一种抑菌易清洁餐具涂层及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及涂层材料技术领域，尤其涉及一种抑菌易清洁餐具涂层及其制备方法和应用。


背景技术：

2.长期以来，人们都使用传统餐具来烹饪食物，但是在烹饪过程中时常发现食物会粘锅，产生焦糊，给烹饪带来不便，同时也增加了餐具的清洗难度。目前，解决不粘锅问题的主要方式是在传统的餐具上涂覆聚四氟乙烯涂层，但聚四氟乙烯涂层的强度较差，耐磨性不好，容易脱落，在高温下其分解产物可能会致癌。并且随着生活水平的提高，人们对于卫生安全的要求越来越高，对于具有抑菌性能餐具的需求也越来越高，但目前市场上绝大部分餐具都不具备抑菌功效。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种抑菌易清洁餐具涂层，用于解决聚四氟乙烯涂层强度差、耐磨性不好、容易脱落等缺点，同时使得餐具涂层具有抑菌功效。
4.为了解决上述问题，本发明实施例提出如下技术方案：
5.第一方面，本发明实施例提出一种抑菌易清洁餐具涂层，包括底涂涂层以及面涂涂层，底涂涂层由底涂涂料制备，面涂涂层由面涂涂料制备；其中，以质量份计，底涂涂料包括：
6.有机聚硅氮烷
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10～50质量份；
7.无机聚硅氮烷
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50～90质量份；
8.消泡剂
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0.5～3质量份；
9.以质量份计，面涂涂料包括：
[0010][0011]
其进一步的技术方案为，所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的至少一种。
[0012]
其进一步的技术方案为，纳米二氧化钛颗粒粒径为10～50nm。
[0013]
其进一步的技术方案为，底涂涂层的厚度为10～20μm，所述面涂涂层的厚度为20～30μm。
[0014]
第二方面，本发明实施例提出如第一方面所述的抑菌易清洁餐具涂层的制备方法，包括：
[0015]
在餐具表面喷涂底涂涂料，经固化步骤后得到底涂涂层；
[0016]
在底涂涂层的表面喷涂面涂涂料，经固化步骤后得到面涂涂层。
[0017]
其进一步的技术方案为，底涂涂层的固化步骤为在20℃～25℃以及60％～80％相对湿度下进行固化。
[0018]
其进一步的技术方案为，面涂涂层的固化步骤为先在20℃～25℃以及60％～80％相对湿度下进行第一固化，再在200℃～300℃以及60％～80％相对湿度下进行后固化。
[0019]
其进一步的技术方案为，底涂涂层的固化时间为12～24小时。
[0020]
其进一步的技术方案为，面涂涂层的第一固化的时间为12～24小时，后固化的时间为12～24小时。
[0021]
第三方面，本发明实施例提出如第一方面所述的抑菌易清洁餐具涂层在餐具中的应用。
[0022]
与现有技术相比，本发明实施例所能达到的技术效果包括：
[0023]
本发明实施例提出的抑菌易清洁餐具涂层充分利用了有机聚硅氮烷低硬度、疏水性等特性以及无机聚硅氮烷高硬度、亲水性等特性，具有透明、致密、硬度高、附着力好、耐磨、耐高温、耐腐蚀、易清洁、疏水性能好等优异的综合性能；同时在面涂涂料中加入了纳米二氧化钛，使其具有抑菌功效；在涂料中加入消泡剂能够减少涂层制备过程中气泡的产生，使得涂层更加致密，增加涂层和基体之间的附着力。因此，本发明制备的抑菌易清洁餐具涂层具有抑菌、易清洁、耐磨、耐高温以及优良的附着力和不沾性等优点。
附图说明
[0024]
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]
图1为本发明实施例提供的一种抑菌易清洁餐具涂层的结构示意图；
[0026]
图2为本发明实施例2提供的一种抑菌易清洁餐具涂层的抑菌率测试结果图。
[0027]
附图标记
[0028]
餐具10、底涂涂层20、面涂涂层30。
具体实施方式
[0029]
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030]
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0031]
还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0032]
参见图1，本发明实施例提出一种抑菌易清洁餐具涂层，由图可知，该抑菌易清洁餐具涂层包括底涂涂层20以及面涂涂层30。该抑菌易清洁餐具涂层涂敷在餐具10上。底涂涂层20的厚度为10～20μm，所述面涂涂层30的厚度为20～30μm。
[0033]
具体地，底涂涂层20由底涂涂料制备，以质量份计，底涂涂料包括：
[0034]
有机聚硅氮烷
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10～50质量份；
[0035]
无机聚硅氮烷
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50～90质量份；
[0036]
消泡剂
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0.5～3质量份。
[0037]
面涂涂层30由面涂涂料制备，以质量份计，面涂涂料包括：
[0038][0039]
进一步地，消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的至少一种。上述消泡剂均为食品级消泡剂。
[0040]
进一步地，纳米二氧化钛颗粒粒径为10～50nm。
[0041]
本发明实施例提出上述实施例的抑菌易清洁餐具涂层的制备方法，该方法包括如下步骤s1
‑
s2。
[0042]
s1，在餐具表面喷涂底涂涂料，经固化步骤后得到底涂涂层。
[0043]
具体实施中，底涂涂层的固化步骤为在20℃～25℃以及60％～80％相对湿度下进行固化。底涂涂层的固化时间为12～24小时。
[0044]
s2，在底涂涂层的表面喷涂面涂涂料，经固化步骤后得到面涂涂层。
[0045]
具体实施中，面涂涂层的固化步骤为先在20℃～25℃以及60％～80％相对湿度下进行第一固化，再在200℃～300℃以及60％～80％相对湿度下进行后固化。面涂涂层的第一固化的时间为12～24小时，后固化的时间为12～24小时。
[0046]
本发明实施例提出上述实施例的抑菌易清洁餐具涂层在餐具中的应用。
[0047]
具体实施例
[0048]
以下实施例均以不锈钢片作为实验用餐具，以验证本发明抑菌易清洁餐具涂层的性能。在实际应用中，餐具材质可为铝、铸铁等常见餐具材料，本发明对此不做限定。
[0049]
实施例1
[0050]
一种抑菌易清洁餐具涂层，它由底涂涂层和面涂涂层组成，底涂涂层厚度为15μm，面涂涂层厚度为25μm，在喷涂前，对经过喷砂处理的不锈钢片用酒精超声清洗5分钟，烘干后冷却至室温。
[0051]
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂再经固化得到，所述底涂涂料由10质量份有机聚硅氮烷、90质量份无机聚硅氮烷、1质量份消泡剂混合而成，将涂料喷涂在餐具表面，在20℃、60％相对湿度下固化12小时。
[0052]
所述面涂涂层是先经面涂涂料喷涂再经固化得到，所述面涂涂料由10质量份无机聚硅氮烷、90质量份有机聚硅氮烷、5质量份纳米二氧化钛颗粒、1质量份消泡剂混合而成，将涂料喷涂在底涂涂层表面，在20℃、60％相对湿度下固化12小时，再在200℃～300℃、
60％～80％相对湿度下固化12小时。
[0053]
实施例2
[0054]
一种抑菌易清洁餐具涂层，它由底涂涂层和面涂涂层组成，底涂涂层厚度为15μm，面涂涂层厚度为25μm，在喷涂前，对经过喷砂处理的不锈钢片用酒精超声清洗5分钟，烘干后冷却至室温。
[0055]
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂再经固化得到，所述底涂涂料由15质量份有机聚硅氮烷、85质量份无机聚硅氮烷、1质量份消泡剂混合而成，将涂料喷涂在餐具表面，在20℃、60％相对湿度下固化12小时。
[0056]
所述面涂涂层是先经面涂涂料喷涂再经固化得到，所述面涂涂料由15质量份无机聚硅氮烷、85质量份有机聚硅氮烷、5质量份纳米二氧化钛颗粒、1质量份消泡剂混合而成，将涂料喷涂在底涂涂层表面，在20℃、60％相对湿度下固化12小时，再在200℃～300℃、60％～80％相对湿度下固化12小时。
[0057]
实施例3
[0058]
一种抑菌易清洁餐具涂层，它由底涂涂层和面涂涂层组成，底涂涂层厚度为15μm，面涂涂层厚度为25μm，在喷涂前，对经过喷砂处理的不锈钢片用酒精超声清洗5分钟，烘干后冷却至室温。
[0059]
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂再经固化得到，所述底涂涂料由40质量份有机聚硅氮烷、60质量份无机聚硅氮烷、1质量份消泡剂混合而成，将涂料喷涂在餐具表面，在20℃、60％相对湿度下固化12小时。
[0060]
所述面涂涂层是先经面涂涂料喷涂再经固化得到，所述面涂涂料由40质量份无机聚硅氮烷、60质量份有机聚硅氮烷、5质量份纳米二氧化钛颗粒、1质量份消泡剂混合而成，将涂料喷涂在底涂涂层表面，在20℃、60％相对湿度下固化12小时，再在200℃～300℃、60％～80％相对湿度下固化12小时。
[0061]
实施例4
[0062]
一种抑菌易清洁餐具涂层，它由底涂涂层和面涂涂层组成，底涂涂层厚度为10μm，面涂涂层厚度为30μm，在喷涂前，对经过喷砂处理的不锈钢片用酒精超声清洗5分钟，烘干后冷却至室温。
[0063]
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂再经固化得到，所述底涂涂料由15质量份有机聚硅氮烷、85质量份无机聚硅氮烷、1质量份消泡剂混合而成，将涂料喷涂在餐具表面，在20℃、60％相对湿度下固化12小时。
[0064]
所述面涂涂层是先经面涂涂料喷涂再经固化得到，所述面涂涂料由15质量份无机聚硅氮烷、85质量份有机聚硅氮烷、5质量份纳米二氧化钛颗粒、1质量份消泡剂混合而成，将涂料喷涂在底涂涂层表面，在20℃、60％相对湿度下固化12小时，再在200℃～300℃、60％～80％相对湿度下固化12小时。
[0065]
实施例5
[0066]
一种抑菌易清洁餐具涂层，它由底涂涂层和面涂涂层组成，底涂涂层厚度为10μm，面涂涂层厚度为30μm，在喷涂前，对经过喷砂处理的不锈钢片用酒精超声清洗5分钟，烘干后冷却至室温。
[0067]
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂再经固化得到，所述底涂涂料由30质量份有机
聚硅氮烷、70质量份无机聚硅氮烷、1质量份消泡剂混合而成，将涂料喷涂在餐具表面，在20℃、60％相对湿度下固化12小时。
[0068]
所述面涂涂层是先经面涂涂料喷涂再经固化得到，所述面涂涂料由15质量份无机聚硅氮烷、85质量份有机聚硅氮烷、5质量份纳米二氧化钛颗粒、1质量份消泡剂混合而成，将涂料喷涂在底涂涂层表面，在20℃、60％相对湿度下固化12小时，再在200℃～300℃、60％～80％相对湿度下固化12小时。
[0069]
实施例6
[0070]
一种抑菌易清洁餐具涂层，它由底涂涂层和面涂涂层组成，底涂涂层厚度为10μm，面涂涂层厚度为30μm，在喷涂前，对经过喷砂处理的不锈钢片用酒精超声清洗5分钟，烘干后冷却至室温。
[0071]
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂再经固化得到，所述底涂涂料由50质量份有机聚硅氮烷、50质量份无机聚硅氮烷、1质量份消泡剂混合而成，将涂料喷涂在餐具表面，在20℃、60％相对湿度下固化12小时。
[0072]
所述面涂涂层是先经面涂涂料喷涂再经固化得到，所述面涂涂料由50质量份无机聚硅氮烷、50质量份有机聚硅氮烷、5质量份纳米二氧化钛颗粒、1质量份消泡剂混合而成，将涂料喷涂在底涂涂层表面，在20℃、60％相对湿度下固化12小时，再在200℃～300℃、60％～80％相对湿度下固化12小时。
[0073]
对比例1
[0074]
一种抑菌易清洁餐具涂层，它由底涂涂层和面涂涂层组成，底涂涂层厚度为15μm，面涂涂层厚度为25μm，在喷涂前，对经过喷砂处理的不锈钢片用酒精超声清洗5分钟，烘干后冷却至室温。
[0075]
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂再经固化得到，所述底涂涂料由15质量份有机聚硅氮烷、85质量份无机聚硅氮烷、1质量份消泡剂混合而成，将涂料喷涂在餐具表面，在20℃、60％相对湿度下固化12小时。
[0076]
所述面涂涂层是先经面涂涂料喷涂再经固化得到，所述面涂涂料由15质量份无机聚硅氮烷、85质量份有机聚硅氮烷、3质量份纳米二氧化钛颗粒、1质量份消泡剂混合而成，将涂料喷涂在底涂涂层表面，在20℃、60％相对湿度下固化12小时，再在200℃～300℃、60％～80％相对湿度下固化12小时。
[0077]
对比例2
[0078]
一种抑菌易清洁餐具涂层，它由底涂涂层和面涂涂层组成，底涂涂层厚度为15μm，面涂涂层厚度为25μm，在喷涂前，对经过喷砂处理的不锈钢片用酒精超声清洗5分钟，烘干后冷却至室温。
[0079]
所述底涂涂层是先经底涂涂料喷涂再经固化得到，所述底涂涂料由15质量份有机聚硅氮烷、85质量份无机聚硅氮烷、1质量份消泡剂混合而成，将涂料喷涂在餐具表面，在20℃、60％相对湿度下固化12小时。
[0080]
所述面涂涂层是先经面涂涂料喷涂再经固化得到，所述面涂涂料由15质量份无机聚硅氮烷、85质量份有机聚硅氮烷、7质量份纳米二氧化钛颗粒、1质量份消泡剂混合而成，将涂料喷涂在底涂涂层表面，在20℃、60％相对湿度下固化12小时，再在200℃～300℃、60％～80％相对湿度下固化12小时。
[0081]
性能测试
[0082]
对上述实施例以及对比例所制备的餐具涂层进行性能测试，参照gb/t 6739
‑
2006检测方法与检测标准对餐具涂层进行硬度测试；采用接触角测量仪测试餐具涂层的接触角；参照gb/t9286
‑
1998检测方法与检测标准对餐具涂层进行附着力测试；并对餐具涂层的抑菌性能进行测试，测试方法采用抑菌圈法评价其抑菌性能，相关检测标准来源于aatcc90
‑
1982《纤维的抗细菌性测定方法
‑
平板培养基法》。测试结果如表1以及图2所示。
[0083]
表1：
[0084] 硬度接触角附着力实施例1有轻微压痕109.85
°
1级实施例2没有缺陷103.71
°
1级实施例3没有缺陷98.54
°
1级实施例4没有缺陷104.58
°
2级实施例5没有缺陷102.85
°
2级实施例6没有缺陷93.47
°
2级对比例1没有缺陷103.65
°
1级对比例2没有缺陷103.82
°
2级
[0085]
从上表1可以看出，本发明制备的餐具涂层具有较高的硬度，仅实施例1所制备的餐具涂层有轻微压痕，在200℃～300℃高温下处理12h过后仍然具有良好的疏水性和附着力；由实施例2和对比例1及对比例2可以看出，在面涂涂层中增加二氧化钛的含量后餐具涂层的附着力明显下降。图2为实施例2含有5质量份的纳米二氧化钛抑菌涂层在灯光照射下的抑菌率，可以看出，在灯光照射2h之后餐具涂层的抑菌率达到97％，表现出优异的抗菌性。因此，在保证涂层各方面物理性能并兼顾抑菌性能的情况下，可以在面涂涂料中添加适宜含量的纳米二氧化钛颗粒。
[0086]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0087]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，尚且本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
[0088]
以上所述，为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。