一种不粘锅用抗菌杂化涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种不粘锅用抗菌杂化涂层及其制备方法，以有机树脂、改性氧化铝、硼化锆陶瓷纤维、五氧化二磷、改性氧化锌抗菌剂、表面活性剂、负离子素、偶联剂、混合溶剂为原料制备而成的，其中混合溶剂是由二甲基亚砜与去离子水按比例混合得到的。本发明专利技术的制备方法工艺简单、成本低廉，制得的涂层具有耐高温、耐磨、环保、抗菌、优良的不粘性和附着力等优点，可替代特氟龙作为不粘锅的涂层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工涂层
，涉及一种涂层及其制备方法，特别是涉及一种不 粘锅用抗菌杂化涂层及其制备方法。
技术介绍
以铝及铝合金为材料制备得到的炒锅在使用时多出现受热不均，导致局部温度过 高，产生油烟，导热不均，易产生焦糊和粘锅现象，用力大了会刮破铝材表面钝化层，降低锅 的使用寿命，用力小了又洗不干净。因此需要在炒锅内表面采用涂层技术进行处理实现不 粘的目的。 目前市场上较为常用的不粘锅涂层大多是以特氟龙为代表含氟有机涂层，这种涂 层是依靠其强疏水性和低摩擦系数的特性，来实现食物不粘的，它的确能满足人们烹饪过 程中不发生食物粘锅的要求，不过它也存在许多缺陷。这种涂层高温稳定性差，寿命短，高 温分解的产物对人体有害。同时，这种不粘锅也不宜烹饪酸性食物，否则会影响不粘锅的使 用寿命。 陶瓷是一种稳定的耐高温、抗氧化、抗腐蚀、抗磨损的材料。用陶瓷制得的涂料具 有优良的耐磨性、不粘性和附着力，且对人体无害，可替代特氟龙作为不粘锅的涂层。但锅 的制备底材金属与陶瓷涂层膨胀系数截然不同，当炊具受热时，容易出现"爆瓷"现象。且陶 瓷涂层为无机膜层，无机膜层多出现内聚力不够，产生细小以至肉眼能鉴别的开裂及无机 膜内部局部产生空穴。炒锅在冷、热之间不停的循环过程多出现不粘性衰竭现象。 因此，有必要寻求更加有效的方法，制备耐高温、耐磨，具有优良的不粘性和附着 力的不粘锅涂层。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术公开了一种不粘锅用抗菌杂化涂层及其制备 方法，所述制备方法工艺简单、成本低廉，制得的涂层具有耐高温、耐磨、环保、抗菌、优良的 不粘性和附着力等优点，可替代特氟龙作为不粘锅的涂层。为达到以上目的，本专利技术采用的 技术方案为： 一种不粘锅用抗菌杂化涂层，所述杂化涂层是由如下重量份的原料制备而成的： 有机树脂 40-50份， 改性氧化铝 15-20份， 硼化锆陶瓷纤维 5-7份， 五氧化二憐 2-5份，改性氧化锌抗菌剂 3-7份， 表面活性剂 3-7份， 负离子素 1-2份， 偶联剂 3-5份， 混合溶剂 10-15份，其中，混合溶剂是由二甲基亚砜与去离子水按1:2-1:3的质量比混合而成的。其中，所述改性氧化铝的一种优选制备方法为:将羟甲基磺酸钠和盐酸加入到悬 浮有Al2〇3纳米粒子的甲醇中，在(N2、Ar、He等)惰性气氛下，在80-100°C下回流搅拌20-26h， 将所得产物离心分离，将分离得到的固体用乙醇反复清洗和去离子水反复清洗后，在60-80 °C下干燥10_20h，得到改性氧化铝。较佳地，所述盐酸的质量分数为30%，羟甲基磺酸钠与Al2〇3纳米粒子的质量比为1 :(5-10)，羟甲基磺酸钠与盐酸溶液的质量比为1: (1-2)，所述甲醇与Al2〇3纳米粒子的质量 比为为(3-5):1。。 优选地，将分离得到的固体先用无水乙醇清洗3-5次，再用去离子水清洗5-7次。 作为一种优选实施方式，所述改性氧化锌抗菌剂的制备方法为:将二羟基低聚二 甲基硅氧烷加入到悬浮有氧化锌纳米粒子氯仿中，在惰性气氛下，在90-110°C下回流搅拌 20-40h，将所得产物离心分离，将分离得到的固体用氯仿反复清洗3-5次后，在60-80°C下干 燥15-26h，得到改性氧化锌抗菌剂。 较佳地，二羟基低聚二甲基硅氧烷与氧化锌纳米粒子的质量比为1: (4-6)，氧化锌 纳米粒子与氯仿的质量比为1: (3-5)。 优选地，所述有机树脂为聚苯并咪唑和/或聚醚砜;所述表面活性剂为T0-3和/或 T0-7;所述偶联剂为KH570、KH550、KH560、KH151、KH171中的一种或几种。 本专利技术还公开了上述不粘锅用抗菌杂化涂层的制备方法，包括如下步骤： 1)将相应重量份室温有机树脂、改性氧化铝、硼化锆陶瓷纤维、五氧化二磷、改性 氧化锌抗菌剂破碎至200目以下，加入混合机中以800-1200r/min的速度搅拌50-70min; 2)向步骤1)所得粉末中加入表面活性剂、负离子素、偶联剂和50-60%重量份的混 合溶剂，充分搅拌、混合均匀后，用砂磨机将细度磨成20wii以下，用转速为1200r/min的高速 分散机分散30min，加入余量的混合溶剂，用200目滤布过滤，得到涂层浆料； 3)将步骤2)中涂层浆料熟化30-40h后涂敷在锅基体的内表面，在180-220°C下干 燥1-2h，后以10 °C/min的升温速率升温至300-450 °C下焙烧，保温3-8h，然后在300-450 °C退 火处理30-60min，即得到耐磨涂层。 本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和有益效果： (1)本专利技术设计的不粘锅用抗菌杂化涂层制造简单，容易操作、对设备的要求不 尚； (2)本专利技术设计的不粘锅用抗菌杂化涂层，耐高温、耐磨、抗菌，具有优良的不粘性 和附着力； (3)本专利技术设计的不粘锅用抗菌杂化涂层，在氧化铝表面连接上修饰有磺酸基，一 方面，在烧结过程中，磺酸基团会与有机树脂主链上的苯环发生交联反应，制备得到交联型 的有机-无机杂化涂层，有利于提高涂层耐高温、硬度、耐磨性能、涂层韧性，另一方面，通过 在有机树脂上接枝无机纳米氧化铝，可以增强与锅底材金属的粘结力，使得膜层更加致密； (4)本专利技术设计的不粘锅用抗菌杂化涂层，有抗菌性的氧化锌，并在其表面修饰硅 烷，一方面有利于无机纳米粒子的分散，另一方面可以提高无机纳米粒子、有机树脂、金属 材料之间的相容性，使涂层更致密，同时能使得涂层具有较高的抗菌性能； (5)本专利技术设计的不粘锅用抗菌杂化涂层，在涂层中加入氧化锌和负离子素两种 抗菌剂，能协同提高涂层抗菌性； (6)本专利技术设计的不粘锅用抗菌杂化涂层，在涂层中加入硼化锆陶瓷纤维，可以通 过弥散强化机制能提高涂层硬度、耐磨性； (7)本专利技术设计的不粘锅用抗菌杂化涂层，在涂层中加入聚苯并咪唑及其衍生物 或聚醚醚砜及其衍生物，一方面，这些高分子材料具有较好的耐高温性能和自润滑性能，能 提高涂层耐高温性能和自润滑性能，另一方面，其能在无机粒子和金属之间起到粘结作用， 提高膜层致密性和韧性。【具体实施方式】 以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优 选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。本专利技术下述实施例中所使用其他助剂来自于上海泉昕进出口贸易有限公司。本实 施例中硼化锆陶瓷纤维制备方法参见:贾军，二硼化锆陶瓷纤维的制备及其结构性能研究， 东南大学。 实施例1 不粘锅用抗菌杂化涂层，所述抗菌杂化涂层是由下述重量份的原料组成的： 聚苯并咪唑 50份， 改性氧化铝 20份， 硼化锆陶瓷纤维 7份， 五氧化二磷 5份， 改性氧化锌抗菌剂 7份， 表面活性剂TO-3 7份， 负离子素 2份， KH570 5 份， 混合溶剂 15份， 所述混合溶剂是由二甲亚砜与去离子水按1:2的质量比混合而成的。其中，所述改性氧化铝的制备方法为:将100g羟甲基磺酸钠和30%盐酸100g加入 到悬浮有500g Al2〇3纳米粒子的2500g甲醇中，在N2气氛下，在100°C下回流搅拌26h，将所得 产物离心分离，将分离得到的当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不粘锅用抗菌杂化涂层，其特征在于，所述杂化涂层是由如下重量份的原料制备而成的：其中，混合溶剂是由二甲基亚砜与去离子水按1∶2‑1∶3的质量比混合而成的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖彬，彭彩佑，王高林，
申请(专利权)人：宁波格莱美厨具有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33