一種親水型抗菌吸波材料及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種親水型抗菌吸波材料及其制備方法。親水型抗菌吸波材料包括：吸波材料無機粘結劑、吸波材料、抗菌材料和助劑；按質量百分數計，吸波材料無機粘結劑為90％～97％，吸波材料為2％～8％，抗菌材料為0.5～1％，助劑為0.5％～1.5％；所述吸波材料無機粘結劑為親水型無機材料。制備時，將各組分混合均勻。本發明專利技術所述親水型抗菌吸波材料可以應用于廚電產品上，具有容易清洗、不存在健康隱患、耐溫性能好、生產工藝簡單、省時省料、抗菌性能好和吸波性能好等優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于涂料
，尤其涉及一種親水型抗菌吸波材料及其制備方法。
技術介紹
隨著人們生活水平的日益提高以及對于食物健康要求的迅速提高，越來越多的家庭通過使用微波爐或微波烤箱配合烤盤烘焙披薩、雞翅、餅干等食物。因此，烤盤的性能將會直接影響到烘焙、燒烤食物的效果、味道與口感。現有的微波爐或微波烤箱的烤盤采用的吸波材料大都是將吸波粉料混合分散在樹脂中，通過高溫固化在金屬或者陶瓷盤表面，形成2毫米左右的吸波層，從而達到烤盤吸收微波能量實現對于食物烘焙、燒烤的目的。但此方法制成的微波烤盤存在以下缺點：1.因為吸波層為樹脂基，易導致油污與食物殘渣粘附，不易清洗，長時間使用有健康隱患。2.樹脂耐溫不夠，在280℃左右即有產生有害物質的風險。3.現有吸波材料的生產工藝復雜，耗時費料，目前，微波爐或者微波烤箱用烤盤還鮮見使用無樹脂(或者低樹脂)添加、親水易潔、吸波性能涂料的報道；微波爐或微波烤箱用烤盤的吸波材料還都僅僅局限在使用樹脂基高厚度(2毫米左右)、傳統吸波性能材料(鐵氧體等)、無易清潔性能材料。4.不具有抗菌性能。在較高溫度下使用易產生有害物質、清潔困難、易產生細菌等問題，在很大程度上影響了烤盤類吸波材料產品在微波爐以及微波烤箱上的應用。若可以解決上述清潔與健康安全問題，將會很大程度改善現有吸波烤盤的用戶使用體驗與健康品質。因此，制備具有親水型、吸波性能的微波烤盤類涂料是十分必要的。
技術實現思路
鑒于現有技術所存在的問題，本專利技術提供一種親水型抗菌吸波材料及其制備方法，該親水型抗菌吸波材料可以應用于廚電產品上，具有容易清洗、不存在健康隱患、耐溫性能好、生產工藝簡單、省時省料、抗菌性能好和吸波性能好等優點。本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下：一種親水型抗菌吸波材料，包括：吸波材料無機粘結劑、吸波材料、抗菌材料和助劑；按質量百分數計，吸波材料無機粘結劑為90％～97％，吸波材料為2％～8％，抗菌材料為0.5～1％，助劑為0.5％～1.5％；所述吸波材料無機粘結劑為親水型無機材料。本專利技術的有益效果是：本專利技術通過選擇了合適組分并設置了合適的配比，制得的材料同時具有容易清洗、不存在健康隱患、耐溫性能好、生產工藝簡單、省時省料、抗菌性能好和吸波性能好等優點。1)本專利技術采用具有親水性能的無機材料作為吸波材料的粘結劑載體，因具有親水性能，使得涂料表面與水的親和性強，達到容易清潔與降低健康隱患的目的，解決了吸波層為樹脂基，易導致油污與食物殘渣粘附，不易清洗，長時間使用有健康隱患的缺點。2)本專利技術摒棄傳統烤盤吸波材料大量使用有機樹脂的制備方法，采用具有親水性能的無機材料作為吸波材料的粘結劑，耐溫性能可以達到800℃以上，完全可以保證在使用環境中不會因高溫產生影響健康的物質，消除健康隱患；解決了樹脂耐溫不夠，在280℃左右即有產生有害物質的風險的缺點上。3)本專利技術通過向親水型吸波材料體系中添加適合原料組成的抗菌材料，在不影響親水性能與吸波性能的基礎上，增加了抗菌功能，使制備的材料具有合適的抗菌性能。解決了現有技術吸波材料不具有抗菌性能的問題。4)本專利技術通過添加合適比例的助劑可以使各組分材料很好相容混合，并且使制得的涂料與烤盤材料很好附著等功能。5)本專利技術添加合適比例的吸波材料無機粘結劑，吸波材料無機粘結劑與吸波材料以及烤盤材料具有良好結合性能，并且具有高溫不易分解的耐溫性能,使吸波材料很好的分散其中，并粘附在烤盤基材表面,使烤盤在高溫環境下使用不會產生不健康物質；選擇親水型無機材料可以提高制得材料的親水性能，使得涂料表面與水的親和性強，達到容易清潔與降低健康隱患的目的。6)本專利技術添加合適比例的吸波材料，吸波材料可以很好分散在吸波材料無機粘結劑中，在微波環境下高效吸收微波能量，并將其轉化為熱量傳遞給烤盤等器件上，達到快速吸熱與傳熱的性能，使制得材料僅需較薄的涂層就可以達到很高的加熱溫度。7)本專利技術制備的吸波材料只需要簡單的基材前處理，就可以將其噴涂在工件表面，涂層厚度只有50μm左右，相比較現有傳統吸波材料，厚度只有其1/20～1/40；在解決生產工藝復雜，耗時費料的缺點。在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進。進一步，所述吸波材料無機粘結劑為硅酸鹽水溶液，模數小于3。模數指摩爾數的比值。例如:化學式為R2O〃nSiO2，n為SiO2與R2O摩爾數的比值，稱為R2O〃nSiO2的模數。采用上述進一步方案的有益效果是：使用模數小于3的組分，主要利用其堿性特征對油污乳化，此組分不會與其他組分反應，如果模數大于等于3，容易出現堿性不足，乳化效果差，導致親水性與易清潔性能下降問題。進一步，所述硅酸鹽水溶液中硅酸鹽的質量分數為22％～28％。采用上述進一步方案的有益效果是：專利技術人在研究中意外地發現硅酸鹽的質量分數在22％～28％之間比較合適，其中低于22％會增加涂料的固化時間，對工業生產不利，高于28％涂料均勻性不好，堿性過強。進一步，所述硅酸鹽水溶液的pH為7.5～12.5。采用上述進一步方案的有益效果是：專利技術人在研究中意外地發現硅酸鹽水溶液的pH為7.5～12.5比較合適；如果pH低于7.5堿性太弱，不利于油污的乳化，易清潔性能差；pH大于12.5，堿性太強，對生產與使用安全不利。進一步，所述硅酸鹽水溶液中的硅酸鹽選自硅酸鉀、硅酸鈉和硅酸鋰中的兩種或三種的混合。采用上述進一步方案的有益效果是：專利技術人在研究中意外地發現，當硅酸鉀、硅酸鈉和硅酸鋰中的兩種或三種的混合時，制得材料的分散性性能、耐溫性能進一步提高，耐溫性能可以達到800℃以上，完全可以保證在使用環境中不會因高溫產生影響健康的物質，消除健康隱患，水分蒸發時膠體粒子可以牢固地附著在物體表面，粘結性能強，同時還具備很好的親水性能，便于使用后清洗。優選地，在其他組分相同的情況下，當硅酸鉀、硅酸鈉和硅酸鋰三種混合時，硅酸鉀和硅酸鈉質量比為(1:5)～(5:1)，硅酸鉀和硅酸鋰的質量比為(1:5)～(5:1)，涂料的性能會進一步提高。進一步，所述吸波材料選自碳化硅晶須、石墨烯類材料和稀土氧化物中的一種或幾種的混合。石墨烯類材料包括石墨烯以及石墨烯的衍生物。石墨烯(Graphene)是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，是單層石墨烯、雙層石墨烯和多層石墨烯的統稱。目前，主要用于半導體領域，作為晶體管使用。單層石墨烯(Graphene)：指由一層以苯環結構(即六角形蜂巢結構)周期性緊密堆積的碳原子構成的一種二維碳材料。雙層石墨烯(Bilayer or double-layer graphene)：指由兩層以苯環結構(即六角形蜂巢結構)周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式(包括AB堆垛，AA堆垛，AA‘堆垛等)堆垛構成的一種二維碳材料。多層石墨烯(Few-layer or multi-layer graphene)：指由3-10層以苯環結構(即六角形蜂巢結構)周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛，ABA堆垛等)堆垛構成的一種二維碳材料。石墨烯的衍生物是指以石墨烯為原料經過反應制備，所述反應可以為加氫、氟化、氧化、與聚合物共價復合和/或非共價復合等等，或者其他反應。本專利技術中，吸波材料的主要作用為吸收微波爐或者微波烤箱的能量，并本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種親水型抗菌吸波材料，其特征在于，包括：吸波材料無機粘結劑、吸波材料、抗菌材料和助劑；按質量百分數計，吸波材料無機粘結劑為90％～97％，吸波材料為2％～8％，抗菌材料為0.5％～1％，助劑為0.5％～1.5％；所述吸波材料無機粘結劑為親水型無機材料。

【技術特征摘要】
1.一種親水型抗菌吸波材料，其特征在于，包括：吸波材料無機粘結劑、吸波材料、抗菌材料和助劑；按質量百分數計，吸波材料無機粘結劑為90％～97％，吸波材料為2％～8％，抗菌材料為0.5％～1％，助劑為0.5％～1.5％；所述吸波材料無機粘結劑為親水型無機材料。2.根據權利要求1所述一種親水型抗菌吸波材料，其特征在于，所述吸波材料無機粘結劑為硅酸鹽水溶液，模數小于3。3.根據權利要求2所述一種親水型抗菌吸波材料，其特征在于，所述硅酸鹽水溶液中硅酸鹽的質量分數為22％～28％，所述硅酸鹽水溶液的pH為7.5～12.5。4.根據權利要求2所述一種親水型抗菌吸波材料，其特征在于，所述硅酸鹽水溶液中的硅酸鹽選自硅酸鉀、硅酸鈉和硅酸鋰中的兩種或三種的混合。5.根據權利要求1至4任一項所述一種親水型抗菌吸波材料，其特征在于，所述吸波材料選自碳化硅晶須、石墨烯類材料和稀土氧化物中的一種或幾種的混合。6.根據權利要求5所述一種親水型抗菌吸波材料，其特征在于，所述吸波材料為碳化硅晶須、石墨烯類材料和稀土氧化物的混合物，所述碳化硅晶須、石墨烯類材料的質量比為4:1至2:1，稀土氧化物占親水型抗菌吸波材料的質量百分數小于1％。7.根據權利要求5所述一種親水型抗菌吸波材料，其特征在于，所述石墨烯類材料為氧化石墨烯，所述稀土氧化物選自氧化鈰和/或氧化鐠。8.根據權利要求1～4任一項所述一種親水型抗菌吸波材料，其特征在于，所述吸波材料的粒徑小于100μm。9.根據權利要求1至4任一項所述一種親水型抗菌吸波材料，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙莉，
申請(專利權)人：廣東美的廚房電器制造有限公司，美的集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44