CN112294092B

CN112294092B - 一种含有不粘涂层的锅

Info

Publication number: CN112294092B
Application number: CN202011147198.8A
Authority: CN
Inventors: 童飞; 刘倩; 蔡川旭
Original assignee: Shanghai Chengyi Chemical Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Chengyi Chemical Technology Co ltd
Priority date: 2020-10-23
Filing date: 2020-10-23
Publication date: 2021-11-09
Anticipated expiration: 2040-10-23
Also published as: CN112294092A

Abstract

本发明提供了一种含有不粘涂层的锅，包括锅底和不粘涂层，锅底材质为金属或合金的一种；不粘涂层包括底涂层、中涂层、面涂层。底涂层、中涂层、面涂层分别由涂料A、涂料B、涂料B喷涂而成，获得的不粘锅具有良好的不粘性和优秀的密着性，还具有优异的综合性能。

Description

一种含有不粘涂层的锅

技术领域

本发明涉及不粘锅技术领域，具体涉及一种含有不粘涂层的锅。

背景技术

不粘锅是做饭不会粘锅底的锅，还具有具有轻便、易清洗等优点。不粘锅的锅底采用了不粘涂层。聚四氟乙烯具有良好的耐化学腐蚀和耐老化的性能和无毒性，是不粘锅最常用的材料，但聚四氟乙烯因存在线膨胀系数大、尺寸稳定性差、导热性低、耐磨性差，容易产生局部过热，硬度低等缺点，限制了它的实用化和功能化应用。为了更大程度发挥聚四氟乙烯作为不粘锅涂层材料的应用，克服和改变聚四氟乙烯存在的缺点，通过不同的改性手段，获得各组分性能互补，性能更加优异的新材料，从而满足不粘锅涂层材料的使用要求。另外，单层不粘涂层面临综合性能和与锅底结合力无法兼顾的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种含有不粘涂层的锅，包括锅底和不粘涂层，所述锅底材质为金属或合金的一种；所述不粘涂层包括依次相接的底涂层、中涂层、面涂层。

作为一种优选的技术方案，所述底涂层由涂料A喷涂而成；所述中涂层和面涂层均由涂料B喷涂而成。

作为一种优选的技术方案，所述涂料A，包括以下重量份的成分：石墨烯0.1～0.3份、聚四氟乙烯乳液50～70份、PAI 5～10份、色粉1～2份、纯净水10～15份。

作为一种优选的技术方案，所述涂料B，包括以下重量份的成分：石墨烯0.1～0.3份、聚四氟乙烯乳液60～80份、PFA 3～5份、色粉1～2份、珠光粉1～2份、纯净水10～15份。

作为一种优选的技术方案，所述聚四氟乙烯乳液25℃的粘度为5～20mm²/s。

作为一种优选的技术方案，所述石墨烯片径为0.2～6μm，厚度0.5～1.5nm。

作为一种优选的技术方案，其特征在于，所述色粉为碳黑，平均粒径20～30nm，比表面积115～135m²/g。

作为一种优选的技术方案，所述珠光粉选自云母珠光粉、合成水晶珠光粉、高岭土的一种或几种。

本发明的第二方面提供了一种含有不粘涂层的锅的制备方法，包括以下步骤：

S1、锅底预处理，对锅底进行吹砂处理，使表面粗糙度达到3～5μm；

S2、底涂层喷涂，将涂料A混合均匀，并用150～200目的滤网过滤，然后用喷枪喷涂在S1吹砂处理后的锅底，得到底涂层膜，再以130～150℃的温度烘烤4～6分钟，冷却至室温得到底涂层；

S3、中涂层喷涂，将涂料B混合均匀，并用80～150目的滤网过滤，然后用喷枪喷涂在底涂层上，得到中涂层膜，再以80～120℃的温度烘烤3～5分钟，冷却至室温得到中涂层；

S4、面涂层喷涂，将涂料B混合均匀，并用80～150目的滤网过滤，然后用喷枪喷涂在中涂层上，得到面涂层膜，再以410～420℃的温度烘烤8～10分钟，冷却至室温得到面涂层；从而得到所述一种含有不粘涂层的锅。

作为一种优选的技术方案，所述底涂层膜、中涂层膜、面涂层膜的膜厚分别为10～15μm、10～15μm、12～20μm。

有益效果：

1.不粘涂层包括底涂层、中涂层、面涂层，避免了单层不粘涂层综合性能无法兼顾的问题。

2.聚四氟乙烯乳液25℃的粘度为5～20mm²/s，有利于提高涂料B中各成分的分散性以及喷涂时与中涂层的结合力。

3.石墨烯片径为0.2～6μm，厚度为0.5～1.5nm，具有更高的韧性和接触面积，从而能更好的铺展在涂层的聚四氟乙烯表面，进一步提高不粘涂层的不粘性、耐磨性和耐高温性。

4.碳黑的平均粒径20～30nm，比表面积115～135m²/g，使面涂层与中涂层结合的更致密，还提高了不粘涂层的使用寿命。

5.对锅底需要喷涂不粘涂层的部分进行吹砂，使表面粗糙度达到3～5μm，能够提高涂料A与锅底的接触面积，从而提高不粘涂层与锅底的结合力。

具体实施方式

结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发明的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本发明所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本发明中提供的任何定义不一致，则以本发明中提供的术语定义为准。

在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本发明的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

本发明不粘涂层包括底涂层、中涂层、面涂层，避免了单层不粘涂层综合性能无法兼顾的问题，比如不粘涂层具有比较好的耐高温、耐磨、抗氧化、抗划伤性，但是与锅底基体结合性不好。

所述底涂层由涂料A喷涂而成；所述中涂层和面涂层均由涂料B喷涂而成。

为了提高底涂层的耐高温性以及与锅底金属或合金材质的附着性，在一些优选的实施方案中，所述涂料A，包括以下重量份的成分：石墨烯0.1～0.3份、聚四氟乙烯乳液50～70份、聚酰胺酰亚胺(PAI)5～10份、色粉1～2份、纯净水10～15份。

在一些优选的实施方案中，所述涂料B，包括以下重量份的成分：石墨烯0.1～0.3份、聚四氟乙烯乳液60～80份、PFA 3～5份、色粉1～2份、珠光粉1～份、纯净水10～15份。

为了提高涂料B中各成分的分散性以及喷涂时与中涂层的结合力，在一些优选的实施方案中，对于涂料B，所述聚四氟乙烯乳液25℃的粘度为5～20mm²/s。当四氟乙烯乳液粘度过大时，不利于石墨烯、色粉、珠光粉在涂料B中的均匀分散，也不利于喷涂过程中涂料B的流动性，影响面涂层的厚度的均一性。当四氟乙烯乳液粘度过小时，不利于喷涂时涂料B与中涂层的结合，最终影响面涂层与中涂层的结合力。

为了进一步提高不粘涂层的不粘性、耐磨性和耐高温性，在一些优选的实施方案中，对于涂料B，所述石墨烯片径为0.2～6μm，厚度为0.5～1.5nm，具有更高的韧性和接触面积，从而能更好的铺展在面涂层的聚四氟乙烯表面，进一步提高不粘涂层的耐磨性、耐高温性。

色粉包括有机色粉、无机色粉，为了提高不粘涂层的硬度，在一些优选的实施方案中，对于涂料B，所述色粉为碳黑，在一些更优选的实施方案中，所述碳黑的平均粒径20～30nm，比表面积115～135m²/g，能够起到很好的补强效果，还能与石墨烯相互结合，更好的填充涂层中的缝隙，一方面使不同涂层结合的更致密，另一方面提高面涂层与外界环境的阻隔性，降低了不粘锅使用过程中外物渗入涂层中，提高了不粘涂层的使用寿命。

在一些优选的实施方案中，所述珠光粉选自云母珠光粉、合成水晶珠光粉、高岭土的一种或几种。

S1、锅底预处理，对锅底需要喷涂不粘涂层的部分进行吹砂，使表面粗糙度达到3～5μm，能够提高涂料A与锅底的接触面积，从而提高不粘涂层与锅底的结合力；

S2、底涂层喷涂，将涂料A混合均匀，并用150～200目的滤网过滤，过滤掉大颗粒固体成分，提高底涂层的平滑性，然后用喷枪喷涂在S1吹砂部位，得到底涂层膜，然后以130～150℃的温度烘烤4～6分钟，冷却至室温得到底涂层；

S3、中涂层喷涂，将涂料B混合均匀，并用80～150目的滤网过滤，然后用喷枪喷涂在底涂层上，得到中涂层膜，然后以80～120℃的温度烘烤3～5分钟，冷却至室温得到中涂层；

S4、面涂层喷涂，将涂料A混合均匀，并用80～150目的滤网过滤，然后用喷枪喷涂中涂层上，得到面涂层膜，然后以410～420℃的温度烘烤8～10分钟，冷却至室温得到面涂层；得到所述含有不粘涂层的锅。

在一些优选的实施方案中，所述底涂层膜、中涂层膜、面涂层膜的膜厚分别为10～15μm、10～15μm、12～20μm，能够提高不粘涂层的使用寿命，同时又不影响不粘锅使用过程中的传热效果。

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。

实施例

以下通过实施例对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1

实施例1提供了一种含有不粘涂层的锅，包括锅底和不粘涂层，所述锅底材质为铝合金；所述不粘涂层包括底涂层、中涂层、面涂层。

所述涂料A，包括以下重量份的成分：石墨烯0.2份、聚四氟乙烯乳液60份、PAI(购自购自东莞市天之鸿塑化有限公司，型号为AI-10)8份、色粉1.5份、纯净水12份。

所述涂料B，包括以下重量份的成分：石墨烯0.2份、聚四氟乙烯乳液70份、PFA粉末(购自美国苏威，型号为MFA-P6010)4份、碳黑1.5份、云母珠光粉(购自上海卡盟精细化工有限公司，型号为1110)1.5份、纯净水12份。

对于涂料B，所述聚四氟乙烯乳液25℃的粘度为6～15mm²/s，购自广州松柏化工有限公司；所述石墨烯片径为0.5～5μm，厚度0.8～1.2nm，购自江苏先丰纳米材料科技有限公司，型号为XF001H；所述色粉为碳黑，平均粒径22nm，比表面积121～131m²/g，购自济南德蓝化工有限公司，型号为DL-8101。

实施例1还提供了一种含有不粘涂层的锅的制备方法，包括以下步骤：

S1、锅底预处理，对锅底需要喷涂不粘涂层的部分进行吹砂，使表面粗糙度达到3～5μm；

S2、底涂层喷涂，将涂料A混合均匀，并用180目的滤网过滤，过滤掉大颗粒固体成分，提高底涂层的平滑性，然后用口径为1.4mm的喷枪喷涂在S1吹砂部位，喷涂膜厚为13μm，喷涂完成后以140℃的温度烘烤5分钟，冷却至室温得到底涂层；

S3、中涂层喷涂，将涂料B混合均匀，并用120目的滤网过滤，然后用喷枪喷涂在底涂层上，喷涂膜厚为13μm，喷涂完成后以100℃的温度烘烤4分钟，冷却至室温得到中涂层；

S4、面涂层喷涂，将涂料A混合均匀，并用120目的滤网过滤，然后用喷枪喷涂中涂层上，喷涂膜厚为16μm，喷涂完成后以415℃的温度烘烤9分钟，冷却至室温得到面涂层；得到所述含有不粘涂层的锅。

实施例2

与实施例1类似的提供了一种含有不粘涂层的锅及其制备方法，但所述锅底材质为不锈钢。

实施例3

与实施例1类似的提供了一种含有不粘涂层的锅及其制备方法，但是所述涂料B中，所述聚聚四氟乙烯乳液60份。

实施例4

与实施例1类似的提供了一种含有不粘涂层的锅及其制备方法，但是所述涂料B中，所述聚四氟乙烯乳液80份。

对比例1

与实施例1类似的提供了一种含有不粘涂层的锅及其制备方法，但是所述涂料B中，所述石墨烯为0份。

对比例2

与实施例1类似的提供了一种含有不粘涂层的锅及其制备方法，但是所述涂料B中，所述碳黑为0份。

对比例3

与实施例1类似的提供了一种含有不粘涂层的锅及其制备方法，但是所述涂料B中，所述碳黑的平均粒径为37nm，比表面积为52～92m²/g，购自济南德蓝化工有限公司，型号为DL-5300F-W。

对比例4

与实施例1类似的提供了一种含有不粘涂层的锅及其制备方法，但是对锅底没有进行吹砂处理。

对比例5

与实施例1类似的提供了一种含有不粘涂层的锅及其制备方法，但不粘涂层只有面涂层。

性能评价

对实施例1～3、对比例1～5制得的不粘涂层的锅分别进行以下测试。

1、不粘性测试：在195℃-205℃的温度下不放油煎鸡蛋，连续煎5次以上，鸡蛋不粘锅底，记为合格，否则记为不合格，测试结果记录在表1。

2、光泽度测试：使用光泽计对涂层的5个不同位置进行测试，求取5个不同位置的平均值，平均值大于45GU，记为合格，否则记为不合格，测试结果记录在表1。

3、硬度测试：将样品固定，7H三菱硬度测试铅笔削成铅芯呈圆柱状露出约3mm，垂直握住铅笔，与砂纸保持90°角在400目砂纸上打磨，把铅笔芯尖端磨平，用铅笔划痕试验仪以0.5mm/s～1mm/s的速度推动铅笔在涂层上至少7mm的距离，擦掉铅笔笔迹，检查划线位置，如果无明显露白，记为合格，否则记为不合格，测试结果记录在表1。

4、密着性测试：

a.用一锋利单刃刀片的刀尖和专用划格模板在涂层上刻划11条相距1mm、长38mm的平行划痕，再沿垂直于上述划痕方向重复上述步骤(共100格)，刀尖必须穿透涂层；

b.在锅加入适量的纯净水，确保划格区域在试验过程中完全浸泡，煮沸保持15min后取出，自然冷却至室温后用软布擦干；

c.用一单面透明压敏胶带(3M-898)黏附在划痕区内，胶带粘贴方向与一组划痕线平行,用外力驱除胶带粘合处的空气，并使其与涂层达到最大程度黏合；

d.拉住胶带一头，并按90°直角向上迅速拉起，连续进行3次，每次均需用新的胶带；

e.将划痕旋转90°，重复上述c与d步骤。

如果划格区域涂层0格脱落(1小格脱落面积大于30％为脱落)，记为合格，否则记为不合格，测试结果记录在表1。

5、耐溶剂测试：按照GB/T 23989-2009《涂料耐溶剂擦拭性测定法》擦拭涂层，擦拭100次后无明显伤痕，记为合格，否则记为不合格，测试结果记录在表1。

6、耐磨测试：

a、将烹饪器具洗净后固定在耐磨试验机上，频率33次/min，施加向下1.5公斤的力，采用长70mm±5mm、宽30mm±5mm菜瓜布(3M7447C)，来回运动距离100mm；

b、启动试验机，每500次需更换一次百洁布并用10倍的放大镜观察，如不粘表面出现裸露基体面宽度超过1mm的磨痕或出现10条长度在2mm以上的线形磨痕暴露基体则停止试验；

c、记录循环次数N，以终止试验前的一个循环总次数为准。

如果N＞5000次，记为合格，否则记为不合格，测试结果记录在表1。

7、耐腐蚀测试：将质量浓度5％的盐水加入锅中，煮7小时，室温下静置16小时为一循环；两个循环后，涂层无起泡、无掉漆记为合格，否则记为不合格，测试结果记录在表1。

8、耐酸性测试：将质量浓度5％的醋酸溶液加入锅中，完全没过涂层，煮沸10分钟，常温下静置24小时。按照这种方法反复3个循环后，涂层表面如果无起皮、起泡、开裂、缩孔等缺陷，记为合格，反之记为不合格，测试结果记录在表1。

9、耐碱性测试：将质量浓度5％的碳酸钠溶液加入锅中，常温泡24小时，涂层表面如果无起皮、起泡、开裂、缩孔等缺陷，记为合格，反之记为不合格，测试结果记录在表1。

表1

通过实施例1～3、对比例1～5可以得知，本发明提供了一种含有不粘涂层的锅及其制备方法，获得的不粘锅具有良好的不粘性和优秀的密着性，还具有优异的综合性能。

最后指出，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种含有不粘涂层的锅，其特征在于：包括锅底和不粘涂层，所述锅底材质为金属或合金的一种；所述不粘涂层包括依次相接的底涂层、中涂层、面涂层；

所述底涂层由涂料A喷涂而成；所述中涂层和面涂层均由涂料B喷涂而成；

所述涂料A，包括以下重量份的成分：石墨烯0.1～0.3份、聚四氟乙烯乳液50～70份、PAI 5～10份、色粉1～2份、纯净水10～15份；

所述涂料B，包括以下重量份的成分：石墨烯0.1～0.3份、聚四氟乙烯乳液60～80份、PFA 3～5份、色粉1～2份、珠光粉1～2份、纯净水10～15份；

所述色粉为碳黑，平均粒径20～30nm，比表面积115～135m²/g；

所述聚四氟乙烯乳液25℃的粘度为5～20mm²/s；

所述石墨烯片径为0.2～6μm，厚度0.5～1.5nm；

所述含有不粘涂层的锅的制备方法，包括以下步骤：

S4、面涂层喷涂，将涂料B混合均匀，并用80～150目的滤网过滤，然后用喷枪喷涂在中涂层上，得到面涂层膜，再以410～420℃的温度烘烤8～10分钟，冷却至室温得到面涂层；从而得到所述一种含有不粘涂层的锅；

所述底涂层膜、中涂层膜、面涂层膜的膜厚分别为10～15μm、10～15μm、12～20μm。

2.根据权利要求1所述的一种含有不粘涂层的锅，其特征在于：所述珠光粉选自云母珠光粉、合成水晶珠光粉、高岭土的一种或几种。