一种耐高温高导热不粘涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提出了一种耐高温高导热不粘涂料，由以下原料按重量份制备而成：三氧化二铝/红磷改性氟树脂100‑120份；聚苯硫醚50‑70份；石墨烯50‑70粉；碳纤维30‑50份；聚乳酸40‑70份；导热无机填料20‑30份；偶联剂10‑20份；助剂20‑30份；所述助剂由流平剂、消泡剂、成膜剂、抗氧剂、防腐剂和陶瓷粉组成。本发明专利技术制备的耐高温高导热不粘涂料原料来源广，制作方法简单可控，制备的涂层在400‑500℃高温下长期使用，性能不受影响，具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温高导热不粘涂料及其制备方法和应用
本专利技术涉及高分子涂料
，具体涉及一种耐高温高导热不粘涂料。
技术介绍
不粘涂料由于其具非常低的表面张力，使得其它物质很难在表面附着，由其制造的不粘锅有自问世以来给人们生活带来了极大的便利。不粘锅根据基材分为铝锅、不锈钢锅、铁锅。铝锅的特性是热分布优良，传热效果是不锈钢锅的16倍，且锅体较轻。但铝锅不易清洗、用油多时油烟大。不锈钢锅的特性是热分布不好，易产生聚热点而烧焦食物。不锈钢锅锅体重、不易清洗、用油多时易冒烟。铁搪瓷锅热分布不好，易糊锅底。这类锅不易清洗、表面容易破损，导致铁基材生锈。铁锅热分布不好，易产生聚热点而烧焦食物，其锅体重、不易清洗、易生锈，且用油多时油烟大。因此，目前的涂层不粘锅采用铝或者铝合金来作为锅基，这是因为这类金属的导热性能好。但是铝制品直接接触食物，多少会影响身体健康。但是由于以不锈钢锅及铁锅作为基材的不粘锅的热分布较差，容易造成聚热点，从而造成涂膜破裂及烧焦食物，大大降低了涂层的使用寿命。目前市场主流的不粘锅都是依靠在表面喷涂一层聚氟树脂类的不粘涂料，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。首先是聚四氟乙烯涂层的强度较差，容易脱落和损坏，而且烹饪过程中会发生软化，只能用木铲，也不能烹饪较硬的食物；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；此外聚四氟乙烯涂层的使用温度一般不能超过250℃，人们在使用时难以严格控制，容易因干烧而损坏。对于聚四氟乙烯涂层不粘锅在使用过程中对人体健康是否存在危害也一直存在争议，不断引发争端；而且一旦不粘涂料脱落，就会导致不粘性能的大大降低。聚苯硫醚(PPS)是一种综合性能优异的耐高温树脂粘结剂。它结晶度高、线膨胀系数低，在170℃以下不溶于任何溶剂，且具有吸水性和吸油性小、耐化学药品性好等优点。中国专利公告号CN103740192A公开了一种石墨烯改性的氟树脂涂料，采用石墨烯提高氟树脂涂料的强度，其耐摩擦性能，与基材的附着力、耐冲击性、导热率均有显著提高，该涂料具有成本低，用量少，功效持久，使用简单方便的特点。其不足之处在于虽然石墨烯的加入能够提高入了的耐磨性能及导热率，但耐高温和导热性仍显不足。因此，亟需开发一款适用于不粘锅耐高温高导热要求的不粘涂料以满足现代市场对该领域的要求。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术提供一种耐高温高导热不粘涂料及其制备方法和应用，其目的在于，提供一种耐高温高导热不粘涂料，通过添加制备的三氧化二铝/红磷改性氟树脂，使得涂料具备非常好的耐高温性能，可在400-500℃高温下长期使用，性能不受影响；通过添加无机导热材料，使得不粘涂料导热性能好，且无毒副作用。本专利技术提供一种耐高温高导热不粘涂料，由以下原料按重量份制备而成：三氧化二铝/红磷改性氟树脂100-120份；聚苯硫醚50-70份；石墨烯50-70粉；碳纤维30-50份；聚乳酸40-70份；导热无机填料20-30份；偶联剂10-20份；助剂20-30份；所述助剂由流平剂、消泡剂、成膜剂、抗氧剂、防腐剂和陶瓷粉组成；所述三氧化二铝/红磷改性氟树脂由以下方法制备：在反应釜内加入二甲基甲酰胺、二甲苯组成的混合溶剂，将氟树脂加入其中，升温至100-120℃，搅拌30min，待树脂完全溶解后，加入少量的异丁醇作为分散剂，在磁力搅拌器上充分分散后，通氮气保护，加入硅烷偶联剂DL171和三氧化二铝、红磷，保温搅拌60-90min，过滤，乙醇洗涤，60-70℃真空干燥，即得；所述氟树脂、三氧化二铝和红磷的质量比为10：(2-4)：(1-2)。作为本专利技术进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：三氧化二铝/红磷改性氟树脂112份；聚苯硫醚65份；石墨烯61粉；碳纤维45份；聚乳酸60份；导热无机填料27份；偶联剂15份；助剂24份。作为本专利技术进一步的改进，不粘涂料在400-500℃高温下稳定。作为本专利技术进一步的改进，偶联剂选自铝酸酯、硅烷、硼酸酯偶联剂中的一种，优选硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(β-氨乙基)氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。作为本专利技术进一步的改进，助剂由以下原料按照质量百分比组合而成：流平剂22％、消泡剂13％、成膜剂15％、抗氧剂15％、防腐剂20％和陶瓷粉10％；所述流平剂选自聚丙烯酸、羧甲基纤维素、聚二甲基硅氧烷、硅油或聚醚聚酯改性有机硅氧烷中的一种或几种；所述消泡剂选自乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、、聚二甲基硅氧烷中的一种或几种；所述成膜剂选自丙烯酸树脂改性酪蛋白、丙烯酸树脂聚氨酯共聚树脂、聚乙烯或丙烯酸酯改性丁二烯树脂、聚氨酯改性硝酸纤维中的一种或几种；所述抗氧剂选自二苯胺、对苯二胺、二氢喹啉、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、双十二碳醇酯、双十四碳醇酯、双十八碳醇酯、三辛酯、三癸酯、三(十二碳醇)酯和三(十六碳醇)酯中的一种或几种；所述防腐剂选自山梨酸钾、山梨酸、脱氧乙酸、脱氧乙酸钠、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、双乙酸钠、丙酸钙、乳酸钠中的一种或几种。作为本专利技术进一步的改进，导热无机填料选自氧化锌、三氧化二铝、氧化镁、二氧化硅、氧化铍、氮化硼、碳化硅、氮化硅中的一种或几种。作为本专利技术进一步的改进，所述氟树脂选自聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚氟乙烯中的一种或几种。本专利技术进一步保护上述一种耐高温高导热不粘涂料的制备方法，按照以下方法制备：将三氧化二铝/红磷改性氟树脂、聚苯硫醚和聚乳酸加入到有机溶剂中，超声分散机分散30min，使其分散均匀，加入导热无机填料、石墨烯、碳纤维和助剂，再超声分散30min，加入偶联剂，加热至100℃后磁力搅拌30min即得涂料成品。本专利技术进一步保护上述一种耐高温高导热不粘涂料的应用，将所述涂料成品喷涂到已经过除油除锈的金属材料上，漆膜的厚度16-17μm，常温放置10天，漆膜干燥后即得不粘涂层。作为本专利技术进一步的改进，防粘涂层硬度为4HV，附着力为1级。本专利技术具有如下有益效果：1.本专利技术制备的三氧化二铝/红磷改性氟树脂，通过无机复合材料三氧化二铝/红磷的改性，使得氟树脂具备非常好的耐高温性能，可在400-500℃高温下长期使用，性能不受影响；2.本专利技术添加无机导热材料石墨烯、碳纤维以及导热无机填料，使得制备的不粘涂料导热性能好，且无毒副作用；3.本专利技术原料来源广，制作方法简单可控，易于实现工业化应用。附图说明图1为耐高温高导热不粘涂料的制备工艺图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例只是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温高导热不粘涂料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：三氧化二铝/红磷改性氟树脂100‑120份；聚苯硫醚50‑70份；石墨烯50‑70粉；碳纤维30‑50份；聚乳酸40‑70份；导热无机填料20‑30份；偶联剂10‑20份；助剂20‑30份；所述助剂由流平剂、消泡剂、成膜剂、抗氧剂、防腐剂和陶瓷粉组成；所述三氧化二铝/红磷改性氟树脂由以下方法制备：在反应釜内加入二甲基甲酰胺、二甲苯组成的混合溶剂，将氟树脂加入其中，升温至100‑120℃，搅拌30min，待树脂完全溶解后，加入少量的异丁醇作为分散剂，在磁力搅拌器上充分分散后，通氮气保护，加入硅烷偶联剂DL171和三氧化二铝、红磷，保温搅拌60‑90min，过滤，乙醇洗涤，60‑70℃真空干燥，即得；所述氟树脂、三氧化二铝和红磷的质量比为10：(2‑4)：(1‑2)。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温高导热不粘涂料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：三氧化二铝/红磷改性氟树脂100-120份；聚苯硫醚50-70份；石墨烯50-70粉；碳纤维30-50份；聚乳酸40-70份；导热无机填料20-30份；偶联剂10-20份；助剂20-30份；所述助剂由流平剂、消泡剂、成膜剂、抗氧剂、防腐剂和陶瓷粉组成；所述三氧化二铝/红磷改性氟树脂由以下方法制备：在反应釜内加入二甲基甲酰胺、二甲苯组成的混合溶剂，将氟树脂加入其中，升温至100-120℃，搅拌30min，待树脂完全溶解后，加入少量的异丁醇作为分散剂，在磁力搅拌器上充分分散后，通氮气保护，加入硅烷偶联剂DL171和三氧化二铝、红磷，保温搅拌60-90min，过滤，乙醇洗涤，60-70℃真空干燥，即得；所述氟树脂、三氧化二铝和红磷的质量比为10：(2-4)：(1-2)。2.根据权利要求1所述一种耐高温高导热不粘涂料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：三氧化二铝/红磷改性氟树脂112份；聚苯硫醚65份；石墨烯61粉；碳纤维45份；聚乳酸60份；导热无机填料27份；偶联剂15份；助剂24份。3.根据权利要求1所述一种耐高温高导热不粘涂料，其特征在于，所述不粘涂料在400-500℃高温下稳定。4.根据权利要求1所述一种耐高温高导热不粘涂料，其特征在于，所述偶联剂选自铝酸酯、硅烷、硼酸酯偶联剂中的一种，优选硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(β-氨乙基)氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。5.根据权利要求1所述一种耐高温高导热不粘涂料，其特征在于，所述助剂由以下原料按照质量百分比组合而成：流平剂22％、消泡剂13％、成膜剂15％、抗氧剂15％、防腐剂20％和陶瓷粉10％；所述流平剂选自聚丙烯酸、羧甲基纤维素、聚二甲基硅氧烷、硅油或聚醚聚酯改性有...

【专利技术属性】
技术研发人员：高正春，
申请(专利权)人：宁波蒙曼生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33