技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种高吸波易清洁涂料及其制备方法。
背景技术
现有的微波炉或微波烤箱采用的吸波材料大都是将吸波粉料混合分散在树脂中，通过高温固化在金属或者陶瓷盘表面，形成2毫米作用的吸波层，从而达到烤盘吸收微波能力实现对食物烘焙、烧烤目的。
但是该吸波多使用铁氧体作为吸波材料，吸波性能不足，另外，吸波层存在着难以清洗的问题，给实际的实际的使用带来了麻烦。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高吸波易清洁涂料及其制备方法，该具有优异的吸波性能，且易于清洁。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种高吸波易清洁涂料，由以下重量份的原料组成：氟硅树脂20-30份、固化剂5-10份、钠基膨润土5-10份、含铁化合物3-7份、钛酸钡1-3份、低表面能改性纳米材料2-5份、无机填料3-6份、吸波剂0.5-1.5份、增稠剂0.3-0.7份、分散剂0.2-0.6份和去离子水22-30份。
进一步的，由以下重量份的原料组成：氟硅树脂25份、固化剂7.5份、钠基膨润土7.5份、含铁化合物5份、钛酸钡2份、低表面能疏水纳米材料3.5份、无机填料4.5份、吸波剂1份、偶联剂0.5份、分散剂0.4份和去离子水26份。
进一步的，所述固化剂为过氧化苯甲酰固化剂。
进一步的，所述含铁化合物我为二茂铁、三氧化二铁，四氧化三铁以及硝酸铁中的一种或几种的组合。
进一步的，所述低表面能改性纳米材料的制备方法包括：
（1）将丙醇、去离子水和改性剂制成混合液，且其体积比15:3:1，加热至60℃并恒温搅拌35min；
（2）向上述混合液中加入纳米材料，其中纳米材料的加入量为2-5mg/mL，在55℃条件下恒温搅拌24h，然后用蒸馏水过滤，在烘箱中60℃条件下干燥18h，制得低表面能改性纳米材料。
进一步的，所述纳米材料为纳米碳化硅、石墨烯、碳纳米管和乙炔黑中的一种。
进一步的，所述改性剂为重量比为1:1的氨甲基三甲基硅烷和全氟辛基乙醇的混合物。
进一步的，所述无机填料为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米聚四氟乙烯粉中的一种。
进一步的，所述吸波剂为钕铁硼。
本发明还提供了上述高吸波易清洁涂料制备方法，包括以下步骤：
（1）在分散缸中加入所需水量的70-80％，分别再加入以上分散剂、增稠剂，充分搅拌混合形成胶状的混合物，混合搅拌的转速控制在300-500rpm；
（2）在分散缸中加入钠基膨润土、含铁化合物、钛酸钡、吸波剂，控制转速在 2000-3000rpm下打浆研磨20-25分钟，至细度少于45um；
（3）在分散缸中加入所需水量的15-18％，然后添加氟硅树脂、低表面能改性纳米材料，搅拌混合均匀，混合的搅拌速度控制在800-1200rpm；
（4）在分散缸中依次加入余下的水、固化剂，搅拌混合均匀，混合搅拌的转速控制在800-1200rpm，即得高吸波易清洁涂料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明以钠基膨润土为主吸收剂，再辅以含铁化合物、钛酸钡来调节相对介电常数ε和相对磁导率μ，降低了电导率，一方面可提高吸波层本身对电磁波的损耗性能，另一方面使吸波层与自由空间的阻抗失配降低，从而降低电磁波在界面处反射，使大部分电磁波能量能进入吸波层，进而实现优良的吸波性能。
（2）本发明以氟硅树脂为粘结剂，在基材表面粘结一层低表面能改性纳米材料，构筑具有自清洁功能的涂层，其中，利用低表面能的改性剂氨甲基三甲基硅烷和全氟辛基乙醇对纳米材料进行改性，提供了自清洁功能，同时，利用这些低表面能物质与氟硅树脂的良好相容性，保证了具有自清洁功能的低表面能改性纳米材料与基材的粘结稳定性，另外，该纳米材料为导电型的纳米碳化硅、石墨烯、碳纳米管和乙炔黑，可赋予低表面能改性纳米材料优良的导电性能，将涂层表的静电荷快速导出，从而防止涂层表面积聚静电荷导致灰尘大量吸附，从而达到自清洁的目的。
（3）本发明添使用纳米级二氧化硅、纳米碳酸钙和纳米聚四氟乙烯粉作为填料，可以填充于钠基膨润土、含铁化合物、钛酸钡之间形成的间隙中，从而提高涂层的硬度、硬度、致密性与韧性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，其中阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例的高吸波易清洁涂料，由以下重量份的原料组成：氟硅树脂20份、固化剂5份、钠基膨润土5份、含铁化合物3份、钛酸钡1份、低表面能改性纳米材料2份、无机填料3份、吸波剂0.5份、增稠剂0.3份、分散剂0.2份和去离子水22份。
其中，所述固化剂为过氧化苯甲酰固化剂。
其中，所述含铁化合物我为二茂铁、三氧化二铁，四氧化三铁以及硝酸铁中的一种或几种的组合。
其中，所述低表面能改性纳米材料的制备方法包括：
（1）将丙醇、去离子水和改性剂制成混合液，且其体积比15:3:1，加热至60℃并恒温搅拌35min；
（2）向上述混合液中加入纳米材料，其中纳米材料的加入量为2-5mg/mL，在55℃条件下恒温搅拌24h，然后用蒸馏水过滤，在烘箱中60℃条件下干燥18h，制得低表面能改性纳米材料。
其中，所述纳米材料为纳米碳化硅、石墨烯、碳纳米管和乙炔黑中的一种。
其中，所述改性剂为重量比为1:1的氨甲基三甲基硅烷和全氟辛基乙醇的混合物。
其中，所述无机填料为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米聚四氟乙烯粉中的一种。
其中，所述吸波剂为钕铁硼。
本发明还提供了上述高吸波易清洁涂料制备方法，包括以下步骤：
（1）在分散缸中加入所需水量的70％，分别再加入以上分散剂、增稠剂，充分搅拌混合形成胶状的混合物，混合搅拌的转速控制在300rpm；
（2）在分散缸中加入钠基膨润土、含铁化合物、钛酸钡、吸波剂，控制转速在 2000rpm下打浆研磨20分钟，至细度少于45um；
（3）在分散缸中加入所需水量的15％，然后添加氟硅树脂、低表面能改性纳米材料，搅拌混合均匀，混合的搅拌速度控制在800rpm；
（4）在分散缸中依次加入余下的水、固化剂，搅拌混合均匀，混合搅拌的转速控制在800rpm，即得高吸波易清洁涂料。
实施例2
本实施例的高吸波易清洁涂料，由以下重量份的原料组成：氟硅树脂30份、固化剂10份、钠基膨润土10份、含铁化合物7份、钛酸钡3份、低表面能改性纳米材料2-5份、无机填料6份、吸波剂1.5份、增稠剂0.7份、分散剂0.6份和去离子水30份。
其中，所述固化剂为过氧化苯甲酰固化剂。
其中，所述含铁化合物我为二茂铁、三氧化二铁，四氧化三铁以及硝酸铁中的一种或几种的组合。
其中，所述低表面能改性纳米材料的制备方法包括：
（1）将丙醇、去离子水和改性剂制成混合液，且其体积比15:3:1，加热至60℃并恒温搅拌35min；
（2）向上述混合液中加入纳米材料，其中纳米材料的加入量为2-5mg/mL，在55℃条件下恒温搅拌24h，然后用蒸馏水过滤，在烘箱中60℃条件下干燥18h，制得低表面能改性纳米材料。
其中，所述纳米材料为纳米碳化硅、石墨烯、碳纳米管和乙炔黑中的一种。
其中，所述改性剂为重量比为1:1的氨甲基三甲基硅烷和全氟辛基乙醇的混合物。
其中，所述无机填料为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米聚四氟乙烯粉中的一种。
其中，所述吸波剂为钕铁硼。
本发明还提供了上述高吸波易清洁涂料制备方法，包括以下步骤：
（1）在分散缸中加入所需水量的80％，分别再加入以上分散剂、增稠剂，充分搅拌混合形成胶状的混合物，混合搅拌的转速控制在500rpm；
（2）在分散缸中加入钠基膨润土、含铁化合物、钛酸钡、吸波剂，控制转速在 3000rpm下打浆研磨25分钟，至细度少于45um；
（3）在分散缸中加入所需水量的18％，然后添加氟硅树脂、低表面能改性纳米材料，搅拌混合均匀，混合的搅拌速度控制在1200rpm；
（4）在分散缸中依次加入余下的水、固化剂，搅拌混合均匀，混合搅拌的转速控制在1200rpm，即得高吸波易清洁涂料。
实施例3
本实施例的高吸波易清洁涂料，由以下重量份的原料组成：氟硅树脂25份、固化剂7.5份、钠基膨润土7.5份、含铁化合物5份、钛酸钡2份、低表面能疏水纳米材料3.5份、无机填料4.5份、吸波剂1份、偶联剂0.5份、分散剂0.4份和去离子水26份。
其中，所述固化剂为过氧化苯甲酰固化剂。
其中，所述含铁化合物我为二茂铁、三氧化二铁，四氧化三铁以及硝酸铁中的一种或几种的组合。
其中，所述低表面能改性纳米材料的制备方法包括：
（1）将丙醇、去离子水和改性剂制成混合液，且其体积比15:3:1，加热至60℃并恒温搅拌35min；
（2）向上述混合液中加入纳米材料，其中纳米材料的加入量为2-5mg/mL，在55℃条件下恒温搅拌24h，然后用蒸馏水过滤，在烘箱中60℃条件下干燥18h，制得低表面能改性纳米材料。
其中，所述纳米材料为纳米碳化硅、石墨烯、碳纳米管和乙炔黑中的一种。
其中，所述改性剂为重量比为1:1的氨甲基三甲基硅烷和全氟辛基乙醇的混合物。
其中，所述无机填料为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米聚四氟乙烯粉中的一种。
其中，所述吸波剂为钕铁硼。
本发明还提供了上述高吸波易清洁涂料制备方法，包括以下步骤：
（1）在分散缸中加入所需水量的80％，分别再加入以上分散剂、增稠剂，充分搅拌混合形成胶状的混合物，混合搅拌的转速控制在500rpm；
（2）在分散缸中加入钠基膨润土、含铁化合物、钛酸钡、吸波剂，控制转速在 3000rpm下打浆研磨25分钟，至细度少于45um；
（3）在分散缸中加入所需水量的18％，然后添加氟硅树脂、低表面能改性纳米材料，搅拌混合均匀，混合的搅拌速度控制在1200rpm；
（4）在分散缸中依次加入余下的水、固化剂，搅拌混合均匀，混合搅拌的转速控制在1200rpm，即得高吸波易清洁涂料。
实施例4
本实施例的高吸波易清洁涂料，由以下重量份的原料组成：氟硅树脂23份、固化剂6份、钠基膨润土6份、含铁化合物4份、钛酸钡1.5份、低表面能改性纳米材料3份、无机填料4份、吸波剂0.8份、增稠剂0.5份、分散剂0.3份和去离子水24份。
其中，所述固化剂为过氧化苯甲酰固化剂。
其中，所述含铁化合物我为二茂铁、三氧化二铁，四氧化三铁以及硝酸铁中的一种或几种的组合。
其中，所述低表面能改性纳米材料的制备方法包括：
（1）将丙醇、去离子水和改性剂制成混合液，且其体积比15:3:1，加热至60℃并恒温搅拌35min；
（2）向上述混合液中加入纳米材料，其中纳米材料的加入量为2-5mg/mL，在55℃条件下恒温搅拌24h，然后用蒸馏水过滤，在烘箱中60℃条件下干燥18h，制得低表面能改性纳米材料。
其中，所述纳米材料为纳米碳化硅、石墨烯、碳纳米管和乙炔黑中的一种。
其中，所述改性剂为重量比为1:1的氨甲基三甲基硅烷和全氟辛基乙醇的混合物。
其中，所述无机填料为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米聚四氟乙烯粉中的一种。
其中，所述吸波剂为钕铁硼。
本发明还提供了上述高吸波易清洁涂料制备方法，包括以下步骤：
（1）在分散缸中加入所需水量的73％，分别再加入以上分散剂、增稠剂，充分搅拌混合形成胶状的混合物，混合搅拌的转速控制在350rpm；
（2）在分散缸中加入钠基膨润土、含铁化合物、钛酸钡、吸波剂，控制转速在 2200rpm下打浆研磨21分钟，至细度少于45um；
（3）在分散缸中加入所需水量的16％，然后添加氟硅树脂、低表面能改性纳米材料，搅拌混合均匀，混合的搅拌速度控制在900rpm；
（4）在分散缸中依次加入余下的水、固化剂，搅拌混合均匀，混合搅拌的转速控制在900rpm，即得高吸波易清洁涂料。
实施例5
本实施例的高吸波易清洁涂料，由以下重量份的原料组成：氟硅树脂28份、固化剂9份、钠基膨润土9份、含铁化合物6份、钛酸钡2.5份、低表面能改性纳米材料4份、无机填料5份、吸波剂1.2份、增稠剂0.6份、分散剂0.5份和去离子水28份。
其中，所述固化剂为过氧化苯甲酰固化剂。
其中，所述含铁化合物我为二茂铁、三氧化二铁，四氧化三铁以及硝酸铁中的一种或几种的组合。
其中，所述低表面能改性纳米材料的制备方法包括：
（1）将丙醇、去离子水和改性剂制成混合液，且其体积比15:3:1，加热至60℃并恒温搅拌35min；
（2）向上述混合液中加入纳米材料，其中纳米材料的加入量为2-5mg/mL，在55℃条件下恒温搅拌24h，然后用蒸馏水过滤，在烘箱中60℃条件下干燥18h，制得低表面能改性纳米材料。
其中，所述纳米材料为纳米碳化硅、石墨烯、碳纳米管和乙炔黑中的一种。
其中，所述改性剂为重量比为1:1的氨甲基三甲基硅烷和全氟辛基乙醇的混合物。
其中，所述无机填料为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米聚四氟乙烯粉中的一种。
其中，所述吸波剂为钕铁硼。
本发明还提供了上述高吸波易清洁涂料制备方法，包括以下步骤：
（1）在分散缸中加入所需水量的78％，分别再加入以上分散剂、增稠剂，充分搅拌混合形成胶状的混合物，混合搅拌的转速控制在450rpm；
（2）在分散缸中加入钠基膨润土、含铁化合物、钛酸钡、吸波剂，控制转速在 2800rpm下打浆研磨24分钟，至细度少于45um；
（3）在分散缸中加入所需水量的17％，然后添加氟硅树脂、低表面能改性纳米材料，搅拌混合均匀，混合的搅拌速度控制在1100rpm；
（4）在分散缸中依次加入余下的水、固化剂，搅拌混合均匀，混合搅拌的转速控制在1100rpm，即得高吸波易清洁涂料。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。