CN115011176A - 一种抗菌复合材料、其制备方法和包括其的锅具 - Google Patents

Abstract

提供了一种抗菌复合材料、其制备方法和包括其的锅具。所述抗菌复合材料按重量百分比计包括3.3wt％‑14wt％的稀土元素氧化物、22wt％‑35wt％的粘结剂以及余量的陶瓷材料。通过利用本发明构思的抗菌复合材料形成的锅具具有优异的耐磨性能、不粘性能和抗菌效果，且抗菌寿命长。

Description

一种抗菌复合材料、其制备方法和包括其的锅具

技术领域

本发明涉及抗菌领域，更具体地，涉及一种抗菌复合材料、其制备方法和包括其的锅具。

背景技术

如今社会，随着人们生活水平的不断提高，厨具制品，尤其是锅具中具有单一功能的不粘涂层很难满足消费者对产品功能多样化的要求。

在现有技术中，不粘涂层与基材的附着力不够、耐磨性差、寿命较短等问题一直困扰着消费者和生产厂家。尤其是在电饭煲或炒锅等出现预约功能以后，在预约的这段时间里，食物在水分的作用下，会为细菌的生产提供有利环境。因此，为了提供抗菌性能，需要使用抗菌复合材料来制备锅具内表面的涂层。

而现有的抗菌复合材料主要分为两类，无机抗菌复合材料和有机抗菌复合材料，其中，无机抗菌复合材料分为金属离子(诸如铜、银、锌)抗菌和金属氧化物(诸如二氧化钛)光催化抗菌，有机抗菌复合材料包括香草醛或乙基香草醛类化合物、酰基苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双呱类、酚类等。应用最广泛的抗菌复合材料为金属离子抗菌复合材料。

然而，现有无机抗菌复合材料都是接触式抗菌，接触式抗菌存在随着离子溶出而导致的抗菌效果减弱直至消失的问题。

发明内容

因此，本领域技术人员一直致力于研究如何实现非接触式抗菌，从而解决抗菌效果减弱导致抗菌寿命短的问题。为此，本发明构思提供了一种抗菌复合材料、其制备方法和包括其的锅具，所述抗菌复合材料包含稀土元素氧化物，能够通过释放太赫兹波来实现非接触式抗菌杀菌的目的，解决现有抗菌复合材料适应场景少，抗菌寿命短的问题。

根据发明构思的示例性实施例的抗菌复合材料可以按重量百分比计包括3.3wt％-14wt％的稀土元素氧化物、22wt％-35wt％的粘结剂以及余量的陶瓷材料。使用重量百分比在上述范围的各个材料制备的抗菌复合材料具有优异且持久的抗菌性能、且由该抗菌复合材料形成的抗菌涂层硬度高且耐磨，抗菌效果和不粘效果佳。

根据发明构思的示例性实施例，稀土元素氧化物可以包括镧系元素以及钪和钇的氧化物中的至少一种；陶瓷材料可以包括氧化铝、氧化钛、亚氧化钛、钛酸亚铁、碳化钛、氮化钛、碳化硅和碳化钨中的至少一种；并且粘结剂可以包括诸如甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的至少一种。通过在上述材料中进行优选，可以获得抗菌性能和不粘性能更佳的抗菌复合材料。

根据发明构思的示例性实施例，稀土元素氧化物可以包括氧化镧和氧化钇中的至少一种；陶瓷材料可以包括亚氧化钛和钛酸亚铁中的至少一种；并且粘结剂可以包括甲基纤维素。使用优选的上述材料，可以获得综合性能更好的抗菌复合材料。

根据发明构思的示例性实施例，抗菌复合材料可以以粉末形式存在，以粉末形式存在的抗菌复合材料的粒度可以为200目-600目。使用上述粒度范围内的抗菌复合材料能够更好地进行热喷涂，从而形成更均匀的抗菌涂层。

根据发明构思的示例性实施例的制备抗菌复合材料的制备方法可以包括以下步骤：提供稀土元素氧化物粉末和陶瓷粉末；将稀土元素氧化物粉末、陶瓷粉末和粘结剂制备成浆料；将制得的浆料进行干燥、压坯和烧结；以及将制得的坯料在进行粉碎、研磨和筛分，以得到抗菌复合材料，其中，抗菌复合材料可以按重量百分比计包括3.3wt％-14wt％的稀土元素氧化物、22wt％-35wt％的粘结剂以及余量的陶瓷材料。使用重量百分比在上述范围的各个材料通过上述方法制备的抗菌复合材料具有优异且持久的抗菌性能、且由该抗菌复合材料形成的抗菌涂层硬度高且耐磨，抗菌效果和不粘效果佳。

根据发明构思的示例性实施例，所述浆料可以按重量百分比计包括3wt％-12wt％的稀土元素氧化物粉末、20wt％-30wt％的粘结剂、10wt％-15wt％的溶剂以及余量的陶瓷粉末。使用按照上述重量百分比配制的浆料，能够制备出具有期望的重量百分比的稀土氧化物、粘结剂和陶瓷土材料的抗菌复合材料。

根据发明构思的示例性实施例，稀土元素氧化物可以包括镧系元素以及钪和钇的氧化物中的至少一种；陶瓷材料可以包括氧化铝、氧化钛、亚氧化钛、钛酸亚铁、碳化钛、氮化钛、碳化硅和碳化钨中的至少一种；并且粘结剂可以包括诸如甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的至少一种。通过在上述材料中进行优选，可以获得抗菌性能和不粘性能更佳的抗菌复合材料。

根据发明构思的示例性实施例，在将制得的浆料进行干燥、压坯和烧结的步骤中，可以将浆料进行挤压脱水干燥，然后压制成型，接着在100℃-150℃下烧结30min-50min，然后在120min-200min内匀速升温至1100℃，保温60min-90min，最后自然冷却至室温。按照上述工艺参数进行烧结，能够获得质地等方面更佳的坯料。

根据发明构思的示例性实施例，稀土元素氧化物粉末的粒度可以为2000目-3000目，并且陶瓷粉末的粒度可以为500目-1500目。使用上述粒度范围内的稀土元素氧化物粉末和陶瓷粉末，能够制备出其中稀土氧化物粉末通过粘结剂围绕在陶瓷粉末周围的抗菌复合材料。

根据发明构思的示例性实施例的锅具包括：锅体；以及抗菌涂层，设置在锅体上的内表面上，并且包括上述抗菌复合材料。使用上述抗菌材料在锅体的内表面上形成抗菌涂层制备的锅具，具有优异的抗菌性能、涂层硬度高且耐磨、不粘效果佳。

通过发明构思的以上简要描述，可以提供一种包括稀土元素氧化物和陶瓷材料的抗菌复合材料以及包括由其制备的抗菌涂层的锅具。一方面，所述抗菌复合材料能够通过释放太赫兹波来实现非接触式抗菌杀菌的目的，适应场景广泛，抗菌寿命长，另一方面，由于包括陶瓷材料，因此，抗菌涂层硬度高且具有良好的耐磨效果，从而保证了抗菌涂层的寿命。尤其是当抗菌复合材料包括黑色陶瓷材料(亚氧化钛、钛酸亚铁)时，可以在更好地发挥抗菌效果的同时使涂层具有一定的不粘效果。

附图说明

提供附图以提供对本发明的进一步理解，附图构成说明书的一部分，并且与下面的具体实施方式一起用来解释本发明，但是不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术中的金属离子的接触式抗菌机理图；以及

图2是根据本发明的示例性实施例的抗菌复合材料的非接触式抗菌的机理图。

具体实施方式

现在，将在下文中结合示例性更充分地描述本发明构思，然而，本发明构思可以以许多不同的形式来实施且不应被解释为限于这里所阐述的实施例。相反，这些实施例被提供为使得本发明构思将是彻底的和完整的，并且将把本发明构思的范围充分地传递给本领域技术人员。

诸如锅具内表面的涂层通常具有单一的功能，诸如不粘效果，因此，为了使厨具内表面的涂层具有抗菌效果，申请号为201621219985.8的现有技术中提供了一种抗菌不粘锅具，在金属基体表面上依次形成了陶瓷底层和抗菌面层的两层涂层，能够提供锅具的不粘功能和抗菌功能，并且具有合适的硬度及耐磨性能。

然而，上述现有技术中的抗菌面层采用的是诸如载银、载锌或者氧化锌抗菌剂，实际上属于金属离子的接触式抗菌。下面参照图1以银离子(Ag⁺)为例来详细说明金属离子的接触式抗菌机理，抗菌涂层包括的抗菌银离子(Ag⁺)与空气中的细菌接触，破坏该细菌的细胞膜，使得细菌的组织液外流，细菌的酶蛋白产生凝固现象而让细菌失去活性，最终迫使该细菌的DNA合成受阻，且丧失分裂繁殖能力而死亡，银离子(Ag⁺)游离出细菌，从而达到抗菌的效果。然而，金属离子的接触式抗菌存在随着金属离子溶出而导致的抗菌效果减弱直至消失的问题。此外，上述现有技术是在锅具表面分别依次形成了陶瓷底层和抗菌面层两层的涂层，才使涂层具有抗菌和不粘的效果。采用两层喷涂会增加涂层厚度，增加工艺时间和成本。

针对以上技术问题，本发明构思提供了一种包括稀土氧化物和陶瓷材料的呈粉末的形式的抗菌复合材料，通过将该抗菌复合材料喷涂在锅具内表面形成了一种同时具有抗菌效果、不粘效果和耐磨特性的单层涂层，不仅能够保证形成的抗菌涂层具有长的抗菌寿命，而且缩短了工艺时间、降低了工艺成本。

下面将结合示例性实施例详细描述本发明构思。

根据发明构思的示例性实施例的抗菌复合材料可以包括稀土元素氧化物、粘结剂和陶瓷材料。

根据发明构思的示例性实施例，稀土元素氧化物可以包括镧系元素以及钪和钇共计17种的氧化物中的至少一种，诸如氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钷、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化铒、氧化铥、氧化镱、氧化镥、氧化钇和氧化钪中的至少一种，优选氧化镧和氧化钇。

根据发明构思的示例性实施例的抗菌复合材料由于包括上述稀土元素氧化物，因此能够实现非接触式抗菌，从而具有长的抗菌寿命。

下面参照图2来详细描述稀土元素氧化物的非接触式抗菌原理。稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f5d电子组态，因此具有丰富的电子能级和长寿命激发态。当稀土离子吸收外界能量较高的电磁波后，特别是红外线后，外层电子会被激发跃迁到高能级位置，由于电子能级处于亚稳态，会自发进行电子轨道跃迁，并释放出比红外光频率低的太赫兹电磁波，该过程可以反复进行。太赫兹波是指频率在0.1THz-10THz范围内的电磁波，波段覆盖有机体和生物大分子等物质的特征谱，太赫兹电磁波会使细菌的膜电位、极性分子结构发生改变，使微生物体(例如，细菌)内的蛋白质和生理活性物质发生变异，而丧失活力或者死亡，从而实现抗菌的目的。而由于稀土离子没有与细菌直接接触，与金属离子的接触式抗菌相比，稀土氧化物的非接触式抗菌可以具有更长的抗菌寿命。

根据发明构思的示例性实施例，陶瓷材料可以包括氧化铝、氧化钛、亚氧化钛、钛酸亚铁、碳化钛、氮化钛、碳化硅和碳化钨中的至少一种。陶瓷材料具有高硬度、耐腐蚀等优点，因此由包括陶瓷材料的抗菌复合材料制备的涂层可以具有耐刮擦特性，能够提供合适的硬度和耐磨性能，以适应表面经受擦洗的要求。

根据发明构思的示例性实施例陶瓷材料优选作为黑色陶瓷材料的亚氧化钛、钛酸亚铁。一方面黑色陶瓷材料具有更好的吸收各种光的作用，能够提高稀土元素的光—太赫兹波的转化效率，可以辅助稀土元素氧化物更好的发挥抗菌效果，另一方面作为黑色陶瓷材料的亚氧化钛和钛酸亚铁具有一定的非晶结构，表面能低于常规无机材料，且陶瓷材料经过热喷涂后变形量小，涂层孔隙率高，具有多孔储油的功能，因此还具有一定的不粘效果。

根据发明构思的示例性实施例的粘结剂可以将稀土元素氧化物粉末和陶瓷粉末很好地粘结在一起。粘结剂可以包括具有好的溶解性、一定的粘结性并且不具有挥发性的粘结剂，例如，纤维素类粘结剂。纤维素类粘结剂可以包括甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的至少一种，优选甲基纤维素。然而，本发明构思不限于此，也可以使用其他粘结剂，只要其具有好的溶解性和一定的粘结性并且不具有挥发性即可。

根据发明构思的示例性实施例的抗菌复合材料可以按重量百分比计包括3.3wt％-14wt％的稀土元素氧化物、22wt％-35wt％的粘结剂以及余量的陶瓷材料。如果稀土元素氧化物在抗菌复合材料中的重量占比低于3.3wt％，则达不到要求的抗菌效果；如果稀土元素氧化物在抗菌复合材料中的重量占比高于14wt％，会造成稀土元素氧化物的浪费，同时陶瓷材料在抗菌复合材料中的占比会减少，由抗菌复合材料制备的涂层的硬度会降低、不粘效果会变差。如果粘结剂在抗菌复合材料中的重量占比低于22wt％，则不能将稀土元素氧化物粉末和陶瓷粉末很好地粘结到一起，粘结性能不佳；如果粘结剂在抗菌复合材料中的重量占比高于35wt％，则会降低相同膜厚、面积涂层的抗菌效果，且多余的粘结剂会碳化后残留在涂层的孔隙中，降低涂层的孔隙率，从而导致不粘效果不佳。

以上，结合示例性实施例详细描述了根据本发明构思的抗菌复合材料。在下文中，将结合示例性实施例来详细描述本发明构思的抗菌复合材料的制备方法。

根据发明构思的示例性实施例的方法可以包括：提供稀土元素氧化物粉末和陶瓷粉末(步骤一)；将稀土元素氧化物粉末、陶瓷粉末和粘结剂制备成浆料(步骤二)；将制得的浆料进行干燥、压坯和烧结(步骤三)；以及将制得的坯料进行粉碎、研磨和筛分，以得到以粉末形式存在的抗菌复合材料(步骤四)。

根据发明构思的示例性实施例，稀土元素氧化物粉末的粒度为2000目-3000目，陶瓷粉末的粒度为500目-1500目。可以将稀土元素氧化物和陶瓷材料的原材料分别在粉碎机粉碎后，置于研磨机研磨，分别过筛符合上述粒度范围的稀土氧化物粉末和陶瓷粉末。这里，稀土元素氧化物可以包括镧系元素以及钪和钇的氧化物中的至少一种，诸如氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钷、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化铒、氧化铥、氧化镱、氧化镥、氧化钇和氧化钪中的至少一种，优选氧化镧和氧化钇中的至少一种。陶瓷材料可以包括氧化铝、氧化钛、亚氧化钛、钛酸亚铁、碳化钛、氮化钛、碳化硅和碳化钨中的至少一种，优选亚氧化钛和钛酸亚铁中的至少一种。

在准备好稀土氧化物粉末和陶瓷粉末之后，可以执行制浆工艺。

在制浆工艺中，按重量百分比依次将10wt％-15wt％的溶剂、20wt％-30wt％的粘结剂和步骤一制备的3wt％-12wt％的稀土氧化物粉末以及余量的陶瓷粉末称重置于搅拌机搅拌30分钟，得到浆料，备用。这里，粘结剂可以是甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的至少一种，优选甲基纤维素，并且溶剂可以是水。

在制备好浆料后，可以对浆料进行干燥、压坯和烧结。具体地，可以将步骤二得到的浆料进行挤压脱水干燥，然后压制成型，最后在高温炉进行烧结，烧结参数为100℃-150℃烧结30min-50min，然后在120min-200min内匀速升温至1100℃，保温60min-90min，最后自然冷却至室温。

之后，可以将制得的坯料再进行粉碎、研磨和筛分。具体地，将步骤三得到的坯料在粉碎机粉碎后，将其置于研磨机研磨，得到呈粉末的形式的抗菌复合材料。由于稀土氧化物粉末的粒度较小，而陶瓷粉末的粒度较大，在抗菌复合材料中，稀土氧化物粉末通过粘结剂围绕在陶瓷粉末周围。然后，可以对上述呈粉末形式的抗菌复合材料进行筛分，以获得不同粒度区间的粉末。

所制备的抗菌复合材料按重量百分比计包括3.3wt％-14wt％的稀土元素氧化物、22wt％-35wt％的粘结剂以及余量的陶瓷材料。

通过利用上面的工艺形成的呈粉末的形式的抗菌复合材料可以通过诸如喷涂工艺(例如，热喷涂工艺)的形成层的工艺被喷涂在基材的表面(例如，锅具内表面)上，以形成具有优异的抗菌性能、耐磨性能和不粘性能的抗菌涂层。以下，将结合示例性实施例来描述利用本发明构思的抗菌复合材料形成抗菌涂层方法。

根据发明构思的示例性实施例的锅具可以包括：锅体；以及抗菌涂层，设置在锅体的内表面上，并且包括上述抗菌复合材料。

制造根据本发明构思的锅具可以包括选择抗菌复合材料以及利用热喷涂工艺在锅体内表面上形成抗菌涂层。

这里使用的抗菌复合材料与上面描述的抗菌复合材料相同，因此，将不在进行赘述。

根据本发明构思的示例性实施例，以粉末形式存在的抗菌复合材料的粒度可以在200目-600目的范围内。当粒度小于200目时，易导致后续施工过程中的喷涂配套设备送粉管堵塞，造成生产不顺利；当粒径大于600目时，形成的粉末的强度差，合格率低，成本高，不利于生产生产控制。

在选择好抗菌复合材料后，可以利用热喷涂工艺在锅体的内表面上形成抗菌涂层，从而制造锅具。具体地，对锅体的内表面进行预处理，清洗—表面粗化，使得锅体的内表面具有Ra3-6μm的粗糙度；然后将选择好的抗菌复合材料采用热喷涂工艺喷涂到锅体的内表面，经过砂光、清洁后得到抗菌涂层。

上述热喷涂工艺优选为等离子喷涂，等离子喷涂包括以下步骤：1)基材表面预处理，清洗—表面粗化，以增强基材与抗菌涂层之间的结合力；2)将200目-600目的抗菌复合材料装入送粉器；3)开始试喷，观察粉末沉积情况，根据试喷效果调整喷枪移动速率以及样品杯胚的旋转速率，使喷涂层厚度均匀；4)参数调整好后开始正式喷涂样品。这里，送粉速度为20g/min-35g/min，喷涂距离为110mm-140mm，电弧电流为550A-650A，氢气压力为0.5MPa-0.7MPa，氢气流量为50L/h-150L/h，氩气压力为0.8MPa-1.2MPa，氩气流量为1000L/h-1500L/h。在以上参数下，枪口处形成的高压等离子焰流将抗菌复合材料加热至熔融，然后沉积在基材表面，形成抗菌涂层，涂层厚度可以为60μm-300μm，当涂层厚度小于60μm时，砂光容易露底，寿命不长，当涂层厚度大于-300μm时，应力大，浪费成本。

以上结合示例性实施例详细描述了本发明构思。本发明构思通过用稀土元素氧化物与陶瓷材料制备的复合抗菌材料通过热喷涂工艺在锅体内表面上形成一层物理抗菌涂层来制备了一种锅具，利用稀土元素的非接触式抗菌可以有效地保证锅具的抗菌寿命。形成抗菌涂层的抗菌复合材料中的陶瓷材料可以使锅具具有优异的耐磨性能和不粘效果。

以下，将结合具体实施例来详细描述本发明构思的有益效果。

实施例1

准备粒度为2500目的氧化镧粉末和粒度为1000目的亚氧化钛粉末。

按重量百分比依次将10wt％的水、20wt％的甲基纤维素和步骤一制备的10wt％的氧化镧粉末和余量的亚氧化钛粉末称重置于搅拌机搅拌30分钟，得到浆料，备用。

对上述制备好的浆料进行挤压脱水干燥，然后压制成型，最后在高温炉进行烧结，烧结参数为150℃烧结30min，然后在120min内匀速升温至1100℃，保温60min，最后自然冷却至室温。

将上述制得的坯料在粉碎机粉碎后，置于研磨机研磨，最后过筛得到呈粉末形式的粒度为200目-600目的抗菌复合材料。

所制备的抗菌复合材料按重量百分比计包括11.1wt％的稀土元素氧化物、22.2wt％的粘结剂以及余量的亚氧化钛陶瓷材料。

通过等离子体喷涂工艺利用上面得到的粒度为200目-600目的抗菌复合材料对铸铁锅体内壁进行热喷涂，从而得到其上形成有厚度为100μm的抗菌涂层。

上述等离子体喷涂工艺包括如下步骤：1)锅体内表面预处理，清洗—表面粗化，使其具有Ra3-6μm的粗糙度；2)将制备好的200目-600目的抗菌复合材料装入送粉器；3)开始试喷，观察粉末沉积情况，根据试喷效果调整喷枪移动速率以及样品杯胚的旋转速率，使涂层厚度均匀；4)参数调整好后开始正式喷涂样品。

这里，采用以下喷涂参数：送粉速度为25g/min；喷涂距离为110mm；电弧电流为650A；氢气压力为0.7MPa，氢气流量为80L/h；氩气压力为0.8MPa，氩气流量为1100L/h。

实施例2

除了使用按重量百分比计包括10wt％的水、20wt％的甲基纤维素、3wt％的氧化镧粉末和余量的亚氧化钛粉末的浆料之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造根据实施例2的锅具。

所制备的抗菌复合材料按重量百分比计包括3.3wt％的稀土元素氧化物、22.2wt％的粘结剂以及余量的亚氧化钛陶瓷材料。

实施例3

除了使用按重量百分比计包括10wt％的水、20wt％的甲基纤维素、12wt％的氧化镧粉末和余量的亚氧化钛粉末的浆料之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造根据实施例3的锅具。

所制备的抗菌复合材料按重量百分比计包括13.3wt％的稀土元素氧化物、22.2wt％的粘结剂以及余量的亚氧化钛陶瓷材料。

实施例4

除了采用氧化钇替代氧化镧之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造根据实施例4的锅具。

对比例1

除了抗菌材料仅为氧化镧之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造根据对比例1的锅具。

对比例2

除了抗菌材料仅为亚氧化钛之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造根据对比例1的锅具。

对比例3

除了使用按重量百分比计包括10wt％的水、20wt％的甲基纤维素、1wt％的氧化镧粉末和余量的亚氧化钛粉末的浆料之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造根据实施例3的锅具。

对比例4

除了使用按重量百分比计包括10wt％的水、20wt％的甲基纤维素、20wt％的氧化镧粉末和余量的亚氧化钛粉末的浆料之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造根据实施例4的锅具。

对比例5

利用实施例1中的氧化镧粉末和亚氧化钛粉末对铸铁锅体内表面顺序地进行热喷涂，从而得到其上形成有厚度为100μm的锅具。

通过以上实施例1-4和对比例1-5得到的锅具进行性能测试，参照JIS Z2801:2010中抗菌性测试，记录抗菌率。

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，500次评价一次不粘结果，记录到使用至Ⅲ级时的次数。

结果如表1中所示：

表1：

根据表1中的抗菌性测试结果和不粘持久性测试结果，证实根据实施例1-4的使用重量百分比在3％-12％范围内的稀土元素氧化物制备的抗菌涂层具有优异的抗菌性能和较好的不粘持久性。根据对比例3的使用重量百分比小于3％的稀土元素氧化物制备的抗菌涂层虽然具有好的不粘持久性，但是抗菌效果差，根据对比例4的使用大于12％的稀土元素氧化物制备的抗菌涂层，与实施例1-4的抗菌涂层相比，抗菌效果稍有变差且不粘持久性效果差。根据对比例1的仅使用稀土氧化物(氧化镧)制备的抗菌涂层，与实施例1-4制备的抗菌涂层相比，抗菌效果变化不明显且不具有不粘持久性。根据对比例2的仅使用黑色陶瓷材料(亚氧化钛)制备的抗菌涂层虽然具有最好的不粘持久性效果，但是抗菌性能最差。根据对比示例5制备的两层涂层打底层强度低、不粘持久性较差。

因此，根据本公开的实施例，通过使用稀土氧化物、粘结剂和陶瓷材料制备了一种呈粉末的形式的复合抗菌材料。该复合抗菌材料通过热喷涂的工艺形成在锅体的表面，从而制造了包括该抗菌材料的锅具。所述锅具具有优异的耐磨性能和不粘效果，同时具有优异的抗菌效果且抗菌寿命长，同时仅使用了一层抗菌涂层制备了具有上述性能的锅具，简化了生产工艺，提高了生产效率，降低了生产成本。

尽管已经参照以上的实施例描述了本发明，但是本领域技术人员或具有本领域常识的技术人员将理解的是，在不脱离权利要求中描述的本发明的精神和技术领域的情况下，可以对本发明进行各种修改和改变。因此，本发明的技术范围不应限于在说明书的具体实施方式中描述的内容，并且所要求保护的发明应由权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种抗菌复合材料，其特征在于，所述抗菌复合材料按重量百分比计包括3.3wt％-14wt％的稀土元素氧化物、22wt％-35wt％的粘结剂以及余量的陶瓷材料。

2.根据权利要求1所述的抗菌复合材料，其特征在于，稀土元素氧化物包括镧系元素以及钪和钇的氧化物中的至少一种；

陶瓷材料包括氧化铝、氧化钛、亚氧化钛、钛酸亚铁、碳化钛、氮化钛、碳化硅和碳化钨中的至少一种；并且

粘结剂包括甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的抗菌复合材料，其特征在于，稀土元素氧化物包括氧化镧和氧化钇中的至少一种；

陶瓷材料包括亚氧化钛和钛酸亚铁中的至少一种；并且

粘结剂包括甲基纤维素。

4.根据权利要求1所述的抗菌复合材料，其特征在于，抗菌复合材料以粉末形式存在，以粉末形式存在的抗菌复合材料的粒度为200目-600目。

5.一种制备抗菌复合材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

提供稀土元素氧化物粉末和陶瓷粉末；

将稀土元素氧化物粉末、陶瓷粉末和粘结剂制备成浆料；

将制得的浆料进行干燥、压坯和烧结；以及

将制得的坯料进行粉碎、研磨和筛分，以得到抗菌复合材料，

其中，所述抗菌复合材料按重量百分比计包括3.3wt％-14wt％的稀土元素氧化物、22wt％-35wt％的粘结剂以及余量的陶瓷材料。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述浆料按重量百分比计包括3wt％-12wt％的稀土元素氧化物粉末、20wt％-30wt％的粘结剂、10wt％-15wt％的溶剂以及余量的陶瓷粉末。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，稀土元素氧化物包括镧系元素以及钪和钇的氧化物中的至少一种；

陶瓷材料包括氧化铝、氧化钛、亚氧化钛、钛酸亚铁、碳化钛、氮化钛、碳化硅和碳化钨中的至少一种；并且

粘结剂包括甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的至少一种。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在将制得的浆料进行干燥、压坯和烧结的步骤中，将浆料进行挤压脱水干燥，然后压制成型，接着在100℃-150℃下烧结30min-50min，然后在120min-200min内匀速升温至1100℃，保温60min-90min，最后自然冷却至室温。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，稀土元素氧化物粉末的粒度为2000目-3000目，并且陶瓷粉末的粒度为500目-1500目。

10.一种锅具，其特征在于，所述锅具包括：

锅体；以及

抗菌涂层，设置在锅体的内表面上，并且包括根据权利要求1-4中的任一项所述的抗菌复合材料。

Images