一种亲水型抗菌吸波材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种亲水型抗菌吸波材料及其制备方法。亲水型抗菌吸波材料包括：吸波材料无机粘结剂、吸波材料、抗菌材料和助剂；按质量百分数计，吸波材料无机粘结剂为90％～97％，吸波材料为2％～8％，抗菌材料为0.5～1％，助剂为0.5％～1.5％；所述吸波材料无机粘结剂为亲水型无机材料。制备时，将各组分混合均匀。本发明专利技术所述亲水型抗菌吸波材料可以应用于厨电产品上，具有容易清洗、不存在健康隐患、耐温性能好、生产工艺简单、省时省料、抗菌性能好和吸波性能好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于涂料
，尤其涉及一种亲水型抗菌吸波材料及其制备方法。
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.因为吸波层为树脂基，易导致油污与食物残渣粘附，不易清洗，长时间使用有健康隐患。2.树脂耐温不够，在280℃左右即有产生有害物质的风险。3.现有吸波材料的生产工艺复杂，耗时费料，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、亲水易洁、吸波性能涂料的报道；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)、传统吸波性能材料(铁氧体等)、无易清洁性能材料。4.不具有抗菌性能。在较高温度下使用易产生有害物质、清洁困难、易产生细菌等问题，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。若可以解决上述清洁与健康安全问题，将会很大程度改善现有吸波烤盘的用户使用体验与健康品质。因此，制备具有亲水型、吸波性能的微波烤盘类涂料是十分必要的。
技术实现思路
鉴于现有技术所存在的问题，本专利技术提供一种亲水型抗菌吸波材料及其制备方法，该亲水型抗菌吸波材料可以应用于厨电产品上，具有容易清洗、不存在健康隐患、耐温性能好、生产工艺简单、省时省料、抗菌性能好和吸波性能好等优点。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种亲水型抗菌吸波材料，包括：吸波材料无机粘结剂、吸波材料、抗菌材料和助剂；按质量百分数计，吸波材料无机粘结剂为90％～97％，吸波材料为2％～8％，抗菌材料为0.5～1％，助剂为0.5％～1.5％；所述吸波材料无机粘结剂为亲水型无机材料。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过选择了合适组分并设置了合适的配比，制得的材料同时具有容易清洗、不存在健康隐患、耐温性能好、生产工艺简单、省时省料、抗菌性能好和吸波性能好等优点。1)本专利技术采用具有亲水性能的无机材料作为吸波材料的粘结剂载体，因具有亲水性能，使得涂料表面与水的亲和性强，达到容易清洁与降低健康隐患的目的，解决了吸波层为树脂基，易导致油污与食物残渣粘附，不易清洗，长时间使用有健康隐患的缺点。2)本专利技术摒弃传统烤盘吸波材料大量使用有机树脂的制备方法，采用具有亲水性能的无机材料作为吸波材料的粘结剂，耐温性能可以达到800℃以上，完全可以保证在使用环境中不会因高温产生影响健康的物质，消除健康隐患；解决了树脂耐温不够，在280℃左右即有产生有害物质的风险的缺点上。3)本专利技术通过向亲水型吸波材料体系中添加适合原料组成的抗菌材料，在不影响亲水性能与吸波性能的基础上，增加了抗菌功能，使制备的材料具有合适的抗菌性能。解决了现有技术吸波材料不具有抗菌性能的问题。4)本专利技术通过添加合适比例的助剂可以使各组分材料很好相容混合，并且使制得的涂料与烤盘材料很好附着等功能。5)本专利技术添加合适比例的吸波材料无机粘结剂，吸波材料无机粘结剂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,使吸波材料很好的分散其中，并粘附在烤盘基材表面,使烤盘在高温环境下使用不会产生不健康物质；选择亲水型无机材料可以提高制得材料的亲水性能，使得涂料表面与水的亲和性强，达到容易清洁与降低健康隐患的目的。6)本专利技术添加合适比例的吸波材料，吸波材料可以很好分散在吸波材料无机粘结剂中，在微波环境下高效吸收微波能量，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性能，使制得材料仅需较薄的涂层就可以达到很高的加热温度。7)本专利技术制备的吸波材料只需要简单的基材前处理，就可以将其喷涂在工件表面，涂层厚度只有50μm左右，相比较现有传统吸波材料，厚度只有其1/20～1/40；在解决生产工艺复杂，耗时费料的缺点。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，所述吸波材料无机粘结剂为硅酸盐水溶液，模数小于3。模数指摩尔数的比值。例如:化学式为R2O〃nSiO2，n为SiO2与R2O摩尔数的比值，称为R2O〃nSiO2的模数。采用上述进一步方案的有益效果是：使用模数小于3的组分，主要利用其碱性特征对油污乳化，此组分不会与其他组分反应，如果模数大于等于3，容易出现碱性不足，乳化效果差，导致亲水性与易清洁性能下降问题。进一步，所述硅酸盐水溶液中硅酸盐的质量分数为22％～28％。采用上述进一步方案的有益效果是：专利技术人在研究中意外地发现硅酸盐的质量分数在22％～28％之间比较合适，其中低于22％会增加涂料的固化时间，对工业生产不利，高于28％涂料均匀性不好，碱性过强。进一步，所述硅酸盐水溶液的pH为7.5～12.5。采用上述进一步方案的有益效果是：专利技术人在研究中意外地发现硅酸盐水溶液的pH为7.5～12.5比较合适；如果pH低于7.5碱性太弱，不利于油污的乳化，易清洁性能差；pH大于12.5，碱性太强，对生产与使用安全不利。进一步，所述硅酸盐水溶液中的硅酸盐选自硅酸钾、硅酸钠和硅酸锂中的两种或三种的混合。采用上述进一步方案的有益效果是：专利技术人在研究中意外地发现，当硅酸钾、硅酸钠和硅酸锂中的两种或三种的混合时，制得材料的分散性性能、耐温性能进一步提高，耐温性能可以达到800℃以上，完全可以保证在使用环境中不会因高温产生影响健康的物质，消除健康隐患，水分蒸发时胶体粒子可以牢固地附着在物体表面，粘结性能强，同时还具备很好的亲水性能，便于使用后清洗。优选地，在其他组分相同的情况下，当硅酸钾、硅酸钠和硅酸锂三种混合时，硅酸钾和硅酸钠质量比为(1:5)～(5:1)，硅酸钾和硅酸锂的质量比为(1:5)～(5:1)，涂料的性能会进一步提高。进一步，所述吸波材料选自碳化硅晶须、石墨烯类材料和稀土氧化物中的一种或几种的混合。石墨烯类材料包括石墨烯以及石墨烯的衍生物。石墨烯(Graphene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，是单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯的统称。目前，主要用于半导体领域，作为晶体管使用。单层石墨烯(Graphene)：指由一层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。双层石墨烯(Bilayer or double-layer graphene)：指由两层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括AB堆垛，AA堆垛，AA‘堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。多层石墨烯(Few-layer or multi-layer graphene)：指由3-10层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛，ABA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。石墨烯的衍生物是指以石墨烯为原料经过反应制备，所述反应可以为加氢、氟化、氧化、与聚合物共价复合和/或非共价复合等等，或者其他反应。本专利技术中，吸波材料的主要作用为吸收微波炉或者微波烤箱的能量，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亲水型抗菌吸波材料，其特征在于，包括：吸波材料无机粘结剂、吸波材料、抗菌材料和助剂；按质量百分数计，吸波材料无机粘结剂为90％～97％，吸波材料为2％～8％，抗菌材料为0.5％～1％，助剂为0.5％～1.5％；所述吸波材料无机粘结剂为亲水型无机材料。

【技术特征摘要】
1.一种亲水型抗菌吸波材料，其特征在于，包括：吸波材料无机粘结剂、吸波材料、抗菌材料和助剂；按质量百分数计，吸波材料无机粘结剂为90％～97％，吸波材料为2％～8％，抗菌材料为0.5％～1％，助剂为0.5％～1.5％；所述吸波材料无机粘结剂为亲水型无机材料。2.根据权利要求1所述一种亲水型抗菌吸波材料，其特征在于，所述吸波材料无机粘结剂为硅酸盐水溶液，模数小于3。3.根据权利要求2所述一种亲水型抗菌吸波材料，其特征在于，所述硅酸盐水溶液中硅酸盐的质量分数为22％～28％，所述硅酸盐水溶液的pH为7.5～12.5。4.根据权利要求2所述一种亲水型抗菌吸波材料，其特征在于，所述硅酸盐水溶液中的硅酸盐选自硅酸钾、硅酸钠和硅酸锂中的两种或三种的混合。5.根据权利要求1至4任一项所述一种亲水型抗菌吸波材料，其特征在于，所述吸波材料选自碳化硅晶须、石墨烯类材料和稀土氧化物中的一种或几种的混合。6.根据权利要求5所述一种亲水型抗菌吸波材料，其特征在于，所述吸波材料为碳化硅晶须、石墨烯类材料和稀土氧化物的混合物，所述碳化硅晶须、石墨烯类材料的质量比为4:1至2:1，稀土氧化物占亲水型抗菌吸波材料的质量百分数小于1％。7.根据权利要求5所述一种亲水型抗菌吸波材料，其特征在于，所述石墨烯类材料为氧化石墨烯，所述稀土氧化物选自氧化铈和/或氧化镨。8.根据权利要求1～4任一项所述一种亲水型抗菌吸波材料，其特征在于，所述吸波材料的粒径小于100μm。9.根据权利要求1至4任一项所述一种亲水型抗菌吸波材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵莉，
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