專利名稱：一種耐高溫不粘涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機高分子化合物領(lǐng)域，涉及僅用硅氧反應(yīng)得到的高分子化合物，具 體涉及有機硅樹脂。
背景技術(shù)：
不粘涂料具有低表面能和高耐熱性的優(yōu)點，主要涂布在炊具、電器等五金產(chǎn)品表 面，起到保護、裝鈽、耐熱、不粘、易潔等功能性作用。不粘涂料瞬間使用溫度可達到380°C， 長期使用的溫度在180°C 250°C之間，因而所選擇的樹脂應(yīng)該具有附著力強、耐熱性能優(yōu) 異、硬度高、機械性能好的特點。耐高溫樹脂主要有有機氟耐高溫樹脂和有機硅耐高溫樹 脂。有機氟樹脂具有極優(yōu)良的耐侯性、抗污性、耐熱性、耐化學(xué)藥品性、耐水耐油性等，在耐 高溫樹脂中占有至關(guān)重要的地位。但是有機氟樹脂價格昂貴，而且存在施工時對底材的處 理要求嚴格、加工性能差、熔融溫度高和不溶于常用溶劑等缺點，從而限制了它的應(yīng)用。有 機硅樹脂中具有-Si-O-Si-結(jié)構(gòu)，顯示出優(yōu)良的耐候性、耐熱性、抗沾污性和化學(xué)穩(wěn)定等性 能。但是純有機硅樹脂需要高溫固化，且固化時間長施工不便，同時與金屬材料的附著力 差，耐溶劑性差，機械強度不高，所以其使用受到一定程度的限制。用丙烯酸樹脂和環(huán)氧樹 脂等其他樹脂對有機硅樹脂進行化學(xué)改性，可以改善有機硅樹脂的性能。但是丙烯酸改性 有機硅樹脂的金屬附著力差，不能滿足不粘涂料的要求；環(huán)氧樹脂改性有機硅樹脂的抗沖 擊性能和硬度低，都不能滿足不粘涂料的要求。顏料和填料是不粘涂料的重要組成部分，影響不粘涂料的耐熱性能、機械性能和 耐溶劑性能，同時顏料和填料是不粘涂料中重金屬和有害物質(zhì)的主要來源。傳統(tǒng)涂料使用 的耐熱顏料多為鮮艷紅、黃、蘭、綠等金屬氧化物和鹽類，具有價格便宜，色彩品種繁多，耐 熱性能好的優(yōu)點；但是存在分散性能差和樹脂親和性低的缺點。并且傳統(tǒng)的耐熱無機顏料 含有鉛、鎘、鉻等重金屬，影響其在不粘涂料上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種不粘涂料，該不粘涂料具有耐高溫性能，其 有害物質(zhì)和重金屬含量低，符合RoHS指令和標準。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種耐高溫不粘涂料，該涂料含有50 80重量份有機硅改性飽和聚酯、10 30 重量份耐高溫顏料填料和5 10重量份高沸點溶劑；其中，所述的有機硅改性飽和聚酯是由多羥基支化飽和聚酯和多羥基支化飽和聚酯重 量的0. 3 1. 0倍的有機硅樹脂中間體反應(yīng)得到；其中，所述的多羥基支化飽和聚酯是由間苯二甲和間苯二甲酸物質(zhì)的量的0. 8 0. 9倍 的多元醇酯化反應(yīng)得到，其羥值為120 200mgK0H/g，重均分子量為2000 6000 ；其中，所 述的多元醇由60 80摩爾％的新戊二醇、15 35摩爾％的2-甲基_1，3丙二醇和1 10摩爾％的三羥甲基丙烷組成；
所述的有機硅樹脂中間體的重均分子量為800 2000，且含有2. 5 15%的甲氧
基或乙氧基和3 20%的羥基。本發(fā)明所述的有機硅樹脂中間體可以由一甲基三乙氧基硅烷，二甲基二乙氧基硅 烷，一苯基三乙氧基等硅氧烷進行水解縮合反應(yīng)得到，也可以由一甲基三甲氧基硅烷，二甲 基二甲氧基硅烷，一苯基三甲氧基等硅氧烷進行水解縮合反應(yīng)得到。本發(fā)明所述的硅氧烷進行水解縮合反應(yīng)是本領(lǐng)域常用的硅氧烷進行水解縮合反 應(yīng)，其工藝和反應(yīng)條件是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)掌握的常規(guī)技術(shù)。本發(fā)明所述的有機硅樹脂中間體還可以是信越公司的KR211、信越公司的KR212、 信越公司的KR214、信越公司的KR216、瓦克公司的瓦克公司IC836、信越公司的KR213、信 越公司的KR9218、信越公司的KR217、道康寧公司的233、道康寧公司的M9、道康寧公司的 Z-6108、道康寧公司的3074和道康寧公司的3037中的一種或者兩種以上。本發(fā)明所述的高沸點溶劑是二價酸酯混合物(DBE)、乙二醇乙醚醋酸酯(CAC)、二 乙二醇丁醚醋酸酯(DBA)、異丁酸異丁酯、丙酸-3-乙醚乙酯(EEP)和甲基異戊基酮(MIAK) 中的一種或者兩種以上。本發(fā)明所述的顏料為顏料黃139 (CAS36888-99-0)、顏料黃180 (CAS77804-81-0)、 顏料紅 254(CAS84632-654)、酞菁藍(CAS147-14-8)、酞菁綠 7 (CAS1328-53-6)和顏料紅 122 (CAS No :16043-40-6)中的一種或者兩種以上。本發(fā)明所述的填料為二氧化鈦或\和二氧化硅。本發(fā)明所述的有機硅改性飽和聚酯樹脂的制備方法是本領(lǐng)域常用的制備方法，即 將有機硅樹脂中間體和多羥基支化飽和聚酯在異辛酸鋅的催化作用下脫水、脫乙醇或者甲 醇得到。本發(fā)明所述的有機硅改性飽和聚酯樹脂還可由以下方法制備得到首先將多元醇加入裝有加熱、冷凝和氮氣保護的反應(yīng)器中，在氮氣保護下升溫到 160°C，使多元醇融化；然后加入多元酸和鈦酸四丁酯，加熱并依次在溫度為，180 220°C 下保溫4小時，220 240°C下保溫2小時，240 260°C下保溫2小時；最后冷卻到160°C， 加入丙二醇甲醚醋酸酯調(diào)整固含量為50 80w%，冷卻到室溫；將多羥基支化飽和聚酯中、有機硅樹脂中間體和異辛酸鋅混合，在氮氣保護下升 溫到120°C保溫2小時，升溫到160°C保溫2小時，最后冷卻到室溫，加入丙二醇甲醚醋酸酯 調(diào)整固含量為60w%。本發(fā)明所述的耐高溫不粘涂料還可以含有消泡劑、粘度調(diào)節(jié)劑、分散劑等助劑。本發(fā)明所述的耐高溫不粘涂料的制備方法是本領(lǐng)域常用的制備方法，S卩，將所述 的有機硅改性飽和聚酯、顏料填料和高沸點溶劑混合均勻即可。本發(fā)明所述的耐高溫不粘涂料具有良好的耐熱性能、不沾性能和良好的金屬附著 力，且重金屬含量和有害物質(zhì)含量低，符合RoHS指令和標準，可廣泛應(yīng)用于三明治烤盤、華 夫餅烤盤、咖啡壺、爐具表面、蛋糕模、燒烤架、電熨斗、炊具內(nèi)外壁、電飯鍋、面包機等五金
廣品上。本發(fā)明所述的耐高溫不粘涂料以有機硅改性飽和聚酯作為基礎(chǔ)樹脂，以雙偶氮 類、異引哚啉酮類、2，9_ 二甲基喹吖啶酮、吡咯并吡咯二酮等有機顏料作為顏料，以二氧化 鈦與二氧化硅作為填料，將有機硅改性飽和聚酯將聚酯樹脂的優(yōu)點和有機硅樹脂的優(yōu)點兩者結(jié)合起來，所得到的涂料具有優(yōu)良的耐候性、耐熱性、抗沾污性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐溶劑性以 及機械強度高的優(yōu)點。顏料和填料是不粘涂料的主要組成部分，其作用不僅限于著色和降低成本，還具 有補強作用，提高涂膜的附著力、硬度、耐沖擊等性能。依據(jù)不粘涂料的使用要求，顏料和填 料應(yīng)該具備以下四個條件(1)耐熱性好，在高溫下性能穩(wěn)定，因為涂覆在產(chǎn)品表面的顏料 填料短時間內(nèi)溫度可達380°C，長期使用的溫度在180°C 250°C左右；(2)與聚酯改性有機 硅樹脂的相容性好，且易與聚酯改性有機硅樹脂形成致密穩(wěn)定的涂膜，能提高涂膜的耐熱 性能和機械性能；C3)重金屬含量和有害物質(zhì)含量低，符合RoHS指令和標準。本發(fā)明選擇 雙偶氮類、異引哚啉酮類、2，9_ 二甲基喹吖啶酮和吡咯并吡咯二酮等有機顏料作為顏料，以 及二氧化鈦與二氧化硅作為填料可滿足上述四個條件。本發(fā)明的耐高溫不粘涂料與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(1)采用有機硅改性飽和聚酯作為基礎(chǔ)樹脂，雙偶氮類、異引哚啉酮類、2，9_ 二甲 基喹吖啶酮、吡咯并吡咯二酮等有機顏料作為顏料，二氧化鈦與二氧化硅作為填料，涂膜具 有良好的耐熱性能、不沾性能、硬度和附著力。( 本發(fā)明耐熱不粘涂料無毒，不含鹵代烴、苯、甲苯、二甲苯、甲醛及其重金屬鉛、 鎘、鉻、汞的化合物，其重金屬和有害物質(zhì)含量符合ROHS指令和標準，屬于綠色環(huán)保產(chǎn)品。
具體實施例方式以下是本發(fā)明的具體實施例，但不限于所述實施例。實施例11)多羥基支化飽和聚酯的合成a)原料新戊二醇62. 4g (0. 6mol)；2-甲基-1，3 丙二醇 27g(0. 3mol)；三羥甲基丙烷13. 4g (0. Imo 1)；間苯二甲酸 132. 8g(0. 8mol)；b)合成步驟將新戊二醇、2-甲基_1，3丙二醇、三羥甲基丙烷加入裝有加熱，冷凝和氮氣保護 的反應(yīng)器中，氮氣保護下升溫到160°C，使多元醇融化；然后加入間苯二甲酸和0. 4g鈦酸四 丁酯，加熱并依次在溫度為，180°C下保溫4小時，220°C下保溫2小時，240°C下保溫2小時； 最后冷卻到160°C，加入丙二醇甲醚醋酸酯調(diào)整固含量為60%，冷卻到室溫，得到349g固含 量為60%的多羥基支化飽和聚酯。c)多羥基支化飽和聚酯的性能多羥基支化飽和聚酯的羥值依據(jù)GB/T7193. 2-1987所述方法檢測，結(jié)果為 140mgK0H/g,多羥基支化飽和聚酯的重均分子量采用凝膠滲透色譜法檢測，結(jié)果為3442。2)有機硅樹脂中間體的合成a)原料一甲基三乙氧基硅烷67. 64g(0. 38mol)二甲基二乙氧基硅烷29. 6g(0.2mol)
一苯基三乙氧基172. 8g (0. 72mol)，b)制備工藝在裝有冷凝管、溫度計、滴液漏斗和攪拌器的反應(yīng)器中按配比依次加入硅氧烷和 7. Smmol鹽酸后，開始攪拌并升溫，升溫到65°C后保持溫度恒定，在攪拌下滴加39. 9g蒸餾 水，滴加完畢后，再恒溫反應(yīng)池后，開始減壓蒸餾，壓力控制在0. 06MPa,蒸去反應(yīng)過程中產(chǎn) 生的小分子，冷卻到室溫，調(diào)整固含量為60%，得到有機硅樹脂中間體361g。c)性能R/Si = 1. 15 ；ph/Me = 0. 93 ；有機硅樹脂中間體的重均分子量采用凝膠滲透色譜法測定，結(jié)果為1邪4 ；有機硅 樹脂中間體的羥基含量采用乙酸酐法測定，結(jié)果為18% ；有機硅樹脂中間體的乙氧基含量 采用高氯酸乙酰法測定，結(jié)果為8. 4% ；3)有機硅改性飽和聚酯的制備a)原料上述步驟1制備的60%固含量的多羥基支化飽和聚酯150g ；上述步驟2制備的60%固含量的有機硅樹脂中間體150g ；b)制備工藝將上述步驟1制備的多羥基支化飽和聚酯和上述步驟2制備的有機硅樹脂中間體 加入裝有加熱、冷凝和氮氣保護裝置的反應(yīng)器中，加入4g異辛酸鋅，升溫到120°C保溫2小 時，升溫高160°C保溫2小時，最后冷卻到室溫，加入丙二醇甲醚醋酸酯調(diào)整固含量為60%， 得到有機硅改性飽和聚酯樹脂316g。4)耐高溫不粘涂料a)原料上述步驟3制備的60%固含量的有機硅改性飽和聚酯樹脂100g ；顏料黃139:12g;二氧化鈦5g ；二價酸酯混合物(DBE) :10g。b)不粘涂料的制備將顏料填料、有機硅改性飽和聚酯和高沸點溶劑混合均勻，加入研磨機中研磨到 所需要粒徑，得到不粘涂料。c)不粘涂料的性能漆膜制備按GB/T 1727-1992的規(guī)定進行。測試的樣板制作時，固化條件為380 400°C固化10分鐘，其性能如下所示表1不粘涂料的綜合性能
權(quán)利要求
1.一種耐高溫不粘涂料，該涂料含有50 80重量份有機硅改性飽和聚酯、10 30重 量份耐高溫顏料填料和5 10重量份高沸點溶劑；其中，所述的高沸點溶劑是指二價酸酯混合物、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、異 丁酸異丁酯、丙酸-3-乙醚乙酯和甲基異戊基酮中的一種或者兩種以上；所述的顏料為顏料黃139、顏料黃180、顏料紅254、酞菁藍、酞菁綠7和顏料紅122中的 一種或者兩種以上；所述的填料為二氧化鈦和/或二氧化硅；所述的有機硅改性飽和聚酯是由多羥基支化飽和聚酯和多羥基支化飽和聚酯重量的 0. 3 1. 0倍的有機硅樹脂中間體反應(yīng)得到；其中，所述的多羥基支化飽和聚酯是由間苯二甲和間苯二甲酸物質(zhì)的量的0. 8 0. 9倍的多 元醇酯化反應(yīng)得到，其羥值為120 200mgK0H/g，重均分子量為2000 6000 ；其中，所述的 多元醇由60 80摩爾％的新戊二醇、15 ；35摩爾％的2-甲基_1，3丙二醇和1 10摩 爾％的三羥甲基丙烷組成；所述的有機硅樹脂中間體的重均分子量為800 2000，且含有2. 5 15%的甲氧基或 乙氧基和3 20%的羥基。
2.權(quán)利要求1所述的耐高溫不粘涂料，其特征在于，所述的多羥基支化飽和聚酯的羥 值為140 180mgK0H/g，重均分子量為2000 5000。
3.權(quán)利要求1所述的耐高溫不粘涂料，其特征在于，所述的有機硅樹脂中間體是信越 公司的KR211、信越公司的KR212、信越公司的KR214、信越公司的KR216、瓦克公司的瓦克公 司IC836、信越公司的KR213、信越公司的KR9218、信越公司的KR217、道康寧公司的233、道 康寧公司的對9、道康寧公司的Z-6108、道康寧公司的3074和道康寧公司的3037中的一種 或者兩種以上。
全文摘要
本發(fā)明一種耐高溫不粘涂料，屬于有機高分子化合物領(lǐng)域，該不粘涂料含有50～80重量份有機硅改性飽和聚酯，10～30重量份耐高溫顏料填料、5～10重量份高沸點溶劑；所述的有機硅改性飽和聚酯是由多羥基支化飽和聚酯和聚酯重量的0.3～1.0倍的有機硅樹脂中間體反應(yīng)得到，其中聚酯的羥值為120～200mgKOH/g，重均分子量為2000～6000；所述的有機硅樹脂中間體的重均分子量為800～2000，烷氧基含量為2.5～15％，羥基含量為3～20％。耐高溫不粘涂料具有良好的耐熱性能、不沾性能、良好的金屬附著力，重金屬含量和有害物質(zhì)含量低，符合RoHS指令和標準，是綠色環(huán)保產(chǎn)品。
文檔編號C09D5/00GK102079938SQ20101056701
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者劉海兵 申請人:劉海兵, 杭州吉華高分子材料有限公司