pg电子最新网站入口基于不粘锅涂层材料的应用研究

　　基于不粘锅涂层材料的应用研究修雪英国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心材料部，江苏苏州，2150000引言“不粘锅”的问世给人们的生活带来了很大方便，人们不必再担心做饭时会出现烧焦粘锅现象。本文将根据不粘锅涂层种类的研究现状，重点概述不同不粘锅涂层的性能及影响。1含氟聚合物树脂涂层的不粘锅最初，不粘锅其不粘性的主要原理是在铝合金锅体表面上喷涂一层含氟聚合物树脂不粘涂料，通过420℃的高温烧结，使不粘涂层同铝基材紧密结合，利用不粘涂层的强化学惰性将食物和锅体分开，从而起到不粘作用。其中，使用最多的是聚四氟乙烯（PTFE，俗称特氟龙），其结构独特，如不粘性好、摩擦系数低、温度适用范围广、热稳定性好、耐腐蚀性好，因而成为不粘锅涂层的重要成分。早在1955年，ColletteGregoire就申请了不粘锅的专利（US3008601A），在平底锅内表面镀覆特氟龙涂层，从而在烹饪的过程中与食物接触时具有满意的不粘效果。图1专利US3008601A中记载的不粘锅示意图随后，不粘锅在炊具市场受到消费者的追捧。由于不粘涂料和容器本体之间的结合力与聚氟树脂的含量成反比，而涂料的不粘性能则与聚氟树脂的含量成正比，从而想到对其涂层材料进行改进。除了聚四氟乙烯涂层材料，还可采用全氟聚合物如聚四氟乙烯（PTFE）和TFE与氟乙烯醚（PFA）的共聚物（CN1171064A）、硅酮（CN101242912A）、聚醚砜（CN101525518A、CN201559859U）、聚苯硫（CN101242912A）作为涂层材料，也可在氟碳聚合物聚四氟乙烯中添加陶瓷填充剂（CN1471888A）、钛白粉（CN1193642A）或金刚石颗粒（CN101330986A）以提高与炊具基底的结合强度[1]。2陶瓷及其他涂层不粘锅基于对含氟不粘涂层在合成中使用的原料—全氟辛酸铵及其盐类在高温下是否会分解产生有害物质的忧虑，人们开始研制新的不粘材料，其中包括陶瓷涂层（CN1098275A）、选自氮氧化钛、低氧化钛、低氮化钛、尖晶石、混合尖晶石中的单独的陶瓷以及陶瓷金属混合物（US2003/0047029A1），其中陶瓷选自氮氧化钛、低氧化钛、低氮化钛、尖晶石、氟化铈、碳化硅、热解碳、碳化硼，金属为钛（CN1418262A）；以氧化硅、氧化铝为主的无机质陶瓷涂层（CN103417126A）、金属氧化物（CN103370379A）、由镍铝基的镍铝合金或者碳化铬（Cr3C2）基的镍铬碳化铬合金构成的金属不粘涂层（CN1913805A、EP1774876A1）、硬铬金属层（CN1644318A）、硅涂层（CN2889115Y）、非晶态镍磷合金层（CN238006Y）；通过上釉的方式在内表面形成瓷釉以形成不粘层（CN103637695A）；对炊具内部进行硬质阳极化处理（US2002/0094424A1），通过物理、化学的方法在炊具的表面形成氧化膜层（CN1557247A）。除了对材料的改进，还可以通过工艺改善基底的表面性能来达到提高结合强度的目的，如将网格体嵌入或压入锅体的内表面，网格体的筋凸出锅体的内表面，将不粘涂层喷涂在锅体的内表面，填充在网格体的网孔内，网格的筋形成具有支撑作用的脊，形成的脊具有更好的韧性和耐磨性能，能够抵抗铁铲的冲击，提高不粘锅的耐磨及抗刮性能（CN103445666A）；在锅体的内表面均匀分布有多个独立的正六角型的油槽，在油槽表面附着有不粘锅涂层（CN2057833U、CN204091653U）；对炊具内部进行硬质阳极化处理（CN1407134A）、通过物理化学的方法在炊具的表面形成一氧化膜（CN1557247A）；采用螺纹状内表面，避免内表面被食物和锅铲的机械摩擦所磨损（CN201104771Y、CN2889115Y）；对厨具的表面进行化学腐蚀，以在其上形成紧密的微孔，再以碳氟树脂和颜料为基的组合物直接施于限制装饰层表面的预定区域上（CN1112882A）。图2不粘锅表面改性的各种形状此外，也可以采用涂覆多层涂层的方式来提高结合力，如采用两层聚四氟乙烯涂层，第一种聚四氟乙烯的熔体粘度大于105帕秒，第二种聚四氟乙烯的熔体粘度为102～107帕秒范围之间，且第一种的熔体粘度大于第二种的熔体粘度至少102帕秒，以形成浓度梯度（CN1064291A）；包括直接涂覆在铝上的头道底涂层、涂覆在头道底涂层上的底涂层以及涂覆在底涂层上的面涂层组成的三层不粘涂层，头道底涂层由溶解于有机溶剂中的聚酰胺-酰亚胺树脂（PAI）获得，底涂层由加入了聚酰胺-酰亚胺树脂（PAI）和四氟乙烯与聚（丙基·乙烯基醚）的共聚物（PFA）的聚四氟乙烯（PTFE）水分散体获。