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    新闻中心

    探究:耐高温涂料现状及前景

        涂料的作用主要是维护、装饰、以及附加新性能。在家电范畴,特别是长期在高温环境下运用的小家电产品,对涂料的请求同样集中在这三点上。但因高温环境的缘由,请求有所偏重且规范更高。在高温环境下运用的小家电产品是很多的,如:燃气灶具、锅煲等炊具、电磁炉、微波炉、烤炉烤箱、电熨斗、电吹风、烫发夹、热水器、浴霸、取暖器、洗碗机、消毒柜,等等。这些电器中,绝大局部加热元件或离热源很近的工件,是长期工作在100℃以上高温环境下的。环境中的高温、明火、频繁摩擦,加上油、水、盐、酸碱等物质,使得小家电对耐高温涂料必然提出了更高的请求。
        一、维护作用:
        塑料资料件因本钱低、易加工、重量轻等优点,在小家电中得到普遍运用,但因高分子资料制品分子构造受温度影响很大的缘由,家电中常用的工程塑料件普通耐不了很高温度,大局部不能长期工作在80℃以上,超越200℃的工程塑料在适用中比拟少见。超越其耐温上限以后,塑料件会呈现软化,熔解,变形等,严重影响其运用。包括一切的有机涂料,因成膜物质同样是高分子资料,同样会呈现相似现象因而,在小家电的高温位置,大多运用金属制品。金属制品常用铝、铁、铜、钢等在高温的作用下,比常温下更易氧化,加上家电常常运用在油、水汽、盐分、弱酸、弱碱比拟多的环境,金属制品假如不做维护,极易呈现锈斑、腐蚀、外表硬度降落等现象,而且外表光泽降落,严重影响美观。比方如今燃气灶的炉头盛行运用铜抛光处置工艺,新颖的铜暴露在空气中,自身就极易氧化,实践运用时,600℃以上的高温加上炒菜运用的,油、盐、水等,能够疾速地让柔嫩的铜外表变的斑斑驳驳、黯淡无光。因而小家电高温局部对涂料的维护请求,主要是耐高温、隔绝空气、防氧化、防腐蚀耐腐蚀。同时作为涂料的根本请求,还要耐磨、抗冲击、有一定硬度、抗划伤、附着力好,以及在运用温度内不变色、高温下不会变形、焦化、爆皮、零落等等。
        二、装饰作用:
        家电作为日常家居用品,对外观的请求相当高。涂料就是家电外面的衣服,这层衣服除了根本功用之外,自然要美观、时髦,否则就抓不住顾客的第一眼。因而,家电厂家在选择涂料时,对涂料的润滑度、光泽、饱满度、颜色、纹理等等都有着很高的请求。不过,每个厂家也有本人审美习气,另外受国外大量采购的客户的影响和潮流的影响,每个厂家对外观的请求又各不相同。比方:欧美的顾客常常喜欢家电产品光泽不要太高,要自然、大方。而国内的消费者相对更喜欢家电产品外观光泽高、觉得新而亮丽。
        三、附加新功用
        除了维护和装饰,越来越多的耐高温涂料,被请求给家电产品赋予特定运用范畴中的新功用。更典型的例子莫过于不粘锅,涂料良好的不粘性能,使锅的清洗大为烦琐。随着生死水平的进步,环保和保健认识的增强,人们不时给涂料提出诸如抗菌、防霉、除臭、防火、愈加环保平安等请求。家电厂家由于市场竞争的需求,也不时开发新产品新功用,使本人的产品有与众不同的新卖点。比方远红外涂料能够使加热电器升温快、加热平均、能耗低,并对人体有保健作用,因此遭到家电厂商的追捧。
        以上是小家电产品对耐高温涂料的根本请求。另外,站在家电消费厂家的角度,涂料更好具有施工便当、对前处置请求低、加工能耗低、环保、涂装时对工人无毒害、对环境少污染的优点,特别是综合本钱尽可能低而附加值高。
        目前,小家电上运用的耐高温涂料品种繁多,为便于引见,我们只思索100℃及以上的高温环境。在这种环境下,运用较多的涂料含涂装方式有:有机硅涂料,氟碳涂料,粉末涂料,搪瓷,以及新近呈现的无机瓷膜涂料。
        一、有机硅涂料
        有机硅涂料是在高温环境中运用更多的涂料,也是品种更繁多的。
        有机硅涂料的主要成份是有机硅树脂,它以硅-氧-硅为主链,硅原子上衔接有机基团,属于半无机高聚物。硅=氧化学键键能较高363kJ/mol,因此比拟稳定,耐热性和耐高温性能均很高。普通说来其热稳定性范围可达200~250℃,特殊类型的树脂能够更高一些。在制成涂料的过程中,经过在树脂中添加适宜的颜填料和助剂,能够使涂料耐热性进步到600℃以至更高。在大分子主链上引进甲基、苯基等各种功用基团,也能够使有机硅树脂力学性能、刚性、强度、电绝缘性能、耐高压电弧、疏水性、耐腐蚀性能等等得到很大的进步,这也成就了有机硅涂料品种、功用的丰厚多样。
        但有机硅涂料也存在很多明显的问题:有机硅涂料虽然耐温很高,但是在高温下会呈现严重的回粘现象,也就是漆膜硬度降落得很凶猛,低档有机硅涂料,升温到200℃硬度就可能降落到H铅笔硬度。这时分漆膜假如和其他硬物接触,极易被划伤。有机硅涂料在接触高温、明火一段时间后,常常颜色会黄变或发灰,光泽也大大降低。经常能够看到,涂装有机硅涂料的燃气灶头,运用一个月就相形见绌,伤痕累累。炒锅外壁也是这样。有机硅涂料虽然有一定的疏水性,但耐沾污、抗溶剂、耐酸碱等性能还不够好,因此燃气灶的面板上运用的有机硅漆膜脏后很难清洗。如今国内有机硅树脂的制备技术成熟,厂家众多,竞争剧烈,这使得有机硅涂料的价钱能够做到十分低在浙江某些炊具厂家集中的地域,当地产的低档有机硅涂料每公斤售价以至低到了20元以下。大的涂料厂商,技术力气雄厚,所产的有机硅涂料耐温、硬度稳定性、抗粘污等性能比小厂好很多,常常占领了高端市场,价钱相应也较高。但是有机硅涂料在大多数用户心目中曾经定位成低档涂料,这种印象靠一两个大厂家的力气很难改动。因而高档有机硅涂料的竞争力不强。有机硅涂料还有很多优点:附着力好,施工烦琐,对前处置请求低,光泽高,饱满度好,耐候性佳。同时,优秀的性能,便当的施工,低廉的本钱,这些要素推进了有机硅涂料在家电范畴得到普遍的运用。但有机硅涂料普通也不宜与食物长期接触;阻燃性也不是很好。有机硅涂料绝大多数运用二甲苯等油性溶剂作稀释剂,施工时容易形成对人体的毒害和对环境的污染。如今以水性化为代表的环保、安康和平安成为涂料开展的重要趋向,这也是有机硅涂料不能逃避的问题。另外在200℃以上的高温环境下,在经常与其他物体接触的家用电器外表,运用有机硅涂料作外表维护与装饰,有些勉为其难。特别是对炊具、燃气灶、烤炉等运用温度在300-600℃的小家电制品而言,有机硅涂料并不是更理想的选择。
        氟碳涂料
        氟碳涂料的历史比拟短,但开展很快。氟碳涂料的根本成分是氟树脂,氟树脂的分子链构造中由于有C-F键,其键能为485KJ/mol,在一切化学键中可谓第一;碳链外又有氟原子构成的空间屏蔽效应,故其具有优良的化学稳定性、耐热、耐酸碱、阻燃/耐火、耐老化和自光滑性等。在家用电器上运用的主要是聚四氟乙烯PTFE,它能在260℃以下长期连续运用,它不溶解或溶胀于任何已知的溶剂,即便在高温下,油水对它也不起作用。优良的自光滑和疏水疏油双疏性能,使得氟碳漆膜十分不粘,极易清洗。因而,在小家电范畴,如炊具内壁,电熨斗底板,食品托盘,灶具面板等等,随处可见氟碳涂料的影子。

    因消费PTFE更有名的厂家是美国杜邦公司,它给本人的氟碳涂料产品注册了一个商业称号特富龙又称特氟隆,英文Teflon,业内有时分把特富龙与氟碳涂料混称。经过厂商的努力改良,水性氟碳涂料如今也比拟成熟了,在氟碳涂料销量中的比重越来越大。
        氟碳涂料的优点很明显,缺陷也很明显,主要表现在硬度、耐温和施工三个方面。氟树脂自身也是热塑性的,常温下硬度只要2-3H,200℃以上更是低于H,形象的说法是手指甲都能划伤。因而,运用氟碳涂料的炒锅、电饭煲等炊具不能运用铁铲,洗刷也不能用钢丝球,以至百洁布都不能够运用。电熨斗底板在运用中,如遇拉链、钮扣等硬物,也是十分容易划伤。假如我们仔细察看一下,能够看到在商场展台上某些运用氟碳涂料的电熨斗,在底板上贴上一层耐磨的维护膜,可见氟碳涂料是多么的娇贵。氟碳涂料耐温只要260℃,为防止划伤,实践合适的运用温度是180℃以下。而大多数用于高温环境的家电,都工作在这个温度以上。
        还有一些性能之外的要素也影响了氟碳涂料的开展。氟碳涂料的中心是氟树脂,目前国内外成熟控制氟树脂的消费工艺、并能快速跟进市场需求改良产品的原料供给商并不太多,目前产量也跟不上,而很多涂料厂家是购进氟树脂勾兑式消费。这样氟碳涂料的价钱不断居高不下,这也大大削弱了其市场竞争力。
        粉末涂料
        严厉说来不能把粉末涂料和有机硅涂料、氟碳涂料这样类比由于粉末涂料只是涂料的一种加工形态!并不阐明其中的成分。但由于粉末涂料在家电范畴运用越来越普遍!同时粉末涂料所运用的树脂大多数是环氧或聚醋其他有机硅等树脂很少做成粉末涂料来运用,故在引见小家电运用的耐高温涂料时,笔者把粉末涂料单独列出讨论。粉末涂料是一种含有100固体份的、以粉末形态停止涂装的涂料它与普通溶剂型涂料和水性涂料不同不是运用溶剂或水作为分散介质停止湿涂而是借助于空气作为分散介质停止干涂。粉末涂料具有共同的技术性能、愈加经济、愈加平安和安康。技术方面粉末涂料涂装后漆膜更平均性能更分歧不用运用底漆有优秀粘接性施工更容易能够有大范围的膜厚度从而能够有效进步硬度、耐磨性和耐冲击性;十分好地耐多种化学物品;漆膜十分致密,有效隔绝水气、氧气、酸碱盐分等,防腐维护性能较好;耐热性好;外观丰满。经济方面粉末涂料不耗溶剂通常为一次涂用可以高度自动化,涂料能够回收再应用相对高的颜料填充剂可使涂料的制形成本更低廉。平安方面,在涂装和固化的过程没有挥发物释放减少火灾或爆炸的风险。
        由于这些优点粉末涂料大多用来涂装家电产品的外壳等。粉末涂料也存在着一些问题:涂料产品制备复杂准确的调色比液体涂料艰难很多在产品消费线中改动颜色较艰难,大多需求相对较高的烘房温度多数在150℃以上;现有液体涂料的涂装线不能直接涂装粉末涂料,回收设备比拟复杂请求较高外观相对不够平整细腻漆膜作厚容易作薄难在有的工件上太厚的涂层太糜费,而且可能达不到理想效果。
    瓷膜涂料未涂装前是液态,能够经过有机涂料常用的有气喷涂、静电喷涂等方式停止涂装,烘烤温度更低更广泛100-250℃,厂家不需求另外增加消费线或者大幅度改动消费线,涂膜在大局部基材上附着力很好,以至是玻璃、石材等无机基材。所以涂膜很薄,柔韧性也比搪瓷大大改观,并能够参加各种颜填料构成丰厚的颜色,还能够做成透明状,外观比无机涂料愈加丰厚和美观,涂料为水性,施工环保,纳米资料的质地,还具有抗菌、防霉的优势;它还继承了搪瓷涂料的远红外特性,加热效率高,效果更佳,能耗也低。
        瓷膜涂料分离了无机和有机涂料的优点,能够应用在电熨斗底板的耐磨、炊具内壁的高温耐磨、香肠机、汉堡机、烙饼机的耐温、不粘与耐磨,烧烤炉、壁炉的高温维护,燃气灶的装饰与维护等。以开展疾速的电磁炉为例,如今美国的电磁炉微晶玻璃面板价钱低廉因此被大量采用。但由于工艺技术问题,面板外表微孔较多,不能挡住油污、灰尘等,防污才能差、疏水疏油性也较低,且容易黄变,这是目前国产微晶面板和进口面板的主要差距。由于电磁炉与锅体接触的部位,温度在300℃以上,霎时能到达500℃或更高,常见的有机涂料有机硅涂料和氟碳涂料都不能同时保证耐温和硬度两个指标,在微晶玻璃板外表上涂装瓷膜涂料后,能够封住微孔,加上瓷膜涂料自身很好的不粘性,加强了面板的防污效果。涂膜附着力好,耐高温,高温下硬度不变,耐磨,因此能够长期运用,还能够应用涂料改换面板的颜色,增加金属质感,进步光泽等,提升面板的外观,减少了和国外高档产品的差距。瓷膜涂料在市场上应用时间较短,但也暴显露一些缺陷,柔韧性、耐冷热温变相比有机涂料还有缺乏,容易做到亚光和中光,但不容易做高光,饱满度也略差,多为双组份,施工稍复杂,不合适流水线长期连续涂覆,不粘性比氟碳涂料还有差距,对前处置请求比拟高,在有机基材上附着力不佳,重涂性不理想等,因而瓷膜涂料还需求不时改善。
    另外,据美国的媒体报道,氟碳涂料在800℃以上会合成,会释放出有毒/致癌气体。这一说法并未得到权威机构的认证,也没有充沛的实验根据,但消费者对此还是很敏感的。
        施工方面,PTFE氟碳涂料必需要烘烤,烘烤温度较高380℃-420℃而且请求很严厉,温差请求控制在5℃以内,有些厂家的氟碳涂料还要依照一定的升温曲线烘烤。这无疑大大加重了厂家在设备、能耗上的投资,操作难度的增加相当于进步了废品呈现的机率。大多数氟碳涂料都要2-3次喷涂,1-2次烘烤。多一道喷涂或者多一道烘烤,就意味着家电厂家要多投资和维护一套涂装设备或烘道。
        目行进口瓷膜涂料的价钱相当高,国产瓷膜涂料价位和中档氟碳涂料接近,不过随着市场承受水平的进步、产量的扩展、价钱将逐步走低,综合来看,由于具有性能优势、价钱优势和新的卖点,瓷膜涂料前景悲观。耐高温涂料由于其绿色环保,对人体无害和附着力强,韧性好,顺应于不锈钢、铝、磷化铁、陶瓷、竹碳资料的涂装。因而运用的范围越来越广,再加上往常环保风向的盛行,可估量的是耐高温涂料的开展将会越来越宽广。
        搪瓷工艺
        搪瓷工艺具有数千年的历史它可谓无机涂料的代表。搪瓷工艺的根本原理是把矽酸盐、氧化物等无机粉末高温凝结后掩盖在无机坯体外面。搪瓷的概念和陶瓷、珐琅、釉十分接近,普通来说坯体为粘土质的称之为陶瓷器:如为金属坯体则称之为搪瓷或珐琅珐琅现今普通作艺术搪瓷讲。搪瓷涂层的外表也常成为釉面。涂料界有人把搪瓷称为陶瓷涂料,也有人把添加了大量陶瓷粉的环氧等涂料成为陶瓷涂料。
        搪瓷有着普通有机涂料无法比较的共同优点耐温高普通能够耐到800℃以至更高,耐腐蚀,对强酸和普通的碱抵御力很强涂层很厚且比拟致密,不渗水,防腐防锈性能优良;硬度高,在9H以上外表的铅笔硬度而且硬度不会随着温度发作变化,耐磨擦耐电压绝缘性十分好耐候性超凡属于永世型的涂层耐火附着力好,外表易清洁不结水垢,外观饱满,无毒十分平安。搪瓷还具有自然的远红外功用加热时释放出远红外射线特别合适加热范畴升温快,加热平均且对人体无害。搪瓷工艺历史长久,由于其共同的性能如今依然大量运用在家电产品上。中高档家用电热水器大多数采用搪瓷内胆,运用寿命普通5年以上远高于不锈钢内胆普通2年和树脂内胆普通3年在燃气灶面板、炊具、电烫发夹、电取暖器,还有食品容器等家电产品上也经常能够看到搪瓷制品的身影。不过搪瓷的缺陷也十分明显主要集中在柔韧性、施工、外观、本钱等方面。
        硬度太高随之而来的就是柔韧性很差太脆,抗冲击、抗摔的才能很差,耐冷热温变的才能也比拟差,加工复杂必需要经过850℃以上高温烧结而成,远高于铝的熔点660℃所以搪瓷工艺只能运用于钢、铁等熔点较高的金属上加工的能耗十分高,操作也不易控制,易呈现砂眼、气泡等瑕疵,废品率低,返工艰难,形成搪瓷工艺的综合本钱十分高逐个例如搪瓷燃气灶面板的本钱和不锈钢相差无几。搪瓷工艺的颜色比拟单调常见颜色是黑、大红、蓝、绿、黄等目前用在炒锅内的瓷釉面只要黑色能长期稳定运用。搪瓷涂层外表外观不细腻有的工艺易呈现桔皮现象觉得层次不高,搪瓷涂层和粉末涂料一样,只能作厚,不能做薄。另外,在热水器内胆等精细产品的制备上对搪瓷外表毛细针孔合格率特别是焊缝处请求高但检查较艰难。
        值得关注的是如今热喷涂技术开展十分快。热喷涂不同于传统的搪瓷工艺,它是应用热源将陶瓷粉等无机资料加热凝结靠热源本身动力或外加高速气流放射到基体外表构成涂层的工艺办法。热喷涂有火焰喷涂、电弧喷涂等离子喷涂等品种。其优点有工件不限,不像搪瓷工艺对基材那么挑剔,涂层愈加致密,分离强度显著进步,孔隙率大大降低,耐腐蚀效果更好,涂层普遍,经过运用特殊的涂层资料能够大大丰厚和增强涂层性能。
        瓷膜涂料
        无机涂料普通耐高温、硬度高、超耐候、耐腐蚀,大局部性能指标远远高于有机涂料,并且十分环保,但涂装大多需求高温,超高温,颜色品种不丰厚,外表效果不佳,严重限制了其运用用处。而有机涂料除涂装容易外,又具有韧性好,颜色丰厚,装饰性佳,对基材适用性强等优点。可见,无机涂料的优点多数是有机涂料捉襟见肘之处,有机涂料的优点也是无机涂料的软肋,而瓷膜涂料的呈现,恰恰将两者的优点分离。瓷膜涂料是一种崭新的涂料品种,它现身市场不过3,4年的时间,但开展十分快,瓷膜涂料的技术思绪和原油涂料不同,日本对瓷膜涂料的研讨起步早,韩国瓷膜涂料的技术开展也日趋成熟,市场承受速度十分快,韩国的家电产品特别厨卫设备,加热设备中,瓷膜涂料运用的比例越来越高。
    目前国内也有厂家开端推行自主研发的瓷膜涂料产品,如宜瓷龙等品牌,这也显现了我国涂料界跟踪国外先进技术的速度和实力。瓷膜涂料运用纳米无机氧化物作为根底的成膜物质,而不运用绝大多数有及涂料都运用的树脂,它经过低温烘烤、脱水反响后,构成硅铝键为主的致密网状构造,这种分子构造十分相似搪瓷的构造。因此具有接近搪瓷的耐高温600℃、耐腐、耐水、耐候30年、耐火、疏水疏油不粘、无毒等物理性能,同时具有相当高的硬度6-9H,耐磨性十分好,特别是高温下硬度不变化,高温耐磨性十分好。

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