CN112126345A - 一种远红外吸收涂料、涂层及应用其的锅具和制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种远红外吸收涂料、涂层及应用其的锅具和制备方法，其中，远红外吸收涂料，按照质量百分比计，包括以下组分：有机硅树脂50～66％、氨基树脂3～8％、环氧树脂4～10％、石墨烯1～3％、碳化硅晶须0.5～1.8％、颜填料2～5％、分散剂0.5～2％、流平剂1～2.8％、溶剂10～30％。本发明通过选用由有机硅树脂、氨基树脂、环氧树脂、石墨烯、碳化硅晶须、颜填料、分散剂、流平剂以及溶剂构成的远红外吸收涂料，使得当将该涂料以空气喷涂工艺技术涂覆在现有锅具本体上时，能够有效的将传热效率提升至少17.8％，从而不但实现了节约能源的目的，而且还节省了烹饪时间，提高了锅具的性价比和市场竞争力。
Description
技术领域
本发明属于锅具技术领域，具体涉及一种远红外吸收涂料、涂层及应用其的锅具和制备方法。
背景技术
现有的聚能灶或者电磁炉很少有靠红外辐射能量对锅具进行加热，众所周知，采用红外线热辐射技术后的热效率大大高于传统燃气灶，达到了环保节能的效果；但是目前虽然说有一少部分聚能灶或电磁炉使用了红外热辐射技术，但是其对锅具加热时，热传递较慢，传热效率不佳。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种热传递较快，传热效率佳的远红外吸收涂料；。
本发明的目的还在于提供一种远红外吸收涂层；
本发明的目的还在于提供一种应用上述涂层的锅具，解决了现有技术中锅具的热传递较慢，传热效率不佳的问题；
本发明的目的还在于提供一种上述锅具的制备方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种远红外吸收涂料，按照质量百分比计，包括以下组分：
有机硅树脂50～66％、氨基树脂3～8％、环氧树脂4～10％、石墨烯1～3％、碳化硅晶须0.5～1.8％、颜填料2～5％、分散剂0.5～2％、流平剂1～2.8％、溶剂10～30％。
优选地，所述有机硅树脂为甲基硅树脂、苯基硅树脂中的至少一种。
优选地，所述氨基树脂为脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂中的至少一种。
优选地，所述颜填料为钛白粉，炭黑，氧化铁，氧化锌，硫酸钡中的至少一种。
优选地，所述分散剂为聚醚硅氧烷共聚物，具体为：BYK-300、BYK-301、BYK-345中的至少一种。
优选地，所述流平剂为改性硅氧烷类、丙烯酸类中的至少一种。
优选地，所述溶剂为PMA溶剂和二甲苯的混合溶剂。
本发明的第二个技术方案是这样实现的：一种远红外吸收涂层，用于锅具，该远红外吸收涂层由上述的远红外吸收涂料制成。
本发明的第三个技术方案是这样实现的：一种锅具，包括锅具本体和上述的远红外吸收涂层，所述远红外吸收涂层至少涂覆在所述锅具本体底部。
优选地，所述远红外吸收涂层的厚度为20～50μm。
本发明的第四个技术方案是这样实现的：一种锅具的制备方法，该方法通过以下步骤实现：
S1、对锅具本体的底面依次进行除油、喷砂、清洗，获得清洗处理后的锅具本体；
S2、采用空气喷涂工艺在所述S1中获得的清洗处理后的锅具本体的底面形成远红外吸收涂层，并固化，获得锅具。
优选地，所述S2中，形成所述远红外吸收涂层时的喷涂压力为0.3～0.5Mpa。
优选地，所述S2中，所述固化温度为220～280℃，所述固化时间为20～35min。
与现有技术相比，本发明通过选用由有机硅树脂、氨基树脂、环氧树脂、石墨烯、碳化硅晶须、颜填料、分散剂、流平剂以及溶剂构成的远红外吸收涂料，使得当将该涂料以空气喷涂工艺技术涂覆在现有锅具本体1上时，能够有效的将传热效率提升至少17.8％，从而不但实现了节约能源的目的，而且还节省了烹饪时间，提高了锅具的性价比、市场竞争力以及使用者的体验感；此外，还实现了在不改变***整体结构的情况下，通过在锅具本体1的底部外侧设置远红外吸收涂层来增强其加热效果或传热效率的目的；另外，本发明获得的锅具的成本低，产品竞争力强、实用性好，值得大力推广使用。
附图说明
图1为本发明实施例1-5获得的锅具的层状结构示意图；
图2为本发明实施例1-5获得锅具的使用状态图；
图3为本发明实施例中锅具的制备流程图。
图中，1.锅具本体，2.远红外吸收涂层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要明确的是，术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例提供的一种远红外吸收涂料，按照质量百分比计，包括以下组分：
有机硅树脂50～66％、氨基树脂3～8％、环氧树脂4～10％、石墨烯1～3％、碳化硅晶须0.5～1.8％、颜填料2～5％、分散剂0.5～2％、流平剂1～2.8％、溶剂10～30％。
其中，有机硅树脂为甲基硅树脂、苯基硅树脂中的至少一种；氨基树脂为脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂中的至少一种；颜填料为钛白粉，炭黑，氧化铁，氧化锌，硫酸钡中的至少一种；分散剂为聚醚硅氧烷共聚物，具体为：BYK-300、BYK-301、BYK-345中的至少一种；流平剂为改性硅氧烷类、丙烯酸类中的至少一种；溶剂为PMA和二甲苯的混合溶剂。
本发明实施例还提供了一种远红外吸收涂层，用于锅具，该远红外吸收涂层由上述的远红外吸收涂料制成。
本发明实施例还提供了一种锅具，包括锅具本体1和上述的远红外吸收涂层2，远红外吸收涂层2至少涂覆在所述锅具本体1底部。
其中，远红外吸收涂层的厚度为20～50μm。
本发明实施例还提供了上述锅具的制备方法，该方法通过以下步骤实现：
S1、对锅具本体1的底面依次进行除油、喷砂、清洗，获得清洗处理后的锅具本体；
S2、采用空气喷涂工艺在所述S1中获得的清洗处理后的锅具本体的底面形成远红外吸收涂层2，并在220～280℃下固化20～35min，获得锅具；其中，形成所述远红外吸收涂层时的喷涂压力为0.3～0.5Mpa。
采用上述方案后，本发明通过选用由有机硅树脂、氨基树脂、环氧树脂、石墨烯、碳化硅晶须、颜填料、分散剂、流平剂以及溶剂构成的远红外吸收涂料，使得当将该涂料以空气喷涂工艺技术涂覆在现有锅具本体1上时，能够有效的将传热效率提升至少17.8％，从而不但实现了节约能源的目的，而且还节省了烹饪时间，提高了锅具的性价比、市场竞争力以及使用者的体验感；此外，还实现了在不改变***整体结构的情况下，通过在锅具本体1的底部外侧设置远红外吸收涂层来增强其加热效果或传热效率的目的。
下面为具体的实施例：
实施例1
本发明实施例1提供的一种远红外吸收涂料，按照质量百分比计，包括以下组分：
甲基硅树脂58％、脲醛树脂5％、双酚A型环氧树脂7％、石墨烯2％、碳化硅晶须1.2％、钛白粉1％、炭黑2％、BYK-3001％、改性硅氧烷类1.8％、PMA12％、二甲苯9％。
本发明实施例1提供的一种远红外吸收涂层，用于锅具，该远红外吸收涂层上述的远红外吸收涂料而成。
本发明实施例1提供的一种锅具，如图1所示，包括锅具本体1和上述的远红外吸收涂层2，远红外吸收涂层2至少涂覆在所述锅具本体1底部；且远红外吸收涂层的厚度为35μm。
本发明实施例1提供的锅具通过以下步骤制得：
S1、对由铝合金材料制成的锅具本体1的底面依次进行除油、喷砂、清洗，获得清洗处理后的锅具本体；
S2、采用空气喷涂工艺在所述S1中获得的清洗处理后的锅具本体的底面形成远红外吸收涂层2，并在250℃下固化28min，获得锅具；其中，形成所述远红外吸收涂层时的喷涂压力为0.4Mpa。
此外，最终获得的远红涂层2的厚度为35μm。
实施例2
本发明实施例2提供的一种远红外吸收涂料，按照质量百分比计，包括以下组分：
甲基硅树脂50％、脲醛树脂8％、双酚A型环氧树脂4％、石墨烯3％、碳化硅晶须0.5％、钛白粉2％、炭黑3％、BYK-300 0.5％、改性硅氧烷类2.8％、PMA15％、二甲苯11.2％。
本发明实施例2提供的一种远红外吸收涂层，用于锅具，该远红外吸收涂层上述的远红外吸收涂料而成。
本发明实施例2提供的一种锅具，包括锅具本体1和上述的远红外吸收涂层2，远红外吸收涂层2至少涂覆在所述锅具本体1底部；且远红外吸收涂层的厚度为20μm。
本发明实施例2提供的锅具通过以下步骤制得：
S1、对由铝合金材料制成的锅具本体1的底面依次进行除油、喷砂、清洗，获得清洗处理后的锅具本体；
S2、采用空气喷涂工艺在所述S1中获得的清洗处理后的锅具本体的底面形成远红外吸收涂层2，并在220℃下固化20min，获得锅具；其中，形成所述远红外吸收涂层时的喷涂压力为0.3Mpa。
此外，最终获得的远红涂层2的厚度为20μm。
实施例3
本发明实施例3提供的一种远红外吸收涂料，按照质量百分比计，包括以下组分：
甲基硅树脂66％、脲醛树脂3％、双酚A型环氧树脂10％、石墨烯1％、碳化硅晶须1.8％、钛白粉1％、炭黑1％、BYK-300 2％、改性硅氧烷类1％、PMA5％、二甲苯8.2％。
本发明实施例3提供的一种远红外吸收涂层，用于锅具，该远红外吸收涂层上述的远红外吸收涂料而成。
本发明实施例3提供的一种锅具，包括锅具本体1和上述的远红外吸收涂层2，远红外吸收涂层2至少涂覆在所述锅具本体1底部；且远红外吸收涂层的厚度为50μm。
本发明实施例3提供的上述锅具通过以下步骤制得：
S1、对由马口铁材料制成的锅具本体1的底面依次进行除油、喷砂、清洗，获得清洗处理后的锅具本体；
S2、采用空气喷涂工艺在所述S1中获得的清洗处理后的锅具本体的底面形成远红外吸收涂层2，并在280℃下固化35min，获得锅具；其中，形成所述远红外吸收涂层时的喷涂压力为0.5Mpa。
此外，最终获得的远红涂层2的厚度为50μm。
实施例4
本发明实施例3提供的一种远红外吸收涂料，按照质量百分比计，包括以下组分：
苯基硅树脂55％、三聚氰胺甲醛树脂5％、双酚A型环氧树脂10％、石墨烯1％、碳化硅晶须0.5％、氧化铁0.5％、炭黑0.5％、BYK-301 0.5％、丙烯酸类1％、PMA 8％、二甲苯8％。
本发明实施例4提供的一种远红外吸收涂层，用于锅具，该远红外吸收涂层上述的远红外吸收涂料而成。
本发明实施例4提供的一种锅具，包括锅具本体1和上述的远红外吸收涂层2，远红外吸收涂层2至少涂覆在所述锅具本体1底部；且远红外吸收涂层的厚度为35μm。
本发明实施例4提供的锅具通过以下步骤制得：
S1、对由铝合金材料制成的锅具本体1的底面依次进行除油、喷砂、清洗，获得清洗处理后的锅具本体；
S2、采用空气喷涂工艺在所述S1中获得的清洗处理后的锅具本体的底面形成远红外吸收涂层2，并在250℃下固化28min，获得锅具；其中，形成所述远红外吸收涂层时的喷涂压力为0.4Mpa。
此外，最终获得的远红涂层2的厚度为35μm。
实施例5
本发明实施例5提供的一种远红外吸收涂料，按照质量百分比计，包括以下组分：
甲基硅树脂66％、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂3％、双酚A型环氧树脂10％、石墨烯1％、碳化硅晶须1.8％、硫酸钡1％、炭黑1％、BYK-345 2％、改性硅氧烷类1％、PMA 5％、二甲苯8.2％。
本发明实施例5提供的一种远红外吸收涂层，用于锅具，该远红外吸收涂层上述的远红外吸收涂料而成。
本发明实施例5提供的一种锅具，包括锅具本体1和上述的远红外吸收涂层2，远红外吸收涂层2至少涂覆在所述锅具本体1底部；且远红外吸收涂层的厚度为50μm。
本发明实施例5提供的上述锅具通过以下步骤制得：
S1、对由马口铁材料制成的锅具本体1的底面依次进行除油、喷砂、清洗，获得清洗处理后的锅具本体；
S2、采用空气喷涂工艺在所述S1中获得的清洗处理后的锅具本体的底面形成远红外吸收涂层2，并在280℃下固化35min，获得锅具；其中，形成所述远红外吸收涂层时的喷涂压力为0.5Mpa。
此外，最终获得的远红涂层2的厚度为50μm。
对比例1
本对比例1与实施例1的不同在于，本对比例1中的远红外吸收涂料中未加入石墨烯，其他与实施例均相同。
对比例2
本对比例2与实施例1的不同在于，本对比例1中的远红外吸收涂料中未加入碳化硅晶须，其他与实施例均相同。
对比例3
本对比例3与实施例1的不同在于，本对比例1中的远红外吸收涂料中未加入颜填料，其他与实施例均相同。
对比例4
本对比例4与实施例1的不同在于，本对比例1中的远红外吸收涂料中未加入石墨烯和碳化硅晶须，其他与实施例均相同。
对比例5
本对比例5与实施例1的不同在于，本对比例1中的远红外吸收涂料中未加入石墨烯和颜填料，其他与实施例均相同。
对比例6
本对比例6与实施例1的不同在于，本对比例1中的远红外吸收涂料中未加入碳化硅晶须和颜填料，其他与实施例均相同。
对比例7
本对比例7与实施例1的不同在于，本对比例1中的远红外吸收涂料中未加入石墨烯、碳化硅晶须和颜填料，其他与实施例均相同。
为了验证本发明实施例获得的涂覆有远红外吸收涂层的锅具的传热效率具体如何，现对实施例1-5以及对比例1-7获得的锅具的传热效率进行检测，具体的检测方法为(如图2所示)：在实施例1-5以及对比例1-7获得的锅具中装入1升的水，以最大功率或火力进行加热，加热至沸腾时对比各锅具以及无涂层的锅具中水的沸腾时间，检测结构如下表1所示：
表1本发明实施例1-5以及对比例1-7获得的锅具的传热效率检测结果
| 沸腾时间/min | |
| 实施例1 | 9.2 |
| 实施例2 | 9.3 |
| 实施例3 | 10.2 |
| 实施例4 | 9.8 |
| 实施例5 | 10.5 |
| 对比例1 | 11.2 |
| 对比例2 | 11.1 |
| 对比例3 | 10.9 |
| 对比例4 | 11.0 |
| 对比例5 | 10.9 |
| 对比例6 | 11.2 |
| 对比例7 | 11.3 |
| 无涂层(铝合金) | 11.2 |
| 无涂层(马口铁) | 12.5 |
从上表1中的数据可知，本发明实施例获得的涂覆有远红外吸收涂层2的锅具的传热效率明显要高于对比例以及无涂层的锅具的传热效率，并且，材质(铝合金)一样的锅具本体1，有涂层的锅具相比较于没有涂层的锅具的传热效率至少提升17.8％。
此外，从上表1中的实施例1以及对比例1-7中的数据还可以看出，在所用材质(铝合金)一样的锅具本体1的前提下，分别在该锅具本体的底部分别涂覆不含石墨烯、不含碳化硅晶须、不含颜填料、不含石墨烯和碳化硅晶须、不含石墨烯和颜填料、不含碳化硅晶须和颜填料以及不含石墨烯、硅晶须和颜填料的远红外吸收涂料制成的涂层，经过检测后发现，如采用缺少它们三种组分的任何一种的涂料在锅具本体1的底部涂覆涂层时，其得到的锅具的传热效率均达不到本发明获得的锅具的传热效率甚至比不含涂层的锅具的传热效率都低，这就足以说明，石墨烯、碳化硅晶须和颜填料在本发明涂层中起着关键性的作用，这三种组分互相配合后，利用他们三者之间的协同作用，将远红外吸收作用发挥到最优，三者缺一不可，并且是其他物质无法代替的。
综上所述，本发明通过选用由有机硅树脂、氨基树脂、环氧树脂、石墨烯、碳化硅晶须、颜填料、分散剂、流平剂以及溶剂构成的远红外吸收涂料，使得当将该涂料以空气喷涂工艺技术涂覆在现有锅具本体1上时，能够有效的将传热效率提升至少17.8％，从而不但实现了节约能源的目的，而且还节省了烹饪时间，提高了锅具的性价比、市场竞争力以及使用者的体验感；此外，还实现了在不改变***整体结构的情况下，通过在锅具本体1的底部外侧设置远红外吸收涂层来增强其加热效果或传热效率的目的；另外，本发明获得的锅具的成本低，产品竞争力强、实用性好，值得大力推广使用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。
Claims (13)
1.一种远红外吸收涂料，其特征在于，按照质量百分比计，包括以下组分：
有机硅树脂50～66％、氨基树脂3～8％、环氧树脂4～10％、石墨烯1～3％、碳化硅晶须0.5～1.8％、颜填料2～5％、分散剂0.5～2％、流平剂1～2.8％、溶剂10～30％。
2.根据权利要求1所述的一种远红外吸收涂料，其特征在于，所述有机硅树脂为甲基硅树脂、苯基硅树脂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种远红外吸收涂料，其特征在于，所述氨基树脂为脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种远红外吸收涂料，其特征在于，所述颜填料为钛白粉，炭黑，氧化铁，氧化锌，硫酸钡中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种远红外吸收涂料，其特征在于，所述分散剂为聚醚硅氧烷共聚物，具体为：BYK-300、BYK-301、BYK-345中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种远红外吸收涂料，其特征在于，所述流平剂为改性硅氧烷类、丙烯酸类中的至少一种。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种远红外吸收涂料，其特征在于，所述溶剂为PMA溶剂和二甲苯的混合溶剂。
8.一种远红外吸收涂层，用于锅具，其特征在于，该远红外吸收涂层由权利要求1-7任意一项所述的远红外吸收涂料制成。
9.一种锅具，其特征在于，包括锅具本体(1)和权利要求8所述的远红外吸收涂层，所述远红外吸收涂层至少涂覆在所述锅具本体(1)底部。
10.根据权利要求9所述的一种锅具，其特征在于，所述远红外吸收涂层的厚度为20～50μm。
11.一种权利要求10所述的锅具的制备方法，其特征在于，该方法通过以下步骤实现：
S1、对锅具本体(1)的底面依次进行除油、喷砂、清洗，获得清洗处理后的锅具本体；
S2、采用空气喷涂工艺在所述S1中获得的清洗处理后的锅具本体的底面形成远红外吸收涂层，并固化，获得锅具。
12.根据权利要求11所述的一种锅具的制备方法，其特征在于，所述S2中，形成所述远红外吸收涂层时的喷涂压力为0.3～0.5Mpa。
13.根据权利要求11或12所述的一种锅具的制备方法，其特征在于，所述S2中，所述固化温度为220～280℃，所述固化时间为20～35min。
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