测试，结果如表1所示。

表1

从表1可得，本发明的实施例1-4具有优异的疏水性，利用表面张力仪观察涂层与水之间的夹角大于99°，硬度可达3H，耐磨可达3000转以上，而对比例1中的观察涂层与水之间的夹角，夹角小于95°，疏水性差。

以上对本发明提供的一种聚醚砜涂料组合物及其方法及其应用进行了详细的介绍，本文中应用了具体实施例对本发明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发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种聚醚砜涂料组合物，其特征在于，包括以下组分：树脂、溶剂、疏水剂、偶联剂；所述树脂为聚醚砜树脂；所述疏水剂的HLB小于12。

2.根据权利要求1所述的聚醚砜涂料组合物，其特征在于，按质量百分比计，包括以下组分：35-50％聚醚砜树脂、5-12％溶剂、0.5-1.5％疏水剂、0.01-1％偶联剂。

3.根据权利要求1所述的聚醚砜涂料组合物，其特征在于，还包括以下组分：含氟树脂、防沉剂、颜填料、成膜助剂和增稠剂。

4.根据权利要求3所述的聚醚砜涂料组合物，其特征在于，按质量百分比计，包括以下组分：35-50％聚醚砜树脂、0-10％含氟树脂、5-12％溶剂、0.5-1.5％疏水剂、0.2-8％颜填料、4-12％防沉剂、0.01-1％偶联剂、0.01-1％成膜助剂和0.01-1％增稠剂。

5.根据权利要求3所述的聚醚砜涂料组合物，其特征在于，所述颜填料为纳米石墨、纳米铝粉、二氧化硅中的至少一种；所述成膜助剂为三乙二醇单乙醚或丙二醇丁醚中的至少一种。

6.根据权利要求3所述的聚醚砜涂料组合物，其特征在于，所述增稠剂为纤维素醚、羧甲基纤维素钠或甲基丙烯酸中的至少一种；所述防沉剂为二氧化硅或有机膨润土中的至少一种。

7.根据权利要求3所述的聚醚砜涂料组合物，其特征在于，所述含氟树脂为四氟乙烯单体、聚四氟乙烯中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的聚醚砜涂料组合物，其特征在于，所述疏水剂为三乙醇胺油酸酯、聚氧乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯月桂醚中的至少一种；所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的至少一种。

9.权利要求3-8任一项所述的聚醚砜涂料组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将聚醚砜树脂、颜填料、含氟树脂加入部分溶剂中进行研磨、分散，得到细浆；

(2)将所述细浆过滤，再将防沉剂、偶联剂、疏水剂、成膜助剂、增稠剂加入剩余的溶剂中进行搅拌，分散，即得所述聚醚砜涂料组合物。

10.权利要求1-8任一项所述的聚醚砜涂料组合物在制备炉具发热盘涂层中的应用。