CN114196320A - 无机不粘复合涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于厨卫用品技术领域，涉及一种无机不粘复合涂层及其制备方法。包括顶部不沾涂层和底部耐磨层，所述的顶部不沾涂层位于底部耐磨层上。制作步骤为A、配料，将顶部不沾涂层和底部耐磨层的组分分别混合均匀，制成顶部不沾涂层浆料和底部耐磨层浆料，B、喷涂，先将底部耐磨层浆料喷涂在基材上，烧结后冷却至室温，形成底部耐磨层，再将顶部不沾涂层浆料喷涂到底部耐磨层上，烧结后冷却，形成顶部不沾涂层。本发明具有持久不粘性。

Description

无机不粘复合涂层及其制备方法
技术领域
本发明属于厨卫用品技术领域，涉及一种无机不粘复合涂层及其制备方法。
背景技术
不粘锅是家庭中常用的餐具，其由于涂布了不沾涂层后，具有较好的不沾性能。但是，不粘锅在使用一段时间后，由于表面被磨损，或者涂层是使用过程中分解，不沾性能会发生快速的衰减，不能满足消费者日常对不粘锅的使用需求。另外，有些不粘锅涂层，其配方中含有有机物，有机物在高温下容易发生分解，容易造成不沾性能下降。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种无机不粘复合涂层。
本发明的另一目的是提供一种无机不粘复合涂层的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种无机不粘复合涂层，包括顶部不沾涂层和底部耐磨层，所述的顶部不沾涂层位于底部耐磨层上。
在上述的无机不粘复合涂层中，所述的顶部不沾涂层包括以下重量份的组分：70-80份硅油和20-30份的二氧化硅，述的底部耐磨层包括以下重量份的组分：二氧化硅80-85份，碳纤维5-10份，钛或氧化钛1-3份，石墨烯1-3份。
在上述的无机不粘复合涂层中，所述的二氧化硅的粒径为100-2000目，所述的碳纤维的粒径为50-450目，所述的钛或氧化钛粒径为100-1000目，所述的石墨烯粒径为100-1000目，所述的顶部不沾涂层厚度为15μm-25μm，底部耐磨层厚度为25μm-35μm。
在上述的无机不粘复合涂层中，所述的二氧化硅的粒径为500目，所述的碳纤维的粒径为300目，所述的钛或氧化钛粒径为500目，所述的石墨烯粒径为300目，所述的顶部不沾涂层厚度为20μm，底部耐磨层厚度为30μm，顶部不沾涂层包括以下重量份的组分：75份硅油和25份的二氧化硅，所述的底部耐磨层包括以下重量份的组分：二氧化硅82份，碳纤维8份，钛或氧化钛2份，石墨烯2份。
一种无机不粘复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
A、配料，将顶部不沾涂层和底部耐磨层的组分分别混合均匀，制成顶部不沾涂层浆料和底部耐磨层浆料，
B、喷涂，先将底部耐磨层浆料喷涂在基材上，烧结后冷却至室温，形成底部耐磨层，再将顶部不沾涂层浆料喷涂到底部耐磨层上，烧结后冷却，形成顶部不沾涂层。
在上述的无机不粘复合涂层的制备方法中，步骤B中，所述的烧结温度为270-290℃，烧结时间为3-5分钟。
在上述的无机不粘复合涂层的制备方法中，顶部不沾涂层包括以下重量份的组分：70-80份硅油和20-30份的二氧化硅，所述的底部耐磨层包括以下重量份的组分：二氧化硅80-85份，碳纤维5-10份，钛或氧化钛1-3份，石墨烯1-3份。
在上述的无机不粘复合涂层的制备方法中，所述的二氧化硅的粒径为100-2000目，所述的碳纤维的粒径为50-450目，所述的钛或氧化钛粒径为100-1000目，所述的石墨烯粒径为100-1000目，所述的顶部不沾涂层厚度为15μm-25μm，底部耐磨层厚度为25μm-35μm。
在上述的无机不粘复合涂层的制备方法中，所述的二氧化硅的粒径为500目，所述的碳纤维的粒径为300目，所述的钛或氧化钛粒径为500目，所述的石墨烯粒径为300目，所述的顶部不沾涂层厚度为20μm，底部耐磨层厚度为30μm。
在上述的无机不粘复合涂层的制备方法中，顶部不沾涂层包括以下重量份的组分：75份硅油和25份的二氧化硅，所述的底部耐磨层包括以下重量份的组分：二氧化硅82份，碳纤维8份，钛或氧化钛2份，石墨烯2份。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
本发明的涂层原料为无机材料，在使用过程中不会分解，使用安全；顶部不粘涂层的原料合理搭配，得到了不粘且耐刮性好的涂层；底部耐磨层能够防止基材被腐蚀，具有持久不粘性，抗热震，耐高温，耐刮伤，高附着力及高耐候性等特点。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：顶部不沾涂层1、底部耐磨层2、基材100。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明进行进一步说明。
实施例1
本实施例提供了一种无机不粘复合涂层的制备方法，结合图1所示，包括以下步骤：
A、配料，将顶部不沾涂层和底部耐磨层的组分分别加入适量水，分别混合均匀，制成顶部不沾涂层浆料和底部耐磨层浆料，
B、喷涂，顶部不沾涂层浆料和底部耐磨层浆料过筛，采用50-200目丝网，具体与各组分的最大粒径对应，也即丝网的滤孔不得小于组分的粒径。先将底部耐磨层浆料喷涂在基材100上，烧结后冷却至室温，形成底部耐磨层2，再将顶部不沾涂层浆料喷涂到底部耐磨层2上，烧结后冷却至室温，形成顶部不沾涂层1，基材为铝板、铁板、不锈钢板或者锅体等。
喷涂环境需要相对干燥、通风及无尘，降低因环境因素影响到喷涂的质量。喷涂时要注意涂层均匀、平整，防止涂膜厚度过薄遮盖不好，过厚易流挂、出现气泡现象。本实施例中，所述的顶部不沾涂层1厚度为15μm-25μm，底部耐磨层2厚度为25μm-35μm，优选，所述的顶部不沾涂层1厚度为20μm，底部耐磨层2厚度为30μm。
喷涂采用空气喷涂，喷枪为市售产品，其技术参数如下：喷枪口径：1.0-2.0mm；喷涂压力：2.0Kgf/cm2-4.0Kgf/cm2；喷涂距离：15-25cm。
步骤B中，所述的烧结温度为270-290℃，烧结时间为3-5分钟。
顶部不沾涂层浆料包括以下重量份的组分：50-60份水、70-80份硅油和20-30份的二氧化硅，所述的底部耐磨层浆料包括以下重量份的组分：20-50份水，二氧化硅80-85份，碳纤维5-10份，钛或氧化钛1-3份，石墨烯1-3份。在烘干后，水分蒸发，顶部不沾涂层1包括以下重量份的组分：70-80份硅油和20-30份的二氧化硅，述的底部耐磨层2包括以下重量份的组分：二氧化硅80-85份，碳纤维5-10份，钛或氧化钛1-3份，石墨烯1-3份。
优选方案，顶部不沾涂层1包括以下重量份的组分：75份硅油和25份的二氧化硅，所述的底部耐磨层2包括以下重量份的组分：二氧化硅82份，碳纤维8份，钛或氧化钛2份，石墨烯2份。
本实施例的各组分为粉末状。所述的二氧化硅的粒径为100-2000目，所述的碳纤维的粒径为50-450目，所述的钛或氧化钛粒径为100-1000目，所述的石墨烯粒径为100-1000目，
优选方案，所述的二氧化硅的粒径为500目，所述的碳纤维的粒径为300目，所述的钛或氧化钛粒径为500目，所述的石墨烯粒径为300目，如图1所示，本方法制备的无机不粘复合涂层，包括顶部不沾涂层1和底部耐磨层2，所述的顶部不沾涂层1位于底部耐磨层2上。
顶部不沾涂层1包括以下重量份的组分：70-80份硅油和20-30份的二氧化硅，述的底部耐磨层2包括以下重量份的组分：二氧化硅80-85份，碳纤维5-10份，钛或氧化钛1-3份，石墨烯1-3份。二氧化硅的粒径为100-2000目，所述的碳纤维的粒径为50-450目，所述的钛或氧化钛粒径为100-1000目，所述的石墨烯粒径为100-1000目，所述的顶部不沾涂层1厚度为15μm-25μm，底部耐磨层2厚度为25μm-35μm。
优选，二氧化硅的粒径为500目，所述的碳纤维的粒径为300目，所述的钛或氧化钛粒径为500目，所述的石墨烯粒径为300目，所述的顶部不沾涂层1厚度为20μm，底部耐磨层2厚度为30μm，顶部不沾涂层1包括以下重量份的组分：75份硅油和25份的二氧化硅，所述的底部耐磨层2包括以下重量份的组分：二氧化硅82份，碳纤维8份，钛或氧化钛2份，石墨烯2份。
实施例2
本实施例提供了一种无机不粘复合涂层，如图1所示，包括顶部不沾涂层1和底部耐磨层2，底部耐磨层2位于基材100上，所述的顶部不沾涂层1位于底部耐磨层2上。顶部不沾涂层1厚度为15μm，底部耐磨层2厚度为35μm。
顶部不沾涂层1包括以下重量份的组分：70份硅油和30份的二氧化硅，述的底部耐磨层2包括以下重量份的组分：二氧化硅80份，碳纤维10份，钛1份，石墨烯3份。
在本实施例中，各组分为粉末状。具体的说，二氧化硅的粒径为100目，所述的碳纤维的粒径为450目，所述的钛粒径为100目，所述的石墨烯粒径为1000目。
具体制备过程如下：
一种无机不粘复合涂层的制备方法，将50份水、70份硅油和30份的二氧化硅混合均匀后，形成顶部不沾涂层浆料，将20份水，二氧化硅80份，碳纤维10份，钛1份，石墨烯3份混合均匀后，形成底部耐磨层浆料，顶部不沾涂层浆料和底部耐磨层浆料浆料过100目筛，为了加快过滤速度，也可以适当增大筛网孔径，如采用80-90目筛。
将底部耐磨层浆料均匀喷涂到不锈钢板上，喷涂采用空气喷涂，喷枪为市售产品，喷枪与实施例1无殊，后面的实施例也相同，喷涂过程中使涂层均匀平整，厚度控制在35μm。
喷涂完成后，将不锈钢板放入烘箱，在270℃下烘烤5分钟，然后降温至室温，在不锈钢板上形成底部耐磨层。再将顶部不沾涂层浆料均匀喷涂到底部耐磨层，喷涂过程中使涂层均匀平整，厚度控制在15μm，在放到烘箱中，在290℃下烘烤3分钟，之后从烘箱中取出，冷却至室温，底部耐磨层上复合顶部不沾涂层，从而在不锈钢板上形成无机不粘复合涂层。
经过检测，无机不粘复合涂层的硬度为9H，耐温450℃。
实施例3
本实施例提供了一种无机不粘复合涂层，如图1所示，包括顶部不沾涂层1和底部耐磨层2，所述的顶部不沾涂层1位于底部耐磨层2上。顶部不沾涂层1厚度为25μm，底部耐磨层2厚度为25μm。
顶部不沾涂层1包括以下重量份的组分：80份硅油和20份的二氧化硅，述的底部耐磨层2包括以下重量份的组分：二氧化硅85份，碳纤维5份，氧化钛3份，石墨烯1份。
在本实施例中，各组分为粉末状。具体的说，顶部不沾涂层1中的二氧化硅的粒径为2000目，底部耐磨层2中的二氧化硅的粒径为500目，所述的碳纤维的粒径为50目，所述的氧化钛粒径为1000目，所述的石墨烯粒径为100目。
具体制备过程如下：
一种无机不粘复合涂层的制备方法，将60份水、80份硅油和20份的二氧化硅混合均匀后，形成顶部不沾涂层浆料，将50份水，二氧化硅85份，碳纤维5份，氧化钛3份，石墨烯1份混合均匀后，形成底部耐磨层浆料，顶部不沾涂层浆料和底部耐磨层浆料浆料过50目筛，为了加快过滤速度，也可以适当增大筛网孔径，如采用40目筛。
将底部耐磨层浆料均匀喷涂到铁板上，喷涂采用空气喷涂，喷枪为市售产品，喷涂过程中使涂层均匀平整，厚度控制在25μm。
喷涂完成后，将铁板放入烘箱，在290℃下烘烤3分钟，然后降温至室温，在铁板上形成底部耐磨层。再将顶部不沾涂层浆料均匀喷涂到底部耐磨层，喷涂过程中使涂层均匀平整，厚度控制在25μm，在放到烘箱中，在270℃下烘烤5分钟，之后从烘箱中取出，冷却至室温，底部耐磨层上复合顶部不沾涂层，从而在铁板上形成无机不粘复合涂层。
经过检测，无机不粘复合涂层的硬度为9H，耐温450℃。
实施例4
本实施例提供了一种无机不粘复合涂层，如图1所示，包括顶部不沾涂层1和底部耐磨层2，所述的顶部不沾涂层1位于底部耐磨层2上。顶部不沾涂层1厚度为20μm，底部耐磨层2厚度为30μm。
顶部不沾涂层1包括以下重量份的组分：75份硅油和25份的二氧化硅，述的底部耐磨层2包括以下重量份的组分：二氧化硅82份，碳纤维8份，氧化钛2份，石墨烯2份。
在本实施例中，各组分为粉末状。具体的说，顶部不沾涂层1中的二氧化硅的粒径为1000目，底部耐磨层2中的二氧化硅的粒径为800目，所述的碳纤维的粒径为300目，所述的氧化钛粒径为800目，所述的石墨烯粒径为500目。
具体制备过程如下：
一种无机不粘复合涂层的制备方法，将55份水、75份硅油和25份的二氧化硅混合均匀后，形成顶部不沾涂层浆料，将40份水，二氧化硅82份，碳纤维8份，氧化钛2份，石墨烯2份混合均匀后，形成底部耐磨层浆料，顶部不沾涂层浆料和底部耐磨层浆料浆料过200目筛。
将底部耐磨层浆料均匀喷涂到铝板上，喷涂采用空气喷涂，喷枪为市售产品，喷涂过程中使涂层均匀平整，厚度控制在30μm。
喷涂完成后，将铝板放入烘箱，在280℃下烘烤4分钟，然后降温至室温，在铝板上形成底部耐磨层。再将顶部不沾涂层浆料均匀喷涂到底部耐磨层，喷涂过程中使涂层均匀平整，厚度控制在20μm，在放到烘箱中，在280℃下烘烤4分钟，之后从烘箱中取出，冷却至室温，底部耐磨层上复合顶部不沾涂层，从而在铝板上形成无机不粘复合涂层。
经过检测，无机不粘复合涂层的硬度为9H，耐温450℃。
对比例1
本对比例与实施例4基本相同，不同之处在于，底部耐磨层浆料由40份水，二氧化硅82份，碳纤维8份，石墨烯2份形成。
对比例2
根据专利ZL202010690462.6中实施例3的方法，制得不粘锅涂层。
性能测试
1、耐磨性能测试
1)将实施例2-4及对比例1-2制成煎锅，使用3M7447百洁布摩擦，
2)受测样品循环往复250次，
3)一个循环结束后,进行煎蛋不粘测试，
煎鸡蛋试验：初次使用新锅清洗干净，常温下加入食用油，持续加热，在油温140-145℃左右，放入鸡蛋煎2分钟，观察不沾性能，
4)更换百洁布，重复1-3的步骤，直至不粘性能减弱。
2、耐盐水测试
1)将5％NaCl溶液(精盐+蒸馏水)盛入受测样品一半水位，加盖加热至微沸状态并保持3小时为一个循环，
2)期间，每隔1小时查看一次,并添加蒸馏水，一个循环结束后，进行煎蛋不沾测试，
3)不粘性判定方法,煎蛋测试2次煎蛋测试方法同上，观察不沾性能，
4)反复进行步骤1-3测试直至不粘性能减弱。
3、耐高温测试
1)将受测样品放入400℃烤箱内加热60分钟，取出后常温冷却，
2)进行煎蛋不沾测试(煎蛋测试方法同上)，
3)不粘性判定方法,煎蛋测试2次，观察不沾性能，
4)反复进行步骤1-3测试直至不粘性能减弱。
数据对比，表1位实施例2-4及对比例1-2的性能对比
表1性能对比
耐磨性能测试 耐盐水测试 耐高温测试
实施例2 3个循环合格 18个循环合格 4个循环合格
实施例3 3个循环合格 18个循环合格 4个循环合格
实施例4 3个循环合格 18个循环合格 4个循环合格
对比例1 2个循环合格 15个循环合格 4个循环合格
对比例2 1个循环合格 11个循环合格 1个循环合格
由上表可以看出，本发明的耐磨性能，耐盐水性能和耐高温性能较好，对比例2的不沾涂层中，含有有机物，在耐高温测试中表现较差，其耐磨性能和耐盐水性能也不突出。对比例1在底部耐磨层中去除了钛或氧化钛，其耐高温性能没有减弱，但耐磨性能和耐盐水性能减弱。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神。

Claims (10)

1.一种无机不粘复合涂层，其特征在于，包括顶部不沾涂层(1)和底部耐磨层(2)，所述的顶部不沾涂层(1)位于底部耐磨层(2)上。
2.根据权利要求1所述的无机不粘复合涂层，其特征在于，所述的顶部不沾涂层(1)包括以下重量份的组分：70-80份硅油和20-30份的二氧化硅，述的底部耐磨层(2)包括以下重量份的组分：二氧化硅80-85份，碳纤维5-10份，钛或氧化钛1-3份，石墨烯1-3份。
3.根据权利要求2所述的无机不粘复合涂层，其特征在于，所述的二氧化硅的粒径为100-2000目，所述的碳纤维的粒径为50-450目，所述的钛或氧化钛粒径为100-1000目，所述的石墨烯粒径为100-1000目，所述的顶部不沾涂层(1)厚度为15μm-25μm，底部耐磨层(2)厚度为25μm-35μm。
4.根据权利要求3所述的无机不粘复合涂层，其特征在于，所述的二氧化硅的粒径为500目，所述的碳纤维的粒径为300目，所述的钛或氧化钛粒径为500目，所述的石墨烯粒径为300目，所述的顶部不沾涂层(1)厚度为20μm，底部耐磨层(2)厚度为30μm，顶部不沾涂层(1)包括以下重量份的组分：75份硅油和25份的二氧化硅，所述的底部耐磨层(2)包括以下重量份的组分：二氧化硅82份，碳纤维8份，钛或氧化钛2份，石墨烯2份。
5.一种无机不粘复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、配料，将顶部不沾涂层和底部耐磨层的组分分别混合均匀，制成顶部不沾涂层浆料和底部耐磨层浆料，
B、喷涂，先将底部耐磨层浆料喷涂在基材上，烧结后冷却至室温，形成底部耐磨层(2)，再将顶部不沾涂层浆料喷涂到底部耐磨层(2)上，烧结后冷却至室温，形成顶部不沾涂层(1)。
6.根据权利要求5所述的无机不粘复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述的烧结温度为270-290℃，烧结时间为3-5分钟。
7.根据权利要求5所述的无机不粘复合涂层的制备方法，其特征在于，顶部不沾涂层(1)包括以下重量份的组分：70-80份硅油和20-30份的二氧化硅，所述的底部耐磨层(2)包括以下重量份的组分：二氧化硅80-85份，碳纤维5-10份，钛或氧化钛1-3份，石墨烯1-3份。
8.根据权利要求7所述的无机不粘复合涂层的制备方法，其特征在于，所述的二氧化硅的粒径为100-2000目，所述的碳纤维的粒径为50-450目，所述的钛或氧化钛粒径为100-1000目，所述的石墨烯粒径为100-1000目，所述的顶部不沾涂层(1)厚度为15μm-25μm，底部耐磨层(2)厚度为25μm-35μm。
9.根据权利要求8所述的无机不粘复合涂层的制备方法，其特征在于，所述的二氧化硅的粒径为500目，所述的碳纤维的粒径为300目，所述的钛或氧化钛粒径为500目，所述的石墨烯粒径为300目，所述的顶部不沾涂层(1)厚度为20μm，底部耐磨层(2)厚度为30μm。
10.根据权利要求7所述的无机不粘复合涂层的制备方法，其特征在于，顶部不沾涂层(1)包括以下重量份的组分：75份硅油和25份的二氧化硅，所述的底部耐磨层(2)包括以下重量份的组分：二氧化硅82份，碳纤维8份，钛或氧化钛2份，石墨烯2份。
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