CN114539857B - 改性底油、改性中油、复合涂层和炊具 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种改性底油、改性中油、复合涂层和炊具。其中，所述改性氟涂料包括氟涂料和分散在氟涂料中的氟化碳材料，所述氟化碳材料包括氟化石墨和/或氟化石墨烯，所述氟化碳材料中氟原子的质量分数为30％‑61％。根据本申请的改性氟涂料，能够使得形成的炊具持久不粘，具有较长的不粘寿命。

Description

改性底油、改性中油、复合涂层和炊具
技术领域
本申请涉及不粘技术领域，具体涉及一种改性底油、改性中油、复合涂层和炊具。
背景技术
现有技术中，通常会使用氟涂料在基材的表面进行喷涂而形成具有不粘效果的涂层。
氟涂料一般包括双体系的氟涂料和三体系的氟涂料。双体系的氟涂料由独立使用的底油和面油组合形成，通过在基材的表面上依次喷涂底油和面油而对应形成底油层和面油层；三体系的氟涂料由独立使用的底油、中油和面油组合形成，通过在基材的表面上依次喷涂底油、中油和面油而对应形成底油层、中油层和面油层。在使用过程中，无论是哪种体系的氟涂料形成的涂层，都主要是依靠外露的面油层起到不粘的作用，而底油层(中油层)的不粘性一般很差。在实际使用过程中，面油层易被划伤，一旦面油层被磨穿破坏，整个涂层的不粘性会急剧下降，因此，现有氟涂料形成的涂层持久不粘性较差从而使得不粘寿命变短。
发明内容
因此，本申请的目的在于提供一种改性氟涂料、改性底油、改性中油、复合涂层和炊具，以解决现有技术中的氟涂料形成的涂层持久不粘性较差，而导致不粘寿命较短的问题。
根据本申请的第一方面，提供一种改性氟涂料，所述改性氟涂料包括氟涂料和分散在所述氟涂料中的氟化碳材料，所述氟化碳材料包括氟化石墨和/或氟化石墨烯，所述氟化碳材料中氟原子的质量分数为30％-61％。
根据本申请的第二方面，提供一种改性底油，所述改性底油包括底油和分散在所述底油中的氟化碳材料，所述底油为氟涂料的底油，所述氟化碳材料包括氟化石墨和/或氟化石墨烯，所述氟化碳材料中氟原子的质量分数为30％-61％。
在实施例中，在所述改性底油中，基于所述改性底油的总重量，所述氟化碳材料的重量占所述改性底油的总重量的2％-5％。
在实施例中，所述氟化碳材料的粒径为25μm-40μm。
根据本申请的第三方面，提供一种改性中油，所述改性中油包括中油和分散在所述中油中的氟化碳材料，所述中油为氟涂料的中油，所述氟化碳材料包括氟化石墨和/或氟化石墨烯，所述氟化碳材料中氟原子的质量分数为30％-61％。
在实施例中，在所述改性中油中，基于所述改性中油的总重量，所述氟化碳材料的重量占所述改性中油的总重量的5％-15％。
在实施例中，所述氟化碳材料的粒径为5μm-25μm。
根据本申请的第四方面，提供一种复合涂层，所述复合涂层包括底油层和形成在所述底油层的表面上的面油层，所述底油层由改性底油形成，所述面油层由面油形成，所述改性底油包括底油和分散在所述底油中的氟化碳材料，所述氟化碳材料包括氟化石墨和/或氟化石墨烯，所述氟化碳材料中氟原子的质量分数为30％-61％。
在实施例中，所述复合涂层还包括形成在所述底油层和面油层之间的结合层，所述结合层由底油形成。
在实施例中，所述复合涂层还包括形成在所述底油层和面油层之间的中油层，所述中油层由改性中油形成，所述改性中油包括中油和分散在所述中油中的氟化碳材料，所述氟化碳材料包括氟化石墨和/或氟化石墨烯，所述氟化碳材料中氟原子的质量分数为30％-61％。
在实施例中，所述复合涂层还包括过渡层，所述过渡层包括第一过渡层和第二过渡层，所述第一过渡层和所述第二过渡层形成在所述底油层和所述中油层之间，所述第一过渡层由底油形成在所述底油层的表面上，所述第二过渡层由中油形成在所述第一过渡层的表面上，所述中油层形成在所述第二过渡层的表面上。
在实施例中，所述过渡层还包括形成在所述中油层和所述面油层之间的第三过渡层，所述第三过渡层由中油形成。
根据本申请的第五方面，提供一种炊具，所述炊具包括炊具本体以及形成在所述炊具本体表面上的上述所述的复合涂层。
在实施例中，所述炊具还包括形成在所述复合涂层和所述炊具本体之间的打底层，所述打底层由底油形成。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本申请的上述以及其他目的和特点将会变得更加清楚，在附图中：
图1是根据本申请实施例的炊具的结构示意图；
图2是根据本申请实施例的复合涂层的结构示意图。
具体实施方式
将在下文中更充分地描述本申请的发明构思。
氟化碳材料包括氟化石墨和氟化石墨烯，氟化石墨是由碳和氟直接反应生成的石墨层间化合物，因为其具有很低的表面自由能，热稳定性和化学稳定性较好，并且对于酸或碱的水溶液具有长时间的憎水性，极难润湿，与水的接触角为145°，甚至高于聚四氟乙烯与水的接触角。同时，氟化石墨高温稳定性好，耐温性可以达到450℃。因此，由于氟化石墨低的表面自由能和疏水效果，所以通过氟化石墨形成的涂层可以使其具有优异的不粘性能。
氟化石墨烯为二维片状氟化石墨，是石墨烯通过氟化将碳原子SP2杂化转变成SP3杂化，并保留了部分石墨烯的SP2结构。氟化石墨烯不仅保留了石墨烯二维平面结构的特性，而且氟碳键赋予其低表面能、强疏水性和高稳定性的特点，使得氟化石墨烯兼具石墨烯和特氟龙两种材料的结构和性能特点。因此，与石墨烯相比，氟化石墨烯具有更好的耐蚀性、耐磨性以及超疏水疏油性能。另外，其与氟化石墨相比，除了具有氟化石墨本身优异的低表面能和不粘性能外，还具有较好的强韧性。
发明人经研究发现，将氟化碳材料粉末添加至氟涂料中形成改性氟涂料，通过改性氟涂料喷涂形成复合涂层，能够实现持久不粘效果更好，不粘寿命较长的炊具。
另外，氟化碳材料粉末具有一定的硬度，使其均匀地分散在氟涂料中，不但能提升复合涂层的不粘效果，还能够加强复合涂层的硬度，使其不易被划伤。发明人还发现，可以先将合适粒度的氟化碳材料粉末分散在有机溶剂中，并以一定的比例与氟涂料混合，能够使得氟化碳材料粉末均匀分散在氟涂料中，从而形成不粘效果较好且体系稳定的改性氟涂料。
下面将结合示例性实施例，对本申请的发明构思进行详细的描述。
根据本申请的第一方面提供了一种改性氟涂料，所述改性氟涂料为液态涂料，并且可以包括氟涂料和分散在氟涂料中的氟化碳材料，所述氟化碳材料包括氟化石墨和/或氟化石墨烯，所述氟化碳材料中氟原子的质量分数为30％-61％。
根据本申请，氟化碳材料可以包括氟化石墨和氟化石墨烯中的至少一种，并且氟化石墨和氟化石墨烯的氟原子的质量分数均可以为30％-61％。当氟化碳材料中氟原子的质量分数小于30％时，不粘性能的提升效果较差；相反，当氟化石墨材料中氟原子的质量分数为30％-61％时，不粘性能的提升效果较为明显。并且，根据发明构思，氟化碳材料中的氟化程度(氟原子的质量分数)越高，其表面能越低，不粘性越好。根据本申请的示例性实施例，氟化碳材料中氟原子的质量分数可以为30％-40％、40％-50％、40％-61％、30％-50％或50％-61％，优选地，为40％-61％，更优选地，为50％-61％。
根据本申请，氟涂料可以包括双体系的氟涂料或者三体系的氟涂料。双体系的氟涂料由独立使用的底油和面油组合形成，三体系的氟涂料由独立使用的底油、中油和面油组合形成。可以对每种涂料进行改性，也可以根据实际需要对单一的涂料进行改性。
在实施例中，可以将氟化碳材料添加至底油或者中油中，通过将氟化碳材料添加至氟涂料的底油或者中油中，在面油层被破坏时，外露的底油层或者中油层可以继续作为不粘的涂层，并且氟化碳材料在450℃以下具有较好的热稳定性，耐热性能较好，通过此种材料形成的涂层，不会因长期受热而导致不粘性失效，因此，根据本申请的改性氟涂料，能够持久不粘，并且具有较长的不粘寿命。另外，氟化石墨和氟化石墨烯具有优异的疏水性能，可以减弱复合涂层被腐蚀介质的浸润程度，因此还可以加强涂层的耐腐蚀性。
在实施例中，氟化碳材料粉末的粒径可以为5μm-40μm。如果粉末粒径小于5μm，粉末粒径过小，制备工艺难度增加，如果粉末粒径大于40μm，粉末粒径过大，在涂料中不能均匀分散会影响后续喷涂的效果，并且导致涂层强度下降。优选的，氟化碳材料粉末的粒径可以为10μm-20μm。
根据本申请的第二方面提供了一种改性底油，所述改性底油为液态涂料，包括底油和分散在底油中的氟化碳材料，所述氟化碳材料包括氟化石墨和/或氟化石墨烯，所述氟化碳材料中氟原子的质量分数为30％-61％。
根据本申请，底油以重量份计，可以包括聚四氟乙烯树脂10重量份-20重量份，1-甲基-2-吡咯烷酮15重量份-25重量份，聚全氟乙烯-丙烯树脂1重量份-10重量份，2-二甲氨基乙醇1重量份-4重量份，炭黑1重量份-3重量份，水40重量份-45重量份。然而，底油的示例不限于此，本领域技术人员也可以在本申请的教导下，选择其他类型的氟涂料中底油作为本申请的底油。
根据本申请，氟化碳材料具有较低的表面能、较好的热稳定性以及一定的硬度，在底油中添加氟化碳材料而形成改性底油，通过改性底油形成的涂层不仅可以具有较好的初始不粘性，还具有良好的持久不粘性。
根据本申请，底油的不粘性较好，会影响底油层与基体以及与相邻涂层之间的结合力度，氟涂料的底油不仅需要与基体结合，还需要与面油或者中油结合，因此，在保证不粘性的前提条件下，需要削弱不粘对结合力度带来的影响，本申请可以通过改变氟化碳材料的添加粒度和添加比例或者设置结合层或者过渡层的方式来实现上述目的。
下面，将结合实施例来具体说明本申请的氟化碳材料的添加粒度、添加比例，对于设置结合层或者过渡层的方式将在后面的实施例中进行详细描述。
在实施例中，在底油中的氟化碳材料需要以“大粒径小比例”的方式添加。大粒径的颗粒会使底油表干后，底油层的表面存在小凸起，形成具有粗糙结构的底油层，由于与中油层或者面油层的接触面积增加，利于与中油或者面油结合，同时，由于氟化碳材料具有一定的硬度，大粒径的颗粒能够提高底油层的耐磨性，在一定程度上提升复合涂层的强度。在本申请的示例性实施例中，氟化碳材料的粒径可以为25μm-40μm，如果粒径低于25μm，底油表干后表面粗糙度较低，与中油结合强度会下降；粒径高于40μm，颗粒太大底油强度会下降。优选地，氟化碳材料的粒径可以为20μm-30μm。
小比例的添加量则可以减小对原底油体系的影响，包括对原底油的强度、与基材的结合力以及与面油的结合力等的影响，有助于与中油或者面油的连接。在本申请的示例性实施例中，在改性底油中，基于改性底油的总重量，氟化碳材料的重量占改性底油的总重量的2％-5％。氟化碳材料的重量占比低于2％，则底油的重量占比相对较多，持久不粘的改善效果较差；氟化碳材料的重量占比高于5％，则底油的重量占比相对较少，会影响底油与相邻涂料之间的结合力，导致改性氟涂料的成膜性较差。优选地，氟化碳材料的重量占改性底油的总重量的2％-3％。
根据本申请，通过选择合适粒度的氟化碳材料，以一定的比例添加至底油中而形成改性底油，通过改性底油形成的涂层，不仅具有较好的不粘性，还可以增加涂层的粗糙度，进而能够提高涂层的耐磨性，氟化石墨和氟化石墨烯具有优异的疏水性能，可以减弱涂层被腐蚀介质的浸润程度，因此还可以加强涂层的耐腐蚀性。因此，通过本申请的改性底油，不仅可以增加涂层的持久不粘性而获得较长的不粘寿命，还可以加强形成的涂层的耐腐蚀性和耐磨性。
在实施例中，改性底油可以通过将氟化碳材料直接添加到底油中而制备得到。根据本申请的优选实施例，为了使得氟化碳材料能够在底油中均匀分散，并且不影响底油自身的体系，可以先将氟化碳材料分散在有机溶剂中形成分散液，再将分散液添加至底油中来形成改性底油。根据本申请，有机溶剂可以包括异丙醇或者乙醇。然而，有机溶剂的示例不限于此，本领域技术人员还可以在本申请的教导下，选择其他合适的溶剂以使氟化碳材料能够在底油中均匀分散。
在本申请实施例中，每10g的氟化碳材料可以分散到90mL-110mL的溶剂中而形成分散液，然后可以将100mL分散液分散在200g的底油中。示例性的，可以先将氟化碳材料分散在乙醇中形成分散液，再将分散液添加至底油中，通过搅拌而形成改性底油，搅拌时间为10min-30min，搅拌速度为40r/min-90r/min。根据本申请的改性底油，氟化碳材料能够均匀地分散在底油中而形成改性底油，然后通过密封保存以待用。
根据本申请的第三方面提供了一种改性中油，所述改性中油为液态涂料，包括中油和分散在中油中的氟化碳材料，所述氟化碳材料包括氟化石墨和/或氟化石墨烯，所述氟化碳材料中氟原子的质量分数为30％-61％。
根据本申请的中油的成分以重量份计，可以包括聚四氟乙烯树脂35重量份-45重量份、二甘醇乙醚2重量份-10重量份、二甘醇一丁醚2重量份-5重量份、1-甲氧基-2-丙醇2重量份-10重量份、炭黑2重量份-5重量份和水25重量份-40重量份。然而，中油的示例不限于此，本领域技术人员也可以在本申请的教导下，选择现有技术中其他合适的中油作为本申请的中油。
根据本申请，氟涂料的中油主要起到调节颜色和不粘的作用，氟化碳材料在中油中需要以“小粒径大比例”的方式添加。底油层主要起耐磨和连接作用，中油层主要起不粘和着色的作用，喷涂厚度相对底油层较薄，在中油中添加的颗粒粒径太大，容易使整个涂层粗糙感变强，同时增加大孔隙，不利于涂层的结合牢度。而小比例添加则不利于提高中油层不粘效果。因此，根据本申请，在中油中需要以“小粒径大比例”的方式添加。
在改性中油中，基于改性中油的总重量，氟化碳材料粉末的重量占改性中油的总重量的5％-15％。氟化碳材料的重量占比低于5％，则中油的重量占比相对较多，持久不粘的改善效果较差；氟化碳材料的重量占比高于15％，则中油的重量占比相对较少，会影响中油与面油之间的结合力，导致涂层成膜性较差。另外，氟化碳材料粉末的粒径可以为5μm-25μm，如果粉末粒径低于5μm，在通过有机溶剂形成分散液，粉末过细容易飘散而导致粉末容易损失，原料利用率低。如果粉末粒径高于25μm，涂层表面过于粗糙，并且易增加大孔隙。
根据本申请，改性中油的制备方法可以参照上述改性底油的制备方法制备得到，在此不做赘述。当通过改性底油和改性中油来形成复合涂层时，在制备改性底油和改性中油的过程中，通过有机溶剂将底油和中油形成对应的分散液，尽量选择同一种有机溶剂进行分散，以利于中油和底油中自身体系的稳定。
根据本申请的第四方面提供了一种复合涂层。其中。复合涂层包括底油层和形成在底油层的表面上的面油层。其中，底油层由改性底油形成，面油层由面油形成，改性底油为液态涂料，包括底油和分散在底油中的氟化碳材料，其中，氟化碳材料包括氟化石墨和/或氟化石墨烯，氟化碳材料中氟原子的质量分数为30％-61％。
根据本申请的面油的成分以重量份计，可以包括聚四氟乙烯树脂35重量份-45重量份，水30重量份-45重量份，二甘醇乙醚2重量份-5重量份，甘油2重量份-5重量份，聚氧乙烯乙二醇烷基醚1重量份-10重量份。然而，中油的示例不限于此，本领域技术人员也可以在本申请的教导下，选择现有技术中其他合适的氟涂料的中油作为本申请的中油。
根据本申请，复合涂层200可以由改性涂料和面油共同形成，还可以在复合涂层200中增加由底油或者中油形成的结合层或者过渡层以使改性涂层之间以及与基材结合时具有较好的结合力。
下面将结合实施例来描述根据本申请的第一实施例的复合涂层200。
根据本申请，可以通过改性底油和面油在基材上形成复合涂层200，例如但不限于，在炊具本体100的表面上喷涂而对应形成底油层和面油层以作为复合涂层200。在本申请实施例中，由于改性底油中具有氟化碳材料，氟化碳材料可以使得由改性底油形成的底油层具有不粘的效果，但是，在具备不粘效果的同时，会使底油层和面油层以及底油层与基材100之间的结合力受到影响，因此需要喷涂结合层或者打底层以削弱氟化碳材料对结合力度的影响。
为了保证底油层和面油层之间的结合力，在实施例中，复合涂层200除了包括底油层和面油层之外，还包括形成在底油层和面油之间的结合层，结合层是由底油形成的。为了保证底油层与基材之间的结合力，复合涂层200还包括打底层，由底油形成在底油层和基材之间。根据本申请，结合层或者打底层的形成方式可以选择喷涂、淋涂或者刷涂，本申请并不限制结合层或者打底层的形成方式。
下面将结合实施例描述根据本申请的第二实施例的复合涂层200。
根据本申请，可以通过改性底油、改性中油和面油在炊具本体100的表面上喷涂而对应形成底油层、中油层和面油层以作为复合涂层200。氟化碳材料可以使得改性底油和改性中油具有不粘的效果，但是，在具备不粘效果的同时，会使其形成的涂层的结合力度受到影响，因此需要喷涂过渡层以削弱氟化碳材料对结合力度的影响。
为了保证复合涂层中各层之间的结合力，在实施例中，复合涂层除了包括底油层、中油层和面油层，还包括过渡层，过渡层包括第一过渡层和第二过渡层，第一过渡层和第二过渡层形成在底油层和中油层之间，第一过渡层由底油形成在底油层的表面上，第二过渡层由中油形成在第一过渡层的表面上，然后采用改性中油在第二过渡层的表面上喷涂而形成中油层。
在实施例中，过渡层还包括形成在中油层和面油层之间的第三过渡层，第三过渡层由中油形成在中油层的表面上，然后采用面油在中油层的表面上喷涂而形成面油层。
为了保证底油层与基材之间的结合力，复合涂层200还包括打底层，由底油形成在底油层和基材之间。
根据本申请的第五方面提供了一种炊具，如图1所示，所述炊具包括炊具本体100以及形成在炊具本体100的表面上的复合涂层200。所述复合涂层可以为上述各个实施例中提到的复合涂层200，因此具有上述复合涂层所有的有益效果，在此不做赘述。
图1和图2示出了根据本申请的炊具的结构示例。如图1和图2所示，炊具包括炊具本体100和形成在炊具本体的内表面上的复合涂层200。其中，复合涂层200可以包括依次形成在炊具本体100的内表面上的打底层201、底油层202、第一过渡层203、第二过渡层204、中油层205、第三过渡层206和面油层207。
根据本申请的示例性实施例的炊具，复合涂层可以通过以下方式制备得到，具体的，包括以下步骤：
步骤S101，采用底油并通过空气喷涂的方式在炊具本体的内表面上进行喷涂而形成打底层201，喷涂的厚度可以为5μm-10μm。
步骤S102，采用改性底油并通过空气喷涂的方式在打底层201的表面上进行喷涂而形成底油层202，喷涂的厚度可以为25μm-35μm。
步骤S103，在喷涂完底油层202之后，将具有底油层的锅具本体置于80℃-120℃的烘箱中烘干，烘干的时间为8min-12min，以使底油层充分表干。
步骤S104，待底油层202表干后，采用底油并通过空气喷涂的方式在底油层的表面上喷涂而形成第一过渡层203，第一过渡层203的喷涂厚度可以为5μm-10μm。
步骤S105，待第一过渡层203表干后，采用中油并通过空气喷涂的方式在第一过渡层的表面上喷涂而形成第二过渡层204，第二过渡层204的喷涂厚度可以为5μm-10μm。
步骤S106，待第二过渡层204表干后，采用改性中油并通过空气喷涂的方式在第二过渡层204的表面上喷涂而形成中油层205，中油层205的喷涂厚度可以为15μm-25μm。
步骤S107，待中油层205表干后，采用中油并通过空气喷涂的方式在中油层的表面上喷涂而形成第三过渡层206，第三过渡层的喷涂厚度5μm-10μm。
步骤S108，采用面油并通过空气喷涂的方式在第三过渡层206的表面上喷涂而形成面油层207，面油层207的厚度可以为15μm-25μm，主要暴露在外起到一定时间内的不粘的作用。
步骤S109，在喷涂完之后，对复合涂层进行烧结，烧结的温度为400℃-430℃，烧结的时间为4min-10min。
根据本申请，可以采用空气喷涂，然而，本申请的喷涂方式也可以采用刷涂、辊涂或者淋涂等。
在实施例中，空气喷涂的参数为：喷涂距离150mm-170mm；空气压力0.2MPa-0.4MPa；流量6L/min-10L/min。
下面将结合实施例对本申请进行详细说明，但是本申请的保护范围不局限于实施例。
实施例1
步骤S10，准备锅具本体，并对锅具本体的表面进行预处理。
步骤S20，准备底油，以重量百分比计，其底油的成分为聚四氟乙烯树脂20重量份，1-甲基-2-吡咯烷酮23重量份，聚全氟乙烯-丙烯树脂10重量份，2-二甲氨基乙醇4重量份，炭黑3重量份，水40重量份，采用底油并通过空气喷涂的方式在锅具本体的表面上喷涂而形成打底层，打底层的喷涂厚度8μm，空气喷涂的参数为喷涂距离150mm；空气压力0.3MPa；流量8L/min(以下各层的喷涂参数均以此喷涂参数进行)。
步骤S30，准备改性底油。
步骤S31，准备底油和氟原子的质量分数为30％并且粒径为25μm-30μm的氟化石墨烯，并将10g的氟化石墨烯分散在100mL的乙醇中而形成分散液，然后取100mL的分散液混合在200g的底油中并充分搅拌而形成改性底油。其中，底油的成分和本实施例步骤S20中的成分以及比例相同。
步骤S32，采用改性底油并通过空气喷涂的方式进行喷涂而形成底油层。底油层的喷涂厚度为30μm。
步骤S40，在喷涂完底油层之后，将具有底油层的锅具本体置于90℃的烘箱中烘干，烘干的时间为10min，以使底油层充分表干。
步骤S50，待底油层表干后，采用步骤S20中使用的底油并通过空气喷涂的方式在底油层的表面上喷涂而形成结合层，结合层的喷涂厚度8μm。
步骤S60，准备面油，其主要成分聚四氟乙烯树脂40重量份，水40重量份，二甘醇乙醚5重量份，甘油5重量份，聚氧乙烯乙二醇烷基醚10重量份，待结合层表干后，采用面油并通过空气喷涂的方式在结合层的表面上进行喷涂而形成面油层，面油层的喷涂厚度为20μm。
步骤S70，在喷涂完复合涂层之后，将锅具本体放在烧结炉中并置于410℃的温度范围内烧结6min，即可制得具有持久不粘寿命的锅具。
实施例2
通过下面的方法来制造根据实施例2的锅具。
步骤S10，准备锅具本体，并对锅具本体的表面进行预处理。
步骤S20，准备底油，其底油的成分为聚四氟乙烯树脂20重量份，1-甲基-2-吡咯烷酮23重量份，聚全氟乙烯-丙烯树脂10重量份，2-二甲氨基乙醇4重量份，炭黑3重量份，水40重量份，采用底油并通过空气喷涂的方式在锅具本体的表面上喷涂而形成打底层，打底层的喷涂厚度8μm，空气喷涂的参数为喷涂距离150mm；空气压力0.3MPa；流量8L/min(以下各层的喷涂参数均以此喷涂参数进行)。
步骤S30，准备改性底油。
步骤S31，准备底油和氟原子的质量分数为30％并且粒径为25μm-30μm的氟化石墨烯，并将10g的氟化石墨烯分散在100mL的乙醇中而形成分散液，然后取100mL分散液混合在200g的底油中并充分搅拌而形成改性底油。其中，底油的成分和本实施例步骤S20中的成分以及比例相同。
步骤S32，采用改性底油并通过空气喷涂的方式在打底层上进行喷涂而形成底油层，底油层的喷涂厚度为30μm。
步骤S40，在喷涂完底油层之后，将具有底油层的锅具本体置于90℃的烘箱中烘干，烘干的时间为10min，以使底油层充分表干。
步骤S50，待底油层表干后，采用本实施例步骤S20中使用的底油并通过空气喷涂的方式在底油层的表面上喷涂而形成第一过渡层，第一过渡层的喷涂厚度8μm。
步骤S60，准备中油，以重量百分比计，其主要成分为聚四氟乙烯树脂45重量份、二甘醇乙醚3重量份、二甘醇一丁醚3重量份、1-甲氧基-2-丙醇5重量份、炭黑5重量份和水39重量份，待第一过渡层表干后，采用中油并通过空气喷涂的方式在第一过渡层的表面上喷涂而形成第二过渡层，第二过渡层的喷涂厚度8μm。
步骤S70，准备改性中油。
步骤S71，准备中油和氟原子的质量分数为30％并且粒径为25μm-30μm的氟化石墨烯，并将10g的氟化石墨烯分散在100mL的乙醇中而形成分散液，然后取100mL的分散液混合在200g的中油中并充分搅拌而形成改性中油。其中，中油的成分和本实施例步骤S60中的成分以及比例相同。
步骤S72，采用改性中油并通过空气喷涂的方式进行喷涂而形成中油层。中油层的喷涂厚度为20μm。
步骤S80，待中油层表干后，采用步骤S60中的中油并通过空气喷涂的方式在中油层的表面上进行喷涂而形成第三过渡层，第三过渡层的喷涂厚度为8μm。
步骤S90，准备面油，其主要成分聚四氟乙烯树脂40重量份，水40重量份，二甘醇乙醚5重量份，甘油5重量份，聚氧乙烯乙二醇烷基醚10重量份，待第三过渡层表干后，采用面油并通过空气喷涂的方式在第三过渡层的表面上进行喷涂而形成面油层，面油层的喷涂厚度为20μm。
步骤S100，在喷涂完复合涂层之后，将锅具本体放在烧结炉中并置于410℃的温度范围内烧结6min，即可制得具有持久不粘寿命的锅具。
实施例3
除了在步骤S30中，采用氟原子的质量分数相同的氟化石墨代替氟化石墨烯来形成改性底油之外，采用与实施例1相同的方法制造实施例3的锅具。
实施例4
除了在步骤S30的步骤中，采用氟原子的质量分数均为30％的氟化石墨和氟化石墨烯并以1:1质量比混合形成的组合粉末代替氟化石墨烯来形成改性底油之外，采用与实施例1相同的方法制造实施例4的锅具。
实施例5
除了不形成结合层，直接采用面油在底油层的表面上形成面油层之外(即，不包括步骤S50)，采用与实施例1相同的方法制造实施例5的锅具。
实施例6
除了采用氟原子的质量分数为40％的氟化石墨烯来代替氟原子的质量分数为30％的氟化石墨烯来形成改性底油之外，采用与实施例1相同的方法制造实施例6的锅具。
实施例7
除了采用氟原子的质量分数为60％的氟化石墨烯来代替氟原子的质量分数为30％的氟化石墨烯来形成改性底油之外，采用与实施例1相同的方法制造实施例7的锅具。
对比例1
除了采用氟原子的质量分数为25％的氟化石墨烯来代替氟原子的质量分数为30％的氟化石墨烯来形成改性底油之外，采用与实施例1相同的方法制造对比例1的锅具。
对比例2
除了采用氟原子的质量分数为10％的氟化石墨烯来代替氟原子的质量分数为30％的氟化石墨烯来形成改性底油之外，采用与实施例1相同的方法制造对比例2的锅具。
对比例3
依次采用双体系的氟涂料并采用与实施例1相同的喷涂方式进行喷涂而形成厚度为66μm的涂层以制造得到对比例3的锅具。
对比例4
依次采用三体系的氟涂料并采用与实施例2相同的喷涂方式进行喷涂而形成厚度为102μm的涂层以制造得到对比例4的锅具。
表1本申请实施例以及对比例的参数
Figure GDA0003953060550000131
性能指标测试
(1)对上述所得锅具进行性能测试，具体性能测试方法如下：不粘测试方法：
①持久不粘性测试方法：GB/T32388-2015中持久不粘性试验方法，单位为次数，次数越高说明寿命越长，1000次评价一次不粘结果，记录到使用至Ⅲ级时的次数。
②耐盐水腐蚀测试方法：GB/T32388.3-2015中耐盐水腐蚀测试方法，记录涂层表面发生起皮、起泡、开裂、缩孔、侵蚀点等缺陷所使用的循环数，时间大于等于2循环，测试结果合格。小于2循环,则为不合格。
一个循环测试过程为：
将氯化钠溶液(5％)注入锅具中，使溶液达锅具的1/2高度以上，盖上盖子，在加热源上加热至沸腾。然后保持微沸，继续加热7h，煮沸过程中因蒸发损失的氯化钠溶液(5％)应及时补充蒸馏水，以保持原溶液高度不变。将锅具移离热源，在常温环境(23±2℃)下放置16h后，用清水洗净盐渍，并用软布吸干表面，立即进行目视检查。此过程即为1个循环。
表2本申请实施例以及对比例的性能测试数据
Figure GDA0003953060550000141
综上，由表1可以看出，实施例1、实施例6以及实施例7的区别在于氟化石墨烯中氟原子质量分数依次升高，在表2中，实施例1、实施例6以及实施例7的性能数据有较大的差异，基本可以看出，在30％-61％之间的氟化碳材料对氟涂料的持久不粘性能具有明显的优化效果，且在此范围内氟原子的质量分数越高，改性氟涂料的持久不粘性及耐蚀性越好。由表1可以看出，实施例5与实施例1的区别之处在于，实施例5中的底油层和面油层之间没有设置由底油形成的结合层，在表2中，实施例5中的涂层在持久不粘寿命测试9000次时就发生脱落现象，基本上可以说明有结合层的涂层体系比无结合层的涂层体系结合力更好。实施例5与对比例3的区别之处在于，实施例5在底油中增加了氟化碳材料，由表2可以看出，实施例5的持久不粘性以及耐腐蚀性有些许提升，说明通过设计氟化碳材料具有合适的粒度以及添加比例，能够在一定程度上，增加持久不粘性能，并且能够削弱对结合力度的影响。
常规氟涂料持久不粘效果刚刚能过国标要求(≥5000次)，根据本申请，将氟化碳材料添加至氟涂料中形成改性氟涂料，通过改性氟涂料形成的涂层具有较好的持久不粘性能，此外，由于涂层中氟化碳材料的疏水性，能够使得涂层还具有耐腐蚀的优点。
虽然上面已经详细描述了本申请的实施例，但本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，可对本申请的实施例做出各种修改和变型。但是应当理解，在本领域技术人员看来，这些修改和变型仍将落入权利要求所限定的本申请的实施例的精神和范围内。

Claims (9)

1.一种改性底油，其特征在于，所述改性底油包括底油和分散在所述底油中的氟化碳材料，所述底油为氟涂料的底油，所述氟化碳材料包括氟化石墨和/或氟化石墨烯，所述氟化碳材料中氟原子的质量分数为30％-61％，在所述改性底油中，基于所述改性底油的总重量，所述氟化碳材料的重量占所述改性底油的总重量的2％-5％，所述氟化碳材料的粒径为25μm-40μm。
2.一种改性中油，其特征在于，所述改性中油包括中油和分散在所述中油中的氟化碳材料，所述中油为氟涂料的中油，所述氟化碳材料包括氟化石墨和/或氟化石墨烯，所述氟化碳材料中氟原子的质量分数为30％-61％，在所述改性中油中，基于所述改性中油的总重量，所述氟化碳材料的重量占所述改性中油的总重量的5％-15％，所述氟化碳材料的粒径为5μm-25μm。
3.一种复合涂层，其特征在于，所述复合涂层包括底油层和形成在所述底油层的表面上的面油层，所述底油层由根据权利要求1所述的改性底油形成，所述面油层由面油形成。
4.根据权利要求3所述的复合涂层，其特征在于，所述复合涂层还包括形成在所述底油层和面油层之间的结合层，所述结合层由底油形成。
5.根据权利要求3所述的复合涂层，其特征在于，所述复合涂层还包括形成在所述底油层和面油层之间的中油层，所述中油层由根据权利要求2所述的改性中油形成。
6.根据权利要求5所述的复合涂层，其特征在于，所述复合涂层还包括过渡层，所述过渡层包括第一过渡层和第二过渡层，所述第一过渡层和所述第二过渡层形成在所述底油层和所述中油层之间，所述第一过渡层由底油形成在所述底油层的表面上，所述第二过渡层由中油形成在所述第一过渡层的表面上，所述中油层形成在所述第二过渡层的表面上。
7.根据权利要求6所述的复合涂层，其特征在于，所述过渡层还包括形成在所述中油层和所述面油层之间的第三过渡层，所述第三过渡层由中油形成。
8.一种炊具，其特征在于，所述炊具包括炊具本体以及形成在所述炊具本体表面上的根据权利要求3至7中任意一项所述的复合涂层。
9.根据权利要求8所述的炊具，其特征在于，所述炊具还包括形成在所述复合涂层和所述炊具本体之间的打底层，所述打底层由底油形成。
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