抗菌搪瓷材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，具體的，涉及抗菌搪瓷材料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 搪瓷材料以其高檔的外觀，卓越的耐摩擦、耐酸堿、耐腐蝕、耐高溫性能和良好的 易清潔性能一直受到廣泛的關(guān)注與研究。微波爐和烤箱等廚房電器產(chǎn)品的內(nèi)部工作環(huán)境溫 度高，長(zhǎng)期接觸油污、酸性堿性調(diào)味料與清潔劑，極易與鋒利、尖銳物體接觸，而且微波爐以 及微波爐附件長(zhǎng)期暴露在微波環(huán)境下，這些都要求微波爐、烤箱內(nèi)膽以及其附件類產(chǎn)品的 外表面要具有耐高溫、耐酸堿、耐刮擦、耐腐蝕等性能；另外，由于廚房電器類產(chǎn)品高頻率接 觸食物、調(diào)料等物質(zhì)，很容易導(dǎo)致細(xì)菌的滋生，因此需要廚房電器類產(chǎn)品要有抗菌的性能才 能更好的滿足消費(fèi)者的需求。微波內(nèi)膽外表面除要滿足上述性能之外，還要具有低微波損 耗的性能，而上述性能是目前微波、烤箱以及其附件類產(chǎn)品常用的不銹鋼材料、冷乳鋼板或 熱鍍鋅板外表面噴粉等材料所不能達(dá)到的。在金屬表面進(jìn)行噴涂搪瓷材料處理就可以滿足 與解決目前微波、烤箱以及其附件類產(chǎn)品耐溫差、易腐蝕、表面易擦傷等問(wèn)題。
[0003] 但是，目前的搪瓷技術(shù)也存在著一定的問(wèn)題，在微波、烤箱以及其附件類產(chǎn)品方面 的問(wèn)題主要表現(xiàn)在：1)金屬表面進(jìn)行噴涂搪瓷材料處理后，表面易產(chǎn)生針孔，導(dǎo)致搪瓷外觀 差，光滑度低;2)搪瓷釉料成分具有吸波性能，導(dǎo)致搪瓷材料表面處理的微波爐內(nèi)膽吸收大 量的微波能量，使得微波爐輸出效率下降;3)搪瓷材料與金屬基材之間的附著力差，搪瓷層 容易脫落;4)搪瓷類產(chǎn)品沒(méi)有抗菌性能。以上問(wèn)題制約了搪瓷材料在微波爐與烤箱以及其 附件類產(chǎn)品上的應(yīng)用。
[0004] 因而，目前的搪瓷技術(shù)仍有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明是基于發(fā)明人的以下發(fā)現(xiàn)而完成的：
[0006] 目前烤箱以及烤箱附件類產(chǎn)品應(yīng)用搪瓷技術(shù)較多，烤箱的內(nèi)膽、烤箱的烤盤等附 件表面處理大都采用搪瓷材料。但是由于目前搪瓷技術(shù)需要800°C以上的高溫才可以將搪 瓷釉料燒結(jié)在金屬基材表面，導(dǎo)致金屬材料內(nèi)微量的單質(zhì)碳(C)與釉料組成物質(zhì)發(fā)生氧化 還原反應(yīng)，生成氫氣(?)，產(chǎn)生的出在較高的溫度下擴(kuò)散速度大幅加快，從釉料內(nèi)部快速擴(kuò) 散至空氣層，進(jìn)而導(dǎo)致搪瓷表面外觀呈現(xiàn)針孔狀，影響進(jìn)行搪瓷表面處理的材料與產(chǎn)品的 外觀以及使用性能。而且，現(xiàn)有的搪瓷釉料組成中含有大量的高吸波性能組分，導(dǎo)致微波能 量損耗，使得微波輸出效率下降，影響微波爐的實(shí)際微波能量利用率。同時(shí)，現(xiàn)有廚電產(chǎn)品 用搪瓷釉料與金屬基材之間的密著性相對(duì)較差，在制件受到?jīng)_擊時(shí)，容易造成搪瓷層的脫 落。另外，廚電類搪瓷制件產(chǎn)品在烹制食物時(shí)，通常都是在高溫環(huán)境下進(jìn)行的，很容易導(dǎo)致 食物的汁液與殘留物粘附在搪瓷層表面，一段時(shí)間不清理很容易導(dǎo)致細(xì)菌的滋生，影響使 用者的健康?，F(xiàn)有技術(shù)的以上問(wèn)題，制約了搪瓷材料在微波爐與微波附件、烤箱與烤箱附件 產(chǎn)品上的應(yīng)用，使得搪瓷材料的耐高溫、耐酸堿、耐刮擦、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)無(wú)法在微波、烤箱等 廚房電器產(chǎn)品中得到展現(xiàn)。
[0007] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，發(fā)明人經(jīng) 過(guò)大量探索和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提出了一種致密性好、針孔率低、微波損耗小、附著力強(qiáng)或者抗菌 性能優(yōu)異的搪瓷材料。
[0008] 有鑒于此，在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種抗菌搪瓷材料。根據(jù)本發(fā)明的 實(shí)施例，該抗菌搪瓷材料包括:基體劑;密著劑;輔助劑；以及抗菌劑。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā) 明實(shí)施例的該抗菌搪瓷材料，在具有良好的耐高溫、耐酸堿、耐刮擦、耐腐蝕等性能的同時(shí)， 具有優(yōu)異的抗菌性能，能夠滿足用戶對(duì)抗菌性能及健康的要求，而且，該抗菌搪瓷材料具有 較低的燒結(jié)溫度，與金屬基材結(jié)合時(shí)不會(huì)產(chǎn)生氣體，搪瓷的致密性好，且針孔率低，且與金 屬基材的密著性好、結(jié)合力強(qiáng)，搪瓷材料不易脫落，另外，該搪瓷材料具有較小的吸波性能， 微波輸出率高。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基體劑包括以下至少之一:堿金屬的氧化物;第三主族元素 的氧化物;第四主族元素的氧化物;第四副族元素的氧化物。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，堿金屬的氧化物為選自氧化鋰，氧化鈉、氧化鉀中至少一 種;第三主族元素的氧化物為選自三氧化二硼、三氧化二鋁中的至少一種;第四主族元素的 氧化物為二氧化硅;第四副族元素的氧化物為選自二氧化鈦、二氧化鋯中的至少一種。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，密著劑包括以下至少之一:第五主族元素的氧化物，第六副 族元素的氧化物。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第六副族元素的氧化物為氧化鉬;第五主族元素的氧化物 為選自三氧化二鋪、三氧化二祕(mì)中的至少一種。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，輔助劑包括以下至少之一:堿土金屬的氧化物;第五副族元 素的氧化物;第八族金屬元素的氧化物;鑭系元素的氧化物；以及第一副族金屬元素的氧化 物。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，堿土金屬的氧化物為選自氧化鎂、氧化鍶、氧化鋇中的至少 一種;第五副族元素的氧化物為五氧化二釩;第八族金屬元素的氧化物為選自三氧化二鐵、 氧化鈷中的至少一種;鑭系元素的氧化物為選自三氧化二鈰、三氧化二鐿中的至少一種;第 一副族金屬元素的氧化物為氧化銅。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，抗菌劑為選自納米銀、硝酸銀、氧化鋅中的至少一種。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基于抗菌搪瓷材料的總質(zhì)量，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，抗菌搪瓷 材料包括:基體劑73 %~89% ;密著劑3 %~6 % ;輔助劑8%~21 %，以及抗菌劑0.01 %~ 0.03%〇
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基于抗菌搪瓷材料的總質(zhì)量，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，抗菌搪瓷 材料包括:堿金屬的氧化物15 %~35 % ;堿土金屬的氧化物4 %~12 % ;第三主族元素的氧 化物8%~16% ;第四主族元素的氧化物12%~32% ;第四副族元素的氧化物15%~30% ; 第五主族元素的氧化物2%~4% ;第五副族元素的氧化物2%~4% ;第六副族元素的氧化 物1 %~2% ;第八族金屬元素的氧化物1 %~5% ;鑭系元素的氧化物0.01 %~0.02% ;第一 副族金屬元素的氧化物1 %~2% ;以及抗菌劑0.01 %~0.03%。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，抗菌搪瓷材料的粒度不低于50微米(即不低于300目）。
[0019] 在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種制備前面所述的抗菌搪瓷材料的方法。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括:將釉料混合，得到釉料混合物，其中，釉料包括基體劑， 密著劑，輔助劑，以及抗菌劑;將釉料混合物進(jìn)行熔融處理，得到釉料熔液;將釉料熔液依次 進(jìn)行水淬處理及烘干處理，得到熔塊;將熔塊進(jìn)行球磨處理，得到抗菌搪瓷材料。發(fā)明人發(fā) 現(xiàn)，利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的該方法，能夠快速有效地制備獲得抗菌性能好、燒結(jié)溫度低、 吸波性能差、與金屬基材結(jié)合能力強(qiáng)的抗菌搪瓷材料，且操作簡(jiǎn)單、方便，容易實(shí)現(xiàn)。
[0020]在本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明提供了一種加熱設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該社加 熱設(shè)備包括:本體；以及形成在本體的至少一部分表面上的涂層，該涂層由前面所述的抗菌 搪瓷材料形成。該加熱設(shè)備具有前面所述的抗菌搪瓷材料的所有特征和優(yōu)點(diǎn)，在此不再一 一贅述。
[0021 ]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的抗菌搪瓷材料及其制備方法，旨在解決目前外表面進(jìn)行搪瓷 處理的微波爐、烤箱、微波附件以及烤箱附件產(chǎn)品表面針孔率高、微波損耗大、微波輸出效 率低、不具有抗菌性能等問(wèn)題。使用堿金屬氧化物，可以有效降低搪瓷材料的燒結(jié)溫度，提 高搪瓷材料與金屬基材的密著性能，進(jìn)而降低針孔率;使用鑭系元素的氧化物，可以有效改 善搪瓷材料與金屬基材的表面物理作用與化學(xué)作用，提高搪瓷材料的致密性以及與金屬基 材表面的附著力；第四副族元素的氧化物的加入，可以有效提高搪瓷材料的光澤度與化學(xué) 穩(wěn)定性，并可以增加搪瓷材料的遮蓋力，而且可以在一定程度上具有抗菌性能;抗菌劑的加 入，可以使搪瓷材料具有很好的抗菌能力，另外，本發(fā)明使用的金屬氧化物，相對(duì)現(xiàn)有廚電 特別是微波爐搪瓷材料，具有更小的吸波性能，更好的密著能力，可以大大降低搪瓷燒結(jié)后 出現(xiàn)的針孔與爆瓷現(xiàn)象的發(fā)生。本發(fā)明的抗菌搪瓷材料應(yīng)用于微波爐、烤箱、微波附件以及 烤箱