一种高吸波性能易清洁涂料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种高吸波性能易清洁涂料、制备方法及其应用。高吸波性能易清洁涂料包括吸波材料粘结剂、吸波材料、亲水型易清洁材料和助剂；按质量百分数计，所述吸波材料粘结剂为10％～40％，吸波材料为5％～10％，亲水型易清洁材料为50％～80％，助剂为1％～2％。制备时，按配比将各原料混合在一起。本发明专利技术所述的高吸波性能易清洁涂料可以广泛应用于厨电产品中，具有涂层薄、微波吸收性能高且易清洁等性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高吸波性能易清洁涂料、制备方法及其应用
本专利技术涉及一种涂料，尤其涉及一种高吸波性能易清洁涂料、制备方法及其应用。
技术介绍
随着人们生活水平的日益提高以及对于食物健康要求的迅速提高，越来越多的家庭通过使用微波炉或微波烤箱配合烤盘烘焙披萨、鸡翅、饼干等食物。因此，烤盘的性能将会直接影响到烘焙、烧烤食物的效果、味道与口感。现有的微波炉或微波烤箱的烤盘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毫米左右的吸波层，从而达到烤盘吸收微波能量实现对于食物烘焙、烧烤的目的。但此方法制成的微波烤盘存在以下缺点：1.使用大量的树脂材料，高温条件下容易产生有害物质，不符合现代人们追求健康生活的目的；2.微波烤盘吸波材料层过厚(由于受到材料的限制，一般为2毫米左右)，不利于产品外观的设计，而且使用大量的树脂材料，影响热量的传导，从而影响食物的烹饪效果与口感；3.需要将吸波粉料分散在树脂基材料中，才能够实现吸波材料的粘附，使得吸波材料不能够实现片状、层状连接，导致吸波性能下降，单位时间内吸收微波能量少，导致烹饪食物时间长，不能满足现代人的快节奏生活；4.多使用铁氧体作为吸波材料，绝大多数情况下，此材料的吸波性能在微波环境下都不尽人意；5.不具有易清洁功能，使用者烘焙后大量油污存在表面，难以清洁。目前，微波炉或者微波烤箱用烤盘还鲜见使用无树脂(或者低树脂)添加薄涂层、高微波吸收性能且具有易清洁性能涂料的报道。微波炉或微波烤箱用烤盘的吸波材料还都仅仅局限在使用树脂基高厚度(2毫米左右)、低吸波性能材料(铁氧体等)、无易清洁性能材料。在较高温度下使用易产生有害物质、导热慢、吸波性能差、影响美观等问题，在很大程度上影响了烤盘类吸波材料产品在微波炉以及微波烤箱上的应用。所以，制备一种高吸波性能、易清洁烤盘用涂料势在必行，也是十分必要的！
技术实现思路
鉴于现有技术所存在的问题，本技术提供一种高吸波性能易清洁涂料，是一种可以制得无树脂添加薄涂层、高微波吸收性能且具有易清洁性能的涂料，将会全面解决目前烤盘以及其他产品中吸波材料存在的问题，解决消费者使用烤盘及其他产品的痛点，给烤盘及其他产品使用者带来更好的产品体验，使越来越多的消费者愿意使用烤盘及其他产品自制烘焙、烧烤等食物。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：本专利技术提供一种高吸波性能易清洁涂料，包括吸波材料粘结剂、吸波材料、亲水型易清洁材料和助剂；按质量百分数计，所述吸波材料粘结剂为涂料的10％～40％，吸波材料为涂料的5％～10％，亲水型易清洁材料为涂料的50％～80％，助剂为涂料的1％～2％。所述吸波材料为在微波环境下可高效吸收微波能量的材料，可以将吸收的微波炉或者微波烤箱的能量传递给烤盘等器件上；所述吸波材料粘结剂用于溶解吸波材料，使吸波材料在涂料中很好的分散；所述亲水型易清洁材料具有较好的亲水性能，在使用水清洁时，可以迅速与水接触，达到易清洁的目的；所述助剂具有提高各组分分散、润湿、偶联等效果的作用，使制得的涂料性质易清洁性和吸波性能更好。专利技术人在研究的过程中意外的发现，利用上述原料以及配比制成的涂料，可以同时兼具自清洁性能和快速吸热与传热的性能，制备的涂层的厚度为微米级别时就可以达到很高的温度。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，吸波材料为纳米碳化硅(β-SiC)、纳米石墨和氮化硅(Si3N4)的一种或几种的混合。优选地，专利技术人在研究中意外的发现，所述吸波材料为纳米碳化硅(β-SiC)、纳米石墨和氮化硅(Si3N4)的混合物时，吸波效果会更好。采用上述进一步方案的有益效果是：1、可以很好分散在吸波材料粘结剂中，在微波环境下高效吸收微波能量的材料；2、上述吸波材料的主要作用为吸收微波炉或者微波烤箱的能量，并将其转化为热量传递给烤盘等器件上，达到快速吸热与传热的目的；只需少量的吸波材料就可以达到很高的温度，从而制得的涂层很薄，可以达到微米级别；3、采用具有高吸波性能的纳米碳化硅、纳米石墨、氮化硅混合添加在吸波材料粘结剂(例如：硅溶胶)中，在高温情况下不会产生有害物质，从而有利于使用者的身体健康；4、采用纳米碳化硅、纳米石墨和氮化硅的混合物作为吸波材料，较铁氧体类吸波材料的吸波性能有大幅度提升，从而解决烤盘吸波性能差等问题。本专利技术也可以采用其他与纳米碳化硅、纳米石墨、氮化硅功能相似的材料。进一步，所述吸波材料为纳米碳化硅、纳米石墨和氮化硅的混合，纳米碳化硅与纳米石墨的质量比为1∶3至3∶1，纳米石墨与氮化硅的质量比为1∶3至6∶1。采用上述进一步方案的有益效果是：通过上述比例的设置，可以进一步提高吸波性能，进一步减少涂层厚度。进一步，所述纳米碳化硅的粒径为40-80nm；所述纳米石墨的粒径为40-60nm；所述氮化硅的粒径为1-2μm。采用上述进一步方案的有益效果是：上述粒径条件下的纳米碳化硅、纳米石墨和氮化硅具有比表面积大、表面活性高等优点，有利于进一步提高吸波性能。进一步，所述吸波材料粘结剂为硅溶胶。硅溶胶吸波材料粘结剂的作用主要有：1、可以使吸波材料很好的分散其中，并粘附在烤盘基材表面；2、具有较好的耐温性能，使烤盘在高温环境下使用不会产生不健康物质；3、具有一定的易清洁性能；当采用具有高吸波性能的纳米碳化硅、纳米石墨、氮化硅混合添加在硅溶胶中，可以在使用少量吸波材料的情况下(大大降低吸波材料的厚度)单位时间内吸收大量微波能量，达到烤盘迅速升温的效果。利用上述原料以及配比，解决了吸波材料脱离树脂基难以粘附的问题，使与吸波材料以及烤盘材料具有良好结合性能，并且具有高温不易分解的耐温性能。优选地，在该吸波材料粘结剂中，平均粒径为8-20nm，8.0≤pH≤11.5，进一步优选pH范围为9.0≤pH≤10.5；所述硅溶胶的参数还可以为：SiO2的质量百分数为20％-35％，粘度为20-30Pa.S，溶剂为水。本专利技术也可以选择与硅溶胶性能相似的具有耐高温与粘结性能的材料。进一步，所述亲水型易清洁材料为硅溶胶、钛溶胶和碱金属硅酸盐溶液的混合液。采用上述进一步方案的有益效果是：硅溶胶、钛溶胶和碱金属硅酸盐溶液的混合液具有较好的亲水性能，在使用水清洁烤盘等器具时，可以迅速与水接触，从而达到厨房电器等产品表面易清洁的目的。在解决烤盘材料不具有易清洁性能的缺点上，本专利技术将亲水型易清洁材料与上述吸波材料复合，可以利用其较强的亲水性能达到烤盘的易清洁性能。优选地，所述硅溶胶与钛溶胶的质量比为1∶6至1∶1，所述钛溶胶与碱金属硅酸盐溶液的质量比为1∶3.5至1.65∶1。在此条件下，与其他原料组合后制成的涂料的清洁效果更好。进一步，所述亲水型易清洁材料中的硅溶胶中，平均粒径为8-20nm，8.0≤pH≤11.5，进一步优选pH范围为9.0≤pH≤10.5；所述硅溶胶的参数还可以为：SiO2的质量百分数为20％-35％，粘度为20-30Pa.S，溶剂为水；所述钛溶胶中，平均粒径为5-15nm，5≤pH≤8，优选pH范围为6≤pH≤7；所述钛溶胶的参数还可以为：TiO2的质量百分数为20％-30％，粘度为20-30Pa.S，溶剂为水；所述碱金属硅酸盐溶液为碱金属硅酸盐水溶液，平均粒径为8-20nm，10.5≤pH≤12.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高吸波性能易清洁涂料，其特征在于，包括如下质量百分比的原料：吸波材料为5％～10％，吸波材料粘结剂为10％～40％，亲水型易清洁材料为50％～80％，助剂为1％～2％。

【技术特征摘要】
1.一种高吸波性能易清洁涂料，其特征在于，包括如下质量百分比的原料：吸波材料为5％～10％，吸波材料粘结剂为10％～40％，亲水型易清洁材料为50％～80％，助剂为1％～2％；所述亲水型易清洁材料为硅溶胶、钛溶胶和碱金属硅酸盐溶液的混合液；所述吸波材料为纳米碳化硅、纳米石墨和氮化硅的混合，纳米碳化硅与纳米石墨的质量比为1:3至3:1，纳米石墨与氮化硅的质量比为1:3至6:1；所述吸波材料粘结剂为硅溶胶；所述硅溶胶与钛溶胶的质量比为1:6至1:1，所述钛溶胶与碱金属硅酸盐溶液的质量比为1:3.5至1.65:1。2.根据权利要求1所述一种高吸波性能易清洁涂料，其特征在于，所述纳米碳化硅的粒径为40-80nm；所述纳米石墨的粒径为40-60nm；所述氮化硅的粒径为1-2μm。3.根据权利要求1所述一种高吸波性能易清洁涂料，其特征在于，吸波材料粘结剂的参数为：平均粒径为8-20nm，8.0≤pH≤11.5。4.根据权利要求1所述一种高吸波性能易清洁涂料，其特征在于，所述亲水型易清洁材料中的硅溶胶，平均粒径为8-20nm，8.0≤pH≤11.5；所述钛溶胶，平均粒径为5-15nm，5≤pH≤8；所述碱金属硅酸盐溶液为碱金属硅酸盐水溶液，平均粒径为8-20nm，10.5≤pH≤12.5。5.根据权利要求1至4任一项所述一种高...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵莉，郑文强，
申请(专利权)人：广东美的厨房电器制造有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44