不粘性陶瓷涂料的特性与应用(最终稿)

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不粘性陶瓷涂料
KINLITA CHEMICAL
NON-STICK CERAMIC COATING
金力泰化工版权所有,保留所有权利 | 2011年 4月|
致力于陶瓷涂料的产业化和商业化
什么是不粘性陶瓷涂料?
不粘涂料是一种涂层表面不易被其他粘性物质所粘附
或粘着后易被除去的特种涂料。此类涂料因其所形成 的涂层具有表面能低、摩擦系数小、易滑动等特点, 而被广泛应用于家用电器、烹饪厨具、汽车、机械、 化工等行业 。
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★知识链接:
不粘锅大事记
20世纪50年代起,PTFE 开始被广泛应用于不粘炊具 2004年7月,美国环保署表示生产 PTFE 的关键原料 PFOA 可能致癌,国内不粘锅市场遭重创。 2005年,美国科学顾问委员会开始就是否向环保署提交 PFOA 可能致癌展开讨论。 2006年2月,美国科学顾问委员会得出一致结论 -- PFOA “对人类很可能致癌”。 2007年7月,PTFE 替代材料问世,新一代健康不粘锅在美 国首推并迅速风靡欧洲,国外不粘锅市场信心重建。 2009年1月,新一代健康不粘锅在中国上市。
欧盟的第2006/122/EC号指令禁止PFOA/PFOS(不超过总量的0.005%)应用于多类产品, 包括电子产品、纺织品及其他涂层产品。指令要求成员国须于2007年12月27日或之前 根据指令实施有关法规,禁令已于2008年6月27日生效。 杜邦(DuPont)应该是目前全世界最大的氟聚合物的制造商和供应商了,也受到了来 自EPA和多个环保组织的指责。EPA和环保组织指责杜邦公司故意隐瞒全氟辛酸铵 (PFOA)对于环境污染和人体健康造成损伤的数据和事实,更严重的是PFOA作为杜邦特 富龙(Teflon)聚四氟乙烯(PTFE)不粘涂料的主要原原料,已经被广泛应用在各个领 域。
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京都议定书:限制全球温室气体排放以抑制全球暖化
『京都议定书』所规范之温室气体与全球暖化潜力 温室气体 二氧化碳(CO2) 甲烷(CH4) 氮氧化合物(N2O) 氢氟碳化物(HFCs) 全球暖化潜力(GWP) 排放来源 1 121 310 140~11700 化石能源燃烧、砍伐(燃烧)森林 等 垃圾场、农业、天燃气、石油及 煤矿、家畜排泄物等 氮化物肥料使用 冷煤替代品、半导体产业、喷雾 剂 铝制品、燃烧特氟龙/PTFE(不沾 锅400℃烘烤固化,家庭使用、废 弃处理及高温熔炉回收不沾锅铝 金属) 电力设施、半导体产业、镁制品
而满足上述需求的产品当推陶瓷涂料!
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氟涂料面临的问题
不耐高温、毒害性、高浓度温室气体 口味只能停留在240’C以下,无法将牛排煎出3分熟 的色泽与口感! 释放有害气体:正常烹饪温度所释放的毒气就足以让 小鸟致命。 产生高浓度温室气体:高温燃烧特氟龙会产生全氟碳 化物(PFCs),全氟碳化物是有强效作用的温室气体,其 全球暖化潜力(Global Warming Potential,简记 GWP)是二氧化碳的6500~9200倍,也是”京都议定 书”明定要减排的温室气体。
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★ PFOA的相关知识
PFOA是全氟辛酸(Perfluoro octanoic acid)的英文缩写,简称C8,包括全氟辛酸铵;
PFOA的健康环境危害涉及:难降解、生物体内聚集,美国环保总局(EPA)2006年发
布了PFOA具有致癌性的评估报告;
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KNT-CA-1006不粘性陶瓷涂料的性能特点(5) 固化温度低,节约能源 CA-1006不粘性陶瓷涂料,其烧结温度仅 为180℃,而传统的氟碳涂料则需要400℃或 以上,因此和氟涂料相比节能至少40%以上, 从而大大减少了能源的耗用和生产成本;同 时也大幅度的减少了温室气体二氧化碳的排 放。
陶瓷涂料与氟涂料的比较
涂料种类 性能 加工温度 常温硬度 热硬度(300℃) 耐磨性 特氟龙不沾涂料 (有机涂层) 380~420℃ H~2H <F ~500次 纳米陶瓷涂料 (无机涂层) 160~200℃ 6~9H 6~9H >2000次 三菱铅笔 三菱铅笔 QB耐磨规范 说明 与测试方法
耐温性
不粘性 耐钢丝刷 耐铁铲 毒害性
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涂层不粘性简易评级方法
等级 非常好 ◎ 测试方法 冷锅不加油煎蛋>5个 冷锅不加油煎蛋>1个 煮饭可完整脱落、不粘锅 PE袋高温烤焦後不沾粘 应用产品 炒锅、平底锅 汤锅、煲锅、油炸锅、烤 盘、煎锅、平底锅
很好 普通
差 很差
○ △
×
PE袋高温烤焦後不沾粘
PE袋高温烤焦粘连,但冷 却后可撕掉 后也很难撕掉
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KNT-CA-1006不粘性陶瓷涂料的性能特点(3)
仿荷叶效应(LOTUS EFFECT) CA-1006在生产过程中采用了纳米材料,以及先 进的纳米合成技术,合成出来的陶瓷涂料具有似荷 叶的双微结构(微米乳突+纳米结构表面);通过这 种纳米结构,陶瓷涂料达到优良的不粘效果,而传 统的不粘涂料主要是以靠PTFE的低表面能实现的。 所谓的纳米结构所达到的不粘效果其实与自然界中 的荷叶所表现出来的不粘效果有异曲同工之妙,是 一种纯粹的物理效果,或称莲花效应,具有疏水、 疏油、易洁(或自洁)等功能。
良好的热传导性 PTFE制备的氟碳涂膜热传导率约为0.02~0.046W/m.K,而陶瓷涂膜的热 传导率高达0.8W/m.K,具有良好的节能效果。
抗菌、防霉 CA-1006不粘性陶瓷涂料,因其采用纳米材料.可释放负离子,具有很好的 抗菌、防霉功效。
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KNT-CA-1006不粘性陶瓷涂料的性能特点(6) 高硬度、高耐磨 CA-1006不粘性陶瓷涂料,硬度高达6H (中华铅笔),远高于传统的氟碳和有机硅 涂料,因此涂膜更为耐磨、耐刮擦,从而使 涂有该涂层的产品获得了更长的使用寿命。
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KNT-CA-1006不粘性陶瓷涂料的性能特点(8)
远红外线功能 CA-1006不粘性陶瓷涂料,具有远红外加热作用,其发射的远红外线能 够软化和促进有机物体的活性而不损害其原始特性,而且升温明显加快, 更为节省能耗。 优良的抗沾污性 CA-1006不粘性陶瓷涂料独创的制备技术,使产品具有良好的抗污性。 使产品增加了额外的附加值。
<260℃,且不可明火加热
非常好 表面严重划伤 表面严重划伤、破损见底 高温加工烘烤时,释放有毒气体 使用温度超锅260℃会释放出有 毒气体,(造成鸟类死亡最低温度 为202℃) 高温加工烘烤时释放温室气体
>450℃
很好 无伤痕~轻微划痕 轻微划伤 没有任何有毒气体产生。 (因为是无机陶瓷材料没有任何 有机物,所以受热自然不会有任 何有机物被裂解) 因是无机材料,所以没有任何温 室室气体产生
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KNT-CA-1006不粘性陶瓷涂料的性能特点(2)
完全不含PFOA成分
CA-1006不粘性陶瓷涂料是一种水性无机涂料,主 要成分为Si、O、Fe、AL,是一种完全不同于传统氟 碳(PTFE)的新型涂料,在其制造和生产过程中无 需加入PFOA添加剂,所以是一种完全绿色环保、无 毒健康的涂料。
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陶瓷涂料和氟涂料的施工工艺区别
种类 氟涂料 项目 配 漆 搅拌均匀即可使用 脱脂+封孔+氧化 双组分, 需熟化 脱脂+喷砂 机械分散机 或滚轧机 喷砂机 陶瓷涂料
前处理
工件预热
喷涂设备 喷涂过程VOC 排放

空气喷枪 或静电喷枪 多 (总重量的60%以上)
需预热
要求有工件预热烘道
电熨斗、离子烫加热片
加热器 远红外线石英管
×× PE袋高温烤焦粘连,冷却
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KNT-CA-1006不粘性陶瓷涂料的性能特点(1)
全新的制备技术--溶胶-凝胶法 CA-1006是采用溶胶-凝胶技术制备的一种新型水性 无机纳米陶瓷涂料,它克服了传统有机涂料耐温性、 耐燃性和硬度不理想的问题,长期可耐450℃以上的 高温,短期可耐600 ℃以上的高温。具有热稳定性、 耐磨、抗划伤和不燃等无机体材料的特性。纳米级的 微细颗粒成膜性好,适用性广,是一种新型陶瓷涂层、 对各种金属均具高效保护性。该涂料主要以水为溶剂, 施工固化过程VOC排放量极少。
目前市面上普遍应用的不粘性涂料主要有两类,一是 以聚四氟乙烯(PTFE)为主成膜物的氟涂料,如特富龙; 另一是就是以硅溶胶和硅烷单体通过溶胶-凝胶法 (sol-gel process)制备的陶瓷涂料,我们称之为不粘性 陶瓷涂料(Non-stick ceramic coating)。
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空气喷枪 或水性静电旋杯
少 (小于总量10%的乙醇等)
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为什么要使用不粘陶瓷涂料?
应用于烧烤盘、锅具上的不粘涂料的发展趋势是: 必须可耐空烧且无毒害性:提高产品使用安全性、健康性 更高的使用温度:从< 240℃升级到>300℃,提高烧烤口味升级 减少温室气体排放,减低全球暖化:降低包括从产品制造、使用、 废弃处理、回收全过程对环境的影响(碳足迹) 功能性:以健康、易清洁,取代不沾性
源自文库
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FDA认证
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KNT-CA-1006不粘陶瓷涂料主要应用领域
主要推荐应用于各种家用电器,以及部分装饰和特殊用途产品。 高温不粘性,如电烤炉、电炒锅,油炸锅、烤面包模具等厨房炊具; 耐温润滑,如电熨斗、发夹/卷发器; 装饰保护性,如灶具面板,厨房立面装饰材料等; 低温不黏性,如制冰机械、模具和滑雪板等;

煎鸡蛋或PE膜 略 略 见附件
温室气体排放

铝材资源回收时 二次污染与毒害
加工时 工件不良比例
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释放有毒气体与温室气体
380~420℃高温加工条件,约有 10~35%的不良工件产生
因是无机材料,没有任何的污染 产生。
没有因烘烤过程而产生工件不 良
铝回收熔炉温度约 720℃
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荷叶效应
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露珠在植物叶面上
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KNT-CA-1006不粘性陶瓷涂料的性能特点(4)
适用性广泛
CA-1006不粘性陶瓷涂料,能适用于许多基材,如铝 合金、不锈钢、冷轧板、青/黄铜、玻璃等。被广泛应 用于不粘锅、烤盘、电饭锅内胆、发热管、直发器夹板、 电熨斗底板、吹风网、也可应用于建筑铝幕墙、地铁机 车车厢表面涂装等多个细分领域。
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KNT-CA-1006涂装工艺简介
工 件
脱 脂
120目刚玉砂

料 B
A
喷 砂 40-50℃ 预 热 一涂一烘 喷 涂
180℃/20min
A+B
搅拌 与熟

硬 化
检 验
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KNT-CA-1006不粘性陶瓷涂料的性能特点(7)
耐温高、不燃 传统氟碳涂料的耐温性能很低,最高不能超过 280℃,而且当温度超过承受能力时,涂料本身将会 分解或氧化,甚至释放出有毒或致癌的物质。容易 污染环境及危害我们人类的身体健康。而CA-1006 不粘性陶瓷涂料,耐温高达600℃或以上,并且绝对 不会产生烟雾及释放出任何有毒物质。所以陶瓷涂 料在高温下仍能保持良好的不粘性和硬度,而氟碳 涂料在高温下会变软发粘,硬度和不粘性也会大大 降低。
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