CN115873432A - 防异味涂料、防异味涂层、防异味器皿及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提供了防异味涂料、防异味涂层、防异味器皿及该器皿的制造方法。基于所述防异味涂料的总重量，所述防异味涂料包括98wt％至99.8wt％的水性纳米陶瓷材料和0.2wt％至0.7wt％的异辛酸铈以及可选的涂料添加剂，其中，基于所述水性纳米陶瓷材料的总重量，所述水性纳米陶瓷材料包括65wt％至90wt％的纳米无机硅溶胶。由所述防异味涂料形成的防异味涂层能够通过对气味分子进行分解来防止或减轻由气味分子导致的异味性问题。

Description

防异味涂料、防异味涂层、防异味器皿及其制造方法

技术领域

本发明构思涉及涂料/涂层领域，更具体地，涉及防异味涂料、防异味涂层、防异味器皿及该器皿的制造方法。

背景技术

在日常生活中，为了盛装液体，经常使用诸如杯、瓶、盆、桶、罐等的器皿。例如，人们常使用杯具来盛装诸如水、茶、咖啡、果汁等的各种液体。根据制作材料不同，可以将杯具大致分类为玻璃杯、塑料杯、陶瓷杯、金属杯等。各类杯具因其材质而各有优缺点，使用者可以根据使用需求进行选择。

目前，为了满足使用者的更进一步需求，还开发了具有诸如防烫、保温等功能的杯具。但是，这些已开发的功能并不能涵盖使用者的各方面需求。

例如，在实际使用的过程中，现有的杯具(不论是金属保温杯、陶瓷杯、还是玻璃杯)普遍存在异味性问题。例如，杯具使用前无异味，但在盛装果汁、咖啡、茶等气味较重的饮品后，杯具内的异味较重，影响使用。为应对杯具异味较重的问题，现有的解决方案是对已产生异味的杯具进行清洁，例如，采用白醋、橘子皮等各种物质进行清洗。这样的方案费时费力，且对异味的去除效果没有持续性，需要反复进行。

发明内容

本发明构思的实施例提供了一种防异味涂料，由该防异味涂料形成的防异味涂层能够通过对气味分子进行分解来防止或减轻由气味分子导致的异味性问题。

本发明构思的实施例提供了一种防异味涂层，该防异味涂层能够通过对气味分子进行分解来防止或减轻由气味分子导致的异味性问题。

本发明构思的实施例提供了一种防异味器皿，该防异味器皿具有能够通过对气味分子进行分解来防止或减轻由气味分子导致的异味性问题的防异味涂层。

本发明构思的实施例提供了一种制造防异味器皿的方法，由该方法制造的防异味器皿具有能够通过对气味分子进行分解来防止或减轻由气味分子导致的异味性问题的防异味涂层。

根据本发明构思的实施例的防异味涂料基于其总重量包括98wt％至99.8wt％的水性纳米陶瓷材料和0.2wt％至0.7wt％的异辛酸铈以及可选的涂料添加剂，其中，基于所述水性纳米陶瓷材料的总重量，所述水性纳米陶瓷材料包括65wt％至90wt％的纳米无机硅溶胶。

在实施例中，所述水性纳米陶瓷材料还包括成膜促进剂，并且所述纳米无机硅溶胶由纳米二氧化硅颗粒和水性溶剂形成，其中，基于所述水性纳米陶瓷材料的总重量，所述纳米二氧化硅颗粒的含量在25wt％至40wt％的范围内，所述水性溶剂的含量在40wt％至50wt％的范围内，并且所述成膜促进剂的含量在10wt％至25wt％的范围内。

在实施例中，所述防异味涂料由99.3wt％至99.8wt％的水性纳米陶瓷材料和0.2wt％至0.7wt％的异辛酸铈组成。

在实施例中，基于所述水性纳米陶瓷材料的总重量，所述水性纳米陶瓷材料还包括5wt％至20wt％的填料。

在实施例中，所述涂料添加剂包括流平剂和分散剂中的至少一种。

在实施例中，所述水性溶剂是水。

在实施例中，所述成膜促进剂是硅烷偶联剂。

在实施例中，所述填料是碳酸钙。

根据本发明构思的实施例的防异味涂层由上述的防异味涂料形成。

在实施例中，所述防异味涂层的厚度在20μm至40μm的范围内。

在实施例中，所述防异味涂层的表面粗糙度在10μm至20μm的范围内。

根据本发明构思的实施例的防异味器皿包括：基材，由金属材料形成；以及防异味涂层，设置在所述基材上，其中，所述防异味涂层为上述的防异味涂层。

根据本发明构思的实施例的制造防异味器皿的方法包括以下步骤：准备防异味涂料，所述防异味涂料为上述的防异味涂料；将所述防异味涂料喷涂在所述金属基材上；对喷涂在所述金属基材上的所述防异味涂料进行烘干，以在所述金属基材上形成初步防异味涂层；以及对形成在所述金属基材上的所述初步防异味涂层进行烧结，以在所述金属基材上形成所述防异味涂层。制造的防异味器皿包括所述金属基材和所述防异味涂层。

在实施例中，所述烘干的步骤在80℃至120℃的温度下执行，并且所述烧结的步骤在280℃至320℃的温度下执行。

在实施例中，所述方法还包括：在将所述防异味涂料喷涂在所述金属基材上之前，将所述金属基材加热到50℃至60℃。

附图说明

通过结合附图对实施例的描述，本发明构思的上述和/或其他特征和方面将变得清楚和易于理解。

图1是示出根据实施例的防异味器皿的剖面示意图。

图2是示出根据实施例的制造防异味器皿的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明构思的示例实施例。虽然在下文中描述了本发明构思的示例实施例，但应当理解的是，本发明构思可以以各种形式实现而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明构思的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在下文中，将参照附图详细地描述根据本发明构思的实施例。

图1是示出根据实施例的防异味器皿的剖面示意图。

参照图1，根据发明构思的实施例的防异味器皿1包括基材2。基材2是防异味器皿1的主体。在实施例中，如图1中所示，防异味器皿1可以杯具类器皿，即，防异味杯具。该防异味杯具可以包括基材2作为杯体。然而，本发明构思不限于此。例如，尽管未示出，但在一些实施例中，防异味器皿1可以是其他常见的各类器皿(诸如瓶、盆、桶、罐等)中的任一种。相应地，防异味器皿1的基材2可以形成为具有与器皿类型对应的形状，例如，瓶形状、盆形状、桶形状、罐形状等。

基材2可以由金属材料形成。在实施例中，金属材料可以是常见的用于形成器皿的金属材料(诸如，铁、铁合金、钛、钛合金等)中的一种或多种，并且可以根据器皿的具体用途和要求而被适当地选择。例如，当器皿是例如图1中示出的杯具时，金属材料可以是不锈钢，例如满足食品级要求的304不锈钢，但实施例不限于此。

在图1中，基材2被示出为具有单层结构，但实施例不限于此。例如，在一些实施例中，基材2可以具有包括多个层(例如，两个层)的多层结构(例如，双层结构)。具有双层结构的基材2可以具有例如其中两个金属层叠合并在它们之间形成真空的内部空间的结构，例如用于保温杯的具有真空夹层的双层杯体结构，但实施例不限于此。此外，尽管在图1中未示出，但应理解的是，还可以在基材2上一体地或单独地设置常见的用于器皿的其他功能性部件。例如，当防异味器皿1是杯具类器皿时，还可以在基材2上进一步设置或形成杯盖、杯柄等，但本发明构思不限于此。

参照图1，根据发明构思的实施例的防异味器皿1还包括防异味涂层3。防异味涂层3设置在基材2上。例如，防异味涂层3可以沿着基材2的表面共形地设置在基材2的至少一部分上。在实施例中，防异味涂层3可以直接设置在基材2上，并且可以与基材2的表面直接接触。如图1中所示，防异味器皿1可以是杯具类器皿，并且基材2可以是杯体。在该实施例中，防异味涂层3可以共形地设置在杯体的整个内表面(即，内侧壁和内底表面)上，但实施例不限于此。例如，在一些实施例中，根据实际需要，防异味涂层3可以仅设置在杯体的内表面的一部分上，例如，仅设置在杯体的内底表面和一部分内侧壁上。又例如，在另一些实施例中，根据实际需要，防异味涂层3可以延伸以设置在杯体的杯口部分处(例如，覆盖杯口部分)，并且还可以进一步延伸以设置在杯体的一部分外侧壁、杯体的整个外侧壁或者杯体的整个外表面上。尽管在此参照图1以杯具作为示例描述了防异味涂层3与基材2之间的设置关系，但应理解的是，这样的描述也适用于其中防异味器皿1为其他类型器皿的情况。

如上所述，防异味涂层3可以共形地设置在基材2的至少一部分上。换言之，防异味涂层3可以共形地覆盖基材2的表面的至少一部分。防异味涂层3可以在由其覆盖的区域中提供防异味器皿1的与外部物质(例如，液体)接触的接触表面。例如，在图1中，防异味涂层3覆盖基材2的整个内表面，并通过其暴露的表面(例如，外表面)来限定防异味器皿1的用于盛装液体的内部空间。当液体被盛装在该内部空间中时，液体可以与防异味涂层3的表面直接接触。

以杯具作为器皿的示例，其在日常生活中经常用于盛装茶、咖啡、果汁等的饮品。这些饮品含有能够刺激人的嗅觉和/或味觉的特定类型的有机分子(即，气味分子)，而人可以通过这些气味分子来感受这些饮品的风味。然而，在使用杯具盛装这些饮品之后，饮品中的气味分子会附着在杯具的壁上，并且难以通过简单的清水清洗(例如，清水冲洗)来去除(例如，彻底去除)。如此，气味分子会残留在杯壁上，并逐渐累积和/或进一步经历变质(例如，微生物分解变质等)，使杯具散发出令人感到不适的刺激性气味(即，异味)，进而导致杯具的异味性问题，并影响杯具的正常使用。现有的针对此类异味性问题的解决方案通常是采用例如白醋、橘子皮等各种物质来清洗已产生异味的杯具，但这样的方案费时费力，且其对异味的去除效果没有持续性，需要反复进行。

根据本发明构思的实施例，可以利用防异味涂层3来防止或减轻器皿的由于气味分子导致的异味性问题。

根据本发明构思的实施例的防异味涂层3可以由防异味涂料形成，并且根据本发明构思的实施例的防异味涂料可以包括水性纳米陶瓷材料(或称为“水性纳米陶瓷涂料”)和异辛酸铈。

防异味涂料可以包括异辛酸铈(分子式C₂₄H₄₅CeO₆，又称为“2-乙基己酸铈”)作为添加剂。根据本发明构思，异辛酸铈对气味分子(例如，饮品中含有的气味分子)具有良好的催化分解作用，因而具备防止或减轻上述异味性问题的能力。例如，异辛酸铈具备储氧和释氧能力，可以在常温条件(例如，室温)下将与其接触的气味分子催化分解以形成无臭无味的小分子物质。利用异辛酸铈的催化分解作用，可以去除残留在器皿壁上的气味分子或显著降低气味分子的残留量，因此，能够防止或减轻器皿因盛装气味较重的液体而导致的异味性问题，从而实现器皿的防异味。

防异味涂料可以包括水性纳米陶瓷材料作为主体成分(即，基体成分)。如在此使用的，“水性纳米陶瓷材料”是指一种主体成分为纳米无机硅溶胶(又称为“纳米硅溶胶”)并具有水性溶剂作为分散介质的涂料型材料，由其经历例如喷涂而形成的涂层具有类似陶瓷的质感，并适用于各种金属基材。水性纳米陶瓷涂料在经交联成膜后形成具有无机高分子交联结构的涂层，因此也可以被称为无机硅涂料。如在此使用的，“纳米无机硅溶胶”是指纳米级的二氧化硅颗粒均匀地分散于水性溶剂(例如，水)中形成的稳定分散体系，即，胶态溶液。

根据本发明构思的实施例，水性纳米陶瓷材料可以包括纳米级的二氧化硅颗粒、水性溶剂和成膜促进剂。纳米级的二氧化硅颗粒以纳米胶态颗粒的形式稳定地分散在水性溶剂中，以形成纳米(无机)硅溶胶。由二氧化硅颗粒形成的纳米胶态颗粒可以具有在10nm至20nm的粒径，但实施例不限于此。通常地，用于形成纳米(无机)硅溶胶的水性溶剂可以是水(例如，去离子水)，但其它具有与稍后将描述的成膜工艺(例如，烘干等)的操作温度相比而相当或较低的沸点的水性的溶剂也可以是适用的，只要其符合食品级要求即可。成膜促进剂可以帮助改善水性纳米陶瓷材料的涂料性能及相应的涂层性能，例如但不限于，二氧化硅颗粒的分散性和胶态化能力、涂料体系的稳定性和施工性、所形成涂层的均匀性和机械性能等。如在此使用的，成膜促进剂可以是硅烷偶联剂，但实施例不限于此。在一些实施例中，水性纳米陶瓷材料还可以包括填料，例如，诸如碳酸钙等的涂料用无机填料。

在一些实施例中，当水性纳米陶瓷材料由纳米二氧化硅颗粒、水性溶剂和成膜促进剂形成或组成时，基于水性纳米陶瓷材料的总重量，纳米二氧化硅颗粒的含量可以在25wt％至40wt％的范围内，水性溶剂的含量可以在40wt％至50wt％的范围内，并且成膜促进剂的含量可以在10wt％至25wt％的范围内。在另一些实施例中，当水性纳米陶瓷材料由纳米二氧化硅颗粒、水性溶剂、成膜促进剂和填料形成或组成时，基于水性纳米陶瓷材料的总重量，纳米二氧化硅颗粒的含量可以在25wt％至40wt％的范围内，水性溶剂的含量可以在40wt％至50wt％(可选地，40wt％至45wt％)的范围内，成膜促进剂的含量可以在10wt％至25wt％的范围内，并且填料的含量可以在5wt％至20wt％的范围内。此外，如上所述，纳米二氧化硅颗粒以纳米胶态颗粒的形式分散在水性溶剂中，从而形成纳米(无机)硅溶胶。因此，基于水性纳米陶瓷材料的总重量，水性纳米陶瓷材料可以包括含量在65wt％至90wt％的范围内的纳米(无机)硅溶胶。

当使用如上所述的水性纳米陶瓷材料作为主体成分时，可以有效地降低从防异味涂料到防异味涂层3的形成工艺中所使用的工艺温度。在采用传统陶瓷材料作为主体成分来形成涂层时，需要经历900℃左右的高温烧结过程，而这样的高烧结温度会导致异辛酸铈在涂层工艺过程中分解失效。与之相比，在使用如上所述的水性纳米陶瓷材料的情况下，可以在相对较低的温度(例如，低于异辛酸铈的热分解温度)下实现涂层的烧结，从而避免异辛酸铈受热分解，并确保异辛酸铈的有效性。根据本发明构思的实施例，可以在280℃至320℃的温度下进行由防异味涂料形成防异味涂层所经历的烧结工艺，因此，可以避免异辛酸铈因高温分解失效，从而确保所形成的防异味涂层中的异辛酸铈的有效性。

此外，因为异辛酸铈在水性纳米陶瓷材料(例如，纳米无机硅溶胶)中具有好的分散性以及随着涂层工艺进行而向表面富集的特性，所以当使用分别包括水性纳米陶瓷材料和异辛酸铈作为主体成分和添加剂的防异味涂料来形成防异味涂层时，异辛酸铈能够基本均匀地富集在防异味涂层的表面处及顶部中。同时，形成的防异味涂层可以通过异辛酸铈在表面处的富集而具有相对粗糙的表面(例如，具有增大的表面粗糙度Ra)。也就是说，由根据本发明构思的防异味涂料形成的防异味涂层可以具有异辛酸铈均匀地富集在其处的粗糙表面。因此，即使异辛酸铈的用量相对少，也可以确保异辛酸铈与气味分子的接触效率和接触效果，从而确保异辛酸铈对气味分子的催化分解作用，并实现防异味涂层的防异味效果。

防异味涂料可以基于其总重量而包括在0.2wt％至0.7wt％的范围内的异辛酸铈。也就是说，基于防异味涂料的总重量，异辛酸铈的含量可以在0.2wt％至0.7wt％的范围内。当异辛酸铈的含量小于0.2wt％时，由防异味涂料形成的防异味涂层可能由于异辛酸铈的量过低而无法表现出足够的防异味效果，同时也可能无法表现出足够的干燥特性(例如，涂层的底干和实干不足)。当异辛酸铈的含量大于0.7wt％时，则可能导致防异味涂层的外干过快，造成防异味涂层的柔韧性降低，并导致形成的防异味涂层出现起泡甚至开裂。例如，当形成的防异味涂层开裂时，气味分子可能通过裂纹进一步渗入到涂层中/下部而无法被异辛酸铈有效地催化分解，甚至累积在裂纹中而难以被清除。就此而言，可能导致防异味涂层的防异味效果失效。在本说明书中，术语“底干”是指涂层底部的干燥，术语“实干”是指涂层整体的干燥，术语“外干”是指涂层的顶部(或表面)的干燥。

在一些实施例中，基于防异味涂料的总重量，异辛酸铈的含量可以在0.3wt％至0.7wt％、0.4wt％至0.7wt％、0.5wt％至0.7wt％、0.6wt％至0.7wt％、0.2wt％至0.6wt％、0.2wt％至0.5wt％、0.2wt％至0.4wt％或0.2wt％至0.3wt％的范围内。此外，基于防异味涂料的总重量，异辛酸铈的含量还可以在0.3wt％至0.5wt％或0.4wt％至0.6wt％的范围内。此外，基于防异味涂料的总重量，异辛酸铈的含量还可以为0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％或0.7wt％。

根据本发明构思的实施例，基于防异味涂料的总重量，水性纳米陶瓷材料的含量可以在98wt％至99.8wt％的范围内。在一些实施例中，防异味涂料可以基于其总重量而包括除异辛酸铈之外的余量的水性纳米陶瓷材料。换言之，防异味涂料可以由水性纳米陶瓷材料和异辛酸铈组成。例如，当防异味涂料由水性纳米陶瓷材料和异辛酸铈组成时，基于防异味涂料的总重量，水性纳米陶瓷材料的含量可以在99.3wt％至99.8wt％的范围内。在一些实施例中，防异味涂料还可以进一步包括适当量(例如，余量)的其他合适的涂料添加剂，只要这样的涂料添加剂本身及其所带来的涂层工艺条件变化不影响异辛酸铈的有效性即可。在此情况下，防异味涂料中的水性纳米陶瓷材料的含量可以减少与前述其他涂料添加剂的添加量对应的量。也就是说，防异味涂料可以基于其总重量包括98wt％至99.8wt％的水性纳米陶瓷材料和0.2wt％至0.7wt％的异辛酸铈以及可选的涂料添加剂。在一些实施例中，进一步包括在防异味涂料中的涂料添加剂可以包括或可以是常见的可用于无机硅涂料的添加剂(诸如以流平剂、分散剂等为例)中的一种或多种。然而，本发明构思不限于此。

再次参照图1，在防异味涂料包括含量在98wt％至99.8wt％的范围内的水性纳米陶瓷材料作为主体成分，并且包括含量在0.2wt％至0.7wt％的范围内的异辛酸铈作为添加剂的情况下，由防异味涂料形成的防异味涂层3可以保持异辛酸铈对气味分子的(常温)催化分解作用的有效性，在涂层表面处及顶部中均匀地富集异辛酸铈，并且具有利于与气味分子接触的粗糙表面。因此，在常温条件下，防异味涂层3即可实现对与其接触的气味分子的催化分解，从而防止或减轻如上所述的由于气味分子导致的异味性问题，即，表现出良好的防异味效果。

在一些实施例中，防异味涂层3可以具有在20μm至40μm的范围内的厚度。此外，如上所述，防异味涂层3可以具有粗糙表面。例如，防异味涂层3可以具有在10μm至20μm的范围内的表面粗糙度Ra。

下面，将对根据本发明构思的实施例的制造防异味器皿的方法进行描述。

图2是示出根据实施例的制造防异味器皿的方法的流程示意图。

参照图2，可以准备防异味涂料(S10)。

首先，可以准备异辛酸铈，并且可以准备水性纳米陶瓷材料。在此准备的异辛酸铈可以市售的。例如，异辛酸铈可以参考CAS No.24593-34-8进行采购。在实施例中，可以通过准备纳米二氧化硅颗粒、水性溶剂和成膜促进剂以及可选的填料，然后将它们混合(例如，搅拌混合均匀)，来准备水性纳米陶瓷材料。基于水性纳米陶瓷材料的总重量，水性纳米陶瓷材料可以包括含量在25wt％至40wt％的范围内的纳米二氧化硅颗粒、含量在40wt％至50wt％的范围内的水性溶剂和含量在10wt％至25wt％的范围内的成膜促进剂。当水性纳米陶瓷材料还包括填料时，该填料的基于水性纳米陶瓷材料的总重量的含量可以在5wt％至20wt％的范围内。在此准备的纳米二氧化硅颗粒可以是市售的(例如，可以参考CASNo.14808-60-7进行采购)，并且其粒径范围可以以例如能够在水性溶液中稳定地形成具有10nm至20nm的粒径的纳米胶态颗粒为参考而适当地选择。在实施例中，水性溶剂可以是水。成膜促进剂可以是硅烷偶联剂。在实施例中，填料可以是无机填料，例如碳酸钙。经前述搅拌混合均匀之后，纳米二氧化硅颗粒在水性溶液(例如，水)中形成稳定分散的纳米胶态颗粒，从而形成纳米硅溶胶。在另一些实施例中，可以通过准备纳米硅溶胶，准备成膜促进剂和可选的填料，然后将纳米硅溶胶、成膜促进剂和可选的填料搅拌混合均匀，来准备水性纳米陶瓷材料。在此情况下，可以根据上述的纳米二氧化硅颗粒的含量与水性溶剂的含量之间的比率，通过采购市售的具有对应质量浓度的纳米硅溶胶来完成在此描述的纳米硅溶胶的准备。

接下来，可以将如上准备的异辛酸铈和水性纳米陶瓷材料混合，以形成防异味涂料。在防异味涂料中，基于防异味涂料的总重量，异辛酸铈的含量可以在0.2wt％至0.7wt％的范围内，水性纳米陶瓷材料的含量可以是余量。然而，本发明构思的实施例不限于此。例如，如上所述，防异味涂料还可以可选地包括适当量的其他合适的涂料添加剂(例如，流平剂和/或分散剂等)。也就是说，基于防异味涂料的总重量，水性纳米陶瓷材料的含量可以在98wt％至99.8wt％的范围内。

在实施例中，可以使用辊料机对异辛酸铈和水性纳米陶瓷材料进行混合。在此描述的“辊料机”是指带辊轮和料桶的搅拌混合装置。例如，可以将异辛酸铈和水性纳米陶瓷材料一起放入辊料机的料筒中，然后在300转/min至400转/min的转速下进行混合熟化7h至10h。在将异辛酸铈和水性纳米陶瓷材料混合熟化之后，获得防异味涂料。应理解的是，用于将异辛酸铈和水性纳米陶瓷材料混合的方法不限于此。

参照图2，可以准备基材(S11)。基材可以由金属材料形成。可以根据将要形成的器皿的类型而将基材预先形成为具有相应的形状。可以利用常见的金属加工工艺(诸如，冲压、铸造、切削等工艺)将基材形成为具有期望的形状和尺寸。此外，在此使用的基材可以与参照图1描述的基材2基本相同。

应理解的是，尽管在上文中以先后顺序描述了步骤S10和步骤S11，但应理解的是，步骤S10和步骤S11可以是彼此独立的步骤，因此，步骤S10和步骤S11可以以任意顺序执行或者可以同时执行。在完成步骤S10和步骤S11之后，可以使用由步骤S10获得的防异味涂料在通过步骤S11准备的基材上形成防异味涂层。

参照图2，可以将防异味涂料喷涂在基材上(S12)。

可选地，在喷涂之前，可以对基材进行表面处理，以促进防异味涂料在基材的表面上的形成。例如，在喷涂之前，可以对基材的表面进行清洗，以去除基材的表面上的杂质。此外，还可以对基材的表面进行抛光或砂光等，以改善基材的表面性质。然而，在此描述的各种表面处理仅是示例，而本发明构思不限于此。

可选地，在喷涂之前，还可以对基材进行加热。例如，可以将基材加热到50℃至60℃。通过加热基材，可以进一步提高基材与喷涂在其上的防异味涂料的结合力。例如，当基材被加热至具有在前述温度范围内的温度时，可以促进基材的金属原子与防异味涂料中的纳米无机硅溶胶的硅氧键的结合，从而可以提高涂料对基材的附着性。此外，还可以促进将形成的涂层与基材之间的结合性，从而避免例如涂层的起泡缺陷。在对基材进行表面处理的情况下，对基材进行加热的步骤可以在基材的表面处理之后，并且在防异味涂料的喷涂之前。

在实施例中，可以通过空气喷涂的方式，将由步骤S10获得的防异味涂料(例如，通过将水性纳米陶瓷材料和异辛酸铈混合熟化而获得的防异味涂料)喷涂在基材(例如，经过或未经表面处理和/或加热的基材)上。在此使用的空气喷涂的工艺参数可以为：喷枪口径0.8mm至1.5mm，喷涂压力0.2MPa至0.4MPa。喷涂中使用的防异味涂料的量可以根据将要形成的防异味涂层的期望厚度来确定。例如，在实施例中，喷涂中使用的防异味涂料的量可以对应于当最终形成厚度在20μm至40μm的范围内的防异味涂层时所需要的量。

参照图2，在步骤S12之后，可以对喷涂在基材上的防异味涂料进行烘干，以在基材上形成初步防异味涂层(S13)。在实施例中，可以将其上喷涂有防异味涂料的基材置于温度在80℃至120℃的范围内的环境中进行烘干10min至15min。在烘干过程中，防异味涂料可以自行流平。此外，在烘干过程中，包括在防异味涂料中的水性纳米陶瓷材料(例如，纳米无机硅溶胶)可以初步交联，并且包括在防异味涂料中的异辛酸铈可以朝向膜层表面初步富集。此外，如图1中所示，基材2可以具有大致竖直的表面(例如，大致竖直的侧壁)。在这种情况下，可以通过控制在步骤S12中喷涂在基材2的侧壁上的防异味涂料的量来防止或减轻流平过程中可能发生的涂层缺陷(例如，涂层厚度不均匀)。例如，在喷涂在基材的侧壁上的防异味涂料的量被控制为当最终形成厚度在20μm至40μm的范围内的防异味涂层时所需要的量的情况下，可以避免流平过程中可能发生的涂层缺陷，从而使防异味涂层能够稳定地且基本均匀地形成在基材的侧壁上。

参照图2，在步骤S13之后，可以对形成在基材上的初步防异味涂层进行烧结，以在基材上形成防异味涂层(S14)。在实施例中，可以将其上形成有初步防异味涂层的基材置于温度在280℃至320℃的范围内的环境中进行烧结10min至15min。在烧结过程中，水性纳米陶瓷材料中的纳米无机硅溶胶可以进一步交联，以形成具有无机高分子交联结构的膜层。由纳米无机硅溶胶交联形成的无机高分子膜层可以是最终形成的防异味涂层的主体(或基体)。在烧结过程中，包括在初步防异味涂层中的异辛酸铈可以进一步向表面富集，使得在初步防异味涂层的表面逐渐粗糙。在完成烧结之后，可以在基材上形成防异味涂层，从而获得防异味器皿。在形成的防异味涂层中，异辛酸铈可以由于在水性纳米陶瓷材料中的良好的分散性和向表面富集的特性而在防异味涂层的粗糙表面处及顶部中均匀地分布。

在实施例中，形成在基材上的防异味涂层的厚度可以在20μm至40μm的范围内。当防异味涂层的厚度在前述范围内时，形成的防异味涂层可以具有良好的耐久性，并且可以避免在烘干流平(见图2的步骤S13)中可能发生的涂层缺陷。此外，由于异辛酸铈向涂层表面的富集，形成的防异味涂层的表面可以是粗糙的。在实施例中，形成的防异味涂层的表面粗糙度Ra可以在10μm至20μm的范围内。当防异味涂层的表面粗糙度Ra在前述范围内时，可以促进富集在防异味涂层的表面处的异辛酸铈与气味分子的接触效率和效果，从而增强异辛酸铈对气味分子的催化分解效果。

一起参照图1和图2，通过上述工艺，可以在基材2上形成在其表面处及顶部中富集有异辛酸铈的防异味涂层3，从而获得防异味器皿1。在防异味器皿1盛装完气味较重的液体(诸如，以茶、咖啡、果汁等为例的饮品)，液体中的气味分子可能残留在防异味器皿1的内表面上。根据本发明构思的实施例，残留在防异味器皿1的内表面上的气味分子与防异味涂层3的表面直接接触，并因此与在防异味涂层3的表面处的异辛酸铈直接接触。因为异辛酸铈能够在室温条件下对与其接触的气味分子进行催化分解，所以在室温放置防异味器皿1的情况下，防异味涂层3中的异辛酸铈可以自行催化分解残留的气味分子，从而避免或减轻器皿的异味性问题。

下面，将结合具体的实施例和对比例来描述根据本发明构思的防异味涂料、防异味涂层、防异味器皿及其制造方法。

实施例和对比例

实施例1

按将形成的防异味涂料的总重量计，将0.5wt％的异辛酸铈(CAS No.24593-34-8)和余量的水性纳米陶瓷材料放入辊料机的料筒中，然后在300转/min的转速下混合熟化7h，从而获得防异味涂料。在此使用的水性纳米陶瓷材料基于其总重量包括40wt％的纳米二氧化硅颗粒(CAS No.14808-60-7)、40wt％的水、15wt％的硅烷偶联剂(KH-602)和5wt％的碳酸钙(D₅₀＝1.50μm)，并且可以经由将前述各组分均匀混合而获得。

准备基材，并将基材加热至50℃。在此使用的基材为由奥氏体304不锈钢制成的金属水杯(其剖面形状参照图1中的基材2)，且金属水杯的内部容积为350mL。

然后，通过空气喷涂将防异味涂料喷涂在经加热的基材的整个内表面上。在此使用的空气喷涂的工艺参数为：喷枪口径1mm，喷涂压力0.3MPa。

然后，在80℃的温度下对喷涂在基材上的防异味涂料进行烘干10min，以在基材上形成初步防异味涂层。

然后，在300℃的温度下对形成在基材上的初步防异味涂层进行烧结15min，以在基材上形成防异味涂层，从而获得防异味器皿。

在本实施例中，形成的防异味涂层具有40μm的厚度，并且具有约15μm的Ra。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：基于将形成的防异味涂料的总重量计的异辛酸铈的含量为0.2wt％，并且形成的防异味涂层具有约10μm的Ra。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于：基于将形成的防异味涂料的总重量计的异辛酸铈的含量为0.7wt％，并且形成的防异味涂层具有约20μm的Ra。

对比例1

本对比例使用金属水杯。该金属水杯具有基本光滑的内表面，并且与实施例1中使用的作为基材的金属水杯具有相同的材质、形状和尺寸。

防异味效果的测试和评价

样品准备：

将分别按照实施例1、实施例2、实施例3和对比例1获得的多个样品(即，防异味器皿或金属水杯)依次编为与实施例1、实施例2、实施例3和对比例1分别对应的四个样品组(如下面的表1中所示)，每个样品组包括7个样品，并且在每个样品组中，6个样品用作测试样品，1个样品留作空白样品。

之后，按照如下的防异味效果测试方法对各测试样品进行测试。

防异味效果的测试方法：

使用各样品组的测试样品来盛装测试液。这里使用的测试液为咖啡和茶水。对于每个样品组，在3个测试样品中冲泡咖啡，并且在剩余的3个样品中冲泡茶水。具体地，按照30g咖啡粉+300mL水的比例配制咖啡，并且按照5g茶叶+300mL水的比例配制茶水，其中，在此使用的水的温度均在95℃至100℃的范围内。

在各样品组的测试样品中盛装好对应的测试液之后，密封测试样品的杯口，然后在室温条件下放置8h。

之后，将测试样品中的测试液全部倒出，然后在室温条件下将测试样品敞口放置1h。

之后，将测试样品用清水冲洗，然后使用如下的防异味效果评价方法来评价各测试样品的测试液气味残留水平。

防异味效果的评价方法：

选择5名具有正常嗅觉的普通人作为气味评判员。

让各气味评判员从测试样品内部闻取与该测试样品对应的测试液的气味，并根据如下的标准评判测试样品的气味等级：等级I-无气味；等级II-有轻微气味；等级III-有强烈气味。其中，气味评判员在每测试一个测试样品之前均先闻取与该测试样品对应的样品组中的空白样品内部的气味。

记录各气味评判员对各测试样品的气味等级评判结果(其中，等级I记为1分，等级II记为2分，等级III记为3分)，然后针对每个样品组，分别就盛装相同测试液的3个测试样品的气味等级评判结果计算算术平均值(四舍五入取1位小数)，以作为该样品组对该测试液的最终气味等级评分。

按照上述评价方法对各样品组进行气味评价所获得的结果示出在下面的表1中。

[表1]

从表1中的测试结果可以看到，与对比例1的金属水杯相比，实施例1至实施例3的各防异味器皿在盛装测试液之后表现出测试液气味残留水平的降低或测试液残留气味的消除。因此，根据本发明构思的防异味涂料、由该涂料形成的防异味涂层、具有该防异味涂层的防异味器皿能够有效地防止或减轻器皿因盛装气味较重的液体而导致的异味性问题。

通过总结和回顾，本发明构思的实施例提供了一种包括水性纳米陶瓷材料和异辛酸铈的防异味涂料、通过该防异味涂料形成的防异味涂层、形成有该防异味涂层的防异味器皿以及它们的制造方法。根据本发明构思的防异味器皿可以在其防异味涂层的至少表面处富集有异辛酸铈，并且可以利用异辛酸铈在常温条件下对气味分子的催化分解作用来自行分解附着/残留在器皿壁上的气味分子，从而实现防异味效果。此外，与现有的异味去除方案相比，根据本发明构思的防异味器皿无需费时费力地进行清洗，同时还在防异味效果上具有良好的持续性。

虽然已经参照本发明的示例性实施例具体地示出并描述了本发明，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离如权利要求和它们的等同物所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在此做出形式和细节上的各种改变。应当仅以描述性的意义而不是出于限制的目的来考虑实施例。因此，本发明的范围不是由本发明的具体实施方式来限定，而是由权利要求书来限定，该范围内的所有差异将被解释为包括在本发明中。

Claims (15)

1.一种防异味涂料，其特征在于，

基于所述防异味涂料的总重量，所述防异味涂料包括98wt％至99.8wt％的水性纳米陶瓷材料和0.2wt％至0.7wt％的异辛酸铈以及可选的涂料添加剂，

其中，基于所述水性纳米陶瓷材料的总重量，所述水性纳米陶瓷材料包括65wt％至90wt％的纳米无机硅溶胶。

2.根据权利要求1所述的防异味涂料，其特征在于，所述水性纳米陶瓷材料还包括成膜促进剂，并且所述纳米无机硅溶胶由纳米二氧化硅颗粒和水性溶剂形成，

其中，基于所述水性纳米陶瓷材料的总重量，所述纳米二氧化硅颗粒的含量在25wt％至40wt％的范围内，所述水性溶剂的含量在40wt％至50wt％的范围内，并且所述成膜促进剂的含量在10wt％至25wt％的范围内。

3.根据权利要求1所述的防异味涂料，其特征在于，所述防异味涂料由99.3wt％至99.8wt％的水性纳米陶瓷材料和0.2wt％至0.7wt％的异辛酸铈组成。

4.根据权利要求2所述的防异味涂料，其特征在于，基于所述水性纳米陶瓷材料的总重量，所述水性纳米陶瓷材料还包括5wt％至20wt％的填料。

5.根据权利要求1所述的防异味涂料，其特征在于，所述涂料添加剂包括流平剂和分散剂中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的防异味涂料，其特征在于，所述水性溶剂是水。

7.根据权利要求2所述的防异味涂料，其特征在于，所述成膜促进剂是硅烷偶联剂。

8.根据权利要求4所述的防异味涂料，其特征在于，所述填料是碳酸钙。

9.一种防异味涂层，其特征在于，所述防异味涂层由根据权利要求1至8中的任一项所述的防异味涂料形成。

10.根据权利要求9所述的防异味涂层，其特征在于，所述防异味涂层的厚度在20μm至40μm的范围内。

11.根据权利要求9所述的防异味涂层，其特征在于，所述防异味涂层的表面粗糙度在10μm至20μm的范围内。

12.一种防异味器皿，其特征在于，所述防异味器皿包括：

基材，由金属材料形成；以及

防异味涂层，设置在所述基材上，

其中，所述防异味涂层为根据权利要求9至11中的任一项所述的防异味涂层。

13.一种制造防异味器皿的方法，其特征在于，所述防异味器皿包括金属基材和防异味涂层，所述方法包括以下步骤：

准备防异味涂料，所述防异味涂料为根据权利要求1至8中的任一项所述的防异味涂料；

将所述防异味涂料喷涂在所述金属基材上；

对喷涂在所述金属基材上的所述防异味涂料进行烘干，以在所述金属基材上形成初步防异味涂层；以及

对形成在所述金属基材上的所述初步防异味涂层进行烧结，以在所述金属基材上形成所述防异味涂层。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，

所述烘干的步骤在80℃至120℃的温度下执行，并且

所述烧结的步骤在280℃至320℃的温度下执行。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在将所述防异味涂料喷涂在所述金属基材上之前，将所述金属基材加热到50℃至60℃。

Images