現代小家電耐高溫涂料應用現狀及展望

來源:涂料工業 2019-11-04 16:17

慧正資訊:廣闊的市場需求和高額的利潤促進了小家電行業的快速發展,生產線已遍及電飯鍋、電磁爐、電炒鍋、電吹風和電熱水壺等,小家電成為了當今家庭的必需品。絕大多數小家電都在高溫環境中工作,為了更好的保護其各個工作部件,對涂層也提出了耐高溫和耐磨損的基本性能。同時更好地裝飾性和其他性能也能更好滿足市場需求。

有機硅涂料

有機硅涂料是我國應用最早而且應用最為廣泛的一種小家電耐高溫涂料,種類繁多,制備技術較為成熟。有機硅涂料主要由有機硅樹脂為主要成分,有機硅樹脂呈現復雜的網狀交錯結構,化學性質穩定,耐高溫性能好。多數小家電的工作溫度通常在300℃以下,而有機硅涂料的最高耐溫溫度也可達300℃,從耐溫性能角度來看,有機硅涂料是一種非常合適的小家電耐高溫涂料。

為了滿足少部分小家電工作溫度超過300℃的實際需求,涂料生產廠家對有機硅涂料進行了改性處理,基本改性原理就是降低了羥基等不耐高溫成分的含量,增加了Si-O-Si鍵和無機鹽類耐高溫組分的比例,結合現代復合材料先進的加工工藝,有機硅涂料的耐高溫效果顯著改善,甚至可達600℃。

有機硅涂料不僅耐高溫性能較好,而且附著性強、涂層硬度高、使用工藝簡單、成本低廉,這些優勢使有機硅涂料能夠在國內小家電市場中大放異彩,深受小家電企業青睞。但是有機硅涂料的缺點也很明顯,主要表現在以下幾個方面:

(1)回粘現象。有機硅涂料制備的涂層在高溫下分子熱運動加劇,結構會出現軟化,在與尖銳的物體接觸時,附在小家電表面上的有機硅涂層易出現劃傷等損壞涂層現象。

(2)安全性問題。有機硅涂層中存在一些有毒成分,這些成分也會通過滲透逐步從內部向表面擴散,特別是直接與食物接觸的涂層,可能存在食品安全隱患;

(3)耐超高溫問題。隨著部分家電使用溫度的進一步提高,小家電的工作溫度甚至高達600℃,如何進一步提高有機硅涂料的使用溫度成為了一個亟待解決的問題。目前國內少數具有研發實力的大型有機硅涂料生產企業正在進行相關研究,也取得了一些進展,但是離實際應用仍有一段距離。

涂料

氟碳涂料作為一種新興材料,雖然在國內外的實際應用時間尚不長,但是其優異的耐高溫性能、強耐蝕性能、自清潔性、強附著性及超耐候性受到了廣泛關注。氟碳涂料的主要成分是氟樹脂,其化學性質非常穩定,耐高溫性優異。涂有氟碳涂料的小家電能夠持續在260℃的環境內持續使用而不發生變化,而且氟碳涂料不溶于油脂,不會與食物發生化學反應,安全性好。

氟碳涂料的優勢很明顯,但是缺點也很突出。其缺點主要表現在自身的耐溫、硬度和施工三個方面。常溫狀態下的氟碳涂料硬度只有2-3H,也就是說常溫狀態下的氟碳涂料不需要鐵鏟、鋼絲刷,甚至僅僅用手指甲就可以將氟碳涂層劃傷,如電熨斗中使用的氟碳涂料遇到紐扣等較尖銳的物體常出現劃傷損壞涂層現象。氟碳涂料在260℃的環境中可以穩定工作,高于此溫度以后氟碳涂料易于出現融化的現象。氟碳涂料的低硬度決定了氟碳涂料在施工困難,工藝條件難以控制,如何保持氟碳涂料在貼合過程中的粘連性和平滑性尤為重要。

優質氟碳涂料未來發展方向:

(1)解決當前溶劑型耐高溫性能、硬度及施工條件苛刻等問題;

(2)綠色環保型水性氟碳涂料;

(3)納米材料與氟碳涂料進行復配改善涂層致密度等綜合性能。

粉末涂料

粉末涂料因無有機溶劑、無污染、利用率高、能耗低等優點已被廣泛認可為“4E型”(Efficiency,Excellency,Ecology和Economy)涂料。粉末涂料根據成膜物質的不同通固化劑在高溫作用發生交聯反應形成網狀大分子涂層。小家電領域應用得較多的是聚酯粉末涂料、丙烯酸類粉末涂料、環氧類粉末涂料和聚氨酯類的粉末涂料。

粉末涂料近年來發展迅速,種類也是越來越多,性能也越來越優異。相對成本低廉的小家電,粉末涂料的使用成本仍然很高,希望涂料生產廠家能夠開發出適用于小家電的低成本高性能的粉末涂料。

目前市場上也出現了紫外光(UV)固化涂料,其原理是利用紫外光誘發光引發劑使光敏樹脂中不飽和鍵基團發生交聯反應形成體型結構涂層。雖然紫外光固化涂料生產工藝簡單,但價格昂貴,涂層的熱穩定性不理想等原因尚不能廣泛應用于小家電生產領域。

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