CN106398337B - 一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法 - Google Patents

一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法。一种亲水型防沉降吸波材料，包括以下重量份组分：粘结剂70～93份，吸波剂为1～20份，防沉降剂5～10份，助剂为0.5～1份。制备时，按比例将各部分混合在一起。本发明所述亲水型防沉降吸波材料及其制备方法具有吸波剂分散均匀、不易沉降、微波吸波性能差异小、涂层薄、生产工艺简单、省时省料、亲水性能好、不容易导致油污粘附、易清洁等优点。

Description

一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法。
背景技术
众所周知，用于微波行业的吸波剂大都是密度较大的铁氧体、碳化物、氮化物等，这些化合物与粘结剂、溶剂等混合制成吸波材料，放置一段时间后极易出现吸波剂沉降的情况，严重影响吸波材料的施涂，更会影响吸波材料的实际吸波效果以及温升稳定性，更有可能出现温度过高的情况，出现使用安全问题。
以上问题已经很严重的影响了吸波材料在微波行业的应用，无法满足微波产品类消费者日益增长的烧烤、烘焙要求。
现有微波行业吸波材料技术主要是将高密度吸波剂添加到硅胶粘结剂中，加入适量的助剂等，机械搅拌后，硫化交联压成2毫米左右的硅胶吸波片，即可制成最终的吸波片，再用胶黏剂将吸波片粘附在基材表面，制成微波吸波附件。但此方法制成的微波烤盘存在以下缺点：
1.吸波剂分散不均匀、易沉降，会导致同规格型号的批量产品微波吸波性能差异大，甚至会因吸波剂分散不均匀产生局部过热熔化现象；
2.使用大量硅胶等树脂材料，导致吸波材料过厚；
3.生产工艺复杂，耗时费料；
4.不具有易清洁性能，长时间使用易导致油污的粘附。
目前，微波行业使用的吸波材料还鲜见使用吸波涂料类，可以具有抗沉降型、吸波性能稳定的吸波材料更是无从找寻。仅仅局限在工艺复杂的厚层吸波片，且不具有易清洁性能，完全无法满足未来的需求。薄层、便捷、性能优异的吸波涂料是大势所趋！
发明内容
鉴于现有技术所存在的问题，本发明提供一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法，可以使用在微波炉类产品上，旨在解决目前微波产品用吸波材料的吸波剂分散不均匀、易沉降，会导致同规格型号的批量产品微波吸波性能差异大，甚至会因吸波剂分散不均匀产生局部过热熔化现象；使用大量硅胶等树脂材料，导致吸波层过厚；生产工艺复杂，耗时费料；不具有易清洁性能，长时间使用易导致油污的粘附等问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种亲水型防沉降吸波材料，包括以下重量份组分：粘结剂70～93份，吸波剂为1～20份，防沉降剂5～10份，助剂为0.5～1份。
粘结剂：与吸波剂以及带涂覆的材料(例如：烤盘材料)具有良好结合性能的材料，并且具有高温不易分解的耐温性能。
吸波剂：可以很好分散在粘结剂中，在微波环境下高效吸收微波能量的材料。
本发明的有益效果是：
粘结剂的作用主要有：可以使吸波剂很好的分散其中，并粘附在基材表面；具有较好的耐温性能，满足高温环境下使用要求；并且还具有较好的亲水性能。
吸波剂的主要作用为吸收微波能量，并将其转化为热量传递给器具等，达到快速吸热与传热的性能。
防沉降剂的主要作用为增加整个涂料体系的稠度与填料的悬浮性能，使涂料有触变性，防止填料的沉降，并且可以进一步提升材料的亲水性能。
助剂的主要作用为使涂料各组分混合均匀，涂料性能优异。
发明人首次将防沉降剂与粘结剂、吸波剂和助剂等混合在一起，并采取了合适的配比，使制得的亲水型防沉降吸波材料具有吸波剂分散均匀、不易沉降、微波吸波性能差异小、涂层薄、生产工艺简单、省时省料、亲水性能好、不容易导致油污粘附、易清洁等优点。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述粘结剂为溶胶与硅酸盐溶液的混合溶液。
采用上述方案的有益效果是：
单独使用溶胶，易清洁性能不好，单独使用硅酸盐，涂层成膜性能与强度不好。通过溶胶与硅酸盐溶液的配合使用，相较于单独使用溶胶或硅酸盐溶液，可以达到涂层物性与易清洁性能均佳的效果。
进一步，所述溶胶选自硅溶胶、铝溶胶中一种或两种混合。
采用上述方案的有益效果是：采用硅溶胶、铝溶胶中的一种或两种，有利于进一步提高涂层的附着性能、成膜性能和耐温性能。
硅溶胶的参数范围：硅溶胶的有效物的含量为20％～40％。采取上述参数范围的优点为：溶胶稳定性好，涂层易成膜。
铝溶胶的参数范围：有效物的含量为20％～40％。采取上述参数范围的优点为：溶胶稳定性好，涂层易成膜。
硅溶胶中的有效物指的是二氧化硅，铝溶胶中的有效物指的是氧化铝。
即硅溶胶中二氧化硅的质量分数为20％～40％。铝溶胶中氧化铝的质量分数为20％～40％。
进一步，所述硅酸盐溶液选自硅酸钠溶液、硅酸钾溶液、硅酸锂溶液中的一种或几种的混合。
采用上述方案的有益效果是：采用上述种类的硅酸盐溶液有利于进一步提高涂料与基材的结合性能以及提高在高温条件下不易分解的耐温性能。
进一步，硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为20％～30％。
采用上述方案的有益效果是：采用合适的硅酸盐的质量分数有利于硅酸盐与溶胶配合，制成的涂料成膜性能好，附着性能好，且耐温可以满足使用要求。
进一步，所述吸波剂选自碳纳米管、氮化硅、钛酸钡中的一种或几种。
采用上述方案的有益效果是：具有吸波效果好，且可以与其他原料混合充分，避免因混合不均影响材料的性能。
碳纳米管的参数范围可以为：碳纳米管粒径小于10nm。氮化硅的参数范围可以为：氮化硅粒径小于2μm。钛酸钡的参数范围可以为：钛酸钡粒径小于60nm。采取上述参数范围有利于提高制得材料的性能。
进一步，所述防沉降剂包括亲水型气相二氧化硅和/或气相氧化铝混合。
采用上述方案的有益效果是：本发明采用亲水型气相二氧化硅、气相氧化铝配合适量的分散助剂，与其它组分制成吸波涂料，可很好均一悬浮在涂料系统中，有增稠与触变性且化学性质稳定，使得此涂料具有优异的防沉降性与均匀性，从而解决了吸波剂分散不均匀、易沉降，会导致同规格型号的批量产品微波吸波性能差异大，甚至会因吸波剂分散不均匀产生局部过热熔化现象等问题。
当亲水型气相二氧化硅和气相氧化铝混合使用时，防沉降效果会更好，优选地，当亲水型气相二氧化硅和气相氧化铝以质量比(3～6)：1进行混合时，防沉降效果会进一步提高。
亲水型气相二氧化硅的参数范围：比表面积为200±20m2/g；采用该参数范围有利于获得合适的比表面积，达到防沉降性能，并成本较低。
气相氧化铝的参数范围：比表面积为100±20m2/g；采用该参数范围有利于获得合适的比表面积，达到防沉降性能，并成本较低。
进一步，所述助剂包括分散剂、附着力促进剂和消泡剂中的一种或几种的混合。
采用上述方案的有益效果是：分散剂的主要作用提高防沉降剂以及吸波剂在体系的溶解分散性能，使整个涂料体系均一、稳定；消泡剂主要作用为降低表面张力从而起到消泡抑泡的作用；附着力促进剂的主要作用为提高涂料体系与基材的浸润能力，从而增加涂料与基材的附着性能。
本发明还提供一种亲水型防沉降吸波材料的制备方法，包括以下步骤：按照上述配比，将各组分混合到一起。
本发明对于混合的方法以及具体条件并无特殊限制，可以根据具体的情况，选择合适的搅拌速度、搅拌时间。
采用上述方案的有益效果是：
本发明所述亲水型防沉降吸波材料的制备方法，具有吸波剂分散均匀、不易沉降、微波吸波性能差异小、涂层薄、生产工艺简单、省时省料、亲水性能好、不容易导致油污粘附、易清洁等优点。
进一步，所述助剂包括分散剂、附着力促进剂和消泡剂，包括以下步骤：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将配比量的粘结剂与分散剂按照配比混合，混匀，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的分散剂-粘结剂混合体系中加入配比量的防沉降剂与消泡剂，混匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入吸波剂与附着力促进剂，混匀，即可得到亲水型防沉降吸波材料。
采用上述方案的有益效果是：采用上述的加入顺序有利于各组分快速混匀，避免因混合不均引起制得材料的性能不佳。
进一步，所述分散剂、消泡剂和附着力促进剂的比例关系为：分散剂与消泡剂的质量比为(1：1.5)～(1.5:1)，分散剂与附着剂促进剂的质量比为(1-2)：1。
采用上述方案的有益效果是：可以进一步使各组分材料很好相容混合，并且使制得的涂料与基材很好附着等功能。合适比例的分散剂、消泡剂和附着力促进剂使分散、附着和消泡等性能更加优越。
本发明还提供一种厨电产品，包括基材和设置在基材表面的涂层，所述涂层由上述的亲水型防沉降吸波材料制成。
在具体使用时，也可以根据具体的情况，在厨电产品中设置除了本发明所述亲水型防沉降吸波材料制成的涂层的以外的涂层。
本发明所述的亲水型防沉降吸波材料可以用于一切以微波性能为原理的厨电产品。例如：可以使用在微波炉以及微波烤箱等微波产品上，具有优异的防沉降性与均匀性、耐高温、优异的吸波性能、优异的亲水性能、易清洁性能、涂层薄、生产工艺简单和抗菌功能好等优点。
本发明还提供一种厨电产品的制备方法，将上述的亲水型防沉降吸波材料喷涂在厨电产品的基材的表面，之后，固化，使亲水型防沉降吸波材料形成涂层。
在喷涂前，厨电产品的基材的表面可以经过前处理过程，进一步提高涂料与基材的结合效果。
采用上述方案的有益效果是：本发明所述的制备方法简单，具有优异的防沉降性与均匀性、耐高温、优异的吸波性能、优异的亲水性能、易清洁性能、涂层薄、生产工艺简单和抗菌功能等优点。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明中所采用的各组分，若无特别说明均可以通过市购方式获得或者通过本领域的常规技术手段制备。
一种亲水型防沉降吸波材料，包括以下重量份组分：粘结剂70～93份，吸波剂为1～20份，防沉降剂5～10份，助剂为0.5～1份。
优选地，按照质量百分数计，亲水型防沉降吸波材料包括：粘结剂为70％～93％，吸波剂为1％～20％，防沉降剂为5％～10％，助剂为0.5％～1％。
所述粘结剂为溶胶与硅酸盐溶液的混合溶液。所述溶胶选自硅溶胶、铝溶胶中一种或两种混合。
硅溶胶是二氧化硅胶体微粒在水中均匀扩散形成的胶体溶液，又名硅酸溶液，分子式可以表示为mSiO2·H2O。可以采用电渗析法、离子交换法、硅溶解法、胶溶法或分散法等方法制备。本发明实施例中的硅溶胶可以采用溶胶凝胶法制备。
铝溶胶的化学分子式为a(Al2O3·nH2O)·bHx·cH2O，其中:Al2O3·nH2O为水合氧化铝，Hx为胶溶剂，系数:b<a、c、n。可以采用盐酸法制备。
发明人在研究中意外地发现硅溶胶和铝溶胶的优选参数如下。
硅溶胶的参数范围：有效物的含量为20％～40％。采取上述参数范围的优点为：溶胶稳定性好，涂层易成膜。
铝溶胶的参数范围：有效物的含量为20％～40％。采取上述参数范围的优点为：溶胶稳定性好，涂层易成膜。
所述硅酸盐溶液选自硅酸钠溶液、硅酸钾溶液、硅酸锂溶液中的一种或几种的混合。硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为20％～30％，优选地，硅酸盐的质量分数为25％。
所述吸波剂选自碳纳米管、氮化硅、钛酸钡中的一种或几种。各实施例中，碳纳米管的参数范围为：碳纳米管粒径小于10nm；氮化硅的参数范围为：氮化硅粒径小于2μm；钛酸钡的参数范围为：钛酸钡粒径小于60nm。采取上述参数范围有利于提高制得材料的性能。
所述防沉降剂包括亲水型气相二氧化硅和/气相氧化铝。当亲水型气相二氧化硅和气相氧化铝混合使用时，防沉降效果会更好，发明人在研究中意外地发现，当亲水型气相二氧化硅和气相氧化铝以质量比(3～6)：1进行混合时，防沉降效果会进一步提高。
亲水型气相二氧化硅，CAS NO:112 945-52-5分子式:SiO2，呈白色蓬松粉沫状，具有多孔性，无毒无味无污染，耐高温性。可以采用气相法，又称热解法、干法或燃烧法。其原料为四氯化硅、氧气(或空气)和氢气，高温下反应而成。
气相氧化铝是由三氯化铝(AlCl3)的高温燃烧水解过程。在这个过程中三氯化铝转变为气相，然后与氢氧焰燃烧产物-水解反应，生成产物气相法纳米级三氧化二铝，其化学反应方程式为：2AlCl3+3H2+1.5O2→Al2O3+6HCl。
发明人在研究中意外的发现亲水型气相二氧化硅和气相氧化铝的优选参数如下。
亲水型气相二氧化硅的参数范围：比表面积200±20m2/g；采用该参数范围有利于获得合适的比表面积，达到防沉降性能，并成本较低。
气相氧化铝的参数范围：比表面积100±20m2/g；采用该参数范围有利于获得合适的比表面积，达到防沉降性能，并成本较低。
实施例中采用的亲水型气相二氧化硅A200购自德国赢创德固赛。
所述助剂包括分散剂、附着力促进剂和消泡剂中的一种或几种的混合。
各实施例中，具体为分散剂为BYK-301、SER-AD FA607中的一种，BYK-301可以购自德国毕克化学公司，SER-AD FA607可以购自盛沃公司。附着力促进剂为DOWCORNING2-6032，可以购自道康宁公司。消泡剂为乳化硅油284P、高效消泡剂JN-5中的一种，284P可以购自于上海树脂厂，JN-5可以购自南京化工学院武进水质稳定剂厂。
当助剂包括分散剂、附着力促进剂和消泡剂时，发明人在研究中意外的发现，所述分散剂、消泡剂和附着力促进剂的比例关系为：分散剂与消泡剂的质量比为(1：1.5)～(1.5:1)，分散剂与附着剂促进剂的质量比为(1-2)：1。采用上述的比例关系可以进一步提高涂料的性能。
本发明还提供一种亲水型防沉降吸波材料的制备方法，包括以下步骤：按照上述配比，将各组分混合到一起。
进一步，所述助剂包括分散剂、附着力促进剂和消泡剂，包括以下步骤：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将配比量的粘结剂与分散剂按照配比混合，混匀，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的分散剂-粘结剂混合体系中加入配比量的防沉降剂与消泡剂，混匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入吸波剂与附着力促进剂，混匀，即可得到亲水型防沉降吸波材料。
更具体的操作为：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将配比量的粘结剂材料与分散剂按照配比混合，机械搅拌至分散剂完全溶解、体系均一，即可制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的分散剂-粘结剂混合体系中加入配比量的防沉降剂与消泡剂，调整合适的机械搅拌速度至各组分混合均匀，即可制得防沉降体系；
3)亲水型、防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入吸波剂与附着力促进剂，机械搅拌数分钟，即可得到最终产物--亲水型防沉降吸波材料。
本发明还提供一种厨电产品，包括基材和设置在基材表面的涂层，所述涂层由上述的亲水型防沉降吸波材料制成。
本发明还提供一种厨电产品的制备方法，将上述的亲水型防沉降吸波材料喷涂在厨电产品的基材的表面，之后，固化，使亲水型防沉降吸波材料形成涂层。固化可以采用烘烤的方式进行。
下面通过一些具体的实施例来进行介绍。
实施例1
一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法，该材料包括：粘结剂为85.4千克，吸波剂为4千克，防沉剂为10千克，助剂为0.6千克。
制备方法如下：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将85.4千克粘结剂(包括15千克硅溶胶、15千克铝溶胶、10.4千克硅酸锂溶液、25千克硅酸钠溶液和20千克硅酸钾溶液)与0.2千克分散剂SER-AD FA607混合，300r/min机械搅拌至分散剂完全溶解、体系均一，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的分散剂-粘结剂混合体系中加入8千克亲水型气相二氧化硅A200、2千克气相氧化铝与0.2千克消泡剂高效消泡剂JN-5，100r/min机械搅拌5min后，500r/min机械搅拌10min使各组分混合均匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入4千克吸波剂(包括1千克碳纳米管、1千克氮化硅和2千克钛酸钡)与0.2千克附着力促进剂DOW CORNING 2-6032，200r/min机械搅拌10min，即可得到最终产物--亲水型防沉降吸波材料。
上述中，溶胶中有效物的含量为20％；硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为20％。
实施例2
一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法，该材料包括：粘结剂为83.3千克，吸波剂为6千克，防沉剂为10千克，助剂为0.7千克。
制备方法如下：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将83.3千克粘结剂(包括18千克硅溶胶、6千克铝溶胶、9.3千克硅酸锂溶液、25千克硅酸钠溶液和25千克硅酸钾溶液)与0.2千克分散剂BYK-301混合，300r/min机械搅拌至分散剂完全溶解、体系均一，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的分散剂-粘结剂混合体系中加入8千克亲水型气相二氧化硅A200、2千克气相氧化铝与0.3千克消泡剂高效消泡剂JN-5，100r/min机械搅拌5min后，500r/min机械搅拌10min使各组分混合均匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入6千克吸波剂(包括0.6千克碳纳米管、2千克氮化硅和3.4千克钛酸钡)与0.2千克附着力促进剂DOW CORNING2-6032，200r/min机械搅拌10min，即可得到最终产物--亲水型防沉降吸波材料。
上述中，溶胶中有效物的含量为40％；硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为40％。
实施例3
一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法，该材料包括：粘结剂为81.3千克，吸波剂为8千克，防沉剂为10千克，助剂为0.7千克。
制备方法如下：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将81.3千克粘结剂(包括21.3千克硅溶胶、15千克硅酸锂溶液、22千克硅酸钠溶液和23千克硅酸钾溶液)与0.2千克分散剂BYK-301混合，300r/min机械搅拌至分散剂完全溶解、体系均一，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的分散剂-粘结剂混合体系中加入8千克亲水型气相二氧化硅A200、2千克气相氧化铝与0.3千克消泡剂乳化硅油284P，100r/min机械搅拌5min后，500r/min机械搅拌10min使各组分混合均匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入8千克吸波剂(包括0.2千克碳纳米管、3千克氮化硅和4.8千克钛酸钡)与0.2千克附着力促进剂DOW CORNING2-6032，200r/min机械搅拌10min，即可得到最终产物--亲水型防沉降吸波材料。
上述中，溶胶中有效物的含量为30％；硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为30％。
实施例4
一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法，该材料包括：粘结剂为79.2千克，吸波剂为10千克，防沉剂为10千克，助剂为0.8千克。
制备方法如下：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将79.2千克粘结剂(包括22.2千克硅溶胶、7千克铝溶胶、20千克硅酸锂溶液和30千克硅酸钾溶液)与0.3千克分散剂SER-AD FA607混合，300r/min机械搅拌至分散剂完全溶解、体系均一，制得分散剂-粘结剂混合体系，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的分散剂-粘结剂混合体系中加入8千克亲水型气相二氧化硅A200、2千克气相氧化铝与0.3千克消泡剂乳化硅油284P，100r/min机械搅拌5min后，500r/min机械搅拌10min使各组分混合均匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入10千克吸波剂(包括5千克氮化硅和5千克钛酸钡)与0.2千克附着力促进剂DOW CORNING 2-6032，200r/min机械搅拌10min，即可得到最终产物--亲水型防沉降吸波材料。
上述中，溶胶中有效物的含量为30％；硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为30％。
实施例5
一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法，该材料包括：粘结剂为76.1千克，吸波剂为16千克，防沉剂为7千克，助剂为0.9千克。
制备方法如下：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将76.1千克粘结剂(包括30千克硅溶胶、5千克铝溶胶、16千克硅酸锂溶液和25.1千克硅酸钠溶液)与0.3千克分散剂SER-AD FA607混合，300r/min机械搅拌至分散剂完全溶解、体系均一，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的分散剂-粘结剂混合体系中加入6千克亲水型气相二氧化硅A200、1千克气相氧化铝与0.3千克消泡剂乳化硅油284P，100r/min机械搅拌5min后，500r/min机械搅拌10min使各组分混合均匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入16千克吸波剂(包括8千克氮化硅和8千克钛酸钡)与0.3千克附着力促进剂DOW CORNING 2-6032，200r/min机械搅拌10min，即可得到最终产物--亲水型防沉降吸波材料。
上述中，溶胶中有效物的含量为30％；硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为30％。
实施例6
一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法，该材料包括：粘结剂为74千克，吸波剂为20千克，防沉剂为5千克，助剂为1千克。
制备方法如下：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将74千克粘结剂(包括10千克硅溶胶、7千克铝溶胶、18千克硅酸锂溶液、23千克硅酸钠溶液和16千克硅酸钾溶液)与0.4千克分散剂BYK-301混合，300r/min机械搅拌至分散剂完全溶解、体系均一，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的分散剂-粘结剂混合体系中加入4千克亲水型气相二氧化硅A200、1千克气相氧化铝与0.3千克消泡剂高效消泡剂JN-5，100r/min机械搅拌5min后，500r/min机械搅拌10min使各组分混合均匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入20千克吸波剂(包括10千克氮化硅和10千克钛酸钡)与0.3千克附着力促进剂DOW CORNING 2-6032，200r/min机械搅拌10min，即可得到最终产物--亲水型防沉降吸波材料。
上述中，溶胶中有效物的含量为30％；硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为30％。
实施例7
一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法，该材料包括：粘结剂为93千克，吸波剂为1千克，防沉剂为5.5千克，助剂为0.5千克。
制备方法如下：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将93千克粘结剂(包括29千克硅溶胶、12千克铝溶胶、24千克硅酸锂溶液、15千克硅酸钠溶液和13千克硅酸钾溶液)与0.2千克分散剂BYK-301混合，300r/min机械搅拌至分散剂完全溶解、体系均一，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的分散剂-粘结剂混合体系中加入4.5千克亲水型气相二氧化硅A200、1千克气相氧化铝与0.2千克消泡剂乳化硅油284P，100r/min机械搅拌5min后，500r/min机械搅拌10min使各组分混合均匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入1千克吸波剂(为1千克碳纳米管)与0.1千克附着力促进剂DOW CORNING 2-6032，200r/min机械搅拌7min，即可得到最终产物--亲水型防沉降吸波材料。
上述中，溶胶中有效物的含量为30％；硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为25％。
实施例8
一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法，该材料包括：粘结剂为70千克，吸波剂为20千克，防沉剂为9千克，助剂为1千克。
制备方法如下：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将70千克粘结剂(包括8千克硅溶胶、5千克铝溶胶、13千克硅酸锂溶液、31千克硅酸钠溶液和13千克硅酸钾溶液)与0.4千克分散剂BYK-301混合，300r/min机械搅拌至分散剂完全溶解、体系均一，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的混合体系中加入7千克亲水型气相二氧化硅A200、2千克气相氧化铝与0.3千克消泡剂高效消泡剂JN-5，100r/min机械搅拌5min后，500r/min机械搅拌10min使各组分混合均匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入20千克吸波剂(1千克碳纳米管、8千克氮化硅、11千克钛酸钡)与0.3千克附着力促进剂DOW CORNING 2-6032，200r/min机械搅拌10min，即可得到最终产物--亲水型防沉降吸波材料。
上述中，溶胶中有效物的含量为30％；硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为30％。
实施例9
一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法，该材料包括：粘结剂为70千克，吸波剂为20千克，防沉剂为9千克，助剂为1千克。
制备方法如下：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将70千克粘结剂(包括8千克硅溶胶、5千克铝溶胶、13千克硅酸锂溶液、31千克硅酸钠溶液和13千克硅酸钾溶液)与0.4千克分散剂BYK-301混合，300r/min机械搅拌至分散剂完全溶解、体系均一，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的分散剂-粘结剂混合体系中加入7千克亲水型气相二氧化硅A200、2千克气相氧化铝与0.3千克消泡剂高效消泡剂JN-5，100r/min机械搅拌5min后，500r/min机械搅拌10min使各组分混合均匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入20千克吸波剂氮化硅与0.3千克附着力促进剂DOW CORNING 2-6032，200r/min机械搅拌10min，即可得到最终产物--亲水型防沉降吸波材料。
上述中，溶胶中有效物的含量为30％；硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为30％。
实施例10
一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法，该材料包括：粘结剂为70千克，吸波剂为20千克，防沉剂为9千克，助剂为1千克。
制备方法如下：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将70千克粘结剂(包括8千克硅溶胶、5千克铝溶胶、13千克硅酸锂溶液、31千克硅酸钠溶液和13千克硅酸钾溶液)与0.4千克分散剂BYK-301混合，300r/min机械搅拌至分散剂完全溶解、体系均一，制得分散剂-粘结剂混合体系，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的分散剂-粘结剂混合体系中加入7千克亲水型气相二氧化硅A200、2千克气相氧化铝与0.3千克消泡剂高效消泡剂JN-5，100r/min机械搅拌5min后，500r/min机械搅拌10min使各组分混合均匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入20千克吸波剂钛酸钡与0.3千克附着力促进剂DOW CORNING 2-6032，200r/min机械搅拌10min，即可得到最终产物--亲水型防沉降吸波材料。
上述中，溶胶中有效物的含量为30％；硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为30％。
实施例11
一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法，该材料包括：粘结剂为81.3千克，吸波剂为8千克，防沉剂为10千克，助剂为0.7千克。
制备方法如下：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将81.3千克粘结剂(包括21.3千克铝溶胶、15千克硅酸锂溶液、22千克硅酸钠溶液和23千克硅酸钾溶液)与0.2千克分散剂BYK-301混合，300r/min机械搅拌至分散剂完全溶解、体系均一，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的混合体系中加入8千克亲水型气相二氧化硅A200、2千克气相氧化铝与0.3千克消泡剂乳化硅油284P，100r/min机械搅拌5min后，500r/min机械搅拌10min使各组分混合均匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入8千克吸波剂(包括0.2千克碳纳米管、3千克氮化硅和4.8千克钛酸钡)与0.2千克附着力促进剂DOW CORNING2-6032，200r/min机械搅拌10min，即可得到最终产物--亲水型防沉降吸波材料。
上述中，溶胶中有效物的含量为30％；硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为30％。
对比实施例1
一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法，该材料包括：粘结剂为65千克，吸波剂为4千克，防沉剂为30.4千克，助剂为0.6千克。
制备方法如下：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将65千克粘结剂(包括15千克硅溶胶、15千克铝溶胶、15克硅酸钠溶液和20千克硅酸钾溶液)与0.2千克分散剂SER-AD FA607混合，300r/min机械搅拌至分散剂完全溶解、体系均一，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的分散剂-粘结剂混合体系中加入18千克亲水型气相二氧化硅A200、12.4千克气相氧化铝与0.2千克消泡剂高效消泡剂JN-5，100r/min机械搅拌5min后，500r/min机械搅拌10min使各组分混合均匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入4千克吸波剂(包括1千克碳纳米管、1千克氮化硅和2千克钛酸钡)与0.2千克附着力促进剂DOW CORNING 2-6032，200r/min机械搅拌10min，即可得到最终产物--亲水型防沉降吸波材料。
上述中，溶胶中有效物的含量为30％；硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为30％。
对比实施例2
一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法，该材料包括：粘结剂为68千克，吸波剂为4千克，防沉剂为27.4千克，助剂为0.6千克。
制备方法如下：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将68千克粘结剂(包括18千克硅溶胶、15千克铝溶胶、15克硅酸钠溶液和20千克硅酸钾溶液)与0.2千克分散剂SER-AD FA607混合，300r/min机械搅拌至分散剂完全溶解、体系均一，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的分散剂-粘结剂混合体系中加入18千克亲水型气相二氧化硅A200、9.4千克气相氧化铝与0.2千克消泡剂高效消泡剂JN-5，100r/min机械搅拌5min后，500r/min机械搅拌10min使各组分混合均匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入4千克吸波剂(包括1千克碳纳米管、1千克氮化硅和2千克钛酸钡)与0.2千克附着力促进剂DOW CORNING 2-6032，200r/min机械搅拌10min，即可得到最终产物--亲水型防沉降吸波材料。
上述中，溶胶中有效物的含量为30％；硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为30％。
对比实施例3
一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法，该材料包括：粘结剂为95千克，吸波剂为4千克，防沉剂为0.4千克，助剂为0.6千克。
制备方法如下：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将95千克粘结剂(包括45千克硅溶胶、15千克铝溶胶、15克硅酸钠溶液和20千克硅酸钾溶液)与0.2千克分散剂SER-AD FA607混合，300r/min机械搅拌至分散剂完全溶解、体系均一，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的分散剂-粘结剂混合体系中加入0.2千克亲水型气相二氧化硅A200、0.2千克气相氧化铝与0.2千克消泡剂高效消泡剂JN-5，100r/min机械搅拌5min后，500r/min机械搅拌10min使各组分混合均匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入4千克吸波剂(包括1千克碳纳米管、1千克氮化硅和2千克钛酸钡)与0.2千克附着力促进剂DOW CORNING 2-6032，200r/min机械搅拌10min，即可得到最终产物--亲水型防沉降吸波材料。
上述中，溶胶中有效物的含量为30％；硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为30％。
对比实施例4
一种亲水型防沉降吸波材料及其制备方法，该材料包括：粘结剂为96千克，吸波剂为2千克，防沉剂为1.4千克，助剂为0.6千克。
制备方法如下：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将96千克粘结剂(包括46千克硅溶胶、15千克铝溶胶、15克硅酸钠溶液和20千克硅酸钾溶液)与0.2千克分散剂SER-AD FA607混合，300r/min机械搅拌至分散剂完全溶解、体系均一，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的分散剂-粘结剂混合体系中加入1.2千克亲水型气相二氧化硅A200、0.2千克气相氧化铝与0.2千克消泡剂高效消泡剂JN-5，100r/min机械搅拌5min后，500r/min机械搅拌10min使各组分混合均匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入2千克吸波剂(包括0.5千克碳纳米管、0.5千克氮化硅和1千克钛酸钡)与0.2千克附着力促进剂DOW CORNING 2-6032，200r/min机械搅拌10min，即可得到最终产物--亲水型防沉降吸波材料。
上述中，溶胶中有效物的含量为30％；硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为30％。
将上述的各实施例及对比实施例的材料喷涂在烤盘的基材的表面，之后，固化，使之形成涂层。
实施例1至实施例11制备的烤盘的涂层的厚度为50μm。
对比实施例1至对比实施例4制备的烤盘的涂层的厚度为50μm。
将上述制成的烤盘以及现有树脂吸波材料烤盘(树脂吸波材料的厚度为2mm)分别进行下面的性能测试。
测试数据
1.微波性能强弱采用相同时间(2分钟)、相同材质与尺寸烤盘、相同微波炉100％火力时烤盘最高温度表征(其中本发明涂层厚度为50μm，现有树脂吸波材料厚度2mm)。实验结果见表1。
2.易清洁性能：采用将酱油(生抽)：陈醋：砂糖：食用盐：食用油＝3:1:1:1:2比例混合均匀，取50ml滴加到待测样品表面，烤箱220℃烘烤20min。冷却后用10N力湿百洁布擦拭样品表面，以表面无污渍为优。实验结果见表1。
3.水接触角测试
利用水接触角测试仪分别对各实施例和各对比实施例进行水接触角检测，实验结果见表1。
接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线穿过液体与固-液交界线之间的夹角θ，是润湿程度的量度。若θ<90°，则固体表面是亲水性的，即液体较易润湿固体，其接触角越小，表示亲水性能越好；若θ>90°，则固体表面是疏水性的，即液体不容易润湿固体，容易在表面上移动。
4.涂料沉降与触变性能：将等质量涂料置于相同规格烧杯中，室温放置48h，观察涂料是否有分层情况后，再200r/min机械搅拌，观察涂料是否有剪切变稀性能，无分层且有触变性能为优，无分层但无触变性能为良，有分层即为差。实验结果见表1。
表1检测结果
根据表1中的结果可以看出，与现有的树脂吸波材料烤盘相比，本发明采用粘结剂、吸波剂、溶剂、防沉降剂和助剂等各组分混合后，具有涂层薄，且微波性能好、亲水性能好、防沉降性能好以及易清洁效果好等优点。实施例1至实施例11的配比范围均在“粘结剂70～93份，吸波剂为1～20份，防沉降剂5～10份，助剂为0.5～1份”范围内，与各对比实施例相比，通过设置合理的比例范围可以进一步提高微波性能、亲水性能、防沉降性能以及易清洁效果等。对比实施例1和对比实施例2由于添加的粘结剂较少且防沉降剂较多，导致涂层附着性能差且成本较高等问题，无法大规模的应用。对比实施例3和对比实施例4虽然添加的粘结剂较多，但是存在防沉降性能差，且挥发性有机化合物(简称VOC)释放多，不利于绿色环保要求等问题。综上所述，“粘结剂70～93份，吸波剂为1～20份，防沉降剂5～10份，助剂为0.5～1份”的数值范围比较合适。
本发明采用硅溶胶、铝溶胶中一种或两种混合与硅酸盐溶液(硅酸钠溶液、硅酸钾溶液、硅酸锂溶液)混合使用作为粘结剂，可使材料具有良好结合性能的材料，并且具有高温不易分解的耐温性能；采用碳纳米管、氮化硅、钛酸钡中的一种或几种按照不同比例混合添加使用作为吸波材料，主要作用可以在适当助剂的作用下很好分散在粘结剂中，在微波环境下高效吸收微波能量的材料；采用亲水型气相二氧化硅和气相氧化铝作为防沉降剂，可增加整个涂料体系的稠度与填料的悬浮性能，使涂料有触变性，防止填料的沉降，并且可以进一步提升材料的亲水性能；采用助剂的主要作用可以使各组分材料很好相容混合，并且使制得的涂料与基材很好附着等功能。
发明人在实施例1的基础上又选择了当硅酸盐选自一种时，也能得到类似的结果。
本发明采用亲水型气相二氧化硅、气相氧化铝配合适量的分散剂，与其它组分制成吸波涂料，使得此涂料具有优异的防沉降性与均匀性，解决了吸波剂分散不均匀、易沉降，会导致同规格型号的批量产品微波吸波性能差异大，甚至会因吸波剂分散不均匀产生局部过热熔化现象等问题。
本发明摒弃传统烤盘吸波材料大量使用有机树脂的制备方法，采用具有亲水性能气相二氧化硅与气相氧化铝配合耐高温粘结剂以及具有优异吸波性能的吸波剂等，制成薄涂就可具有良好吸波性能的涂料，厚度由现有技术2mm左右降低到30μm左右，大大降低了吸波材料厚度，解决了现有技术吸波层过厚的缺点；解决了使用大量硅胶等树脂材料，导致吸波层过厚等问题。
本发明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30μm左右，相比较现有传统吸波材料，工艺难度有明显降低；解决了生产工艺复杂，耗时费料等问题。
本发明通过向吸波材料体系中添加亲水型气相二氧化硅与气相氧化铝，不但可以解决吸波剂容易沉降的问题，还可以增加材料的亲水性能，实现油污的快速、彻底清洁。解决了现有吸波材料技术不具有亲水性能、长时间使用易导致油污的粘附等问题。
除本发明叙述的粘结剂的具体名称以外，其它具有耐高温、亲水特性也可以实现相似的性能的材料也在本发明保护范围内。
除本发明叙述的吸波材料的具体名称以外，其他具有高吸波性能的材料也可以实现相似的性能的材料也在本发明保护范围内。
除本发明叙述的亲水型气相二氧化硅与气相氧化铝型号以外，其它具有亲水型的气相二氧化硅材料、气相氧化铝如果也可以实现相似的性能，那么也在本发明的保护范围内。
除本发明叙述的助剂以外，其它可以实现分散、消泡、增附着作用的助剂如果也可以实现相似的性能，那么也在本发明的保护范围内。
本发明制备工艺步骤及搅拌速度的调整，也可以实现类似的性能,也在本发明的保护范围内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种亲水型防沉降吸波材料，其特征在于，包括以下重量份组分：粘结剂70～93份，吸波剂为1～20份，防沉降剂5～10份，助剂为0.5～1份；所述粘结剂为溶胶与硅酸盐溶液的混合溶液；所述防沉降剂包括亲水型气相二氧化硅和气相氧化铝，所述亲水型气相二氧化硅和气相氧化铝的质量比为(3～6)：1。
2.根据权利要求1所述一种亲水型防沉降吸波材料，其特征在于，所述溶胶选自硅溶胶、铝溶胶中一种或两种混合。
3.根据权利要求2所述一种亲水型防沉降吸波材料，其特征在于，所述硅溶胶中有效物的含量为20％～40％；所述铝溶胶中有效物的含量为20％～40％。
4.根据权利要求1所述一种亲水型防沉降吸波材料，其特征在于，所述硅酸盐溶液选自硅酸钠溶液、硅酸钾溶液、硅酸锂溶液中的一种或几种的混合。
5.根据权利要求1所述一种亲水型防沉降吸波材料，其特征在于，硅酸盐溶液中，硅酸盐的质量分数为20％～30％。
6.根据权利要求1～5任一项所述一种亲水型防沉降吸波材料，其特征在于，所述吸波剂选自碳纳米管、氮化硅、钛酸钡中的一种或几种。
7.根据权利要求1～5任一项所述一种亲水型防沉降吸波材料，其特征在于，所述助剂选自分散剂、附着力促进剂和消泡剂中的一种或几种。
8.一种亲水型防沉降吸波材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照权利要求1～7任一项所述配比，将各组分混合到一起。
9.根据权利要求8所述一种亲水型防沉降吸波材料的制备方法，其特征在于，所述助剂包括分散剂、附着力促进剂和消泡剂，包括以下步骤：
1)分散剂-粘结剂混合体系的制备：
将配比量的粘结剂与分散剂按照配比混合，混匀，制得分散剂-粘结剂混合体系；
2)防沉降体系的制备：
将步骤1)制得的分散剂-粘结剂混合体系中加入配比量的防沉降剂与消泡剂，混匀，制得防沉降体系；
3)亲水型防沉降吸波材料的制备：
将步骤2)制得的防沉降体系中加入吸波剂与附着力促进剂，混匀，即可得到亲水型防沉降吸波材料。
10.一种厨电产品，包括基材和设置在基材表面的涂层，其特征在于，所述涂层由权利要求1～7任一项所述的亲水型防沉降吸波材料制成。
11.一种厨电产品的制备方法，其特征在于，将权利要求1～7任一项所述的亲水型防沉降吸波材料喷涂在厨电产品的基材的表面，之后，固化，使亲水型防沉降吸波材料形成涂层。
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