一種不粘鍋用抗菌陶瓷涂層、制備方法及其不粘鍋的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種不粘鍋用抗菌陶瓷涂層、制備方法和不粘鍋，采用如下原料：改性氧化鋁、氮化硅、二氧化硅/或二氧化鈦、氮化鈦、硼化鋯、氧化鉻、改性氧化鋅抗菌劑和磷酸二氫鎂。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用改性氧化鋁，一方面增強(qiáng)涂層韌性，另一方面提高陶瓷膜的膨脹系數(shù)，與金屬底材膨脹系數(shù)更為接近，在一定程度上改善爆瓷現(xiàn)象。第二，改性氧化鋅抗菌劑與氧化鋅、二氧化硅、二氧化鈦協(xié)同作用，使其具有較高的抗菌性能；第三，氧化鉻、氮化鈦、硼化鋯等成分，通過(guò)彌散強(qiáng)化機(jī)制能提高涂層硬度、耐磨性。因此，本發(fā)明制備的涂層耐高溫、耐磨、抗菌，具有優(yōu)良的不粘性和附著力。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種不粘鍋用抗菌陶瓷涂層、制備方法及其不粘鍋
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及化工涂層技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種不粘鍋用抗菌陶瓷涂層、制備方法 及其不粘鍋。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，市場(chǎng)上以鋁及鋁合金為材料制備得到的炒鍋在使用時(shí)多出現(xiàn)受熱不均，導(dǎo) 致局部溫度過(guò)高，產(chǎn)生油煙，導(dǎo)熱不均，易產(chǎn)生焦糊和粘鍋現(xiàn)象，用力大了會(huì)刮破鋁材表面 鈍化層，降低鍋的使用壽命，用力小了又洗不干凈，因此需要在炒鍋內(nèi)表面采用涂層技術(shù)進(jìn) 行處理實(shí)現(xiàn)不粘的目的。其中一種較為常用的涂層就是以特富龍為代表含氟有機(jī)涂層，這 種涂層高溫穩(wěn)定性差，壽命短，高溫分解的產(chǎn)物對(duì)人體有害。因此需要找到一種新的不粘鍋 涂層。
[0003] 陶瓷被公認(rèn)為是一種穩(wěn)定的耐高溫、抗氧化、抗腐蝕、抗磨損的材料。用陶瓷制得 的涂料具有優(yōu)良的耐磨性、不粘性和附著力，且對(duì)人體無(wú)害，可替代特氟龍作為不粘鍋的涂 層。而鍋的制備材料金屬與陶瓷是有著兩種截然不同屬性的材料，金屬的膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于 陶瓷。當(dāng)炊具受熱時(shí)，鋁、鐵等金屬會(huì)膨脹延伸，而無(wú)機(jī)膜膨脹幅度會(huì)較金屬底材小很多，膨 脹速度滯后于前者。金屬底材更快、更大的膨脹有撕裂貼在它表面無(wú)機(jī)膜的趨勢(shì)，俗稱(chēng)"爆 達(dá)" tL* 〇
[0004] 隨著中國(guó)廚衛(wèi)革命的興起，"安全、健康、節(jié)能、綠色、環(huán)保"等成為備受消費(fèi)者廣泛 關(guān)注和21世紀(jì)廚衛(wèi)革命發(fā)展的主流。廚房水、電、氣等配套設(shè)施的改善，抗菌環(huán)保炊具的發(fā) 展已成為炊具行業(yè)的亮點(diǎn)和熱點(diǎn)。從整體上看，目前我國(guó)家庭廚房中抗菌不粘鍋市場(chǎng)尚處 于剛剛起步階段。
[0005] 因此，有必要尋求更加有效的方法，制備耐高溫、耐磨、抗菌，具有優(yōu)良的不粘性和 附著力的不粘鍋涂層和不粘鍋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種不粘鍋用抗菌陶瓷涂層及其制備方法，該涂層耐 高溫、耐磨、抗菌，具有優(yōu)良的不粘性和附著力;本發(fā)明的目的還在于提供一種不粘鍋。
[0007] 為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0008] 本發(fā)明提供一種不粘鍋用抗菌陶瓷涂層，采用如下原料制備：
[0009] 改性氧化鋁 40-50重量份；
[0010] 氮化硅 15-20重量份；
[0011]第一化合物 5-10重量份；
[0012] 氮化鈦 5-10重量份；
[0013] 硼化鋯 10-15重量份；
[0014] 氧化鉻 5-10重量份，
[0015] 磷酸二氫鎂 2-5重量份；
[0016]改性氧化鋅抗菌劑 3-7重量份；
[0017] 去離子水 10-15重量份，
[0018] 所述第一化合物為二氧化硅或二氧化鈦。
[0019] 優(yōu)選的，所述改性氧化鋁按照如下方法制備:在氮?dú)獾姆諊?，將二羥基低聚二甲 基硅氧烷加入至懸浮有Al2〇 3納米粒子的氯仿中，在80-KKTC下回流攪拌18-36h，離心分離， 洗滌、干燥后得到改性氧化鋁。
[0020] 優(yōu)選的，所述改性氧化鋅抗菌劑按照如下方法制備:在氮?dú)獾姆諊?，將氯丙基?乙氧基硅烷和三乙胺于90-110 °C反應(yīng)24-36h，冷卻，洗滌，干燥后得到硅氧烷離子液體;在 氮?dú)獾姆諊拢瑢⑺龉柩跬殡x子液體加入至懸浮有氧化鋅納米粒子的氯仿中，在80-100 °C下回流攪拌18-36h，離心分離，洗滌，干燥，得到硅氧烷離子液體表面修飾的氧化鋅;將所 述硅氧烷離子液體表面修飾的氧化鋅分散在濃度為0.01-0.2mol/L的甘草酸二鉀溶液中進(jìn) 行離子交換36-60小時(shí)，離心分離，得到改性氧化鋅抗菌劑。
[0021] 相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種不粘鍋用抗菌陶瓷涂層的制備方法，包括以下步驟:將 40-50重量份改性氧化鋁、15-20重量份氮化硅、5-10重量份二氧化硅或二氧化鈦、5-10重量 份氮化鈦、10-15重量份硼化鋯、5-10重量份氧化鉻和3-7重量份改性氧化鋅抗菌劑混合，粉 碎，以500-1000r/min的速度攪拌40-60分鐘，得到第一混合物；向所述第一混合物中加入2-5重量份磷酸二氫鎂和10-15重量份去離子水，攪拌后得到陶瓷漿料;將所述陶瓷漿料熟化 24-48h后涂敷在鍋基體的內(nèi)表面，在600-800 °C下保溫3-8h，然后在350-500 °C退火處理，得 到不粘鍋用抗菌陶瓷涂層。
[0022] 優(yōu)選的，所述改性氧化鋁按照如下方法制備:在氮?dú)獾姆諊?，將二羥基低聚二甲 基硅氧烷加入至懸浮有Al2〇 3納米粒子的氯仿中，在80-KKTC下回流攪拌18-36h，離心分離， 洗滌、干燥后得到改性氧化鋁。
[0023] 優(yōu)選的，所述二羥基低聚二甲基硅氧烷與A1203納米粒子的重量比為1: (3-5)。
[0024]優(yōu)選的，所述二羥基低聚二甲基硅氧烷與氯仿的重量比為1: (5-8)。
[0025]優(yōu)選的，所述改性氧化鋅抗菌劑按照如下方法制備:在氮?dú)獾姆諊拢瑢⒙缺?乙氧基硅烷和三乙胺于90-110 °C反應(yīng)24-36h，冷卻，洗滌，干燥后得到硅氧烷離子液體;在 氮?dú)獾姆諊拢瑢⑺龉柩跬殡x子液體加入至懸浮有氧化鋅納米粒子的氯仿中，在80-100 °C下回流攪拌18-36h，離心分離，洗滌，干燥，得到硅氧烷離子液體表面修飾的氧化鋅;將所 述硅氧烷離子液體表面修飾的氧化鋅分散在濃度為0.01-0.2mol/L的甘草酸二鉀溶液中進(jìn) 行離子交換36-60小時(shí)，離心分離，得到改性氧化鋅抗菌劑。
[0026] 優(yōu)選的，所述硅氧烷離子液體與氧化鋅納米粒子的重量比為1: (5-10)。
[0027] 相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種包括上述不粘鍋用抗菌陶瓷涂層的不粘鍋。
[0028] 本發(fā)明提供一種不粘鍋用抗菌陶瓷涂層及其制備方法和不粘鍋，采用如下原料： 40-50重量份改性氧化鋁、15-20重量份氮化硅、5-10重量份二氧化硅或二氧化鈦、5-10重量 份氮化鈦、10-15重量份硼化鋯、5-10重量份氧化鉻、3-7重量份改性氧化鋅抗菌劑和2-5重 量份磷酸二氫鎂。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用改性氧化鋁，一方面增強(qiáng)涂層韌性，另一方 面提高陶瓷膜的膨脹系數(shù)，與金屬底材膨脹系數(shù)更為接近，在一定程度上改善爆瓷現(xiàn)象。第 二，改性氧化鋅抗菌劑與氧化鋅、二氧化硅、二氧化鈦協(xié)同作用，使其具有較高的抗菌性能； 第三，氧化鉻、氮化鈦、硼化鋯等成分，通過(guò)彌散強(qiáng)化機(jī)制能提高涂層硬度、耐磨性。因此，本 發(fā)明制備的涂層耐高溫、耐磨、抗菌，具有優(yōu)良的不粘性和附著力。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中的優(yōu) 選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見(jiàn)的變型。
[0030] 本發(fā)明提供一種不粘鍋用抗菌陶瓷涂層，采用如下原料制備:改性氧化鋁40-50重 量份;氮化娃15-20重量份;第一化合物5-10重量份;氮化鈦5-10重量份;硼化錯(cuò)10-15重量 份;氧化鉻5-10重量份，磷酸二氫鎂2-5重量份;改性氧化鋅抗菌劑3-7重量份;去離子水10-15重量份，所述第一化合物為二氧化硅或二氧化鈦。
[0031] 作為優(yōu)選方案，所述改性氧化鋁按照如下方法制備:在氮?dú)獾姆諊拢瑢⒍u基低 聚二甲基硅氧烷加入至懸浮有Al2〇 3納米粒子的氯仿中，在80-100°C下回流攪拌18-36h，離 心分離，洗滌、干燥后得到改性氧化鋁。
[0032] 作為優(yōu)選方案，所述改性氧化鋅抗菌劑按照如下方法制備:在氮?dú)獾姆諊拢瑢⒙?丙基三乙氧基硅烷和三乙胺于90-110°C反應(yīng)24-36h，冷卻，洗滌，干燥后得到硅氧烷離子液 體;在氮?dú)獾姆諊?，將所述硅氧烷離子液體加入至懸浮有氧化鋅納米粒子的氯仿中，在 80-100 °C下回流攪拌18-36h，離心分離，洗滌，干燥，得到硅氧烷離子液體表面修飾的氧化 鋅;將所述硅氧烷離子液體表面修飾的氧化鋅分散在濃度為〇. 01-0.2mol/L的甘草酸二鉀 溶液中進(jìn)行離子交換36-60小時(shí)，離心分離，得到改性氧化鋅抗菌劑。
[0033] 相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種上述不粘鍋用抗菌陶瓷涂層的制備方法，包括以下步 驟:將40-50重量份改性氧化鋁、15-20重量份氮化硅、5-10重量份第一化合物、5-10重量份 氮化鈦、10-15重量份硼化鋯、5-10重量份氧化鉻和3-7重量份改性氧化鋅抗菌劑混合，粉 碎，以500-1000r/min的速度攪拌40-60分鐘，得到第一混合物，所述第一化合物為二氧化硅 或二氧化鈦；向所述第一混合物中加入2-5重量份磷酸二氫鎂和10-15重量份去離子水，攪 拌后得到陶瓷漿料;將所述陶瓷漿料熟化24-48h后涂敷在鍋基體的內(nèi)表面，在600-800 °C下 保溫3-8h，然后在350-500°C退火處理，得到不粘鍋用抗菌陶瓷涂層。
[0034] 作為優(yōu)選方案，所述改性氧化鋁按照如下方法制備:在氮?dú)獾姆諊?，將二羥基低 聚二甲基硅氧烷加入至懸浮有Al2〇 3納米粒子的氯仿中，在80-100°C下回流攪拌18-36h，離 心分離，洗滌、干燥后得到改性氧化鋁。
[0035]在改性氧化鋁的制備過(guò)程中，所述干燥步驟優(yōu)選為：在真空干燥箱中，于60_80°C 下干燥10-20h。所述二羥基低聚二甲基硅氧烷與Al2〇3納米粒子的重量比優(yōu)選為1:(3-5)，更 優(yōu)選為1: (4-5)。所述二羥基低聚二甲基硅氧烷與氯仿的重量比優(yōu)選為1: (5-8)，更優(yōu)選為1 :(6-7)〇
[0036] 本發(fā)明在氧化鋁表面連接上有機(jī)硅，一方面增強(qiáng)涂層韌性，另一方面提高陶瓷膜 的膨脹系數(shù)，與金屬底材膨脹系數(shù)更為接近，在一定程度上改善爆瓷現(xiàn)象。
[0037] 氮化硅具有高的硬度，一方面可以通過(guò)彌散強(qiáng)化機(jī)制提高陶瓷涂層的硬度，另一 方面，氮化物自身有很強(qiáng)的抗磨損能力，有利于提高涂層耐磨性。另外其熔點(diǎn)高，耐高溫。另 外在涂層中起到防粘作用。
[0038]二氧化硅、二氧化鈦無(wú)毒無(wú)害，抗?jié)B透性強(qiáng)，表面光潔度高，且具有抗菌作用。
[0039]氮化鈦高溫下性質(zhì)穩(wěn)定，且對(duì)食物無(wú)污染，熔射顆粒和基材結(jié)合緊密。
[0040] 硼化鋯使得陶瓷涂層中形成彌散分布的高硬度硼化物，更進(jìn)一步的提高了陶瓷涂 層的耐磨性能，且其高溫抗氧化性能良好，能提高膜層抗氧化性。硼化鋯具有高熱導(dǎo)率優(yōu) 點(diǎn)，是一種性能優(yōu)異的高溫結(jié)構(gòu)材料，其在很寬的溫度范圍內(nèi)是穩(wěn)定的，是一種很好的鍋用 陶瓷涂層原料。
[0041] 氧化鉻是涂層耐磨增強(qiáng)相。
[0042] 磷酸二氫鎂是無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，具有較好的懸浮作用和良好的粘結(jié)性，易于在材料中 分散均勻，且其在高溫加工過(guò)程中不會(huì)受熱分解，具有較好的抗熱沖擊性能，從而保證反復(fù) 加熱和冷卻鍋體不會(huì)致陶瓷發(fā)生脆裂，且鎂離子可以參與蛋白質(zhì)和核苷酸的合成，可以激 活體內(nèi)的多種酶，還能夠穩(wěn)定DNA和RNA的結(jié)構(gòu)，參與了人體中許多重要的新陳代謝過(guò)程，而 且過(guò)量的鎂會(huì)通過(guò)尿液排出，不會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生不良的影響。
[0043] 作為優(yōu)選方案，所述改性氧化鋅抗菌劑按照如下方法制備:在氮?dú)獾姆諊拢瑢⒙?丙基三乙氧基硅烷和三乙胺于90-110°C反應(yīng)24_36h，冷卻，洗滌，干燥后得到硅氧烷離子液 體;在氮?dú)獾姆諊?，將所述硅氧烷離子液體加入至懸浮有氧化鋅納米粒子的氯仿中，在 80-100 °C下回流攪拌18-36h，離心分離，洗滌，干燥，得到硅氧烷離子液體表面修飾的氧化 鋅;將所述硅氧烷離子液體表面修飾的氧化鋅分散在濃度為〇. 01-0.2mol/L的甘草酸二鉀 溶液中進(jìn)行離子交換36-60小時(shí)，離心分離，得到改性氧化鋅抗菌劑。
[0044] 在改性氧化鋅抗菌劑的制備過(guò)程中，所述硅氧烷離子液體與氧化鋅納米粒子的重 量比優(yōu)選為1: (5-10)，更優(yōu)選為1: (6-8);硅氧烷離子液體與氯仿的重量比優(yōu)選為1: (5-8)， 更優(yōu)選為1:(6-7)。所述硅氧烷離子液體的化學(xué)式為：[(CH3CH20) 3Si(CH2)3N(CH2CH3) 3] + [Cl]-。
[0045] 本發(fā)明在氧化鋅表面修飾季胺鹽離子液體，再進(jìn)行陰離子交換，得到一種新的抗 菌劑，這種抗菌劑通過(guò)化學(xué)鍵將無(wú)機(jī)抗菌劑氧化鋅，甘草酸根離子和有機(jī)抗菌劑季氨鹽類(lèi) 鏈節(jié)而成，季銨鹽類(lèi)離子液體不僅自身具有抗菌作用，而且其修飾在氧化鋅表面，有利于納 米粒子的分散，這種抗菌劑兼具有氧化鋅/甘草酸根離子/季胺鹽的抗菌性，抗菌性能大大 增加。
[0046] 作為優(yōu)選方案，所述氧化鋁、氮化娃、二氧化娃、二氧化鈦、氮化鈦、硼化錯(cuò)、氧化 鉻、氧化鋅優(yōu)選采用粒徑在200目以上的微粉，優(yōu)選對(duì)微粉預(yù)處理，預(yù)處理過(guò)程如下:各自獨(dú) 立的將氧化鋁、氮化娃、二氧化娃、二氧化鈦、氮化鈦、硼化錯(cuò)、氧化絡(luò)和氧化鋅于30KHz超聲 清洗30_60min，然后用pH值為5.2-5.5的稀此1浸洗5-71^11，最后用清水沖洗至中性。
[0047]從以上方案可以看出，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)： (1) 本發(fā)明的不粘鍋用抗菌陶瓷涂層制備工藝簡(jiǎn)單，容易操作、對(duì)設(shè)備的要求不高，不 會(huì)釋放出有機(jī)溶劑，有利于環(huán)境保護(hù)； (2) 本發(fā)明制備的不粘鍋用抗菌陶瓷涂層，耐高溫、耐磨、環(huán)保，抗菌，具有優(yōu)良的不粘 性和附著力； (3) 本發(fā)明制備的不粘鍋用抗菌陶瓷涂層，在主體結(jié)構(gòu)氧化鋁表面連接上有機(jī)硅，一方 面能增強(qiáng)涂層韌性，另一方面能提高陶瓷膜的膨脹系數(shù)，與金屬底材膨脹系數(shù)更為接近，在 一定程度上改善爆瓷現(xiàn)象； (4) 本發(fā)明制備的不粘鍋用抗菌陶瓷涂層，使用了一種未被報(bào)道的抗菌劑，其在氧化鋅 表面修飾季胺鹽，再與甘草酸鹽離子交換，氧化鋅、二氧化硅、二氧化鈦、甘草酸鹽類(lèi)、季氨 鹽類(lèi)的協(xié)同作用，使得其具有較高的抗菌性能； (5)本發(fā)明制備的不粘鍋用抗菌陶瓷涂層，使用了氧化鉻、氮化硼、硼化鋯等成分，通過(guò) 彌散強(qiáng)化機(jī)制能提高涂層硬度、耐磨性。
[0048]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種包括上述不粘鍋用抗菌陶瓷涂層的不粘鍋。
[0049]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō) 明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。
[0050]本發(fā)明下述實(shí)施例中所使用其他助劑來(lái)自于上海泉昕進(jìn)出口貿(mào)易有限公司。
[0051 ] 實(shí)施例1
[0052]不粘鍋用抗菌陶瓷涂層，所述陶瓷涂層是由下述重量份的原料制備的：
[0053] 改性氧化鋁 45份，
[0054] 氮化硅 20份，
[0055] 二氧化硅 6份，
[0056] 氮化鈦 6份，
[0057] 硼化鋯 10份，
[0058] 氧化鉻 5份，
[0059] 磷酸二氫鎂 3份，
[0060] 改性氧化鋅抗菌劑 7份，
[0061 ] 去離子水 15份。
[0062]其中，所述改性氧化鋁按照如下方法制備：將二羥基低聚二甲基硅氧烷100g加入 到懸浮有Al22〇3納米粒子400g的氯仿(氯仿質(zhì)量800g)中，在氮?dú)獾姆諊?，?0°C下回流攪 拌24h，將所得產(chǎn)物離心分離，將分離得到的固體用氯仿反復(fù)清洗后，放置真空干燥箱中80 °C下干燥20h，得到改性氧化鋁；
[0063]其中，所述改性氧化鋅抗菌劑的制備方法包括如下步驟：
[0064] 1)將氯丙基三乙氧基硅烷100g和42g三乙胺在氮?dú)獾姆諊?10°C反應(yīng)36h;待自 然冷卻到室溫后用無(wú)水乙醚洗滌5次，然后放到真空干燥箱中80°C下干燥24h，得到硅氧烷 咼子液體；
[0065] 2)將步驟1)中制備的硅氧烷離子液體60g加入到懸浮有氧化鋅納米粒子300g氯仿 (400g)中，在氮?dú)獾姆諊拢?00°C下回流攪拌18h，將所得產(chǎn)物離心分離，將分離得到的 固體用氯仿反復(fù)清洗后，放置真空干燥箱中60 °C下干燥1 Oh，得到離子液體修飾的氧化鋅；
[0066] 3)將步驟2)中制備得到的離子液體修飾的氧化鋅分散在溶度為0 . lmol/L的甘草 酸二鉀溶液中進(jìn)行離子交換60小時(shí)，離心得離子交換的產(chǎn)物；
[0067] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種上述陶瓷涂層的制備方法，包括如下步驟：
[0068] 1)將上述固體原料改性氧化鋁、氮化硅、二氧化硅、氮化鈦、硼化鋯、氧化鉻、改性 氧化鋅抗菌劑按比例加入球磨機(jī)中充分破碎，過(guò)200目篩后加入混合機(jī)中以500r/min的速 度攪拌60分鐘；
[0069] 2)將步驟1)中制得的粉末中加入磷酸二氫鎂和去離子水，充分?jǐn)嚢琛⒒旌暇鶆蚝?得到陶瓷漿料；
[0070] 3)將步驟2)中陶瓷漿料熟化48h后涂敷在鍋基體的內(nèi)表面，并在800°C下保溫8h， 然后在500°C退火處理60分鐘，即得到陶瓷涂層。
[0071]所述的氧化鋁、氮化硅、二氧化硅、氮化鈦、硼化鋯、氧化鉻、氧化鋅采用粒徑在200 目以上的微粉，該微粉均經(jīng)過(guò)預(yù)處理，預(yù)處理過(guò)程如下：分別將其于30KHz超聲清洗60min， 然后用pH值為5.5的稀HC1浸洗7min，最后用清水沖洗至中性即可。
[0072] 實(shí)施例2
[0073]不粘鍋用抗菌陶瓷涂層，所述陶瓷涂層是由下述重量份的原料制備的：
[0074] 改性氧化鋁 40份，
[0075] 氮化硅 15份，
[0076] 二氧化鈦 5份，
[0077] 氮化鈦 5份，
[0078] 硼化鋯 10份，
[0079] 氧化鉻 5份，
[0080] 磷酸二氫鎂 5份，
[0081] 改性氧化鋅抗菌劑 5份，
[0082] 去離子水 10份。
[0083] 其中，所述改性氧化鋁的制備方法包括如下步驟：將二羥基低聚二甲基硅氧烷 l〇〇g加入到懸浮有Al2〇 3納米粒子400g氯仿(氯仿質(zhì)量600g)中，在氮?dú)獾姆諊拢?00°C下 回流攪拌36h，將所得產(chǎn)物離心分離，將分離得到的固體用氯仿反復(fù)清洗后，放置真空干燥 箱中70 °C下干燥15h，得到改性氧化鋁；
[0084] 其中，所述改性氧化鋅抗菌劑的制備方法包括如下步驟：
[0085] 1)將氯丙基三乙氧基硅烷100g和42g三乙胺在氮?dú)獾姆諊?00°C反應(yīng)24h;待自 然冷卻到室溫后用無(wú)水乙醚洗滌5次，然后放到真空干燥箱中75°C下干燥12-24h，得到硅氧 燒尚子液體；
[0086] 2)將步驟1)中制備的硅氧烷離子液體60g加入到懸浮有氧化鋅納米粒子360g氯仿 (300g)中，在氮?dú)獾姆諊拢?0°C下回流攪拌26h，將所得產(chǎn)物離心分離，將分離得到的固 體用氯仿反復(fù)清洗后，放置真空干燥箱中66 °C下干燥15h，得到離子液體修飾的氧化鋅；
[0087] 3)將步驟2)中制備得到的離子液體修飾的氧化鋅分散在溶度為0.05mol/L的甘草 酸二鉀溶液中進(jìn)行離子交換50小時(shí)，離心得離子交換的產(chǎn)物；
[0088] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種上述陶瓷涂層的制備方法，包括如下步驟：
[0089] 1)將上述固體原料改性氧化鋁、氮化硅、二氧化硅、氮化鈦、硼化鋯、氧化鉻、改性 氧化鋅抗菌劑按比例加入球磨機(jī)中充分破碎，過(guò)200目篩后加入混合機(jī)中以800r/min的速 度攪拌40分鐘，
[0090] 2)將步驟1)中制得的粉末中加入磷酸二氫鎂和去離子水，充分?jǐn)嚢?、混合均勻?得到陶瓷漿料；
[0091] 3)將步驟2)中陶瓷漿料熟化48h后涂敷在鍋基體的內(nèi)表面，并在600°C下保溫8h， 然后在450°C退火處理30分鐘，即得到陶瓷涂層。
[0092]所述的氧化鋁、氮化硅、二氧化硅、氮化鈦、硼化鋯、氧化鉻、氧化鋅采用粒徑在200 目以上的微粉，該微粉均經(jīng)過(guò)預(yù)處理，預(yù)處理過(guò)程如下：分別將其于30KHz超聲清洗40min， 然后用pH值為5.2的稀HC1浸洗5min，最后用清水沖洗至中性即可。
[0093] 實(shí)施例3
[0094]不粘鍋用抗菌陶瓷涂層，所述陶瓷涂層是由下述重量份的原料制備的：
[0095] 改性氧化鋁 50份，
[0096] 氮化硅 20份，
[0097] 二氧化硅 10份，
[0098] 氮化鈦 5份，
[0099] 硼化鋯 15份，
[0100] 氧化鉻 5份，
[0101] 磷酸二氫鎂 5份，
[0102] 改性氧化鋅抗菌劑 7份，
[0103] 去離子水 10份。
[0104] 其中，所述改性氧化鋁的制備方法包括如下步驟：將二羥基低聚二甲基硅氧烷 l〇〇g加入到懸浮有Al2〇3納米粒子500g氯仿(氯仿質(zhì)量800g)中，在氮?dú)獾姆諊?，?10°C下 回流攪拌36h，將所得產(chǎn)物離心分離，將分離得到的固體用氯仿反復(fù)清洗后，放置真空干燥 箱中80 °C下干燥20h，得到改性氧化鋁；
[0105] 其中，所述改性氧化鋅抗菌劑的制備方法包括如下步驟：
[0106] 1)將氯丙基三乙氧基硅烷l〇〇g和42g三乙胺在氮?dú)獾姆諊?10°C反應(yīng)36h;待自 然冷卻到室溫后用無(wú)水乙醚洗滌5次，然后放到真空干燥箱中80°C下干燥24h，得到硅氧烷 咼子液體；
[0107] 2)將步驟1)中制備的硅氧烷離子液體60g加入到懸浮有氧化鋅納米粒子300g氯仿 (480g)中，在氮?dú)獾姆諊拢?00°C下回流攪拌36h，將所得產(chǎn)物離心分離，將分離得到的 固體用氯仿反復(fù)清洗后，放置真空干燥箱中80 °C下干燥20h，得到離子液體修飾的氧化鋅；
[0108] 3)將步驟2)中制備得到的離子液體修飾的氧化鋅分散在溶度為0.2mol/L的甘草 酸二鉀溶液中進(jìn)行離子交換36小時(shí)，離心得離子交換的產(chǎn)物；
[0109] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種上述陶瓷涂層的制備方法，包括如下步驟：
[0110] 1)將上述固體原料改性氧化鋁、氮化硅、二氧化硅、氮化鈦、硼化鋯、氧化鉻、改性 氧化鋅抗菌劑按比例加入球磨機(jī)中充分破碎，過(guò)200目篩后加入混合機(jī)中以1000r/min的速 度攪拌60分鐘，
[0111] 2)將步驟1)中制得的粉末中加入磷酸二氫鎂和去離子水，充分?jǐn)嚢?、混合均勻?得到陶瓷漿料；
[0112] 3)將步驟2)中陶漿料熟化48h后涂敷在鍋基體的內(nèi)表面，并在800°C下保溫8h，然 后在500°C退火處理60分鐘，即得到陶瓷涂層。
[0113] 所述的氧化鋁、氮化硅、二氧化硅、氮化鈦、硼化鋯、氧化鉻、氧化鋅采用粒徑在200 目以上的微粉，該微粉均經(jīng)過(guò)預(yù)處理，預(yù)處理過(guò)程如下：分別將其于30KHz超聲清洗60min， 然后用pH值為5.5的稀HC1浸洗7min，最后用清水沖洗至中性即可。
[0114] 實(shí)施例4
[0115] 不粘鍋用抗菌陶瓷涂層，所述陶瓷涂層是由下述重量份的原料制備的：
[0116] 改性氧化鋁 40份，
[0117] 氮化硅 15份，
[0118] 二氧化鈦 5份，
[0119] 氮化鈦 10份，
[0120] 硼化鋯 10份，
[0121] 氧化鉻 5份，
[0122] 磷酸二氫鎂 2份，
[0123] 改性氧化鋅抗菌劑 5份，
[0124] 去離子水 10份。
[0125] 其中，所述改性氧化鋁的制備方法包括如下步驟：
[0126] 1)將二羥基低聚二甲基硅氧烷100g加入到懸浮有A1203納米粒子300g氯仿(氯仿質(zhì) 量500g)中，在氮?dú)獾姆諊?，?0°C下回流攪拌18h，將所得產(chǎn)物離心分離，將分離得到的 固體用氯仿反復(fù)清洗后，放置真空干燥箱中60°C下干燥10h，得到改性氧化鋁；
[0127] 其中，所述改性氧化鋅抗菌劑的制備方法包括如下步驟：
[0128] 1)將氯丙基三乙氧基硅烷100g和42g三乙胺在氮?dú)獾姆諊?0°C反應(yīng)24h;待自然 冷卻到室溫后用無(wú)水乙醚洗滌3次，然后放到真空干燥箱中60°C下干燥12h，得到硅氧烷離 子液體；
[0129] 2)將步驟1)中制備的硅氧烷離子液體60g加入到懸浮有氧化鋅納米粒子600g氯仿 ((300g))中，在氮?dú)獾姆諊?，?0°C下回流攪拌18h，將所得產(chǎn)物離心分離，將分離得到的 固體用氯仿反復(fù)清洗后，放置真空干燥箱中60 °C下干燥20h，得到離子液體修飾的氧化鋅；
[0130] 3)將步驟2)中制備得到的離子液體修飾的氧化鋅分散在溶度為0.01 mo 1/L的甘草 酸二鉀溶液中進(jìn)行離子交換60小時(shí)，離心得離子交換的產(chǎn)物；
[0131] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種上述陶瓷涂層的制備方法，包括如下步驟：
[0132] 1)將上述固體原料改性氧化鋁、氮化硅、二氧化鈦、氮化鈦、硼化鋯、氧化鉻、改性 氧化鋅抗菌劑按比例加入球磨機(jī)中充分破碎，過(guò)200目篩后加入混合機(jī)中以500r/min的速 度攪拌60分鐘；
[0133] 2)將步驟1)中制得的粉末中加入磷酸二氫鎂和去離子水，充分?jǐn)嚢?、混合均勻?得到陶瓷漿料；
[0134] 3)將步驟2)中陶瓷漿料熟化24h后涂敷在鍋基體的內(nèi)表面，并在600°C下保溫3h， 然后在350°C退火處理30分鐘，即得到陶瓷涂層。
[0135] 所述的氧化鋁、氮化娃、二氧化鈦、氮化鈦、硼化錯(cuò)、氧化絡(luò)、氧化鋅采用粒徑在200 目以上的微粉，該微粉均經(jīng)過(guò)預(yù)處理，預(yù)處理過(guò)程如下：分別將其于30KHz超聲清洗30min， 然后用pH值為5.2的稀HC1浸洗5min，最后用清水沖洗至中性即可。
[0136] 實(shí)施例5
[0137] 不粘鍋用抗菌陶瓷涂層，所述陶瓷涂層是由下述重量份的原料制備的：
[0138] 改性氧化鋁 43份，
[0139] 氮化硅 16份，
[0140] 二氧化硅 6份，
[0141] 氮化鈦 5份，
[0142] 硼化鋯 13份，
[0143] 氧化鉻 7份，
[0144] 磷酸二氫鎂 4份，
[0145] 改性氧化鋅抗菌劑 6份，
[0146] 去離子水 14份。
[0147] 其中，所述改性氧化鋁的制備方法包括如下步驟：將二羥基低聚二甲基硅氧烷 l〇〇g加入到懸浮有Al2〇 3納米粒子400g氯仿(氯仿質(zhì)量600g)中，在氮?dú)獾姆諊?，?00°C下 回流攪拌36h，將所得產(chǎn)物離心分離，將分離得到的固體用氯仿反復(fù)清洗后，放置真空干燥 箱中75 °C下干燥20h，得到改性氧化鋁；
[0148] 其中，所述改性氧化鋅抗菌劑的制備方法包括如下步驟：
[0149] 1)將氯丙基三乙氧基硅烷100g和42g三乙胺在氮?dú)獾姆諊?00°C反應(yīng)24h;待自 然冷卻到室溫后用無(wú)水乙醚洗滌4次，然后放到真空干燥箱中75°C下干燥22h，得到硅氧烷 咼子液體；
[0150] 2)將步驟1)中制備的硅氧烷離子液體60g加入到懸浮有氧化鋅納米粒子360g氯仿 (460g)中，在氮?dú)獾姆諊?，?0°C下回流攪拌24h，將所得產(chǎn)物離心分離，將分離得到的固 體用氯仿反復(fù)清洗后，放置真空干燥箱中68°C下干燥17h，得到離子液體修飾的氧化鋅； [0151 ] 3)將步驟2)中制備得到的離子液體修飾的氧化鋅分散在溶度為0.05mol/L的甘草 酸二鉀溶液中進(jìn)行離子交換55小時(shí)，離心得離子交換的產(chǎn)物；
[0152] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種上述陶瓷涂層的制備方法，包括如下步驟：
[0153] 1)將上述固體原料改性氧化鋁、氮化硅、二氧化硅、氮化鈦、硼化鋯、氧化鉻、改性 氧化鋅抗菌劑按比例加入球磨機(jī)中充分破碎，過(guò)200目篩后加入混合機(jī)中以900r/min的速 度攪拌40分鐘；
[0154] 2)將步驟1)中制得的粉末中加入磷酸二氫鎂和去離子水，充分?jǐn)嚢?、混合均勻?得到陶瓷漿料；
[0155] 3)將步驟2)中陶瓷漿料熟化38h后涂敷在鍋基體的內(nèi)表面，并在600°C下保溫8h， 然后在450°C退火處理35分鐘，即得到陶瓷涂層。
[0156] 所述的氧化鋁、氮化娃、二氧化娃、氮化鈦、硼化錯(cuò)、氧化絡(luò)、氧化鋅采用粒徑在200 目以上的微粉，該微粉均經(jīng)過(guò)預(yù)處理，預(yù)處理過(guò)程如下：分別將其于30KHz超聲清洗40min， 然后用pH值為5.4的稀HC1浸洗5min，最后用清水沖洗至中性即可。
[0157] 本發(fā)明對(duì)各實(shí)施例制備的陶瓷涂層進(jìn)行性能測(cè)試，采用HV-10型維氏硬度計(jì)測(cè)試 陶瓷涂層的硬度；用陶瓷鍋對(duì)植物油加熱升溫至150°C后快速水冷卻，反復(fù)試驗(yàn)5次測(cè)試陶 瓷涂層的抗熱沖擊性能。參照GB15981-1995，Q/02GZS001檢測(cè)方法與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)涂層的 抗菌性能（以菌落數(shù)計(jì)算），測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。
[0158] 表1實(shí)施例陶瓷涂層性能測(cè)試結(jié)果

[0159]從上表可以看出，本發(fā)明的陶瓷涂層具有較高的硬度多1840HV，且能改善傳統(tǒng)陶 瓷的脆性，預(yù)防陶瓷層因熱沖擊或外力而開(kāi)裂，且具有優(yōu)異的抗菌性。
[0160]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是本發(fā)明 的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和 改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其 等同物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種不粘鍋用抗菌陶瓷涂層，其特征在于，采用如下原料制備： 改性氧化鉛 40-50重量份； 氮化珪 15-20重量份； 第一化合物 5-10重量份； 氮化欽 5-10重量份； 棚化錐 10-15重量份； 氧化絡(luò) 5-10重量份， 稱(chēng)酸二氨鎮(zhèn) 2-5重量份； 改性氧化巧抗菌劑 3-7重量份； 去離子水 10-15重量份， 所述第一化合物為二氧化娃或二氧化鐵。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不粘鍋用抗菌陶瓷涂層，其特征在于，所述改性氧化侶按照如 下方法制備： 在氮?dú)獾姆諊?，將二徑基低聚二甲基硅氧烷加入至懸浮有Al2〇3納米粒子的氯仿中， 在80-100°C下回流攬拌18-3化，離屯、分離，洗涂、干燥后得到改性氧化侶。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不粘鍋用抗菌陶瓷涂層，其特征在于，所述改性氧化鋒抗菌劑 按照如下方法制備： 在氮?dú)獾姆諊?，將氯丙基Ξ乙氧基硅烷和Ξ乙胺?0-110°C反應(yīng)24-3化，冷卻，洗 涂，干燥后得到硅氧烷離子液體； 在氮?dú)獾姆諊?，將所述硅氧烷離子液體加入至懸浮有氧化鋒納米粒子的氯仿中，在 80-100°C下回流攬拌18-3化，離屯、分離，洗涂，干燥，得到硅氧烷離子液體表面修飾的氧化 鋒； 將所述硅氧烷離子液體表面修飾的氧化鋒分散在濃度為0.01-0.2mol/L的甘草酸二鐘 溶液中進(jìn)行離子交換36-60小時(shí)，離屯、分離，得到改性氧化鋒抗菌劑。4. 一種不粘鍋用抗菌陶瓷涂層的制備方法，其特征在于，包括W下步驟： 將40-50重量份改性氧化侶、15-20重量份氮化娃、5-10重量份第一化合物、5-10重量份 氮化鐵、10-15重量份棚化錯(cuò)、5-10重量份氧化銘和3-7重量份改性氧化鋒抗菌劑混合，粉 碎，W500-1000r/min的速度攬拌40-60分鐘，得到第一混合物，所述第一化合物為二氧化娃 或二氧化鐵； 向所述第一混合物中加入2-5重量份憐酸二氨儀和10-15重量份去離子水，攬拌后得到 陶瓷漿料； 將所述陶瓷漿料熟化24-4化后涂敷在鍋基體的內(nèi)表面，在600-800°C下保溫3-化，然后 在350-500°C退火處理，得到不粘鍋用抗菌陶瓷涂層。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述改性氧化侶按照如下方法制備： 在氮?dú)獾姆諊?，將二徑基低聚二甲基硅氧烷加入至懸浮有Al2〇3納米粒子的氯仿中， 在80-100°C下回流攬拌18-3化，離屯、分離，洗涂、干燥后得到改性氧化侶。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述二徑基低聚二甲基硅氧烷與Al2〇3 納米粒子的重量比為1:(3-5)。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述二徑基低聚二甲基硅氧烷與氯仿 的重量比為1:(5-8)。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述改性氧化鋒抗菌劑按照如下方法 制備： 在氮?dú)獾姆諊?，將氯丙基Ξ乙氧基硅烷和Ξ乙胺?0-110°C反應(yīng)24-3化，冷卻，洗 涂，干燥后得到硅氧烷離子液體； 在氮?dú)獾姆諊?，將所述硅氧烷離子液體加入至懸浮有氧化鋒納米粒子的氯仿中，在 80-100°C下回流攬拌18-3化，離屯、分離，洗涂，干燥，得到硅氧烷離子液體表面修飾的氧化 鋒； 將所述硅氧烷離子液體表面修飾的氧化鋒分散在濃度為0.01-0.2mol/L的甘草酸二鐘 溶液中進(jìn)行離子交換36-60小時(shí)，離屯、分離，得到改性氧化鋒抗菌劑。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述硅氧烷離子液體與氧化鋒納米粒 子的重量比為1:(5-10)。10. -種包括權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的不粘鍋用抗菌陶瓷涂層的不粘鍋。
【文檔編號(hào)】C04B35/628GK105967661SQ201610267982
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月22日
【發(fā)明人】魏亮
【申請(qǐng)人】寧波高新區(qū)夏遠(yuǎn)科技有限公司