一种具有示温功能不粘锅涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有示温功能不粘锅涂层的制备方法，包括以下步骤：S1：将金属锅体进行粗化处理，再在锅体内表面形成图案化凹痕，然后脱脂，清洗备用；S2：将第一热致变色材料和第二热致变色材料依次沉积在锅体的图案化凹痕内；S3：将水性氟树脂预聚体、改性无机填料、第一改性剂和助剂混合均匀，配制成组分A，再将第二改性剂、引发剂、促进剂和助剂混合均匀，配制成组分B；S4：将锅体表面预热，再将组分A和组分B快速搅拌混合均匀，涂覆在锅体内表面上，涂覆完成后迅速骤冷处理，得到所述不粘锅涂层。本发明专利技术制备的不粘锅涂层，不仅具有良好的温度提示效果，有助于烹饪火候的掌握，而且涂层综合性能优异，延长了使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种具有示温功能不粘锅涂层及其制备方法
本专利技术涉及不粘锅涂层的
，尤其涉及一种具有示温功能不粘锅涂层及其制备方法。
技术介绍
随着人们生活水平的日益提高，更加重视食品安全，饮食健康。不粘锅由于易清洗、食物不会与锅体粘连，能最大限度的减少油烟等优异特性，逐渐代替传统铁锅，而受到人们越来越多的喜爱。按照不粘锅涂层材料的不同，可以分为有机涂层和无机涂层。有机涂层不粘锅主要为聚四氟乙烯为主，利用聚四氟乙烯优异的热性能、化学性能、易清洁性能和无毒性能制成了这种深受欢迎的厨房用具。烹饪时，对食材火候的掌握关系到食材色、香、味等各方面呈现，现有不粘锅涂层绝大部分不具有温度提示功能，人们在烹饪时，往往无法清楚知道不粘锅涂层上的食物温度情况，进而难以掌握烹饪的火候和烹饪时间，经常出现食物烧的时间过长，导致食物的口感和色泽变差。同时，过高的使用温度也容易降低聚四氟乙烯不粘锅涂层的使用寿命。鉴于此，亟需提供一种具有示温功能不粘锅涂层，以便烹饪时更加灵活有效地控制食材火候大小。
技术实现思路
鉴于以上现有技术的不足之处，本专利技术提供一种具有示温功能不粘锅涂层的制备方法，该制备方法得到的不粘锅涂层，解决了现有不粘锅涂层无法示温或示温效果差的问题，以便烹饪时更加灵活有效地控制食材火候大小。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种具有示温功能不粘锅涂层的制备方法，其包括以下步骤：步骤S1：将金属锅体进行喷砂粗化处理，再进行图案化处理在锅体内表面形成图案化凹痕，然后进行脱脂处理，并进行清洗备用；步骤S2：通过磁控溅射或电沉积的方法，将第一热致变色材料和第二热致变色材料依次沉积在所述锅体的图案化凹痕内；步骤S3：按重量份计，称取50～80份水性氟树脂预聚体，加入1～7份改性无机填料、6～12份第一改性剂和15～30份助剂，搅拌混合均匀，配制成组分A，再将10～20份第二改性剂、0.1～1份引发剂、0.1～0.5份促进剂和15～30份助剂混合均匀，配制成组分B；步骤S4：将步骤S2得到的锅体表面预热至100～300℃，再将步骤S3配制的组分A和组分B快速搅拌混合均匀，通过旋涂的方式涂覆在所述锅体内表面上，涂覆完成后迅速浸入液氮中进行骤冷，得到所述具有示温功能的不粘锅涂层。优选地，所述图案化凹痕的深度为100nm～2000nm。优选地，所述第一热致变色材料为五氧化二钒和/或三氧化钨。电沉积法制备第一热致变色材料五氧化二钒，首先，配制摩尔浓度为2.5～3.5mol/L的五氧化二钒溶液；再逐滴滴加35wt%双氧水溶液，观察溶液逐渐由黄色变为砖红色时停止滴加；按去离子水和上述混合溶液体积比为20:1的量，向混合溶液中加入去离子水，搅拌后得到砖红色的五氧化二钒溶胶；常温陈化7天，按去离子水和V2O5溶胶质量比为30:1添加去离子水进行稀释，得到五氧化二钒前驱体溶液；其次，将金属锅体作为工作电极，Pt片作为对电极，组成用于电化学沉积的工作池，将上述五氧化二钒前驱体溶液转移至所述工作池中，使用直流稳压电源在6～16V的条件下进行电化学沉积操作，使五氧化二钒沉积在锅体的图案化凹痕内，完成第一热致变色材料五氧化二钒的电沉积操作；磁控溅射法制备第一热致变色材料三氧化钨：室温条件下，以钨为靶材，溅射气体和反应气体分别为Ar和O2，O2和Ar的流量分别为12sccm和12sccm，工作气压为0.2～2Pa，射频功率密度为2.5～10W/cm2；通过磁控溅射方法在金属锅体的图案化凹痕内溅射一层三氧化钨，从而完成第一热致变色材料五氧化二钒的磁控溅射操作；通过该方法能够获得高性能的热致变色三氧化钨薄膜，变色效果明显，响应快速，膜层与锅体的结合力强；优选地，所述第二热致变色材料为氧化铬。磁控溅射法制备第二热致变色材料氧化铬：室温条件下，以铬为靶材，溅射气体和反应气体分别为Ar和O2，O2和Ar的流量分别为8sccm和10sccm，工作气压为0.2～2Pa，射频功率密度为2.5～10W/cm2；通过磁控溅射方法在金属锅体的第一热致变色材料的基础上再溅射一层氧化铬，从而完成第二热致变色材料氧化铬的磁控溅射操作；通过第二热致变色材料的提供能够整体提升热致变色功能膜层的变色性能，提升耐温性能；优选地，所述水性氟树脂预聚体为以四氟乙烯或偏氟乙烯为结构单元的含氟聚合物，合物的平均分子量为500～5000。优选地，所述改性无机填料为甲基丙烯酸改性的叶腊石和/或甲基丙烯酸改性的玻璃纤维。叶腊石和玻璃纤维均可做改性无机填料，而不会影响观察锅体凹痕内材料的变色效果，甲基丙烯酸改性的叶腊石和/或甲基丙烯酸改性的玻璃纤维，不仅提高了锅体涂层的耐磨、耐刮性能，而且改性后的叶腊石和玻璃纤维可以均匀分散在涂层中，并使无机材料与涂层中的主体成分进行化学键，提高了涂层稳定性，降低表面涂层的性能下降对凹痕内变色材料变色效果的影响。优选地，所述第一改性剂为2-(全氟-9-甲基辛基)乙基丙烯酸酯、2-全氟癸基丙烯酸乙酯、2-全氟辛基丙烯酸乙酯中的至少一种。通过选用长链全氟基团，提高了涂层的不粘性效果，同时提高了含氟树脂的分子链支化度，降低分子链内所含的氢键，使得聚合得到的含氟树脂为无定型聚合物，降低了聚合物的结晶度，使制备得到的涂层具有更高的透明度。优选地，所述第二改性剂由丙烯腈和苯乙烯组成。丙烯腈和苯乙烯作为改性剂，一方面丙烯腈具有高的硬度和强度、耐热性和耐腐蚀性；苯乙烯具有表面高光泽性、易着色性和易加工性，从而有效提高涂层的综合性能，同时，另外一方面，丙烯腈和苯乙烯分子链较短，可协同第一改性剂，降低分子链的对称性，降低分子链的立体规整性，从而进一步降低涂层聚合物的结晶度，使制备得到的涂层具有更高的透明度。优选地，所述助剂由水、甲醇、乙醇中的任意两种混合而成。由此助剂配伍形成的涂层具有快干的效果，提高涂层的施工性能。优选地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯中的至少一种。优选地，所述促进剂为环烷酸钴、异辛酸钴、异辛酸锌中的至少一种。一种具有示温功能的不粘锅涂层，所述涂层由上述的制备方法制备得到，所述涂层厚度为15～25um。在步骤S4中，本专利技术通过将涂覆完成后的不粘锅浸入液氮中进行骤冷，进一步降低涂层聚合物的结晶度，提高其透明度。同时为了防止涂层在热胀冷缩过程中，造成涂层开裂，优选地，骤冷操作的合理温度为-5℃至-20℃，涂层分2～3次施涂完成。本专利技术的有益效果：本专利技术通过对金属锅体图案化处理，并沉积热致变色材料，使得金属锅体具有温度提示的功能效果，满足了人们烹饪过程中对食材火侯的动态掌握要求。本专利技术的改性四氟乙烯涂层，与锅体结合力强，具有不粘连、易清洁、耐热、耐刮等综合优异性能，同时具有高度的膜层透明性，提高了热致变色材料变色效果的可视性。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，本领域技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有示温功能不粘锅涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：/n步骤S1：将金属锅体进行喷砂粗化处理，再进行图案化处理在锅体内表面形成图案化凹痕，然后进行脱脂处理，并进行清洗备用；/n步骤S2：通过磁控溅射或电沉积的方法，将第一热致变色材料和第二热致变色材料依次沉积在所述锅体的图案化凹痕内；/n步骤S3：按重量份计，称取50～80份水性氟树脂预聚体，加入1～7份改性无机填料、6～12份第一改性剂和15～30份助剂，搅拌混合均匀，配制成组分A，再将10～20份第二改性剂、0.1～1份引发剂、0.1～0.5份促进剂和15～30份助剂混合均匀，配制成组分B；/n步骤S4：将步骤S2得到的锅体表面预热至100～300℃，再将步骤S3配制的组分A和组分B快速搅拌混合均匀，通过旋涂的方式涂覆在所述锅体内表面上，涂覆完成后迅速浸入液氮中进行骤冷，得到所述具有示温功能的不粘锅涂层。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有示温功能不粘锅涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
步骤S1：将金属锅体进行喷砂粗化处理，再进行图案化处理在锅体内表面形成图案化凹痕，然后进行脱脂处理，并进行清洗备用；
步骤S2：通过磁控溅射或电沉积的方法，将第一热致变色材料和第二热致变色材料依次沉积在所述锅体的图案化凹痕内；
步骤S3：按重量份计，称取50～80份水性氟树脂预聚体，加入1～7份改性无机填料、6～12份第一改性剂和15～30份助剂，搅拌混合均匀，配制成组分A，再将10～20份第二改性剂、0.1～1份引发剂、0.1～0.5份促进剂和15～30份助剂混合均匀，配制成组分B；
步骤S4：将步骤S2得到的锅体表面预热至100～300℃，再将步骤S3配制的组分A和组分B快速搅拌混合均匀，通过旋涂的方式涂覆在所述锅体内表面上，涂覆完成后迅速浸入液氮中进行骤冷，得到所述具有示温功能的不粘锅涂层。


2.如权利要求1所述的具有示温功能不粘锅涂层的制备方法，其特征在于，所述图案化凹痕的深度为100nm～2000nm。


3.如权利要求1所述的具有示温功能不粘锅涂层的制备方法，其特征在于，所述第一热致变色材料为五氧化二钒和/或三氧化钨。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆忠植，
申请(专利权)人：宁波太尔炊具有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33