CN114305120A - 一种烹饪器具及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种烹饪器具，包括器具的坯体，以及涂覆于坯体表面的不粘层；所述不粘层包括与坯体一侧接触的底漆层，所述底漆层中均匀分布有片状石墨烯和/或石墨烯的衍生物；本发明还公开了该烹饪器具的制备方法，包括以下步骤：步骤一、粗糙烹饪器具坯体表面；步骤二、将形成底漆层的含有石墨烯和/或石墨烯衍生物的水性漆喷涂坯体表面；未经干燥的底漆层表面喷涂有封闭层；烘烤；步骤三、封闭层表面依次喷涂中油层和面油层；烧成；得具有目标不粘涂层的烹饪器具；本发明通过石墨烯和/或石墨烯衍生物充分实现坯体与食物之间的导热，有效提升加热速度和加热的均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及烹饪器具技术领域，特别是涉及一种烹饪器具及制备方法。
背景技术
在传统炊具和家电行业中，为了使产品具有对食物不粘性，通常会在产品的表面喷涂低表面张力或低摩擦系数的涂料，比如可以喷涂不粘涂料。现有的不粘涂料主要分为两类，其中一类是以聚四氟乙烯(PTFE)为主要成膜物的氟碳涂料，另一类是硅涂料。前者PTFE涂料为线性聚合物，分子量高、体积大，导致膜层致密度低，且其耐热性能低(只有250℃长期使用温度)，对金属基材的保护存在一定不足，又由于导热系数只有0.25w/mk左右，使产品加热效率差。后者有机硅涂料，虽然其硬度可以达到8H及以上，但其存在耐磨不粘性差，产品表面稍微磨损，不粘性就会明显下降，无法满足客户使用预期。
氟碳涂料和硅涂料的导热系数均偏低，进而用于炊具产品的加热效率低的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烹饪器具，本发明通过石墨烯和/或石墨烯衍生物充分实现坯体与食物之间的导热，有效提升加热速度和加热的均匀性。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种烹饪器具，包括器具的坯体，以及涂覆于坯体表面的不粘层；所述不粘层包括与坯体一侧接触的底漆层，所述底漆层中均匀分布有片状石墨烯和/或石墨烯的衍生物。
优选用于形成底漆层的水性漆中石墨烯和/或石墨烯衍生物的质量分数为28%至32%。本发明中通过控制底漆层中石墨烯或者石墨烯衍生物的用量，充分保证底漆层与坯体的充分接触，二者之间结合充分，连接可靠，提高了不粘层的耐磨性；同时利用石墨烯优异的导热性能，缩短升温时间，提高加热的均匀性。
进一步改进，所述坯体朝向不粘层的一侧具有均匀粗糙结构，粗糙度为3μm至5μm。本发明中坯体表面的粗糙度保证了底漆层尤其是石墨烯或者其衍生物与坯体具有相较于平面更多的接触面积，二者相互结合更加牢固，同时，层状的石墨烯以及相关产品在底漆层中均匀平铺形成一定的有序排列，充分提高传热效果。
优选片状所述石墨烯和/或其衍生物径向宽度为5μm至20μm。本发明中选用尺寸较大的石墨烯，配合底漆层的平面结构以及封闭层，石墨烯在底漆层内受到表面粗糙坯体和封闭层的限位形成有序平铺，充分发挥石墨烯的导热性，保障传热速度与导热均匀性能。
优选所述不粘层的厚度为50μm～60μm。本发明的不粘层充分保证耐磨性能。
本发明的目的在于提供一种烹饪器具的制备方法，本发明将石墨烯和/或石墨烯衍生物配合烹饪器具坯体的粗糙结构，有效提高所得烹饪器具的导热性和耐磨性。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种烹饪器具的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、粗糙烹饪器具坯体表面；
步骤二、将形成底漆层的含有石墨烯和/或石墨烯衍生物的水性漆喷涂坯体表面；
未经干燥的底漆层表面喷涂有封闭层；烘烤；
步骤三、封闭层表面依次喷涂中油层和面油层；烧成；
得具有目标不粘涂层的烹饪器具。
优选清洗经过步骤一的烹饪器具后进行步骤二；
清洗的工艺步骤如下：
35℃至45℃碱溶液洗——两道常温清水洗——常温酸洗——常温清水洗——常温纯净水洗——150℃烘干。
本发明中通过碱洗、清水洗、酸洗和清水洗有效去除粗糙后坯体表面的油和氧化物，方便和辅助下一步的底漆层喷涂。
优选步骤二中喷涂封闭层后烘烤的工艺条件是：
温度：150℃至180℃；
烘干时间为3min至5min；
优选步骤三中的烧成工艺：
烧成温度430℃，烧成时间5min。
优选步骤一通过喷砂粗糙烹饪器具坯体表面，坯体表面粗糙度为3μm至5μm。本发明通过喷砂加强坯体的粗糙度，提高不粘涂层的牢固度及耐磨使用寿命。
通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明制得了一种具有不粘层的烹饪器具，首先在烹饪器具坯体表面附着的底漆层，底漆层中有序平铺有石墨烯和/或石墨烯衍生物，通过石墨烯和/或石墨烯衍生物的有序排列，有效保证石墨烯材料的导热性充分发挥，导热均匀，导热快；另外，底漆层中的石墨烯还具有优异的机械性能，当其处于底漆层中配合坯体均匀的粗糙结构对整个不粘层形成有效的支撑，封闭层形成对石墨烯的有效保护，本发明与传统的氟碳涂料相比不粘层具有表面硬度高、耐腐蚀性能好，持久耐磨不粘性好，使用寿命长的优点，是一种更加环保、高效、综合性能优良的持久耐磨不粘层；
本发明有效保障产品的牢固度及耐磨性。
从而实现本发明的上述目的。
附图说明
图1 本发明中一种烹饪器具的剖面图；
图2是图1中A处放大图。
图中：
坯体1；不粘层2；底漆层21；封闭层22；中油层23；面油层24。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
实施例1
本实施例公开一种烹饪器具，如图所示，包括器具的坯体1，以及涂覆于坯体1表面的不粘层2；所述不粘层2包括与坯体1一侧接触的底漆层21，所述底漆层21中均匀分布有片状石墨烯和/或石墨烯的衍生物；用于形成底漆层21的水性漆中石墨烯和/或石墨烯衍生物的质量分数为28%至32%。所述坯体1朝向不粘层2的一侧具有均匀粗糙结构，粗糙度为3μm至5μm。片状所述石墨烯和/或其衍生物径向宽度为5μm至20μm。所述不粘层2的厚度为50μm～60μm。进一步如图2所示，不粘层2在底漆层21上方依次包括封闭层22、中油层23和面油层24，各层的厚度分布如表1所示。
本实施例还公开了烹饪器具的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、粗糙烹饪器具坯体表面；
步骤一通过喷砂粗糙烹饪器具坯体表面，坯体表面粗糙度为3μm至5μm。
清洗经过步骤一的烹饪器具后进行步骤二；
清洗的工艺步骤如下：
35℃至45℃碱溶液洗——两道常温清水洗——常温酸洗——常温清水洗——常温纯净水洗——150℃烘干。
步骤二、将形成底漆层的含有石墨烯和/或石墨烯衍生物的水性漆喷涂坯体表面；
未经干燥的底漆层表面喷涂有封闭层；烘烤；
步骤二中喷涂封闭层后烘烤的工艺条件是：
温度：150℃至180℃；
烘干时间为3min至5min；
步骤三、封闭层表面依次喷涂中油层和面油层；烧成；
步骤三中的烧成工艺：
烧成温度430℃，烧成时间3min至5min。
得具有目标不粘涂层的烹饪器具。
实施例2
本实施例与实施例1的主要区别详见表1所示。
实施例3
本实施例与实施例的主要区别详见表1所示。
实施例4
本实施例与实施例1的主要区别详见表1所示。
对比例
对比例中使用的涂层为现有技术中的PTFE涂料。
将实施例1至4以及对比例所得的具有不粘层的同种平底锅进行性能测试，具体测试方法如下：
T1、耐磨持久性（2.5KG干磨）
将试样固定在摩擦耐磨试验机上。
将3M7447B百洁布（长70mm,宽30mm）放入试样内，以2.5kg的力向下压住百洁布，并以33次/分的速度在试样表面来回擦拭。
每隔500次换一次百洁布，记录次数，直至露出金属底材为止。
T2、不粘性（无油煎鸡蛋）
将试样置于平板电炉上，干烧加热，待内涂表面温度达到140~170℃时。
将一只新鲜鸡蛋破壳放入试样内。
待蛋白基本凝固（试样内表面温度不得超过210℃），直接将鸡蛋不借助外力直接倒出。
重复1.2.3步骤，连续进行。
T3、涂层硬度测试
将STAEDTLER牌号的铅笔在46号钢玉砂纸上把笔芯前端磨平，使笔芯边缘锋利。
将铅笔正确放置在铅笔硬度仪上。
用水平力量向前推动铅笔硬度仪，在涂层表面划过一条长约10-20MM的划痕，检查涂层表面是否被划破。
从9H依次降低铅笔硬度为8H、7H、6H、5H、4H、3H、2H、H。
重复上述动作。
T4、导热均匀度：使用红外热像仪测试导热性，颜色色像种类越多则表示温差越大，色像图案越不规则，表示温度越不均匀。
T5、导热速度：将所得锅放在电磁炉上干烧加热，记录升温是50至55℃的时间；机理升温至150至155℃的时间，计算出50℃升温至150℃的升温时间。
T6、耐蚀性
具体的性能测试数据详见表2所示。
本发明制得了一种具有不粘层的烹饪器具，首先在烹饪器具坯体表面附着的底漆层，底漆层中有序平铺有石墨烯和/或石墨烯衍生物，通过石墨烯石墨烯和/或石墨烯衍生物的有序排列，有效保证石墨烯材料的导热性充分发挥，导热均匀，导热快；另外，底漆层中的石墨烯还具有优异的机械性能，当其处于底漆层中配合坯体均匀的粗糙结构对整个不粘层形成有效的支撑，封闭层形成对石墨烯的有效保护，本发明与传统的氟碳涂料相比不粘层具有表面硬度高、耐腐蚀性能好，持久耐磨不粘性好，使用寿命长的优点，是一种更加环保、高效、综合性能优良的持久耐磨不粘层；本发明有效保障产品的牢固度及耐磨性。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (10)
1.一种烹饪器具，包括器具的坯体，以及涂覆于坯体表面的不粘层；其特征在于：所述不粘层包括与坯体一侧接触的底漆层，所述底漆层中均匀分布有片状石墨烯和/或石墨烯的衍生物。
2.如权利要求1所述的一种烹饪器具，其特征在于：用于形成底漆层的水性漆中石墨烯和/或石墨烯衍生物的质量分数为28%至32%。
3.如权利要求1所述的一种烹饪器具，其特征在于：所述坯体朝向不粘层的一侧具有均匀粗糙结构，粗糙度为3μm至5μm。
4.如权利要求1所述的一种烹饪器具，其特征在于：片状所述石墨烯和/或其衍生物径向宽度为5μm至20μm。
5.如权利要求1所述的一种烹饪器具，其特征在于：所述不粘层的厚度为50μm～60μm。
6.一种如权利要求1所述烹饪器具的制备方法，其特征在于：
包括以下步骤：
步骤一、粗糙烹饪器具坯体表面；
步骤二、将形成底漆层的含有石墨烯和/或石墨烯衍生物的水性漆喷涂坯体表面；
未经干燥的底漆层表面喷涂有封闭层；烘烤；
步骤三、封闭层表面依次喷涂中油层和面油层；烧成；
得具有目标不粘涂层的烹饪器具。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：清洗经过步骤一的烹饪器具后进行步骤二；
清洗的工艺步骤如下：
35℃至45℃碱溶液洗——两道常温清水洗——常温酸洗——常温清水洗——常温纯净水洗——150℃烘干。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤二中喷涂封闭层后烘烤的工艺条件是：
温度：150℃至180℃；
烘干时间为3min至5min。
9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：
步骤三中的烧成工艺：
烧成温度430℃，烧成时间3min至5min。
10.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：
步骤一通过喷砂粗糙烹饪器具坯体表面，坯体表面粗糙度为3μm至5μm。
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