CN116218107A - 一种不粘薄膜的制备方法、不粘薄膜与烹饪器具 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及炊具技术领域，尤其涉及一种不粘薄膜的制备方法、不粘薄膜与烹饪器具，包括：将质量占比80％～90％粉末材料与质量占比10％～20％液态烃类溶剂混合后搅拌均匀，得到复合材料；其中，粉末材料包括质量占比60％～90％的聚四氟乙烯、质量占比0％～5％的聚醚醚酮、质量占比0％～5％的聚酰亚胺、质量占比0％～5％的乙烯‑四氟乙烯共聚物及余量的助剂。本申请的不粘薄膜制备方法，复合材料采用压延工艺可形成厚度均匀的不粘薄膜，无需常规的雾化喷涂和高温烧结等工艺，对环境无污染；且复合材料中聚四氟乙烯表面张力小，聚醚醚酮可做耐磨成分、聚酰亚胺可做粘结树脂成分、乙烯‑四氟乙烯共聚物可做表面改性成分，进而由此复合材料制备的不粘薄膜兼具不粘、抗拉强度高与耐磨性好的优点。
Description
【技术领域】
本申请涉及炊具技术领域，尤其涉及一种不粘薄膜的制备方法、不粘薄膜与烹饪器具。
【背景技术】
在传统炊具行业中，为了实现产品食物不粘性，多采用雾化喷涂和高温固化工序在锅体的表面喷涂以氟碳树脂和硅氧烷溶胶缩聚物为原料不粘性的化学涂料以形成不粘薄膜，但雾化喷涂和高温固化工序存在明显环境污染问题；并且制备出的不粘薄膜存在厚度不均匀、达不到所需性能等缺陷。因此寻找一种能够替代常规雾化喷涂的不粘薄膜的制备方法成了行业的技术难题。
【发明内容】
鉴于此，本申请提供一种不粘薄膜的制备方法、不粘薄膜与烹饪器具，复合材料以压延工艺可形成具有良好的机械性能，且厚度均匀的不粘薄膜。
第一方面，本申请提供一种不粘薄膜的制备方法，所述制备方法包括：
将质量占比为80％～90％的粉末材料与质量占比为10％～20％的液态烃类溶剂混合后搅拌均匀，得到复合材料；其中，所述粉末材料包括质量占比为60％～90％的聚四氟乙烯、质量占比为0％～5％的聚醚醚酮、质量占比为0％～5％的聚酰亚胺、质量占比为0％～5％的乙烯-四氟乙烯共聚物及余量的助剂；
所述复合材料固化后压延成型，得到不粘薄膜。
结合第一方面，所述不粘薄膜的制备方法具有如下特征中的至少一者：
(1)所述聚四氟乙烯粉末的粒径为30μm～70μm；
(2)所述聚醚醚酮粉末的粒径为15μm～50μm；
(3)所述聚酰亚胺粉末的粒径为30μm～75μm；
(4)所述乙烯-四氟乙烯共聚物粉末的粒径为30μm～70μm；
(5)所述助剂的粒径为1μm～5μm；
(5)所述助剂包括填料和/或增强剂；
(6)所述填料包括但不限于氧化硅粉末、氧化铝粉末、钛白粉粉末、炭黑粉末中的一种或多种；
(7)所述增强剂包括但不限于可溶性聚四氟乙烯粉末、石墨烯粉末、氟化石墨烯粉末、氟化石墨粉末中的一种或多种；
(8)所述液态烃类溶剂包括但不限于乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁烯、丁烷、碳氢化合物、硫化合物中的一种或多种。
结合第一方面，所述不粘薄膜的制备方法具有如下特征中的至少一者：
(1)所述搅拌的速度为3000rpm～5000rpm；
(2)所述搅拌的时间为30min～60min；
(3)所述固化的温度为40℃～70℃；
(4)所述固化的时间为2h～4h。
结合第一方面，所述不粘薄膜的制备方法还包括过筛工序：
将固化后的所述复合材料经750μm～1500μm的滤网过滤筛选。
结合第一方面，所述压延成型包括如下步骤：
对所述过筛工序后的所述复合材料进行预压得到不粘胚体；
对所述不粘胚体进行推压形成不粘棒材；
对所述不粘棒材进行压延形成不粘基带；
对所述不粘基带进行纵向拉伸得到第一不粘膜体；
对所述第一不粘膜体进行横向拉伸得到第二不粘膜体；
对所述第二不粘膜体进行烧结处理，得到所述不粘薄膜。
结合第一方面，所述不粘薄膜的制备方法具有如下特征中的至少一者：
(1)所述预压的作用力为20MPa～50MPa；
(2)所述推压的温度为40℃～60℃；
(3)所述推压的作用力为40MPa～80MPa；
(4)所述压延的温度为50℃～80℃；
(5)所述压延的作用力为80MPa～120MPa；
(6)所述纵向拉伸的拉伸倍率为5～10；
(7)所述纵向拉伸的温度为180℃～200℃；
(8)所述纵向拉伸的速度为10m/min～30m/min；
(9)所述横向拉伸的拉伸倍率为15～20；
(10)所述横向拉伸的温度为130℃～150℃；
(11)所述横向拉伸的速度为5m/min～7m/min；
(12)所述烧结处理的温度为350℃～400℃；
(13)所述烧结处理的时间为30min～60min。
结合第一方面，所述不粘薄膜的制备方法还包括表面改性工序：
对所述不粘薄膜的至少部表面进行等离子蚀刻和/或化学腐蚀和/或电晕处理，得到具有表面改性层的不粘薄膜。
结合第一方面，所述不粘薄膜的制备方法具有如下特征中的至少一者：
(1)所述不粘薄膜的厚度为50μm～100μm；
(2)所述不粘薄膜的孔径≤3μm；
(3)所述不粘薄膜的表面张力为20mN/m～45mN/m；
(4)所述不粘薄膜的抗拉强度为25N/mm2～35N/mm2；
(5)所述不粘薄膜的断裂伸长率为150％～300％。
第二方面，本申请提供一种不粘薄膜，所述不粘薄膜由第一方面任一项所述不粘薄膜的制备方法制成。
第三方面，一种烹饪器具，所述烹饪器具包括锅体与第二方面所述的不粘薄膜，其中，所述锅体与所述不粘薄膜通过热压工艺结合。
采用上述技术方案后，有益效果是：
本申请的不粘薄膜制备方法，对复合材料采用压延工艺可形成厚度均匀的不粘薄膜，无需常规薄膜所使用的雾化喷涂和高温烧结等工艺，对环境无污染；且复合材料中聚四氟乙烯表面张力小，聚醚醚酮可做耐磨成分、聚酰亚胺可做粘结树脂成分、乙烯-四氟乙烯共聚物可做表面改性成分，进而由此复合材料制备的不粘薄膜兼具不粘、抗拉强度高与耐磨性好的优点。
【附图说明】
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请提供的不粘薄膜的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在传统炊具行业中，为了实现产品食物不粘性，多采用雾化喷涂和高温固化工序在锅体的表面喷涂以氟碳树脂和硅氧烷溶胶缩聚物为原料不粘性的化学涂料以形成不粘薄膜，但雾化喷涂和高温固化工序存在明显环境污染问题；并且制备出的不粘薄膜存在厚度不均匀、达不到所需性能等缺陷。因此寻找一种能够替代常规雾化喷涂的不粘薄膜的制备方法成了行业的技术难题。
鉴于此，本申请提供一种不粘薄膜的制备方法，制备方法包括：
将质量占比为80％～90％的粉末材料与质量占比为10％～20％的液态烃类溶剂混合后搅拌均匀，得到复合材料；其中，粉末材料包括质量占比为60％～90％的聚四氟乙烯、质量占比为0％～5％的聚醚醚酮、质量占比为0％～5％的聚酰亚胺、质量占比为0％～5％的乙烯-四氟乙烯共聚物及余量的助剂。
复合材料固化后压延成型，得到不粘薄膜。
上述不粘薄膜的制备方法中，对复合材料采用压延工艺可形成厚度均匀的不粘薄膜，无需常规薄膜所使用的雾化喷涂和高温烧结等工艺，对环境无污染；且复合材料中聚四氟乙烯表面张力小，聚醚醚酮可做耐磨成分、聚酰亚胺可做粘结树脂成分、乙烯-四氟乙烯共聚物可做表面改性成分，进而由此复合材料制备的不粘薄膜兼具不粘、抗拉强度高与耐磨性好的优点。
图1为本申请提供的不粘薄膜的制备方法的流程图，如图1所示，以下结合具体实施例进行阐述：
步骤S10，将质量占比为80％～90％的粉末材料与质量占比为10％～20％的液态烃类溶剂混合后搅拌均匀，得到复合材料；其中，粉末材料包括质量占比为60％～90％的聚四氟乙烯、质量占比为0％～5％的聚醚醚酮、质量占比为0％～5％的聚酰亚胺、质量占比为0％～5％的乙烯-四氟乙烯共聚物及余量的助剂。
步骤S20，复合材料固化后压延成型，得到不粘薄膜。
在步骤S10中，复合材料所使用的聚四氟乙烯是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有如下具有优良的物理性能：耐高温，其工作温度可达250℃；耐低温，具有良好的机械韧性，即使温度下降到-196℃，也可保持5％的伸长率；耐腐蚀，对大多数化学药品和溶剂，表现出惰性、能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂；高润滑，摩擦系数极低。不粘附，具有极小的表面张力，不粘性好；无毒害，具有生理惰性，进入人体无不良反应。可以理解的，采用聚四氟乙烯作为主材料，可以使得不粘薄膜兼具优良的化学稳定性与耐腐蚀性。
聚四氟乙烯粉末在复合材料中的质量占比为60％～90％，可选的，聚四氟乙烯粉末在复合材料中的质量占比具体可以为60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％等，也可以为范围内的其它数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若聚四氟乙烯粉末在复合材料中的质量占比过大，制备的不粘薄膜的表面张力过小，薄膜不粘性好，但不粘薄膜与锅体的结合力变差，不粘薄膜在使用过程中容易脱离，影响烹饪器具的使用寿命；若聚四氟乙烯粉末在复合材料中的质量占比过小，制备的不粘薄膜的表面张力过大，不粘薄膜的不粘性能下降，影响烹饪器具的使用体验。
聚四氟乙烯粉末的粒径为30μm～70μm，可选的，聚四氟乙烯粉末的粒径具体可以为30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm等，也可以为范围内的其它数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若聚四氟乙烯粉末的粒径过大，制备出的不粘薄膜的孔径过大，烹饪器具在使用过程中，过大的孔径容易形成食物残留；若聚四氟乙烯粉末的粒径过小，复合材料的混料过程中，聚四氟乙烯粉末难以分散，导致与其它材料混合不均匀，制备的复合材料不符合使用要求。
复合材料所使用的聚醚醚酮粉末具有优良的刚性，进而耐摩擦性能好，可以理解的，采用含有聚醚醚酮粉末的复合材料制备不粘薄膜，不粘薄膜的耐磨性能优良，不粘薄膜在烹饪器具的使用过程中不易被破坏，延长烹饪器具的使用寿命。
聚醚醚酮粉末在复合材料中的质量占比为0％～5％，可选的，聚醚醚酮粉末在复合材料中的质量占比具体可以为0％、0.01％、1％、2％、3％、4％、5％等，也可以为范围内的其它数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若聚醚醚酮粉末在复合材料中的质量占比过大，制备出的不粘薄膜的表面张力过大，影响不粘薄膜的不粘性能，且刚性过大的聚醚醚酮粉末会影响不粘薄膜断裂伸长率，断裂伸长率指不粘薄膜受外力作用至拉断时，拉伸后的伸长长度与拉伸前长度的比值，可以理解的，聚醚醚酮粉末占比过大，不粘薄膜的断裂伸长率下降，不粘薄膜在制备过程中容易发生撕裂。
聚醚醚酮粉末的粒径为15μm～50μm，可选的，聚醚醚酮粉末的粒径具体可以为15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm等，也可以为范围内的其它数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若聚醚醚酮粉末的粒径过大，制备出的不粘薄膜的孔径过大，烹饪器具在使用过程中，过大的孔径容易形成食物残留；若聚醚醚酮粉末的粒径过小，不能达到增强不粘薄膜的耐磨性能的作用，且复合材料的混料过程中，聚醚醚酮粉末难以分散，导致与其它材料混合不均匀，制备的复合材料不符合使用要求。
复合材料所使用的聚酰亚胺粉末可作粘结树脂成分将复合材料中的其它粉末材料进行粘结，且聚酰亚胺具有耐高温的性能。可以理解的，通过聚酰亚胺将复合材料中的其它粉末材料粘结，即可采用压延工艺制备不粘薄膜，无需采用喷涂工艺，进而减少对环境的污染；并且在高温条件下，聚酰亚胺的粘结性能也不会下降，保证不粘薄膜的使用寿命。
聚酰亚胺粉末在复合材料中的质量占比为0％～5％，可选的，聚酰亚胺粉末在复合材料中的质量占比具体可以为0％、0.01％、1％、2％、3％、4％、5％等，也可以为范围内的其它数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若聚酰亚胺粉末在复合材料中的质量占比过大，制备出的不粘薄膜的表面张力过大，影响不粘薄膜的不粘性能，且会影响不粘薄膜断裂伸长率，断裂伸长率指不粘薄膜受外力作用至拉断时，拉伸后的伸长长度与拉伸前长度的比值，可以理解的，聚酰亚胺粉末占比过大，不粘薄膜的断裂伸长率下降，不粘薄膜在制备过程中容易发生撕裂。
聚酰亚胺粉末的粒径为30μm～75μm，可选的，聚酰亚胺粉末的粒径具体可以为30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm等，也可以为范围内的其它数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若聚酰亚胺粉末的粒径过大，制备出的不粘薄膜的孔径过大，烹饪器具在使用过程中，过大的孔径容易形成食物残留；若聚酰亚胺粉末的粒径过小，复合材料的混料过程中，聚酰亚胺粉末难以分散，导致与其它材料混合不均匀，制备的复合材料不符合使用要求。
复合材料所使用的乙烯-四氟乙烯共聚物可作为表面改性成分，具有质量轻、透明度高的特点，且其具有抗粘着表面，进而使得制备的不粘薄膜具有高抗污，易清洗的优点。
乙烯-四氟乙烯共聚物粉末在复合材料中的质量占比为0％～5％，可选的，乙烯-四氟乙烯共聚物粉末在复合材料中的质量占比具体可以为0％、0.01％、1％、2％、3％、4％、5％等，也可以为范围内的其它数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若乙烯-四氟乙烯共聚物粉末在复合材料中的质量占比过大，制备出的不粘薄膜柔性过大；还会使得不粘薄膜的透明度增大，使得不粘薄膜的遮盖力下降，且抗脏污能力下降，影响烹饪器具的美观性；
乙烯-四氟乙烯共聚物粉末的粒径为30μm～70μm，可选的，乙烯-四氟乙烯共聚物粉末的粒径具体可以为30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm等，也可以为范围内的其它数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若乙烯-四氟乙烯共聚物粉末的粒径过大，制备出的不粘薄膜的孔径过大，烹饪器具在使用过程中，过大的孔径容易形成食物残留；若乙烯-四氟乙烯共聚物粉末的粒径过小，复合材料的混料过程中，乙烯-四氟乙烯共聚物粉末难以分散，导致与其它材料混合不均匀，制备的复合材料不符合使用要求。
复合材料所使用的助剂可以提高复合材料的强度，进而增强不粘薄膜的耐磨性能，本申请使用的助剂包括填料与增强剂等，填料包括但不限于氧化硅粉末、氧化铝粉末、钛白粉粉末、炭黑粉末中的一种或多种，增强剂包括但不限于可溶性聚四氟乙烯粉末、石墨烯粉末、氟化石墨烯粉末、氟化石墨粉末中的一种或多种，可根据实际需要选择填料与增强剂的种类，在此不做限定。可以理解的，在复合材料中加入填料与增强剂等，可以使得不粘薄膜的强度提高，进而耐磨性能提高，使得烹饪器具的使用寿命更长。
助剂在复合材料中的质量占比为0％～5％，可选的，助剂在复合材料中的质量占比具体可以为0％、0.01％、1％、2％、3％、4％、5％等，也可以为范围内的其它数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若助剂在复合材料中的质量占比过大，制备出的不粘薄膜的表面张力过大，影响不粘薄膜的不粘性能，且会影响不粘薄膜断裂伸长率，断裂伸长率指不粘薄膜受外力作用至拉断时，拉伸后的伸长长度与拉伸前长度的比值，可以理解的，助剂占比过大，不粘薄膜的断裂伸长率下降，不粘薄膜在制备过程中容易发生撕裂。
助剂的粒径为1μm～5μm，可选的，助剂的粒径具体可以为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm等，也可以为范围内的其它数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若助剂的粒径过大，制备出的不粘薄膜的表面颗粒凸起过多，不光滑，影响烹饪器具的美观性；若助剂的粒径过小，复合材料的混料过程中，助剂难以分散，导致与其它材料混合不均匀，制备的复合材料不符合使用要求。
溶质材料选择完成后，即可添加溶剂以将粉末材料混匀，本申请使用的溶剂为液态烃类溶剂，本申请使用的液态烃类溶剂包括但不限于乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁烯、丁烷、碳氢化合物、硫化合物中的一种或多种，可根据实际需要选择液态烃类溶剂的组成，在此不做限定。可以理解的，此种溶剂在后续可经过高温脱脂后挥发，不会影响复合材料的物理与化学特性。
液态烃类溶剂在复合材料中的质量占比为10％～20％，可选的，液态烃类溶剂在复合材料中的质量占比具体可以为10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％等，也可以为范围内的其它数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若液态烃类溶剂在复合材料中的质量占比过大，制备不粘薄膜时，挥发困难，影响不粘薄膜的制备良率；若液态烃类溶剂在复合材料中的质量占比过小，不能有效的将各种粉末进行粘结，制备的不粘薄膜达不到所需的性能要求。
上述配料完成后，可进行复合材料的混料过程，混料过程具体为将配料完成的复合材料依次加入混料通内，并在混料及上以3000rpm～5000rpm的搅拌速度30min～60min，搅拌时间与搅拌速度可以为范围内的任意数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若搅拌的速度过大或时间过长，混料均匀度高但制备成本升高；若搅拌速度过小或时间过短，复合材料中的各个成分不能充分的混匀，导致制备的不粘薄膜性能达不到所需要求。
在一些实施方式中，搅拌均匀后的复合材料可进行固化工序，固化工序具体为将盛有复合材料的混料桶放入40℃～70℃恒温箱保持2h～4h，让粉末材料与溶剂充分混合，以保证复合材料的黏度与透明度等性质，其中，固化时间与固化温度可以为范围内的任意数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若固化温度过高或固化时间过长，复合材料硬度升高过大，不利于后续的压延工艺，且不粘薄膜的制备成本升高；若固化温度过低或固化时间过短，液态烃类溶剂不能与粉末成分接合，各种粉末不能有效的进行相互连接，影响后续制备的不粘薄膜的拉伸强度。
在一些实施方式中，固化完成的复合材料可进行过筛工序，即将固化后的复合材料经750μm～1500μm的滤网过滤筛选，滤网的孔径可以为范围内的任意数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若滤网的孔径过小，筛分完成后剩余的复合材料较少，制备相同体积的不粘薄膜所需原料增多，制备成本升高；若滤网的孔径过大，筛分出的复合材料的粒径过大，导致制备出的不粘薄膜的孔径较大，烹饪器具在使用过程中，过大的孔径容易形成食物残留。
在步骤S20中，过筛完成的复合材料可进行压延成型工艺，压延成型工艺具体包括如下步骤：
步骤S21，对过筛工序后的复合材料进行预压得到不粘胚体；
步骤S22，对不粘胚体进行推压形成不粘棒材；
步骤S23，对不粘棒材进行压延形成不粘基带；
步骤S24，对不粘基带进行纵向拉伸得到第一不粘膜体；
步骤S25，对第一不粘膜体进行横向拉伸得到第二不粘膜体；
步骤S26，对第二不粘膜体进行烧结处理，得到不粘薄膜。
在步骤S21中，具体预压工艺为：将筛后的复合材料放入预压机以20MPa～50MPa的力进行压制初步成不粘胚体，使得不粘胚体具有放置的平面，便于后续的加工定位。其中，预压的作用力大小可以为范围内的任意数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若预压的作用力过大，形成的不粘胚体的厚度过小，进而导致制备出的不粘薄膜的厚度过小，不满足高厚度与高耐磨的要求；若预压的作用力过小，不粘胚体的放置面不平整，不利于后续的加工定位。
在步骤S22中，将预压后的不粘胚体转移至推压机，在40℃～60℃下以40MPa～80MPa的力下压制成不粘棒材，棒材即为长度较大且宽度较小的柱状结构。其中，推压的温度或推压的作用力大小可以为范围内的任意数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若推压的温度或推压作用力过大，形成的不粘棒材的厚度过小，进而导致制备出的不粘薄膜的厚度过小，不满足高厚度与高耐磨的要求；若推压的温度过低或推压的作用力过小，推压出的不粘棒材的厚度过大，会导致不粘薄膜的总体厚度增大，制备成本升高，且不粘薄膜的内应力增大，粘覆于锅体上时容易脱离。
在步骤S23中，将不粘棒材进行初步成型，即将推压后的不粘棒材在50℃～80℃下以80MPa～120MPa的力下压延为厚度更小的不粘基带；其中，压延的温度与压延的作用力大小可以为范围内的任意数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若压延的温度过高或压延的作用力过大，形成的不粘基带的厚度变小，进而导致制备出的不粘薄膜的厚度过小，不满足高厚度与高耐磨的要求；若压延的温度过低或压延的作用力过小，压延过程困难，压延出的不粘基带的厚度过大，会导致不粘薄膜的总体厚度增大，制备成本升高，且不粘薄膜的内应力增大，粘覆于锅体上时容易脱离。优选的，本申请的不粘基带的厚度可以为50mm～100mm。
在步骤S24中，纵向拉伸可以使得不粘薄膜的雾度降低，光泽度提高。纵向拉伸的拉伸倍率为5～10，可以为范围内的任意数值，可根据实际需要进行选择在此不做限定。若纵向拉伸的拉伸倍率过小，则制备出的第一不粘膜体会出现未完全拉伸的“死区”，影响不粘薄膜的厚度均匀性；若纵向拉伸的拉伸倍率过大，不粘基带容易被拉断，影响不粘薄膜的制备良率。
同时，纵向拉伸的温度为180℃～200℃，拉伸速度为10m/min～30m/min，拉伸温度与拉伸速度可以为范围内的任意数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若纵向拉伸的温度过大或拉伸速度过快，第一不粘膜体的伸长速度过快，容易出现断裂的情况；若纵向拉伸的温度过低或拉伸速度过小，第一不粘膜体的厚度过大，会导致不粘薄膜的总体厚度增大，制备成本升高，且不粘薄膜的内应力增大，粘覆于锅体上时容易脱离。优选的，本申请的第一不粘膜体的厚度可以为500μm～525μm。
需要说明的是，上述经过多次压制，不粘薄膜初步成型，因此在步骤S25之前，可对第一不粘膜体进行脱脂过程，即液态烃类溶剂的挥发过程，具体为将第一不粘膜体放置在高温水蒸汽的环境下进行脱脂工序，以保证不粘薄膜的初步定形。
在步骤S25中，第一不粘膜体为横向拉伸，可以提高不粘薄膜的拉伸强度。横向拉伸的拉伸倍率为15～20，可以为范围内的任意数值，可根据实际需要进行选择在此不做限定。若横向拉伸的拉伸倍率过小，则制备出的第二不粘膜体会出现未完全拉伸的“死区”，影响不粘薄膜的厚度均匀性；若横向拉伸的拉伸倍率过大，不粘基带容易被撕裂，影响不粘薄膜的制备良率。
同时，横向拉伸的温度为130℃～150℃，拉伸速度为5m/min～7m/min，拉伸温度与拉伸速度可以为范围内的任意数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若横向拉伸的温度过大或拉伸速度过快，第二不粘膜体的伸展速度过快，容易出现撕裂的情况；若横向拉伸的温度过低或拉伸速度过小，第二不粘膜体的厚度过大，会导致不粘薄膜的总体厚度增大，制备成本升高，且不粘薄膜的内应力增大，粘覆于锅体上时容易脱离。优选的，本申请的第二不粘膜体的厚度可以为50μm～100μm。
在步骤S26中，拉伸完成的第二不粘膜体可进行高温定型过程，即将拉伸后的第二不粘膜体固定放入烧结炉，在350℃～400℃下高温处理30～60分钟，烧结处理的温度与时间可以为范围内的任意数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若烧结处理的时间过长或温度过高，高温容易对不粘薄膜的结构造成破坏，影响不粘薄膜的制备良率；若烧结处理的温度过低或时间过短，不粘薄膜不能得到有效的定型，在烹饪器具使用过程中，不粘薄膜容易发生收缩导致脱离。
经步骤S10、步骤S21、步骤S22、步骤S23、步骤S24、步骤S25、步骤S26即可得到本申请的不粘薄膜，此时可将不粘薄膜通过专用设备卷料待用。
在一些实施方式中，不粘薄膜的厚度为50μm～100μm，可选的，不粘薄膜的厚度具体可以为50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm等，也可以为范围内的其它数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若不粘薄膜的厚度过厚，不粘薄膜的制备成本升高；若不粘薄膜的厚度过薄，不粘薄膜的耐磨性能低，烹饪器具在使用过程中涂层容易被破坏，影响烹饪器具的使用寿命。
不粘薄膜的孔径≤3μm，可以为范围内的任意数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若不粘薄膜的孔径过大，烹饪器具在使用过程中，食物残渣容易渗透进入膜层，导致不粘薄膜的抗污染性能与耐腐蚀性能下降。
不粘薄膜的表面张力为20mN/m～45mN/m，可以为范围内的任意数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若不粘薄膜的表面张力过大，会导致不粘效果变差；若不粘薄膜的表面张力过小，不粘薄膜与烹饪器具的锅体的结合困难，烹饪器具在使用过程中，不粘薄膜任意脱落。
不粘薄膜的抗拉强度为25N/mm2～35N/mm2，可以为范围内的任意数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若不粘薄膜的抗拉强度过大，即不粘薄膜的硬度过大，在制备过程中不粘薄膜拉伸困难；若不粘薄膜的抗拉强度过小，即不粘薄膜的柔性过大，不粘薄膜在使用过程中容易发生变形，影响烹饪器具的使用。
不粘薄膜的断裂伸长率为150％～300％，可以为范围内的任意数值，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。若不粘薄膜的断裂伸长率过大，塑性太大，不粘薄膜在使用过程中容易发生变形，影响烹饪器具的使用；若不粘薄膜的断裂伸长率过小，材料难以拉伸延长，制备过程中容易发生断裂，影响不粘薄膜的制备良率。
在一些实施方式中，上述制备方法得到的不粘薄膜与锅体进行粘覆，进而得到具有不粘涂层的烹饪器具。
需要说明的是，在不粘薄膜进行粘覆之前，为了提高两者的结合力，还包括在锅体的表面形成勃姆石层及在不粘薄膜与锅体的接触面形成表面改性层。
勃姆石层的形成工艺为：
预先对锅体表面进行粗糙化处理，其具体方法包括但不限于喷砂、抛丸、打砂、蚀刻、压花等常规处理中的一种或多种。
将粗糙化后的锅体浸入纯水中进行水热处理，使锅体的至少部分表面形成勃姆石层；其中，纯水的温度为80℃～95℃，电导率＜2μs/cm，硅含量＜100ppb。通过勃姆石层可以提高锅体的表面张力。
同时，对不粘薄膜的至少部表面进行等离子蚀刻和/或化学腐蚀和/或电晕，得到具有表面改性层的不粘薄膜，此表面改性层可以提高不粘薄膜的表面张力。可以理解的，通过勃姆石层与表面改性层，提高了锅体与不粘薄膜的结合力，防止不粘薄膜在使用过程中脱落，提高烹饪器具的使用寿命。
最后将经过勃姆化处理的锅体和经过等离子蚀刻等处理的不粘薄膜，通过机械热压技术，将薄膜与金属两者结合在一起，既保证了薄膜的高持久不粘性，又实现膜层的结合强度，解决了疏水性和亲水性相矛盾的技术难题，以达到符合炊具或家电产品要求的功能性膜层。
以下结合具体实施例进行阐述：
实施例1
(1)将质量占比为80％的粉末材料与质量占比为20％的液态烃类溶剂放置于混料机的混料捅内以5000rpm的搅拌速度搅拌50min；其中，粉末材料为聚四氟乙烯；
(2)将盛有复合材料的混料捅放入70℃恒温箱保持4小时，让溶剂与粉末材料充分混合后固化；
(3)将固化后的复合材料经1500μm的滤网过滤筛选；
(4)将筛后的复合材料放入预压机以45MPa的力进行预压得到不粘胚体；
(5)将预压后的不粘胚体转移至推压机，在60℃下以80MPa的力下压制成不粘棒材；
(6)将推压后的不粘棒材在70℃下以100MPa的力下压制成50mm～100mm厚的不粘基带；
(7)设置拉伸倍率为10，将压延后的不粘基带放入专用成型装置，在180℃条件下，以120m/min的速度，将基带拉伸至宽度为525mm的薄膜，得到第一不粘膜体；同时第一不粘膜体在100℃水蒸汽的环境下脱脂2分钟：
(8)按照50μm～100μm的目标膜厚设置链轨宽度，使拉伸倍率设置为20，在150℃条件下，以5m/min的速度，拉伸至设定倍率；所得的第二不粘膜体的厚度为50-100μm；
(9)将拉伸后的第二不粘膜体固定放入烧结炉，在350℃下高温处理50分钟，得到厚度为50μm～100μm的不粘薄膜。
实施例2
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为75％的聚四氟乙烯及质量占比为5％的乙烯-四氟乙烯共聚物。
实施例3
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为75％的聚四氟乙烯及质量占比为5％的聚醚醚酮。
实施例4
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为75％的聚四氟乙烯及质量占比为5％的聚酰亚胺。
实施例5
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为75％的聚四氟乙烯及质量占比为5％的可溶性聚四氟乙烯。
实施例6
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为70％的聚四氟乙烯、质量占比为5％的乙烯-四氟乙烯共聚物及质量占比为5％的聚醚醚酮。
实施例7
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为70％的聚四氟乙烯、质量占比为5％的乙烯-四氟乙烯共聚物及质量占比为5％的聚酰亚胺。
实施例8
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为70％的聚四氟乙烯、质量占比为5％的乙烯-四氟乙烯共聚物及质量占比为5％的可溶性聚四氟乙烯。
实施例9
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为70％的聚四氟乙烯、质量占比为5％的聚醚醚酮及质量占比为5％的聚酰亚胺。
实施例10
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为70％的聚四氟乙烯、质量占比为5％的聚醚醚酮及质量占比为5％的可溶性聚四氟乙烯。
实施例11
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为70％的聚四氟乙烯、质量占比为5％的聚酰亚胺及质量占比为5％的可溶性聚四氟乙烯。
实施例12
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为65％的聚四氟乙烯、质量占比为5％的乙烯-四氟乙烯共聚物、质量占比为5％的聚醚醚酮及质量占比为5％的聚酰亚胺。
实施例13
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为65％的聚四氟乙烯、质量占比为5％的聚醚醚酮及质量占比为5％的聚酰亚胺及质量占比为5％的可溶性聚四氟乙烯。
实施例14
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为65％的聚四氟乙烯、质量占比为5％的乙烯-四氟乙烯共聚物、质量占比为5％的聚酰亚胺及质量占比为5％的可溶性聚四氟乙烯。
实施例15
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为65％的聚四氟乙烯、质量占比为5％的乙烯-四氟乙烯共聚物、质量占比为5％的聚醚醚酮及质量占比为5％的可溶性聚四氟乙烯。
实施例16
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为60％的聚四氟乙烯、质量占比为5％的乙烯-四氟乙烯共聚物、质量占比为5％的聚酰亚胺、质量占比为5％的聚醚醚酮及质量占比为5％的可溶性聚四氟乙烯。
对比例1
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为70％的聚四氟乙烯及质量占比为10％的乙烯-四氟乙烯共聚物。
对比例2
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为70％的聚四氟乙烯及质量占比为10％的聚醚醚酮。
对比例3
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为70％的聚四氟乙烯及质量占比为10％的聚酰亚胺。
对比例4
与实施例1不同的是：粉末材料包括质量占比为70％的聚四氟乙烯及质量占比为10％的可溶性聚四氟乙烯。
测试：表面孔径采用扫描电镜测量得到；表面张力以水为参考液，采用接触角测定仪得到；抗拉强度和断裂伸长率采用万能拉深机测量得到；耐磨测试根据炊具产品国标GB/T 32388标准执行；测试结果如下表：
DD225297I
由实施例1可知，本申请采用的聚四氟乙烯兼具良好的机械韧性、摩擦系数极低、极小的表面张力的特点，进而制备的不粘薄膜的抗拉强度高、断裂伸长率大及耐性性能好。
由实施例1、对比例2～16及对比例1～4可知，辅助材料中聚醚醚酮可做耐磨成分、聚酰亚胺可做粘结树脂成分、乙烯-四氟乙烯共聚物可做表面改性成分，添加辅助材料后不粘薄膜的表面张力对升高，不粘薄膜的不粘性能有所影响，但不粘薄膜与锅体的结合力增强，且不粘薄膜的抗拉强度或断裂伸长率大或耐性性能有所改善。但聚醚醚酮或聚酰亚胺或乙烯-四氟乙烯共聚物的添加量过大时，会导致不粘薄膜的耐磨性能减小，助剂的添加量过大时，会导致不粘薄膜的孔径过大，形成食物残留，影响后续烹饪器具的使用体验。
最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种不粘薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将质量占比为80％～90％的粉末材料与质量占比为10％～20％的液态烃类溶剂混合后搅拌均匀，得到复合材料；其中，所述粉末材料包括质量占比为60％～90％的聚四氟乙烯、质量占比为0％～5％的聚醚醚酮、质量占比为0％～5％的聚酰亚胺、质量占比为0％～5％的乙烯-四氟乙烯共聚物及余量的助剂；
所述复合材料固化后压延成型，得到不粘薄膜。
2.根据权利要求1所述不粘薄膜的制备方法，其特征在于，所述不粘薄膜的制备方法具有如下特征中的至少一者：
(1)所述聚四氟乙烯粉末的粒径为30μm～70μm；
(2)所述聚醚醚酮粉末的粒径为15μm～50μm；
(3)所述聚酰亚胺粉末的粒径为30μm～75μm；
(4)所述乙烯-四氟乙烯共聚物粉末的粒径为30μm～70μm；
(5)所述助剂的粒径为1μm～5μm；
(5)所述助剂包括填料和/或增强剂；
(6)所述填料包括但不限于氧化硅粉末、氧化铝粉末、钛白粉粉末、炭黑粉末中的一种或多种；
(7)所述增强剂包括但不限于可溶性聚四氟乙烯粉末、石墨烯粉末、氟化石墨烯粉末、氟化石墨粉末中的一种或多种；
(8)所述液态烃类溶剂包括但不限于乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁烯、丁烷、碳氢化合物、硫化合物中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述不粘薄膜的制备方法，其特征在于，所述不粘薄膜的制备方法具有如下特征中的至少一者：
(1)所述搅拌的速度为3000rpm～5000rpm；
(2)所述搅拌的时间为30min～60min；
(3)所述固化的温度为40℃～70℃；
(4)所述固化的时间为2h～4h。
4.根据权利要求1所述不粘薄膜的制备方法，其特征在于，所述不粘薄膜的制备方法还包括过筛工序：
将固化后的所述复合材料经750μm～1500μm的滤网过滤筛选。
5.根据权利要求4所述不粘薄膜的制备方法，其特征在于，所述压延成型包括如下步骤：
对所述过筛工序后的所述复合材料进行预压得到不粘胚体；
对所述不粘胚体进行推压形成不粘棒材；
对所述不粘棒材进行压延形成不粘基带；
对所述不粘基带进行纵向拉伸得到第一不粘膜体；
对所述第一不粘膜体进行横向拉伸得到第二不粘膜体；
对所述第二不粘膜体进行烧结处理，得到所述不粘薄膜。
6.根据权利要求5所述不粘薄膜的制备方法，其特征在于，所述不粘薄膜的制备方法具有如下特征中的至少一者：
(1)所述预压的作用力为20MPa～50MPa；
(2)所述推压的温度为40℃～60℃；
(3)所述推压的作用力为40MPa～80MPa；
(4)所述压延的温度为50℃～80℃；
(5)所述压延的作用力为80MPa～120MPa；
(6)所述纵向拉伸的拉伸倍率为5～10；
(7)所述纵向拉伸的温度为180℃～200℃；
(8)所述纵向拉伸的速度为10m/min～30m/min；
(9)所述横向拉伸的拉伸倍率为15～20；
(10)所述横向拉伸的温度为130℃～150℃；
(11)所述横向拉伸的速度为5m/min～7m/min；
(12)所述烧结处理的温度为350℃～400℃；
(13)所述烧结处理的时间为30min～60min。
7.根据权利要求1所述不粘薄膜的制备方法，其特征在于，所述不粘薄膜的制备方法还包括表面改性工序：
对所述不粘薄膜的至少部表面进行等离子蚀刻和/或化学腐蚀和/或电晕处理，得到具有表面改性层的不粘薄膜。
8.根据权利要求1所述不粘薄膜的制备方法，其特征在于，所述不粘薄膜的制备方法具有如下特征中的至少一者：
(1)所述不粘薄膜的厚度为50μm～100μm；
(2)所述不粘薄膜的孔径≤3μm；
(3)所述不粘薄膜的表面张力为20mN/m～45mN/m；
(4)所述不粘薄膜的抗拉强度为25N/mm2～35N/mm2；
DD225297I
(5)所述不粘薄膜的断裂伸长率为150％～300％。
9.一种不粘薄膜，其特征在于，所述不粘薄膜由权利要求1～8任一项所述不粘薄膜的制备方法制成。
10.一种烹饪器具，其特征在于，所述烹饪器具包括锅体与权利要求8所述的不粘薄膜，其中，所述锅体与所述不粘薄膜通过热压工艺结合。
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