[发明专利]一种高导热耐刮擦不粘锅涂层及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高导热耐刮擦不粘锅涂层，包含底层和面层材料，所述底层材料包括如下各组分：石墨片30‑50份、乙二醇35‑55份、纳米二氧化硅3‑5份、陶瓷纤维1‑3份、双马来酰亚胺树脂15‑25份、四甲氧基硅烷6‑10份；所述面层材料包括如下各组分：有机硅树脂40‑60份、聚醚砜25‑35份、聚芳醚腈酮4‑8份、咪唑化合物2‑4份、丙烯酸10‑20份、纳米碳酸钙3‑5份、纳米碳化硅1‑3份。通过石墨片底层+耐刮擦面层结构，得到了具备高导热性能、耐磨、耐刮擦性能优良的不粘锅涂层。

技术领域

本发明涉及涂层制备技术领域，具体涉及一种高导热耐刮擦不粘锅涂层及其制备方法。

背景技术

铸铁、不锈钢、铝以及铝合金等金属材质的锅，作为长久以来人们最普遍使用的食品烹饪工具，存在易导致食物出现粘锅、烧焦等现象的问题，不仅破坏食物外观，而且容易导致食物产生苯并芘、丙烯酰胺等有害成分，危害人体健康。此外，粘附在锅表面的食物残渣也给锅具的清洗带来难度。不粘锅的问世解决了这一问题，具有易清洁、煎/炒食物不粘锅、少油烟等优点，给人们的生活打来了极大的方便。

目前市场上大多数不粘锅都是涂覆了一层聚氟树脂类的不粘涂料，通过其强疏水性和低摩擦系数的特性，来实现食物不粘的，但其存在以下问题。一是聚四氟乙烯涂层的强度较差，容易脱落和损坏，而且烹饪过程中会发生软化，只能用木铲，也不能烹饪较硬的食物；二是不宜烹饪酸性食物，否则会影响不粘锅的使用寿命；三是聚四氟乙烯涂层的使用温度一般不能超过250℃，对于许多爆炒的菜肴，锅内温度至少也在300-500℃之间，容易因高温而损坏；甚至有研究发现，在400 ℃以上的高温下会释放出十几种有害气体，对肺部有强烈的刺激作用，存在潜在的安全风险。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中不粘锅涂层在导热、耐刮擦等方面存在的不足，提供一种高导热耐刮擦不粘锅涂层的制备方法，通过石墨片底层+耐刮擦面层结构，得到了具备高导热性能、耐磨、耐刮擦性能优良的不粘锅涂层。

为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种高导热耐刮擦不粘锅涂层，包含底层和面层材料，所述底层材料包括如下各组分：石墨片30-50份、乙二醇35-55份、纳米二氧化硅3-5份、陶瓷纤维1-3份、双马来酰亚胺树脂15-25份、四甲氧基硅烷6-10份；所述面层材料包括如下各组分：有机硅树脂40-60份、聚醚砜25-35份、聚芳醚腈酮4-8份、咪唑化合物2-4份、丙烯酸10-20份、纳米碳酸钙3-5份、纳米碳化硅1-3份。

优选的，所述底层材料包括如下各组分：石墨片40份、乙二醇50份、纳米二氧化硅4份、陶瓷纤维2份；所述面层材料包括如下各组分：有机硅树脂55份、聚醚砜30份、聚芳醚腈酮6份、咪唑化合物3份、丙烯酸15份、纳米碳酸钙4份、纳米碳化硅2份。

上述一种高导热耐刮擦不粘锅涂层的制备方法，包括如下步骤：

S1：对不粘锅锅体进行前处理；

S2：按上述份数比将石墨片、纳米二氧化硅、陶瓷纤维和乙二醇混合，加热至80-100℃，在外加磁场作用下，搅拌混合20-30min，得混合物A；

S3：按份数比将双马来酰亚胺树脂、四甲氧基硅烷和步骤S1所得混合物A混合，升高温度至120-140℃，搅拌反应15-25min，得底层材料；将所得底料均匀涂覆到步骤S1所得不粘锅锅体上，形成不粘锅涂层的底层结构；

S4：按份数比将有机硅树脂、聚醚砜和聚芳醚腈酮混合，加热到130-160℃，搅拌1-3h；随后加入咪唑化合物、丙烯酸、纳米碳酸钙和纳米碳化硅，超声分散30-50min，得面层材料；

S5：将步骤S4所得面层材料，涂覆到步骤S3所得底层结构的上表面，制得不粘锅涂层的面层结构，干燥冷却后，即得所述高导热耐刮擦不粘锅涂层。

优选的，步骤S1具体为：将不粘锅锅体的内表面进行喷砂处理，其表面粗糙度为Ra2.8-3.5；再对不粘锅锅体的内表面依次进行碱洗、酸洗和热水洗操作后，干燥备用。