CN114045061A - 一种不粘涂层添加剂、不粘涂层及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种不粘涂层添加剂、不粘涂层及其制备方法和应用。本发明的不粘涂层添加剂，利用微球基体，以及分布在微球基体表面的凸起，将添加剂添加到涂料中以后，增加了形成的涂层的表面粗糙度，使涂层表面具有凸起，这些涂层表面的凸起阻隔了食品等物质与涂层本身的直接接触，相当于在涂层表面形成了空气层，保护了涂层表面。因此，添加了本发明的不粘涂层添加剂的涂层能够在提升涂层与基材附着力的同时，提高涂层的不粘性。本发明还提供了含有上述不粘涂层添加剂的涂料、涂层及其制备方法和应用。

Description

一种不粘涂层添加剂、不粘涂层及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于防粘涂层技术领域，具体涉及一种不粘涂层添加剂、不粘涂层及其制备方法和应用。
背景技术
不粘锅的内胆主要通过涂层来实现不粘功能。相关技术中，大多使用以氟树脂和陶瓷为主要成分的不粘涂料。
氟树脂涂层作为一种有机物涂层，由于其表面能低，不粘性优异，但氟树脂涂层硬度低，耐磨性较差，极易脱落，存在被人误食的健康隐患。为提高氟树脂涂层的硬度及耐磨性能，目前涂料厂大多通过一些改性技术，比如在氟树脂涂料内部添加钛、金、碳、铜等细微颗粒来提升涂层的硬度和耐磨性能，例如日本的钻石微粒涂层、贵铂不粘涂层和导热金粉涂层等。相关技术中，技术人员利用云母粉、氮化硼、有机硅耐磨剂和二硫化钼等一系列填料，来提升氟树脂涂层的耐磨性能。还有技术人员通过多层复合结构的协同作用来提升不粘涂层的耐磨性，比如通过喷砂层、陶瓷涂料层、聚醚醚酮层复合结构，来增大基体与特氟龙涂层间的附着力，提升不粘涂层的耐磨性能，然而，多层复合结构在增大生产难度的同时也增加了制造成本。
陶瓷涂层硬度高，附着性佳，不易剥落，弥补了氟涂层的缺点，但陶瓷涂层不粘性较氟树脂差，并且短期内不粘性下降明显。
综上，相关技术均是通过物理填充或者简单的多层复合以达到提升耐磨性的效果，这些技术只是简单的物理堆积，在涂层与基底之间并未产生共价键或分子键，这种结构在使用过程中容易随着时间的推移而逐渐丧失性能。因此，仍需提供一款耐磨不粘涂层，在保证涂层具有较好不粘性的同时，与基底具有较好的附着力及耐磨性，以满足消费者对于健康耐用涂层的需求。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种不粘涂层添加剂、不粘涂层及其制备方法和应用。该不粘涂层添加剂能够在提升涂层附着力的同时，进一步提升涂层的不粘性。使用该添加剂的涂层制备工艺简单，无需喷砂前处理，仅需喷涂、辊涂或浸渍涂一层即可，就能具有更好的附着力和耐磨性。
本发明还提供了上述不粘涂层添加剂的制备方法。
本发明还提供了一种不粘涂料。
本发明还提供了上述不粘涂料的制备方法。
本发明还提供了一种不粘涂层。
本发明还提供了上述不粘涂层添加剂和不粘涂层的应用。
本发明还提供了一种不粘锅具。
具体而言，本发明的第一方面提供了一种不粘涂层添加剂，包括微球基体，以及分布在所述微球基体表面的凸起。
本发明关于不粘涂层添加剂中的一些实施方式，至少具有以下有益效果：
本发明的不粘涂层添加剂，利用微球基体，以及分布在微球基体表面的凸起，将添加剂添加到涂料中后，形成的涂层表面粗糙度变大，这些涂层表面的凸起阻隔了食品等物质与涂层本身的直接接触，相当于在涂层表面形成了空气层，保护了涂层表面。因此，添加了本发明的不粘涂层添加剂的涂层能够在提升附着力的同时，不粘性更好。
根据本发明的一些实施方式，所述不粘涂层添加剂为实心结构。
根据本发明的一些实施方式，所述微球基体的粒径为1μm～20μm。
根据本发明的一些实施方式，所述微球基体的粒径为5μm～15μm。
根据本发明的一些实施方式，所述凸起为颗粒状凸起。
根据本发明的一些实施方式，所述颗粒状凸起的粒径为10nm～500nm。
根据本发明的一些实施方式，所述颗粒状凸起的粒径为100nm～500nm。
根据本发明的一些实施方式，所述颗粒状凸起的粒径为200nm～500nm。
根据本发明的一些实施方式，所述颗粒状凸起的粒径为200nm～300nm。
根据本发明的一些实施方式，所述颗粒状凸起的粒径为300nm～400nm。
根据本发明的一些实施方式，所述微球基体表面具有活性基团。
根据本发明的一些实施方式，所述活性基团包括双键、环氧基和氨基。
根据本发明的一些实施方式，所述微球基体包括聚苯乙烯微球、丙烯酸微球、壳聚糖微球、纤维素微球、聚乳酸微球或其组合。
根据本发明的一些实施方式，所述不粘涂层添加剂的微观形貌为草莓状。
根据本发明的一些实施方式，不粘涂层添加剂的制备原料包括无机酸酯、硅烷偶联剂、微球基体和催化剂。其中，无机酸酯在催化剂的作用下生成微球基体表面的凸起，硅烷偶联剂提供活性基团，活性基团分布在微球基体表面。
本发明的第二方面提供了制备上述不粘涂层添加剂的方法，包括以下步骤：
S1：将无机酸酯、硅烷偶联剂、微球基体和催化剂在溶剂中分散后进行反应，得到乳液，所述微球基体表面形成由无机酸酯反应生成的凸起；
S2：将所述乳液离心分离后，沉淀干燥。
本发明关于不粘涂层添加剂制备方法中的一些实施方式，至少具有以下有益效果：
该制备方法简单易行，不需昂贵和复杂的设备即可实现，反应过程安全。
根据本发明的一些实施方式，所述无机酸酯包括正硅酸乙酯、正钛酸四丁酯和四正丙基锆酸酯中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述硅烷偶联剂包括甲基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷和三氟丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述硅烷偶联剂包括KH550、KH560、KH570中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述微球基体包括聚苯乙烯微球、丙烯酸微球、壳聚糖微球、纤维素微球、聚乳酸微球或其组合。
根据本发明的一些实施方式，所述催化剂包括氨水、氢氧化钠、碳酸钠和三乙烯二胺中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述溶剂为乙醇的水溶液。
根据本发明的一些实施方式，所述无机酸酯、硅烷偶联剂、微球基体和催化剂的质量比为1～10:3～5:1～5:1～5。
根据本发明的一些实施方式，所述无机酸酯、硅烷偶联剂、微球基体和催化剂的质量比为1～10:3～5:1:1～5。
根据本发明的一些实施方式，所述无机酸酯、硅烷偶联剂、微球基体和催化剂的质量比为1～10:3～5:1:1～3。
根据本发明的一些实施方式，所述不粘涂层添加剂的制备原料，以质量百分比计，包括：
无机酸酯：1％～10％，
硅烷偶联剂：3％～5％，
微球基体：1％～5％，
催化剂：1％～5％，
乙醇：50％～80％，
水：5％～15％。
根据本发明的一些实施方式，所述不粘涂层添加剂的制备原料，以质量百分比计，包括：
无机酸酯：5％，
硅烷偶联剂：3％，
微球基体：1％，
催化剂：5％，
乙醇：75％，
水：11％。
根据本发明的一些实施方式，步骤S1中，无机酸酯、硅烷偶联剂、微球基体和催化剂在乙醇的水溶液中分散。
根据本发明的一些实施方式，步骤S1中，反应的温度为室温。
根据本发明的一些实施方式，步骤S1中，反应的时间为2h～24h。
根据本发明的一些实施方式，步骤S2中，干燥为真空干燥。
本发明的第三方面提供了一种不粘涂料，所述不粘涂料的制备原料包括上述的不粘涂层添加剂。
本发明关于不粘涂料中的一些实施方式，至少具有以下有益效果：
本发明的不粘涂料，添加了不粘涂层添加剂，制备成涂层后，涂层表面粗糙度变大，这些涂层表面的凸起阻隔了食品等物质与涂层本身的直接接触，相当于在涂层表面形成了空气层，保护了涂层表面。因此，使用本发明涂料制备的不粘涂层具有更高的附着力和不粘性。
本发明的不粘涂料，涂料本身制备工艺简单，并且涂料易于生产不粘涂层，直接将涂料喷涂、辊涂或浸涂到基材表面，无需对基材进行喷砂等前处理，仅需喷涂、辊涂或浸涂一层即可。
本发明的不粘涂料，基材可以是金属、玻璃、塑料等。
根据本发明的一些实施方式，所述不粘涂料中，不粘涂层添加剂的添加量为1wt％～5wt％。
根据本发明的一些实施方式，所述不粘涂料中，不粘涂层添加剂的添加量为1wt％。
根据本发明的一些实施方式，所述不粘涂料的制备原料包括上述的不粘涂层添加剂、聚硅氮烷和氟树脂。
根据本发明的一些实施方式，所述不粘涂料的制备原料还包括润湿剂和附着力促进剂。
根据本发明的一些实施方式，所述不粘涂料的制备原料，以重量份计，包括：
上述的不粘涂层添加剂：1份～5份，
聚硅氮烷：1份～80份；
氟树脂：20份～99份；
润湿剂：0.01份～1份；
附着力促进剂：0.01份～1份。
根据本发明的一些实施方式，本发明的不粘涂料，将聚硅氮烷的高硬、高耐磨、与基材附着力优异的性能引入氟树脂中，用以增强氟树脂与基材的附着力及耐磨性，同时，利用不粘涂料添加剂构筑凹凸结构，在提升涂层附着力的同时，进一步提升涂层的不粘性。
根据本发明的一些实施方式，所述聚硅氮烷的结构式为：-[Si(CH3)R1-NH]n-，R1选自氨基、双键、硅氧烷基或卤素。
根据本发明的一些实施方式，所述氟树脂包括聚四氟乙烯树脂、聚三氟乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、十七氟烷基三甲氧基硅烷和羟基氟硅油中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述润湿助剂包括BYK349、BYK340、DEGO420和DEGO430中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述附着力促进剂可以是功能性硅烷偶联剂，也可以是含羟基、羧基、醚键等的溶剂型树脂。
根据本发明的一些实施方式，所述附着力促进剂包括BYK-4510。
本发明的第四方面提供了一种制备上述不粘涂料的方法，该方法将所述的不粘涂层添加剂、聚硅氮烷和氟树脂混合后，加入所述润湿剂和附着力促进剂。
本发明关于不粘涂料制备方法中的一些实施方式，至少具有以下有益效果：
本发明的不粘涂料，涂料本身制备工艺简单，无需复杂的工序和昂贵的设备，将原料混匀即可。
根据本发明的一些实施方式，不粘涂料的制备过程中，先将不粘涂层添加剂、聚硅氮烷和氟树脂在25℃～50℃搅拌2h～24h，再加入润湿剂和附着力促进剂。
本发明的第五方面提供了一种不粘涂层，由上述的不粘涂料制备得到。
本发明关于不粘涂层中的一些实施方式，至少具有以下有益效果：
本发明的不粘涂层，添加了不粘涂层添加剂，利用微球基体，以及分布在微球基体表面的凸起，将添加剂添加到涂料中后，形成的涂层表面粗糙度变大，这些涂层表面的凸起阻隔了食品等物质与涂层本身的直接接触，相当于在涂层表面形成了空气层，保护了涂层表面。因此，本发明的不粘涂层具有更高的附着力和不粘性。
本发明的不粘涂层，涂层表面结构致密且均匀，由于添加了不粘涂层添加剂，不粘涂层添加剂包括微球基体和分布在微球基体表面的凸起，可以使涂层表面具有10nm～500nm的凹凸结构，可以减少水、油、蛋液等污染物的附着，特别适用于炊具、烤箱、烟机等易受油烟污染的环境使用。
本发明的不粘涂层，将聚硅氮烷的高硬、高耐磨、与基材附着力优异的性能引入氟树脂中，用以增强氟树脂与基材的附着力及耐磨性，同时，利用不粘涂料添加剂构筑凹凸结构，在提升涂层附着力的同时，进一步提升涂层的不粘性。
涂层表面凹凸结构的大小与不粘涂层添加剂的大小有关。
根据本发明的一些实施方式，涂层表面凹凸结构的大小为100nm～500nm。
根据本发明的一些实施方式，涂层表面凹凸结构的大小为200nm～300nm。
涂层表面凹凸结构可以通过不粘涂层添加剂的大小进行调控。涂层表面的特性，还可以通过聚硅氮烷和氟树脂接枝后表面的相关基团进行调控。
不粘涂层添加剂太大或太小都不利于涂层表面凹凸结构的调控。
本发明的不粘涂层，通过将涂料喷涂、辊涂或浸涂到基材表面，基材包括金属、玻璃、塑料。
根据本发明的一些实施方式，所述不粘涂层的厚度为10μm～50μm。
根据本发明的一些实施方式，所述不粘涂层的厚度为30μm～40μm。
根据本发明的一些实施方式，所述不粘涂层表面的水接触角为90°～120°，油接触角≥50°。
不粘涂层表面指实际与食物等接触的一面。
根据本发明的一些实施方式，所述不粘涂层的硬度≥9H。
根据本发明的一些实施方式，所述不粘涂层的附着力≥0级。
本发明的第六方面提供了上述的不粘涂层添加剂或不粘涂层在厨具中的应用。
根据本发明的一些实施方式，所述厨具至少包括炊具、烤箱、烟机等易受油烟污染的用具。
本发明的第七方面提供了一种不粘锅具，所述不粘锅具包括基体和形成在所述基体内表面上的不粘涂层。
根据本发明的一些实施方式，所述不粘涂层的厚度为10μm～50μm。
根据本发明的一些实施方式，所述不粘涂层的厚度为30μm～40μm。
附图说明
图1是实施例1制备的不粘涂层添加剂的微观形貌测试结果。
图2是实施例3制备的不粘涂料形成的涂层的微观形貌测试结果。
图3是实施例3和对比例1的不粘涂料制备的涂层与特氟龙涂层在350℃干烧12h后的不粘性能对比结果。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
根据本发明的实施例，本发明的不粘涂层添加剂，包括微球基体，以及分布在微球基体表面的凸起。
根据本发明的实施例，制备上述不粘涂层添加剂的方法，先将无机酸酯、硅烷偶联剂、微球基体和催化剂在溶剂中分散后进行反应，得到乳液，反应过程中，微球基体表面形成由无机酸酯反应生成的凸起。然后将乳液离心分离后，最后将沉淀干燥。
根据本发明的实施例，本发明的不粘涂料，其制备原料包括上述的不粘涂层添加剂。
根据本发明的实施例，制备上述不粘涂料的方法，该方法先将不粘涂层添加剂、聚硅氮烷和氟树脂混合后，再加入润湿剂和附着力促进剂。
根据本发明的实施例，本发明的不粘涂层，可以由上述的不粘涂料制备得到。
根据本发明的实施例，上述的不粘涂层添加剂或不粘涂层可以用于厨具中。
根据本发明的实施例，本发明的不粘锅具，该不粘锅具包括基体和形成在基体内表面上的不粘涂层。
根据本发明的实施例，本发明的不粘涂层添加剂，包括微球基体，以及分布在微球基体表面的凸起。
可理解到，本发明的不粘涂层添加剂，利用微球基体，以及分布在微球基体表面的凸起，将添加剂添加到涂料中后，形成的涂层表面粗糙度变大，这些涂层表面的凸起阻隔了食品等物质与涂层本身的直接接触，相当于在涂层表面形成了空气层，保护了涂层表面。因此，添加了本发明的不粘涂层添加剂的涂层能够在提升附着力的同时，不粘性更好。
其中，不粘涂层添加剂为实心结构。
微球基体的粒径为1μm～20μm。
微球基体表面的凸起为颗粒状凸起。
颗粒状凸起的粒径为10nm～500nm。
微球基体表面具有活性基团。
具体而言，活性基团包括双键、环氧基和氨基。
具体而言，微球基体包括聚苯乙烯微球、丙烯酸微球、壳聚糖微球、纤维素微球、聚乳酸微球或其组合。
具体而言，不粘涂层添加剂的微观形貌为草莓状。
在本发明的一些实施例中，不粘涂层添加剂的制备原料包括无机酸酯、硅烷偶联剂、微球基体和催化剂。其中，无机酸酯在催化剂的作用下生成微球基体表面的凸起，硅烷偶联剂提供活性基团，活性基团分布在微球基体表面。
根据本发明的实施例，制备不粘涂层添加剂的方法，包括以下步骤：
S1：将无机酸酯、硅烷偶联剂、微球基体和催化剂在溶剂中分散后进行反应，得到乳液，微球基体表面形成由无机酸酯反应生成的凸起；
S2：将乳液离心分离后，沉淀干燥。
从上述制备方法可以看出，该制备方法简单易行，不需昂贵和复杂的设备即可实现，反应过程安全。
其中，无机酸酯包括正硅酸乙酯、正钛酸四丁酯和四正丙基锆酸酯中的至少一种。
硅烷偶联剂包括甲基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷和三氟丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
具体而言，硅烷偶联剂包括KH550、KH560、KH570中的至少一种。
微球基体包括聚苯乙烯微球、丙烯酸微球、壳聚糖微球、纤维素微球、聚乳酸微球或其组合。
催化剂包括氨水、氢氧化钠、碳酸钠和三乙烯二胺中的至少一种。
溶剂为乙醇的水溶液。
在本发明的一些实施例中，无机酸酯、硅烷偶联剂、微球基体和催化剂的质量比为1～10:3～5:1～5:1～3。
在本发明的一些实施例中，不粘涂层添加剂的制备原料，以质量百分比计，包括：
无机酸酯：1％～10％，
硅烷偶联剂：3％～5％，
微球基体：1％～5％，
催化剂：1％～5％，
乙醇：50％～80％，
水：5％～15％。
在本发明的一些实施例中，不粘涂层添加剂的制备原料，以质量百分比计，包括：
无机酸酯：5％，
硅烷偶联剂：3％，
微球基体：1％，
催化剂：5％，
乙醇：75％，
水：11％。
具体而言，步骤S1中，反应的温度为室温，反应条件温和。
室温下反应的时间为2h～24h。
步骤S2中，干燥为真空干燥。
根据本发明的实施例，不粘涂料的制备原料包括上述的不粘涂层添加剂。
可以理解到，本发明的不粘涂料，添加了不粘涂层添加剂，制备成涂层后，涂层表面粗糙度变大，这些涂层表面的凸起阻隔了食品等物质与涂层本身的直接接触，相当于在涂层表面形成了空气层，保护了涂层表面。因此，使用本发明涂料制备的不粘涂层具有更高的附着力和不粘性。
本发明的不粘涂料，涂料本身制备工艺简单，并且涂料易于生产不粘涂层，直接将涂料喷涂、辊涂或浸涂到基材表面，无需对基材进行喷砂等前处理，仅需喷涂、辊涂或浸涂一层即可。
本发明的不粘涂料，基材可以是金属、玻璃、塑料等。
在本发明的一些实施例中，不粘涂料中，不粘涂层添加剂的添加量为1wt％～5wt％。
在本发明的一些实施例中，不粘涂料的制备原料包括上述的不粘涂层添加剂、聚硅氮烷和氟树脂。
在本发明的一些实施例中，不粘涂料的制备原料还包括润湿剂和附着力促进剂。
在本发明的一些实施例中，不粘涂料的制备原料，以重量份计，包括：
上述的不粘涂层添加剂：1份～5份，
聚硅氮烷：1份～80份；
氟树脂：20份～99份；
润湿剂：0.01份～1份；
附着力促进剂：0.01份～1份。
可以理解到，本发明的不粘涂料，将聚硅氮烷的高硬、高耐磨、与基材附着力优异的性能引入氟树脂中，用以增强氟树脂与基材的附着力及耐磨性，同时，利用不粘涂料添加剂构筑凹凸结构，在提升涂层附着力的同时，进一步提升涂层的不粘性。
其中，聚硅氮烷的结构式为：-[Si(CH3)R1-NH]n-，R1选自氨基、含双键的基团、硅氧烷基或卤素。
氟树脂包括聚四氟乙烯树脂、聚三氟乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、十七氟烷基三甲氧基硅烷和羟基氟硅油中的至少一种。
具体而言，润湿助剂包括BYK349、BYK340、DEGO420和DEGO430中的至少一种。
在一些实施例中，附着力促进剂可以是功能性硅烷偶联剂，也可以是含羟基、羧基、醚键等的溶剂型树脂。
具体而言，附着力促进剂包括BYK-4510。
在一些实施例中，制备上述不粘涂料的方法，该方法将的不粘涂层添加剂、聚硅氮烷和氟树脂混合后，加入润湿剂和附着力促进剂。
可以理解到，本发明的不粘涂料，涂料本身制备工艺简单，无需复杂的工序和昂贵的设备，将原料混匀即可。
在一些实施例中，不粘涂料的制备过程中，先将不粘涂层添加剂、聚硅氮烷和氟树脂在25℃～50℃搅拌2h～24h，再加入润湿剂和附着力促进剂。
根据本发明的实施例，一种不粘涂层，由上述的不粘涂料制备得到。
可以理解到，本发明的不粘涂层，添加了不粘涂层添加剂，利用微球基体，以及分布在微球基体表面的凸起，将添加剂添加到涂料中后，形成的涂层表面粗糙度变大，这些涂层表面的凸起阻隔了食品等物质与涂层本身的直接接触，相当于在涂层表面形成了空气层，保护了涂层表面。因此，本发明的不粘涂层具有更高的附着力和不粘性。
此外，本发明的不粘涂层，涂层表面结构致密且均匀，由于添加了不粘涂层添加剂，不粘涂层添加剂包括微球基体和分布在微球基体表面的凸起，可以使涂层表面具有10nm～500nm的凹凸结构，可以减少水、油、蛋液等污染物的附着，特别适用于炊具、烤箱、烟机等易受油烟污染的环境使用。
本发明的不粘涂层，将聚硅氮烷的高硬、高耐磨、与基材附着力优异的性能引入氟树脂中，用以增强氟树脂与基材的附着力及耐磨性，同时，利用不粘涂料添加剂构筑凹凸结构，在提升涂层附着力的同时，进一步提升涂层的不粘性。
可以理解到，涂层表面凹凸结构的大小与不粘涂层添加剂的大小有关。具体而言，涂层表面凹凸结构的大小为100nm～500nm。
涂层表面凹凸结构可以通过不粘涂层添加剂的大小进行调控。涂层表面的特性，还可以通过聚硅氮烷和氟树脂接枝后表面的相关基团进行调控。
不粘涂层添加剂太大或太小都不利于涂层表面凹凸结构的调控。
本发明的不粘涂层，通过将涂料喷涂、辊涂或浸涂到基材表面，基材包括金属、玻璃、塑料。
在一些实施例中，不粘涂层的厚度为10μm～50μm。
在一些实施例中，不粘涂层表面的水接触角为90°～120°，油接触角≥50°。
可以理解到，不粘涂层表面指实际与食物等接触的一面。
在一些实施例中，不粘涂层的硬度≥9H。
在一些实施例中，不粘涂层的附着力≥0级。
根据本发明的实施例，上述的不粘涂层添加剂或不粘涂层可以用于厨具中。
其中，厨具至少包括炊具、烤箱、烟机等易受油烟污染的用具。
根据本发明的实施例，一种不粘锅具，该不粘锅具包括基体和形成在基体内表面上的不粘涂层。
在一些实施例中，不粘涂层的厚度为10μm～50μm。
实施例1
本实施例制备了一种不粘涂层添加剂，具体步骤为：
S1：将质量比为5:3:1:5的正硅酸乙酯、KH570、聚苯乙烯微球(1μm)、氨水分散在乙醇的水溶液中，室温反应24h，得到稳定的白色乳液；
S2：将白色乳液离心分离，所得沉淀放入真空干燥箱中干燥后，即得不粘涂层添加剂。
实施例2
本实施例制备了一种不粘涂层添加剂，具体步骤为：
S1：将质量比为5:3:1:5的正硅酸乙酯、KH570、聚苯乙烯微球(20μm)、氨水分散在乙醇的水溶液中，室温反应24h，得到稳定的白色乳液；
S2：将白色乳液离心分离，所得沉淀放入真空干燥箱中干燥后，即得不粘涂层添加剂。
实施例3
本实施例制备了一种不粘涂料，具体步骤为：
将实施例1制备的不粘涂层添加剂、双键聚硅氮烷和三氟乙烯混合，50℃搅拌2h，添加润湿剂BYK349、附着力促进剂BYK-4510混匀。
不粘涂层添加剂、双键聚硅氮烷和三氟乙烯混合，50℃搅拌2h，添加不粘涂层添加剂、双键聚硅氮烷、三氟乙烯、润湿剂BYK349、附着力促进剂BYK-4510的质量比为1：80：18：0.5：0.5。
实施例4
本实施例制备了一种不粘涂料，具体步骤为：
将实施例2制备的不粘涂层添加剂、双键聚硅氮烷和三氟乙烯混合，50℃搅拌2h，添加润湿剂BYK349、附着力促进剂BYK-4510混匀。
不粘涂层添加剂、双键聚硅氮烷和三氟乙烯混合，50℃搅拌2h，添加不粘涂层添加剂、双键聚硅氮烷、三氟乙烯、润湿剂BYK349、附着力促进剂BYK-4510的质量比为1：80：18：0.5：0.5。
对比例1
本对比例制备了一种不粘涂料，与实施例3的区别在于，未添加不粘涂层添加剂。
性能测试1
通过扫描电镜观察了实施例1制备的不粘涂层添加剂的微观形貌，图1是实施例1制备的不粘涂层添加剂的微观形貌测试结果。如图1所示，从图1可以看出，该不粘涂层添加剂的主要结构为微球基体，微球基体表面分布有颗粒状凸起。
性能测试2
将实施例3、4和对比例1制备的不粘涂料，通过喷涂在铝板上制备成涂层，测试了涂层的硬度、附着力、水接触角、油接触角、不粘性和不粘耐久性。涂层的厚度为30μm～40μm。对照试样为市售特氟龙涂层。
硬度测试依据的标准为GB/T 6739-2006。
附着力测试依据的标准为GB/T 9286-2001。
不粘性和不粘耐久性测试依据的标准为GB/T 32095.2-2015。
结果如表1所示。
表1涂层性能测试结果
Figure BDA0003418613830000151
Figure BDA0003418613830000161
性能测试3
通过扫描电镜观察了实施例3制备的不粘涂料形成的涂层的微观形貌，图2是实施例3制备的不粘涂料形成的涂层的微观形貌测试结果。如图2所示，从图2可以看出，涂层表面具有由不粘涂料添加剂形成的凹凸结构。
性能测试4
对比了实施例3、对比例1的不粘涂料制备的涂层与市售特氟龙涂层在350℃干烧12h后的不粘性能，结果如图3所示，从图3可以看出，添加本发明的不粘涂层添加剂后，涂层的不粘等级显著提升。本发明的不粘涂料制备的涂层，在试验时间范围内不粘性能显著优于市售特氟龙涂层。
本发明的不粘涂层添加剂或不粘涂层可以应用于厨具中。
可以理解到，厨具至少包括炊具、烤箱、烟机等易受油烟污染的用具。
本发明的不粘涂层添加剂或不粘涂层可以应用于不粘锅具，可以理解到，一般情况下，不粘锅具包括基体和形成在基体内表面上的不粘涂层。
其中，不粘涂层的厚度为10μm～50μm。
上面结合实施例对本发明作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (21)

1.一种不粘涂层添加剂，其特征在于，所述不粘涂层添加剂包括微球基体，以及分布在所述微球基体表面的凸起。
2.根据权利要求1所述的不粘涂层添加剂，其特征在于，所述微球基体的粒径为1μm～20μm。
3.根据权利要求1所述的不粘涂层添加剂，其特征在于，所述凸起为颗粒状凸起，所述颗粒状凸起的粒径为10nm～500nm。
4.根据权利要求1至3任一项所述的不粘涂层添加剂，其特征在于，所述微球基体表面具有活性基团。
5.根据权利要求1至3任一项所述的不粘涂层添加剂，其特征在于，所述微球基体包括聚苯乙烯微球、丙烯酸微球、壳聚糖微球、纤维素微球、聚乳酸微球或其组合。
6.根据权利要求1至3任一项所述的不粘涂层添加剂，其特征在于，所述不粘涂层添加剂的微观形貌为草莓状。
7.一种制备如权利要求1至6任一项所述的不粘涂层添加剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将无机酸酯、硅烷偶联剂、微球基体和催化剂在溶剂中分散后进行反应，得到乳液，所述微球基体表面形成由无机酸酯反应生成的凸起；
S2：将所述乳液离心分离后，沉淀干燥。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述无机酸酯包括正硅酸乙酯、正钛酸四丁酯和四正丙基锆酸酯中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述催化剂包括氨水、氢氧化钠、碳酸钠和三乙烯二胺中的至少一种。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述无机酸酯、硅烷偶联剂、微球基体和催化剂的质量比为1～10:3～5:1～5:1～5。
11.一种不粘涂料，其特征在于，所述不粘涂料的制备原料包括如权利要求1至6任一项所述的不粘涂层添加剂。
12.根据权利要求11所述的不粘涂料，其特征在于，所述不粘涂料的制备原料包括如权利要求1至6任一项所述的不粘涂层添加剂、聚硅氮烷和氟树脂。
13.根据权利要求12所述的不粘涂料，其特征在于，所述不粘涂料的制备原料，以重量份计，包括：
如权利要求1至6任一项所述的不粘涂层添加剂：1份～5份，
聚硅氮烷：1份～80份；
氟树脂：20份～99份；
润湿剂：0.01份～1份；
附着力促进剂：0.01份～1份。
14.根据权利要求13所述的不粘涂料，其特征在于，所述聚硅氮烷的结构式为：-[Si(CH3)R1-NH]n-，其中，R1选自氨基、双键、硅氧烷基或卤素。
15.根据权利要求13所述的不粘涂料，其特征在于，所述氟树脂包括聚四氟乙烯树脂、聚三氟乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、十七氟烷基三甲氧基硅烷和羟基氟硅油中的至少一种。
16.一种制备如权利要求11至15任一项所述的不粘涂料的方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述的不粘涂层添加剂与聚硅氮烷和氟树脂混合后，加入润湿剂和附着力促进剂。
17.一种不粘涂层，其特征在于，由权利要求11至15任一项所述的不粘涂料制备得到。
18.根据权利要求17所述的不粘涂层，其特征在于，所述不粘涂层表面的水接触角为90°～120°，油接触角≥50°。
19.如权利要求1至6任一项所述的不粘涂层添加剂、权利要求11至15任一项所述的不粘涂料或权利要求17或18所述的不粘涂层在厨具中的应用。
20.一种不粘锅具，其特征在于，所述不粘锅具包括基体和形成在所述基体内表面上的如权利要求17或18所述的不粘涂层。
21.根据权利要求20所述的不粘锅具，其特征在于，所述不粘涂层的厚度为10μm～50μm。
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