一种耐磨抗污涂层及其制备方法与流程

本发明涉及涂层材料，尤其涉及一种耐磨抗污涂层及其制备方法。

背景技术：

1、亲水材料涂层因为具有较为特殊的表面润湿性，接触水时可以在自身表面快速形成水膜，将表面的污渍快速浮起，从而达到易清洁的效果，目前已逐渐应用于建筑、光伏、汽车、家电等行业。但是，应用于厨房灶具表面的亲水材料涂层尚不成熟，主要存在以下问题，厨房内部有较为顽固的污渍比如油污、各种调味品、食材分泌物等，现有涂层均很难做到完全易清洁；灶具台面会接触多种高硬度摩擦场景，例如钢丝球、铁锅、砂锅、各种金属炊具等，实际使用过程中会对涂层造成不可逆的破坏；并且厨房内易形成高温高湿场景，对涂层的稳定性要求极高，现有涂层稳定性不够，较难长期适应高温高湿场景。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述问题，本发明提供了一种耐磨抗污涂层及其制备方法。

2、第一方面，本发明提供一种耐磨抗污涂层的制备方法，该方法包括以下步骤：

3、s1.将氧化锡锑粉末、纳米粒子、石墨烯和活性炭粉末混合，加入研磨介质混合均匀后分离出研磨介质，对得到的混合粉末烘干及活化处理，得到纳米活化粉末；

4、s2.将聚钛酸脂和活化粉末伴随搅拌加入正丁醚溶剂中，搅拌混合均匀并分散，得到第一分散液；

5、s3.将全氢聚硅氮烷溶液与第一分散液混合后，再加入正丁醚和流平剂混合并分散，得到第二分散液；

6、s4.获取基材，对基材表面进行活化处理以及等离子清洗，得到预处理基材；

7、s5.将预处理基材浸没于第二分散液，从第二分散液中匀速提拉出预处理基材，静置得到基础涂层；

8、s6.将基础涂层进行湿烘后干烘，得到目标耐磨抗污涂层。

9、进一步地，研磨介质包括氧化锆球，步骤s1包括：

10、s11.取5-20份氧化锡锑粉末、5-20份纳米粒子、0.1份石墨烯及0.01-0.1份活性碳粉末，放入球磨机中；

11、s12.加入氧化锆球，以180r/min的转速搅拌20min，混合均匀后分离出氧化锆球，得到混合粉末；

12、s13.将混合粉末放入80℃的干燥箱中，烘干1h取出；

13、s14.将烘干后的混合粉末放入等离子清洗机中，以1l/min的流量通入湿度15％±5％的氧气，对混合粉末进行清洗，得到纳米活化粉末。

14、进一步地，纳米粒子包括但不限于二氧化锆、碳化硅、碳化硼、碳化钛、氮化硅中的一种。

15、进一步地，氧化锡锑粉末的规格为10nm-20nm；纳米粒子的规格为10nm-50nm；氧化锆球的规格为0.05mm。

16、进一步地，步骤s2包括：

17、取0.2-2.1份聚钛酸酯和3-8份纳米活化粉末，伴随搅拌加入93份正丁醚溶剂中，以200r/min的转速搅拌30min混合均匀，并使用超声均质机进行分散，得到第一分散液。

18、进一步地，步骤s3包括：

19、取20-35份全氢聚硅氮烷溶液和25份第一分散液混合，再加入50份正丁醚和0.05-0.2份流平剂，使用超声均质机进行分散，得到第二分散液。

20、进一步地，全氢聚硅氮烷溶液的溶剂为正丁醚，全氢聚硅氮烷溶液中的正丁醚溶剂浓度百分比为20％。

21、进一步地，流平剂为全氟辛基甜菜碱或全氟烷基甜菜碱。

22、进一步地，基材为玻璃，步骤s4包括：

23、取20份水、2份双氧水、5份乙醇和1份十二烷基硫酸钠搅拌混合后倒入超声清洗机中，将玻璃放入超声清洗机中清洗20min，取出擦干；

24、将擦干的玻璃放入等离子清洗机中，清洗120s，得到预处理基材。

25、进一步地，步骤s5中，将预处理基材浸没于第二分散液中的时长为180min，匀速提拉的速度为3mm/s。

26、进一步地，步骤s6中，将基础涂层进行湿烘包括将基础涂层放入干燥箱中，在干燥箱中放入预设质量的水；湿烘的条件为湿度90％以上，常压150℃，烘干时间2h。

27、进一步地，步骤s6中，将基础涂层进行干烘包括将基础涂层放入30℃的干燥箱中，烘干0.5h。

28、另一方面，本发明提供一种耐磨抗污涂层，其由如上所述的耐磨抗污涂层的制备方法制备得到。

29、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

30、(1)采用氧化锡锑作为抗静电剂，会增加纳米活化粉末整体的抗静电性，降低涂层表面的静电吸附能力，可以降低污渍的静电吸附性，使涂层的易清洁性能进一步增强；

31、(2)采用全氢聚硅氮烷作为成膜剂，充分固化后致密度高、硬度高与基材结合力好，其与高硬度纳米粒子交联度较佳，增加材料的耐磨性和耐水性；

32、(3)全氟辛基甜菜碱或全氟烷基甜菜碱作为流平剂使用，起到少量的表面活性剂作用，在一定程度上增强亲水性，且由于其具有具有双疏全氟烷基或双疏全氟辛基和亲水的甜菜碱基团，不会引入其他的官能团导致材料出现特殊性吸附的问题；

33、(4)采用正丁醚作为溶剂制备第二分散液，不同于现有技术中使用的二甲苯分散液，更加环保，食品安全性高；

34、(5)在较高的湿度下湿烘，纳米粒子极好地复合在全氢聚硅氮烷上形成稳定共价结构，增加涂层的均匀性和稳定性，使涂层具有较高的弹性模量，更加耐磨，防止产生脱落。

技术特征：

1.一种耐磨抗污涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的耐磨抗污涂层的制备方法，其特征在于，所述研磨介质包括氧化锆球，所述步骤s1包括：

3.根据权利要求2所述的耐磨抗污涂层制备方法，其特征在于，所述纳米粒子包括但不限于二氧化锆、碳化硅、碳化硼、碳化钛、氮化硅中的一种。

4.根据权利要求3所述的耐磨抗污涂层制备方法，其特征在于，所述氧化锡锑粉末的规格为10nm-20nm；所述纳米粒子的规格为10nm-50nm；所述氧化锆球的规格为0.05mm。

5.根据权利要求1所述的耐磨抗污涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s2包括：

6.根据权利要求1所述的耐磨抗污涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s3包括：

7.根据权利要求6所述的耐磨抗污涂层的制备方法，其特征在于，所述全氢聚硅氮烷溶液的溶剂为正丁醚，所述全氢聚硅氮烷溶液中的正丁醚溶剂浓度百分比为20％。

8.根据权利要求6所述的耐磨抗污涂层的制备方法，其特征在于，所述流平剂为全氟辛基甜菜碱或全氟烷基甜菜碱。

9.根据权利要求1所述的耐磨抗污涂层的制备方法，其特征在于，所述基材为玻璃，所述步骤s4包括：

10.根据权利要求1所述的耐磨抗污涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s5中，将所述预处理基材浸没于所述第二分散液中的时长为180min，匀速提拉的速度为3mm/s。

11.根据权利要求1所述的一种耐磨抗污涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s6中，将所述基础涂层进行湿烘包括将所述基础涂层放入干燥箱中，在所述干燥箱中放入预设质量的水；湿烘的条件为湿度90％以上，常压150℃，烘干时间2h。

12.根据权利要求11所述的一种耐磨抗污涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s6中，将所述基础涂层进行干烘包括将所述基础涂层放入30℃的干燥箱中，烘干0.5h。

13.一种耐磨抗污涂层，其特征在于，由权利要求1至12任一项所述的耐磨抗污涂层的制备方法制备得到。

技术总结本发明涉及涂层材料技术领域，尤其涉及一种耐磨抗污涂层及其制备方法，通过将氧化锡锑粉末、纳米粒子、石墨烯和活性炭粉末混合，加入研磨介质混合均匀后分离出研磨介质，烘干及活化处理，得到纳米活化粉末；将聚钛酸脂和活化粉末伴随搅拌加入正丁醚溶剂中并分散，得到第一分散液；将全氢聚硅氮烷溶液与第一分散液混合后再加入正丁醚和流平剂混合并分散，得到第二分散液；对基材表面进行活化处理以及等离子清洗，然后浸没于第二分散液，匀速提拉出静置得到基础涂层；将基础涂层进行湿烘后干烘，得到目标耐磨抗污涂层，其具有易清洁、耐磨稳定的特点。技术研发人员：张海霞,杨志华,霍彦强,俞辉,郑军妹受保护的技术使用者：宁波方太厨具有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11