專利名稱：不粘陶瓷包被組合物及其制備加工方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及不粘的陶瓷包被組合物及其制備方法，以及用該不粘陶瓷包被組合物包被由不銹鋼、鋁、鋁合金、鑄鐵或鋼制成的器具和炊具的方法。
背景技術(shù)：
已經(jīng)花費了巨大的努力致力于在組成準備食物的炊具的表面的底物上形成一層有效的、不粘的和不會潤濕的包被層。術(shù)語“不粘的”意味著表面不會粘附物質(zhì)，比如像油、油脂或其他的食物。這種特性使得通過加熱制備食物的器皿非常容易清洗。術(shù)語“不潤濕的”表明表面不會吸附液體，比如水。這種特性可以由一滴水與帶有該滴水的表面之間的大的接觸夾角證明。至少90度的張角可以認為該表面是典型的不可潤濕的表面。
通常通過用聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)包被物品表面生產(chǎn)不粘的和不會潤濕的物品。比如，美國專利US4683168(Hares et al.)就描述了一種用這樣的包被層包被玻璃或玻璃陶瓷物品制造不粘的烹飪器具的方法。但是，PTFE包被層表現(xiàn)出不傳熱的缺點。而且，PTFE包被層需要一個350-450攝氏度的熱燒結(jié)過程，生產(chǎn)費用相當昂貴，并且不能提供理想的抗磨損能力。
美國專利US4275118(Baney et al.)描述一種包被組分，由在乙醇水溶液媒介的一種硅膠酸性分散劑組成，能形成一層堅硬的、抗磨損的包被層。
美國專利US6054522(Alain et al.)揭露一種保護包被層，通過由金屬醇鹽形成的無機網(wǎng)絡和由硅烷通過溶膠凝膠狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換過程形成的有機網(wǎng)絡賦予不粘的、易磨損和不易潤濕的特性。但是這種包被層非常薄，不適于作為一種保護層，而且沒有顏色。由于這些PTFE包被層的有機組成，它們的壽命有限。隨著時間的推移，這些包被層變干，失去了它們的光滑性。
已應用各種各樣的方法和材料來形成一種不粘的包被層。但是，在使用過程中，尤其是清潔劑的刮傷，造成的磨損問題一直存在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的就是提供一種新的包被組合物，及其制備方法，以及使用該包被組合物獲得強抗磨損能力，增加表面硬度，延長磨損時間的方法。
在本發(fā)明的第一方面，提供了一種不粘包被組合物，該包被組合物包含兩疊加層，一層是應用于底物的底層和一層是頂層，底層由一個網(wǎng)絡狀物(matrix)組成，該網(wǎng)絡狀物包含來自硅溶膠(silica sol)和有機烷氧基硅烷(organoalkoxysilane)的縮合(condensation)反應產(chǎn)物；頂層由一個網(wǎng)絡狀物(matrix)組成，該網(wǎng)絡狀物包含來自硅溶膠和有機烷氧基硅烷的縮合反應產(chǎn)物，其中有機烷氧基硅烷包括一小部分氟烷氧基硅烷(fluoroalkoxysilane，F(xiàn)AS)。
較佳地，含有的氟烷氧基硅烷的重量百分含量為0.3％-2％，有機烷氧基硅烷采用甲基三甲氧基硅烷(methyltrimethoxysilane，MTMS)，硅溶膠的重量百分含量為30％-70％，甲基三甲氧基硅烷的重量百分含量為2％-40％。
還包括催化劑，催化劑的重量百分含量較佳為0％-2％。
還包括一種溶劑，溶劑的重量百分含量較佳為10％-40％。
在本發(fā)明的第二方面，提供了一種制備適用于底物，比如烹飪器具，的不粘陶瓷包被材料的方法，包括步驟a.通過下列步驟制備第一種成分I.在有機烷氧基硅烷中加入膠狀的硅膠烷，再加入催化劑實現(xiàn)縮合反應；II.加入溶劑；III.加入微粒狀的顏料；IV.混合形成第一種穩(wěn)定的粘貼劑溶液(binder solution)；b.通過下列步驟制備第二種成分I.加入有機烷氧基硅烷和催化劑，有機烷氧基硅烷包括一小部分氟烷氧基硅烷；II.加入溶劑；III.混合形成第二種穩(wěn)定的粘貼劑溶液；c.混合上述兩種成分；d.使混合的兩種成分成熟，使得成熟的兩種成分溶液包被在一種底物上。
較佳的，有機烷氧基硅烷是甲基三甲氧基硅烷，其中第二種穩(wěn)定的粘貼劑溶液包含聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)。
在本發(fā)明的第三方面，提供了一種用不粘陶瓷包被材料包被底物的方法，包括步驟a.過下列步驟準備底物I.去除要進行包被的底物表面的灰塵和油；
II.干燥該底物表面；III.粗糙該底物表面以充分地增加它的面積；IV.清洗該底物表面，并預熱；b.用由硅溶膠和有機烷氧基硅烷的縮合反應產(chǎn)物形成的一種網(wǎng)絡狀物，溶劑和顏料組成的第一種包被材料包被底物表面；c.在第一種包被層仍是濕潤時，用由硅溶膠和含有一小部分氟烷氧基硅烷的有機烷氧基硅烷的濃縮反應產(chǎn)物形成的一種網(wǎng)絡狀物和催化劑組成的第二種包被材料包被底物表面；d.在空氣中干燥。
較佳的，包被材料噴灑在底物上，加熱至120℃-300℃，保持10-30分鐘，氟烷氧基硅烷的重量百分含量為0.3％-2％，有機烷氧基硅烷是甲基三甲氧基硅烷，硅溶膠的重量百分含量為30％-70％，甲基三甲氧基硅烷的重量百分含量為2％-40％，催化劑的重量百分含量為0％-2％。
還包括一種溶劑，溶劑的重量百分含量較佳為10％-40％。
在本發(fā)明的第四方面，提供了一種不粘陶瓷包被底物，包含a.一種底物，含有一個要包被的表面；b.第一層包被層，包被在要包被的底物表面，還有一個暴露的頂部表面；c.第二層包被層，包被在第一層包被層的暴露頂部，同時有一個暴露的頂部表面作為適于烹飪食物的不粘陶瓷表面。
d.第一層包被層由一個與底物表面接觸的、由膠狀硅溶膠和有機烷氧基硅烷的濃縮形成的二氧化硅網(wǎng)絡狀物組成的下部和一個由膠狀硅溶膠和含有小部分聚二甲基硅氧烷的有機烷氧基硅烷的縮合形成的二氧化硅網(wǎng)絡狀物組成的上部組成；e.第二層包被層由膠狀硅溶膠和含有小部分聚二甲基硅氧烷和小部分氟烷氧基硅烷的有機烷氧基硅烷的縮合形成的二氧化硅網(wǎng)絡狀物組成。
較佳的，氟烷氧基硅烷的重量百分含量為0.3％-2％，有機烷氧基硅烷是甲基三甲氧基硅烷，硅溶膠的重量百分含量為30％-70％，甲基三甲氧基硅烷的重量百分含量為2％-40％。
還含有催化劑，催化劑的重量百分含量較佳為0％-2％。
還含有一種溶劑，溶劑的重量百分含量較佳為10％-40％。
本發(fā)明的有益效果概括如下1.該新的不粘包被材料包括一種二氧化硅陶瓷網(wǎng)絡狀物(matrix)，該二氧化硅陶瓷網(wǎng)絡狀物包含由水解的烷氧基硅烷與膠狀的硅溶膠的縮合產(chǎn)物，狀態(tài)穩(wěn)定。
2.具有抗磨損和高硬度特性，使用該物形成的包被層可以獲得強抗磨損能力，表面硬度增加，磨損時間延長。
3.本發(fā)明的新的陶瓷包被材料與底物有很好的粘附特性。
4.就在將底層包被在底物上之后，頂層即包被在濕的底層上，這使得頂層的部分溶液擴散和/或浸透到底層的上部，這種擴散和/或浸透給予結(jié)構(gòu)的不粘特性更為耐久。
通過下面關于本發(fā)明的詳細描述，結(jié)合附圖，將使本發(fā)明的其他的和進一步的目的變得明顯。


圖1闡述硅溶膠粒子穩(wěn)定狀態(tài)圖。表示靜電排斥如何產(chǎn)生，從而使得粒子形成穩(wěn)定分散。
圖2有機烷氧基硅烷與膠狀的硅溶膠的縮合機理圖。
圖3由有機烷氧基硅烷與膠狀的硅溶膠起縮合反應的最初結(jié)合子的透射電子顯微照片。
圖4根據(jù)本發(fā)明制造一種包被溶液的新方法的方塊流程圖。
圖5底物表面預處理的方法的方塊流程圖。
圖6a本發(fā)明的包含兩層的不粘陶瓷包被層的垂直剖面圖。
圖6b顯示圖6a中的本發(fā)明的不粘陶瓷包被層所包含的兩層的詳細組成與排列的垂直剖面圖。
圖7a本發(fā)明的新的兩層的不粘陶瓷包被層的關于抗磨損的機械特性的測試結(jié)果圖。
圖7b本發(fā)明的兩層的不粘陶瓷包被層的關于抗刮傷的機械特性的測試結(jié)果圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參見附圖，這些附圖描述了主要用于炊具的新的抗磨損和高硬度的不粘包被材料，盡管它們有其他的工業(yè)和商業(yè)的應用。該新的包被材料包括一種二氧化硅陶瓷網(wǎng)絡狀物(matrix)，該二氧化硅陶瓷網(wǎng)絡狀物包含由水解的烷氧基硅烷與膠狀的硅溶膠的縮合產(chǎn)物。將陶瓷網(wǎng)絡狀物與有機物通過溶膠與凝膠狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換過程發(fā)展了一系列新的抗磨損和高硬度不粘包被材料。
這個不粘材料含有兩種主要的二氧化硅成分。一種是硅溶膠，純的二氧化硅，另一種是有機烷氧基硅烷，是一種有機無機雜合材料。這兩種材料都能通過化學反應，縮合，形成強的化學鍵。(OR`)4-x基團在水中水解，然后與硅溶膠和彼此縮合。兩種類型的不粘有機物與硅陶瓷網(wǎng)絡(network)或網(wǎng)絡狀物(matrix)形成化學鍵，該化學鍵以一種穩(wěn)定狀態(tài)存在于陶瓷結(jié)構(gòu)中。
主要網(wǎng)絡狀物由膠狀硅溶膠(water base)和一種有機烷氧基硅烷，比如甲基三甲氧基硅烷(methyltrimethoxysilane，MTMS)，起化學反應或縮合形成的硅網(wǎng)絡組成。由于硅粒子表面的靜電排斥，膠狀的硅溶膠處于很穩(wěn)定的狀態(tài)。見附圖1。較適宜的有機烷氧基硅烷具有通式RxSi(OR`)4-x。
其中R是單獨選自甲基，乙烷基，丙烷基的一個或多個有機根，R`是低分子量的烷基根，x至少是1，但是小于4。通常x是1，所以有機烷氧基硅烷有3個水解位點。這增加組分的凝聚與結(jié)合，同時也提供一層增厚層，增加與無機的硅的表面的連接。這些位點被硅溶膠的水在酸性催化劑下水解。該膠狀硅溶膠被一種礦物或有機酸酸化使pH降到4左右。圖2顯示膠狀的硅溶膠與水解的有機烷氧基硅烷的縮合反應?？墒褂玫乃?，舉例來說，包括鹽酸，硝酸，硫酸，蟻酸，丙酸，乙酸。
有機烷氧基硅烷的水解羥基能彼此形成一個強的氧健，也能連接到硅表面。
加入酸性催化劑使得反應溶液處于低于pH4的酸性狀態(tài)。在這樣的pH條件下，膠狀的硅溶膠能夠?qū)崿F(xiàn)彼此的縮合，但是在溶膠表面的起反應的有機烷氧基硅烷的存在能夠減少溶膠縮合的可能性，能增加溶液的儲存時間。在網(wǎng)絡狀物成分中的有機烷氧基硅烷與硅溶膠的重量比可以變化。比如，有機烷氧基硅烷可以是硅溶膠的5％-50％(重量)。
在硅溶膠和有機烷氧基硅烷的混合物中加入酒精溶劑，比如，甲醇，乙醇，丙醇。首選是乙醇或丙醇。溶劑比例為有機烷氧基硅烷和硅溶膠的混合物的10％-50％(重量)。有機烷氧基硅烷，硅溶膠和酒精溶劑形成的這種混合材料(網(wǎng)絡狀物)被用作粘貼劑(binder)，能保持至少三個月的穩(wěn)定狀態(tài)。
有機烷氧基硅烷，硅溶膠和酒精本身不能形成任何結(jié)構(gòu)的膜，換句話說，每種材料本身不能起粘貼的功能。若干硅溶膠與有機烷氧基硅烷混合起化學反應。在該反應中，酒精溶劑是必需的。粘貼劑(binder)指的是處于酒精溶劑的硅溶膠與有機烷氧基硅烷的反應材料。
膠狀硅的表面被有機烷氧基硅烷覆蓋，換句話說，水解的有機烷氧基硅烷與硅表面的羥基基團起縮合反應后，在硅表面形成一薄層或包被層。圖3是一張透射電子顯微照片，顯示的是有機烷氧基硅烷包被硅溶膠的結(jié)構(gòu)，所以，在硅粒子上形成穩(wěn)定的有機烷氧基硅烷層。所形成的層或包被層能防止硅粒子間的粘連，也起到每個粒子與其他有機烷氧基硅烷的橋梁作用。
相同的或不同的有機烷氧基硅烷，例如，氟烷氧基硅烷(fluoroalkoxysilane，F(xiàn)AS)和聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)用于所述的網(wǎng)絡狀物系統(tǒng)。氟烷氧基硅烷(FAS)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)擁有優(yōu)良的不粘特性，也能與有機烷氧基硅烷形成強的化學鍵。這兩種材料的化學式如下聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)HO[OSi(CH3)2]xOH聚二甲基硅氧烷(PDMS)含有與二氧化硅主網(wǎng)絡狀物同樣的背骨結(jié)構(gòu)，它末端的羥基鏈能通過縮合與水解的有機烷氧基硅烷和硅表面反應。因為PDMS也有優(yōu)良的疏水的特性，它能擠開來自網(wǎng)絡狀物的水分，因此，它能減小干燥過程中毛細管壓力及爆裂的可能性。優(yōu)良的熱穩(wěn)定性允許PDMS與陶瓷網(wǎng)絡狀物一起于較高的溫度使用。
PDMS的分子量從400到6000不等。鏈中CH3-Si-CH3單體數(shù)目決定PDMS的分子量，這樣的鏈有助于結(jié)構(gòu)擁有優(yōu)良的不粘特性。PDMS能與硅溶膠表面和加入的有機烷氧基硅烷形成強化學鍵。
PDMS能與硅溶膠和硅烷網(wǎng)絡形成化學鍵，但是存在一些缺陷需要替換。
在本發(fā)明的方法中，硅烷被加入了兩次。在第一步或階段，硅烷只和催化劑一起被加入，但是，在第二步，硅烷、催化劑和添加劑一起被加入。在第二步中，本發(fā)明使用了PDMS和FAS，因為它們具有不粘特性。添加劑和若干硅烷可以被代替。
本發(fā)明采用一個有兩層包被層的體系，一個基層和一個頂層。在基層中，只有PDMS作為不粘添加劑，替換量為5％-20％(重量)。在頂層中，PDMS和FAS被用作不粘添加劑。5％-20％(重量)的硅烷被PDMS代替，0.5％-12％(重量)的硅烷被FAS代替。
可以加入環(huán)氧硅烷，其環(huán)氧基與金屬層有很好的粘附特性。而且這些基團能增加網(wǎng)絡狀物結(jié)構(gòu)的靈活性。部分甲基三甲氧基硅烷(MTMS)能被環(huán)氧硅烷替代。在底層，第一步反應中，5％-50％(重量)的硅烷可以被環(huán)氧硅烷替代，在第二步反應中，5％-30％(重量)的硅烷可以被環(huán)氧硅烷替代。
FAS是具有分子式RxSi(OR`)4-x的硅烷，R被單獨選擇，部分或全部被氟原子替代。FAS的烷氧基(OR`)鏈被水解，與硅溶膠表面和有機烷氧基硅烷網(wǎng)絡狀物通過縮合起反應。
氟烷氧基硅烷(fluoroalkoxysilane，F(xiàn)AS)CF3(CF2)n(CH2)mSi(OR`) FAS的氟鏈增加結(jié)構(gòu)的不粘特性，其3個烷氧基鏈與陶瓷網(wǎng)絡(網(wǎng)絡狀物)形成強而穩(wěn)定的氧鍵。
FAS和PDMS在起先的混合溶液中與其他有機烷氧基硅烷作為硬化劑方面起著很重要的作用。有機烷氧基硅烷，F(xiàn)AS和PDMS的烷氧基鏈水解，與硅溶膠的羥基基團及先前加入的有機烷氧基硅烷的羥基基團通過縮合起反應。
所有物質(zhì)都可以作為底物，比如，各種金屬，塑料，石頭，玻璃等等。但是所有的底物都必須經(jīng)過下面將要提到的沙爆程序作預處理。尤其是金屬，表面硬度和強度低，由于這些缺點，在金屬上進行陶瓷包被很有效。作為底物，鋁是最常用的金屬元素，與本發(fā)明的新的陶瓷包被材料有很好的粘附特性。
圖4表示不粘陶瓷包被溶液的化學反應程序的方塊流程圖。顯示的是制備本發(fā)明組合物的方法步驟，也就是，從原料開始的反應過程。在這張方塊流程圖中顯示，硅烷在不同的階段被加入了2次。在圖4中顯示，起先制備硅溶膠，然后硅烷和催化劑被加入，放熱反應發(fā)生。然后加入有機溶劑，加入顏料制備顏色，然后研磨，產(chǎn)生一種穩(wěn)定的粘貼劑(binder)溶液。接著加入硅烷與催化劑，進行回流冷卻。粘貼劑成熟，然后放至室溫，過篩。最后，組合物就準備好了，開始包被。
在本發(fā)明的一種形式中，組合物以試劑盒的形式準備。事實上，該產(chǎn)品以2種類型的溶液生產(chǎn)出來。A溶液和B溶液。換句話說，該不粘陶瓷溶液可以以帶有2個瓶子的試劑盒的形式出售。首先，制備有包被層顏色的A溶液，然后，制備透明的B溶液。溶液A和B被分別包裝在瓶子或其他合適的容器里。最終的消費者必須混合A和B溶液，必須進行最后的回流冷卻程序。在制備A溶液的第一階段，不使用不粘添加劑。溶膠與硅烷的比例如下表所示。在第二階段制備B溶液的時候，F(xiàn)AS和PDMS與硅烷一起使用，見下表。

包被溶液被應用在合適的底物表面以便在底物的表面形成不粘特性。為了形成良好粘附力和均一的表面，需要進行特別的預處理。圖5顯示底物表面預處理的方塊流程圖。第一步是準備底物。接著，用三氯乙烯(TCE，trichloroethylene)處理，加熱到25℃，浸泡10分鐘，清洗掉底物的油和灰塵。接著干燥底物，然后用粒子大小60目-120目的三氧化二鋁Al2O3，氣壓6-7kgf/cm2，進行噴沙處理，使表面充分粗糙，充分增加它的面積。然后，底物用合適的氣壓吹干凈。檢查底物，預熱到35℃-40℃?，F(xiàn)在底物的表面已經(jīng)準備好，可以包被了。對于陶瓷包被，底物的表面的大小和表面的狀態(tài)是最重要的變數(shù)。高質(zhì)量的表面給予底物足夠的表面能量提供高粘附力。為了制備這樣的高質(zhì)量的表面，表面去除油和灰塵后用60目-120目噴沙處理。三氯乙烯(TCE，trichloroethylene)用來去除底物表面上的油和灰塵。
在程序方塊流程圖中，有一步是顏色制備步驟。這個步驟包括研磨步驟。很多種無機顏料可以用于制備顏色。60％-80％(重量)的穩(wěn)定的粘貼劑與有顏色的無機染料(15％-30％(重量))和填料(硫酸鋇(BaSO4)，云母和滑石粉，等等)。在研磨步驟，可以使用三種類型的研磨機球磨機，砂磨機和環(huán)型研磨機。所需顏色在目前已知的，用于藝術(shù)的各種各樣的顏料中以已知方式獲得。硅溶膠與硅烷和有機溶劑回流冷卻后，產(chǎn)生一種穩(wěn)定的溶液，如前所述，稱為“粘貼劑(binder)”。
在圖4的程序方塊流程圖中，在第二次加入硅烷與催化劑時，提到同時加入添加劑。主要的添加劑是FAS和PDMS，為了增加不粘特性。但是，由消費者要求，可以加入特別的功能添加劑。例如，如果消費者想要一種陰離子發(fā)射效果，可以加入一種物質(zhì)產(chǎn)生所要求的制造陰離子的效果。
所有的化學反應都應該在酸性條件，低于pH4.5，大于pH2.0，并最好在室溫進行。對于酸性催化劑，使用一般知道的有機與無機的酸性催化劑。實際上，大多數(shù)反應是放熱的，所以溶液溫度接近60℃。為了在底物上獲得良好的粘附力，必須進行一個預熱步驟，例如，35℃～45℃預熱溫度將會導致良好的粘附特性，并且增加在底物比如鋁上的陶瓷包被層厚度。
形成不粘陶瓷包被層的方法包括描繪，旋轉(zhuǎn)，浸漬和噴灑。最有效的方法是噴灑包被。然后加熱溶液至120℃～300℃，保持10～30分鐘，以除去水分和有機溶劑，增加無機結(jié)構(gòu)的密度。最后被包被好的產(chǎn)物必須在室溫下，空氣中冷卻。
為了獲得有足夠機械特性的良好的不粘包被層，應該進行兩層包被。圖6a表示的是這兩層的結(jié)構(gòu)，一層為頂層，另一層為底層，直接與底物接觸。如圖6b中所示，底層主要由硅和有機烷氧基硅烷雜合網(wǎng)絡或網(wǎng)絡狀物組成。如前所述，在底層中，若干PDMS代替部分硅烷。由于與網(wǎng)絡狀物溶液相比，PDMS擁有一種較低的特殊的重力，將會浮到底層的頂部并飄在頂部，所以底層有一個明顯的下部，由二氧化硅(硅溶膠和硅烷)組成，和一個明顯的上部，在底層頂部，由PDMS和二氧化硅(硅膠烷和硅烷)組成。為了增加與底物的粘附力，底層的部分有機烷氧基硅烷可被替換，比如，環(huán)氧硅烷可被替換以增加對鋁底物粘附力，這種情況下，環(huán)氧硅烷將存在底層的下部。為了獲得與底物良好的粘附力，底層的下部含有硅溶膠和有機烷氧基硅烷，而為了賦予這種結(jié)構(gòu)的不粘功能，底層的上部含有PDMS。如前所述，底層可以是有顏色的層。
頂層為一層透明的膜，結(jié)構(gòu)里有不粘材料，并提供一個非常堅硬的表面。PDMS與主網(wǎng)絡狀物形成一個雙氧鍵，能給予陶瓷網(wǎng)絡狀物靈活性。FAS能與主網(wǎng)絡狀物形成三個氧鍵，所以它能使頂層的結(jié)構(gòu)比底層堅硬。在底層的顏料往往顆粒較大。因此，保持頂層透明使得頂層比有顏色的底層有更好的機械特性。這種頂層具有出色的不粘性能和機械特性，克服了以往不粘包被層的缺點。
就在將底層包被在底物上之后，頂層即包被在濕的底層上。這使得頂層的部分溶液擴散和/或浸透到底層的上部(PDMS+二氧化硅)。這種擴散和/或浸透給予結(jié)構(gòu)的不粘特性更為耐久。
圖7a和b分別表示磨損和刮傷測試結(jié)果。圖7a顯示的是薄烤餅磨損的NORD測試結(jié)果。圖7b顯示的是抗刮傷的MTP測試結(jié)果。然而根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，一種PTFE包被層表面硬度只有3H～4H鉛筆硬度，而本發(fā)明的陶瓷不粘包被層表面硬度超過9H鉛筆硬度。
在本發(fā)明提及的所有文獻都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻被單獨引用作為參考那樣。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種不粘包被組合物，包含兩疊加層，一層是應用于底物的底層和一層是頂層，所述底層由一個網(wǎng)絡狀物組成，該網(wǎng)絡狀物包含來自硅溶膠和有機烷氧基硅烷的縮合反應產(chǎn)物；所述頂層由一個網(wǎng)絡狀物組成，該網(wǎng)絡狀物包含來自硅溶膠和有機烷氧基硅烷的縮合反應產(chǎn)物，其中所述有機烷氧基硅烷包括一小部分氟烷氧基硅烷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不粘包被組合物，其中所述氟烷氧基硅烷的重量百分含量為0.3％-2％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的不粘包被組合物，其中所述有機烷氧基硅烷是甲基三甲氧基硅烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的不粘包被組合物，其中所述硅溶膠的重量百分含量為30％-70％，所述甲基三甲氧基硅烷的重量百分含量為2％-40％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的不粘包被組合物，其中還包括催化劑，所述催化劑的重量百分含量為0％-2％。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的不粘包被組合物，其中還包括催化劑，所述催化劑的重量百分含量為0％-2％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或6所述的不粘包被組合物，其中還包括一種溶劑，所述溶劑的重量百分含量為10％-40％。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的不粘包被組合物，其中還包括一種溶劑，所述溶劑的重量百分含量為10％-40％。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的不粘包被組合物，其中還包括一種溶劑，所述溶劑的重量百分含量為10％-40％。
10.一種制備適用于底物，比如烹飪器具，的不粘陶瓷包被材料的方法，包括步驟a.通過下列步驟制備第一種成分I.在有機烷氧基硅烷中加入膠狀的硅膠烷，再加入催化劑實現(xiàn)縮合反應；II.加入溶劑；III.加入微粒狀的顏料；IV.混合形成第一種穩(wěn)定的粘貼劑溶液；b.通過下列步驟制備第二種成分I.加入有機烷氧基硅烷和催化劑，所述有機烷氧基硅烷包括一小部分氟烷氧基硅烷；II.加入溶劑；III.混合形成第二種穩(wěn)定的粘貼劑溶液；c.混合上述兩種成分；d.使混合的兩種成分成熟，使得成熟的兩種成分溶液包被在一種底物上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備適用于底物的不粘陶瓷包被材料的方法，其中所述有機烷氧基硅烷是甲基三甲氧基硅烷。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的制備適用于底物的不粘陶瓷包被材料的方法，其中所述第二種穩(wěn)定的粘貼劑溶液包含聚二甲基硅氧烷。
13.一種用不粘陶瓷包被材料包被底物的方法，包括步驟a.通過下列步驟準備底物I.去除要進行包被的底物表面的灰塵和油；II.干燥該底物表面；III.粗糙該底物表面以充分地增加它的面積；IV.清洗該底物表面，并預熱；b.用由硅溶膠和有機烷氧基硅烷的縮合反應產(chǎn)物形成的一種網(wǎng)絡狀物，溶劑和顏料組成的第一種包被材料包被底物表面；c.在第一種包被層仍是濕潤時，用由硅溶膠和含有一小部分氟烷氧基硅烷的有機烷氧基硅烷的濃縮反應產(chǎn)物形成的一種網(wǎng)絡狀物和催化劑組成的第二種包被材料包被底物表面；d.在空氣中干燥。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用不粘陶瓷包被材料包被底物的方法，其中所述包被材料噴灑在所述底物上，加熱至120℃-300℃，保持10-30分鐘。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的用不粘陶瓷包被材料包被底物的方法，其中所述氟烷氧基硅烷的重量百分含量為0.3％-2％。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的用不粘陶瓷包被材料包被底物的方法，其中所述有機烷氧基硅烷是甲基三甲氧基硅烷。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用不粘陶瓷包被材料包被底物的方法，其中所述有機烷氧基硅烷是甲基三甲氧基硅烷。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的用不粘陶瓷包被材料包被底物的方法，其中所述硅溶膠的重量百分含量為30％-70％，所述甲基三甲氧基硅烷的重量百分含量為2％-40％。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用不粘陶瓷包被材料包被底物的方法，其中所述硅溶膠的重量百分含量為30％-70％，所述甲基三甲氧基硅烷的重量百分含量為2％-40％。
20.根據(jù)權(quán)利要求13或14或17或18或19所述的用不粘陶瓷包被材料包被底物的方法，其中所述催化劑的重量百分含量為0％-2％。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用不粘陶瓷包被材料包被底物的方法，其中所述催化劑的重量百分含量為0％-2％。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的用不粘陶瓷包被材料包被底物的方法，其中所述催化劑的重量百分含量為0％-2％。
23.根據(jù)權(quán)利要求13或14或17或18或19或21或22所述的用不粘陶瓷包被材料包被底物的方法，其中還包括一種溶劑，所述溶劑的重量百分含量為10％-40％。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用不粘陶瓷包被材料包被底物的方法，其中還包括一種溶劑，所述溶劑的重量百分含量為10％-40％。
25.根據(jù)權(quán)利要求16所述的用不粘陶瓷包被材料包被底物的方法，其中還包括一種溶劑，所述溶劑的重量百分含量為10％-40％。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的用不粘陶瓷包被材料包被底物的方法，其中還包括一種溶劑，所述溶劑的重量百分含量為10％-40％。
27.一種不粘陶瓷包被底物，包含a.一種底物，含有一個要包被的表面；b.第一層包被層，包被在要包被的底物表面，還有一個暴露的頂部表面；c.第二層包被層，包被在第一層包被層的暴露頂部，同時有一個暴露的頂部表面作為適于烹飪食物的不粘陶瓷表面。d.所述第一層包被層由一個與所述底物表面接觸的、由膠狀硅溶膠和有機烷氧基硅烷的濃縮形成的二氧化硅網(wǎng)絡狀物組成的下部和一個由膠狀硅溶膠和含有小部分聚二甲基硅氧烷的有機烷氧基硅烷的縮合形成的二氧化硅網(wǎng)絡狀物組成的上部組成；e.所述第二層包被層由膠狀硅溶膠和含有小部分聚二甲基硅氧烷和小部分氟烷氧基硅烷的有機烷氧基硅烷的縮合形成的二氧化硅網(wǎng)絡狀物組成。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的包被底物，其中所述的氟烷氧基硅烷的重量百分含量為0.3％-2％。
29.根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的包被底物，其中所述的有機烷氧基硅烷是甲基三甲氧基硅烷。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的包被底物，其中所述硅溶膠的重量百分含量為30％-70％，所述甲基三甲氧基硅烷的重量百分含量為2％-40％。
31.根據(jù)權(quán)利要求27或28或30所述的包被底物，其中還含有催化劑，所述催化劑的重量百分含量為0％-2％。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的包被底物，其中還含有催化劑，所述催化劑的重量百分含量為0％-2％。
33.根據(jù)權(quán)利要求27或28或30或32所述的包被底物，其中還含有一種溶劑，所述溶劑的重量百分含量為10％-40％。
34.根據(jù)權(quán)利要求29所述的包被底物，其中還含有一種溶劑，所述溶劑的重量百分含量為10％-40％。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的包被底物，其中還含有一種溶劑，所述溶劑的重量百分含量為10％-40％。
全文摘要
本發(fā)明提供了不粘的陶瓷包被組合物及其制備方法，以及用該不粘陶瓷包被組合物包被由不銹鋼、鋁、鋁合金、鑄鐵或鋼制成的器具和炊具的方法。通過溶膠凝膠狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換過程，由有機無機雜合材料，包括硅溶膠、MTMS、FAS和PDMS(Polydimethylsiloxane)，制備一系列新的不粘陶瓷包被材料。該雜合材料擁有優(yōu)良的機械特性，流行的主陶瓷網(wǎng)狀形式，擁有來自有機不粘組合物的優(yōu)良的不粘特性。該不粘陶瓷包被層由應用于烹飪炊具和其他應用的兩層組成。使用該不粘陶瓷包被組合物可獲得強抗磨損能力，增加表面硬度，延長磨損時間。
文檔編號C04B41/89GK101037351SQ200610136010
公開日2007年9月19日 申請日期2006年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日
發(fā)明者曾邦楊, 金尚莫 申請人:易納塗香港有限公司, 曾邦楊, 金尚莫