发明内容
[0004] 针对现有技术存在的不足,本发明提供一种铁合金聚合物涂层锅具的制备方法,以提高不粘锅的导热性,降低使用中的磨损,具体技术方案为:一种铁合金聚合物涂层锅具的制备方法,包括如下步骤:
(1)调配电解液
在双层电解槽的下层水中,加入溴化铵、柠檬酸铵、尿素,用浓盐酸调节pH为1‑
1.8,加入氯化镍、氯化铁、氯化钴,搅拌溶解;
在上层甲苯溶液中加入丁晴橡胶、聚苯乙烯,水浴加热溶解备用;所述丁晴橡胶加入后的浓度为3‑5%,所述聚苯乙烯加入后的浓度为0.8‑1.5%;
(2)聚合
控制电解槽压1‑2V、旋转阴极总电流2‑5A、旋转阴极旋转阴极电流密度4‑8A/dm2、电解时间为30‑40min,收集上层甲苯溶液备用;
(3)纯化
在甲苯溶液中加入其质量75‑80%的乙醇,在30‑35℃下搅拌20‑30min,收集沉淀用乙醇冲洗2‑3次,在100‑120℃下烘干20‑30min即得所述铁合金聚合物;
(4)制备涂层
取80‑100份环氧树脂、铁合金聚合物1‑3份、1‑2份改性碳纳米管、1‑3份硫酸钡、
0.8‑1.2份碳化硅、1.5‑3份溶聚丁苯橡胶和15‑35份去离子水混合备用;
(5)喷涂
将锅具表面干燥喷砂处理,涂覆上一步骤的涂层,常温干燥后,在100‑130℃下处理30‑50min即可。
[0005] 进一步的,步骤(1)中,所述溴化铵加入后的浓度为30‑33g/L。
[0006] 进一步的,步骤(1)中,所述柠檬酸铵加入后的浓度为10‑20g/L。
[0007] 进一步的,步骤(1)中,所述尿素的加入后浓度为35‑40g/L。
[0008] 进一步的,步骤(1)中,所述氯化镍加入后的浓度为5‑8g/L。
[0009] 进一步的,步骤(1)中,所述氯化铁加入后的浓度为20‑23g/L。
[0010] 进一步的,步骤(1)中,所述氯化钴加入后的浓度为0.5‑1g/L。
[0011] 进一步的,步骤(4)中,所述改性碳纳米管的制备方法为:将碳纳米管和纯水按照质量比3:78‑85混合,控制溶液温度为20‑23℃,在溶液中通入臭氧,持续15‑20min,然后停止臭氧供给;将溶液密封,加热到50‑55℃,静置1‑2h;将溶液在敞开状态下搅拌10‑20min,加入溶液质量1‑1.5%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵,加热到70‑80℃搅拌30‑35min,过滤,沉淀物用蒸馏水冲洗1‑2次,在80‑90℃下减压干燥即可。
[0012] 进一步的,所述臭氧的通入速率为1‑1.5L/min。
[0013] 本发明所述铁合金聚合物涂层锅具的制备方法制备的锅具,所述锅具表面涂有铁合金聚合物涂层;所述涂层由以下原料制备而成:环氧树脂80‑100份、铁合金聚合物1‑3份、改性碳纳米管1‑2份、硫酸钡1‑3份、碳化硅0.8‑1.2份、溶聚丁苯橡胶1.5‑3份、去离子水15‑35份。
[0014] 与现有技术相比,本发明的技术效果体现在:本发明通过在电解液中加入氯化钴,使得旋转阴极在电解液中析出铁、镍的同时能产生微量的钴,通过钴的掺杂提高铁合金的强度;而且,电解中释放的晶核随电解液移动到甲苯溶液附近,被丁晴橡胶、聚苯乙烯吸附时,会携带微量的氯离子和钴离子,通过钴离子与丁晴橡胶中的基团配位交联,提高丁晴橡胶、聚苯乙烯混合体的成膜强度,使得丁晴橡胶和聚苯乙烯的对铁合金晶粒的包覆力度更强、铁合金聚合物的一体性更高;另外,通过丁晴橡胶、聚苯乙烯对铁合金晶核包覆降低晶核表面能,避免晶核的团聚,使得晶核更为细化,形成颗粒度更小的铁合金聚合物,加入到环氧树脂、溶聚丁苯橡胶中可以更为均匀的混合,产生多位点交联,使得涂层与锅具的贴合度更高,最大程度的展现出铁合金的导热优势和对涂层的增强作用。
[0015] 本发明通过使用溴化铵强电离的特点,提高电解液的导电强度,而且溴化铵水解之后酸性超过氯化铵,可以配合浓盐酸稳定的溶液中低pH,使得电解出来的铁合金颗粒络合度差,颗粒度小,更容易形成小尺度的合金颗粒,被甲苯中的丁晴橡胶和聚苯乙烯包覆概率更高;便于形成稳定均匀的铁合金聚合物颗粒,强化涂料的性能。
[0016] 本发明通过使用聚苯乙烯溶解到甲苯中,与丁晴橡胶在电解中包覆铁合金颗粒形成聚合物,利用聚苯乙烯玻璃化温度较低的特点,在涂料喷涂之后高温处理软化铁颗粒膜结构,使得涂料成型后铁合金颗粒进行局部的分散,强化铁合金中钴离子和涂料树脂体系的接触,强化钴离子对涂料的增强效果,同时使得涂料在高温下具有一定的缓冲性,提高涂料的使用稳定性。
[0017] 本发明通使用臭氧氧化碳纳米管,利用臭氧溶液中运动性强的特点,可以促进碳纳米管形成全面的氧化基团,然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵进行接枝,提高碳纳米管的流动性,延长碳纳米管的分散性分子链,促进碳纳米管和铁合金聚合物颗粒的交织,进一步强化涂料性能,强化涂料表面晶体的排列。
[0018] 本发明利用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵具有成膜的特性,氧化时碳纳米管和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵在溶液中接触性好反应率高,可以快速完成碳纳米管的接枝处理,而且脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵分子链长,可以在碳纳米管周围形成大量放射线的接枝,扩大碳纳米管与涂料的联结,可以显著提高涂料的紧密度。