Композиция для антипригарного покрытия на изделия, контактирующие с пищей

 

Использование: антипригарные покрытия для кухонной посуды, вафельниц, грилей и др. изделий, контактирующих с пищей. Сущность изобретения: композиция содержит 50-60%-ную водную суспензию политетрафторэтилена 59,7-71,9%, слюду мусковит молотую 2,4-4,0% поливинилпирролидон мол. м. (130-150)103 0,5-0,9%, полиорганосилоксан 3,0-8,8%, двуокись титана 0,4-0,9%, углерод технический 0,1-0,13%, оксиэтилированный алкилфенол 1,7-3,0%, 4-амино-2,2,6,6-тетраметилпиперидин 0,5-0,7%, спирт фурфуриловый или 1,4-бутандиол 1,0-2,5%, ксилол 0,7-1,3%, этилцеллозольв 0,7-1,2%, вода остальное. Сначала готовят пигментные пасты слюды, двуокиси титана, техуглерода с использованием оксиэтилированного алкилфенола органического растворителя, поливинилпирролидона и воды; смешивают водную стабилизированную алкилфенолом суспензию фторопласта с полиорганосилоксаном и с фурфуриловым спиртом. В смесь вводят приготовленные пигментные пасты. Перемешивают. Добавляют 4-амино-2,2,6,6-тетраметилпиперидин и воду. Характеристика свойств: термоустойчивость 900-950 г, антипригарность - сгоревшее молоко легко удаляется струей воды, износостойкость через 12 мес эксплуатации отсутствуют повреждения поверхности. 3 табл.

Изобретение относится к полимерным композициям для получения антипригарных покрытий на основе фторопласта, и может быть использовано для кухонной посуды, вафельниц, грилей и других изделий, контактирующих с пищей.

Известен состав фоторопластсодержащей композиции для электрофоретического нанесения [1] состоящая в расчете на 1 л основного растворителя (дистиллированной воды или гидрофильного органического растворителя) из 30-350 мл способной к электролитическому осаждению, смолы и 10-100 мл электрически нейтрального наполнителя типа дисульфида молибдена, оксида алюминия, оксида кремния, оксида титана, графита, углерода технического) фторсодержащей смолы и вспомогательного растворителя бутанола изопропанола или этилцеллозольва.

Покрытие на основе этой известной композиции обладает достаточной износостойкостью и термостойкостью. Однако недостатком этой композиции являются низкие антипригарные свойства покрытия, обусловленные шероховатостью покрытия.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является композиция для антипригарного покрытия, включающая 50-65% -ную водную суспензию политетрафторэтилена, слюду мусковит, пигмент (двуокись титана) углерод технический) этилцеллозольв, ксилол, оксиэтилированный алкилфенол (поверхностно-активное вещество) и воду при определенных количественных соотношениях [2] Композиция хорошо наносится пневмораспылением, стабильна при хранении, но является неустойчивой к термоударам, имеет низкую термическую стойкость, что снижает ресурс работы покрытия в условиях эксплуатации.

Технической задачей изобретения является повышение термоустойчивости покрытия, высокие антипригарные свойства.

Данная техническая задача достигается тем, что композиция для антипригарного покрытия на изделия, контактирующие с пищей, включающая 50-65%-ную водную суспензию политетрафторэтилена, слюду мусковит молотую, двуокись титана, углерод технический, оксиэтилированный алкилфенол, ксилол, этилцеллозольв и воду, дополнительно содержит поливинилпиppолидон с молекулярной массой (130-150)103, полиорганосилоксан, 4-амино-2,2,6,6-тетраметилпиперидин и спирт 1,4-бутандиол или фурфуриловый при следующем соотношении компонентов, мас.

50-65%-ная водная суспензия политетрафторэтилена 59,5 71,9 Поливинилпирролидон мол. м.(130-150)103 0,5 0,9 Полиорганосилоксан 3,0 8,8 Слюда мусковит молотая 2,4 4,0 Двуокись титана 0,4 0,9 Углерод технический 0,1 0,13 4-Амино-2,2,6,6-тетраметилпиридон 0,5 0,7 Спирт 1,4-бутандиол или фурфуриловый 1,0 2,5 Ксилол 0,7 1,3
Этилцеллозольв 0,7 1,2
Вода Остальное
В композиции по изобретению используют политетрафторэтилен марок Ф-4Д, Ф-4ДВ, Ф-4МДА, Ф-4МББ в виде водной суспензии, в качестве полиорганосилоксана полиалкил-(арил)-силоксаны, такие как полиметилфенилсилоксан (в виде 30% -ного раствора в толуоле, лак КО-08), полиметилсилоксан, полиэтилсилоксаны, в качестве поверхностно-активных веществ используют оксиэтилированные алкилфенолы типов ОП-6, ОП-7, ОП-10. Слюда мусковит используется как сухого, так и мокрого помола.

Пигменты (двуокись титана, углерод технический) и слюду вводят как правило в виде предварительно приготовленных паст, полученных с использованием поверхностно-активного вещества, поливинилпирролидона и растворителей (вода, ксилол, этилцеллозольв).

Композицию готовят следующим образом.

К водной суспензии Ф-4Д, стабилизированной оксиэтилированным алкилфенолом добавляют 30% -ного толуольного раствора полиметилфенилсилоксана КО-08, фурфурилового спирта. Смесь перемешивают в течение 30 мин при комнатной температуре. Затем последовательно при перемешивании вводят предварительно приготовленные пасты:
Слюда 5,0 г
Двуокись титана 1,0 г
Технический углерод 1,5 г
Композицию перемешивают в течение 2 ч, после чего в нее добавляют 4-амино-2,2,6,6-тетраметилпиперидин и воду. Приготовленная жидкая композиция имеет условную вязкость 12,0 с (по ВЗ-246), содержание нелетучих веществ при 120oC/60 мин 55,8%
Приготовление пасты технического углерода. В шаровой мельнице в течение 30 мин, перемешивают технический углерод, поливинилпирролидон (ПВП) и воду, затем добавляют смесь, состоящую из оксиэтилированного алкилфенола (ОП-10), ксилола, этилцеллозольва и дополнительно полученную смесь перемешивают в течение 10 ч. Приготовленную массу технического углерода количественно переносят в жидкую композицию, для чего шаровую мельницу после выгрузки пасты технического углерода промывают водой и промывную воду также вводят в композицию.

Приготовление пасты слюды. В шаровой мельнице в течение 40 мин перемешивают слюды. ПВП, воду. Затем добавляют смесь, состоящую из ОП-10, ксилола, этилцеллозольва. Смесь дополнительно перемешивают в течение трех часов. Приготовленную пасту слюды количественно переносят в жидкую композицию, для чего шаровую мельницу после выгрузки пасты промывают водой и промывную воду также сливают в композицию.

Приготовление пасты двуокиси титана. В шаровой мельнице в течение 60 мин перемешивают двуокись титана, ПВП, воду. Затем добавляют смесь ОП-10, ксилола, этилцеллозольва. Все дополнительно перемешивают в течение шести часов. Приготовленную пасту количественно переносят в жидкую композицию, при этом шаровую мельницу промывают водой и промывную воду также вводят в композицию.

Нанесение композиции для изделий, контактирующих с пищей, осуществляют в электрофоретической ванне при постоянном токе по традиционной, широко описанной в литературе, технологии для анофореза.

По окончании процесса осаждения изделие извлекают из ванны, выдерживали для стока излишек композиции, после чего сушили при 80oC в течение 15-20 мин и термообрабатывали при медленном (30-40 мин) подъеме температуры до 380oC при котором выдерживали изделие в течение 40 мин. Термоотвержденное покрытие охлаждали при открытой дверце печи до 100-150oC, затем - вынимали.

Составы композиций приведены в таблице 1 (ГОСТ 4765-73), термоустойчивость, антипригарность, износостойкость (методики прилагаются).

Полученное покрытие обладает следующими характеристиками: толщина покрытия 20 мкм, на поверхности имеются дефекты в виде кратеров; адгезия 1 балл; прочность на изгиб 2 мм; эластичность 12 мм; прочность на удар 4 МПа, термоустойчивость 600 ч; антипригарность сгоревшее молоко свободно удаляется струей воды; износостойкость по истечении 5 мес испытаний на покрытии имеются нарушения от воздействия деревянной лопатки в виде царапин.

П р и м е р 1. На алюминиевую пластинку наносят покрытие из композиции состава 2 (табл. 1), мас.

Суспензия фторопласта 4Д 59,5 (57%)
в т.ч. Ф-4Д (33,9)
Слюда молотая мусковит 2,4
Углерод технический 0,11
Поливинилпирролидон 0,5
Двуокись титана 0,40
Оксиэтилированный алкилфенол 1,70
Полиорганосилоксан (полиэтилфенилсилоксан) в виде толуольного раствора)
8,8
4-Амино-2,2,6,6-тетраметилпиридин 0,7
Спирт 1,4-бутандиол 2,0
Ксилол 0,7
Этилцеллозольв 0,7
Вода Остальное.

Композиция готова к нанесению, имеет условную вязкость 12,2 с, содержание нелетучих компонентов при 120oC 49,5% Полученное покрытие имеет следующие характеристики: толщина покрытия 20 мкм, трещины и поры отсутствуют, адгезия 1 балл; прочность на изгиб 1 мм, эластичность по Эриксену 18 мм, на удар 5 МПа; термоустойчивость 800 ч, антипригарность сгоревшее молоко удаляется свободно струей воды, износостойкость при эксплуатации в быту в течение 12 мес нарушения на покрытии от воздействия деревянной лопатки отсутствует.

П р и м е р 2. На алюминиевую пластинку наносят покрытие из композиции состава 3 (табл. 1), мас.

Суспензия фторопласта 4Д 66,7 (57%)
в т.ч. Ф-4Д (38,0)
Слюда молотая мусковит 3,5
Углерод технический 0,1
Поливинилпирролидон 0,71
Двуокись титана 0,6
Оксиэтилированный алкилфенол 2,66
Полиметилфенилсилоксан 3,0
4-Амино-2,2,6,6-тетраметилпиридин 0,65
Фурфуриловый спирт 1,0
Ксилол 1,0
Этилцеллозольв 1,0
Вода Остальное
Композицию данного состава готовят аналогично составу 1, в соответствии с табл. 1. Композиция готова к нанесению. Вязкость условная 12,4 с содержанием нелетучих при 120oC компонентов 50,4% Полученное покрытие имеет следующие характеристики, толщина 25 мкм, трещины и поры отсутствуют, адгезия 1 балл, прочность на удар 5 МПа, прочность на изгиб 1 мм, эластичность по Эриксену 28 мм, термоустойчивость 950 часов, антипригарность сгоревшее молоко удаляется свободно струей воды, износостойкость при эксплуатации в быту в течение 12 мес нарушается по покрытии от воздействия деревянной лопатки отсутствует.

П р и м е р 3. На алюминиевую пластинку наносят покрытие из композиции состава 4 (табл. 1), мас.

Суспензия фторопласта 4Д 71,9 (57%)
в т.ч. Ф-4Д (41,0)
Слюда молотая 4,0
Углерод технический 0,13
Поливинилпирролидон 0,9
Двуокись титана 0,9
Оксиэтилированный алкиленол 3,0
Полиорганосилоксан 5,0
4-Амино-2,2,6,6-тетраметилпиридин 0,5
Спирт 1,4-бутандиол 2,5
Ксилол 1,3
Этилцеллозольв 1,2
Вода Остальное
Композицию данного состава готовят аналогично составу 1, в соответствии с табл. 1. Композиция готова к нанесению: имеет условную вязкость 12,6 г, содержание нелетучих при 120oC компонентов 51,4% Полученное покрытие имеет следующие характеристики: толщина 34 мкм, трещины и поры отсутствуют; адгезия 1 балл, прочность при изгибе 1 мм, эластичность 18 мм, термоустойчивость 900 ч, антипригарность сгоревшее молоко удаляется свободно струей воды, износостойкость при эксплуатации в быту в течение 12 мес нарушения покрытия от воздействия деревянной палочкой отсутствуют.

В табл. 3 приведены данные по свойствам покрытий, получаемых на основе композиции по изобретению.

Содержание поливинилпирролидона (ПВП), оксиэтилированного алкилфенола (ОП-10), ксилола и этилцеллозольва в композиции следует рассматривать как суммарную величину, входящую в состав эмульсии, с помощью которой обрабатывают наполнители перед их введением в композиционный материал. Это отражено в таблице 2.


Формула изобретения

Композиция для антипригарного покрытия на изделия, контактирующие с пищей, включающая 50 65%-ную водную суспензию политетрафторэтилена, слюду мусковит молотую, двуокись титана, углерод технический, оксиэтилированный алкилфенол и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит поливинилпирролидон с мол. м. (130 150)103, полиорганосилоксан, 4-амино-2,2,6,6-тетраметилпирперидин, спирт 1,4-бутандиол или фурфуриловый при следующем соотношении компонентов, мас.

50-65%-ная Водная суспензия политетрафторэтилена 59,7 71,9
Поливинилпирролидон с мол.м. (130 150)103 0,5 0,9
Полиорганосилоксан 3,0 8,8
Слюда мусковит молотая 2,4 4,0
Двуокись титана 0,4 0,9
Углерод технический 0,1 0,13
Оксиэтилированный алкилфенол 1,7 3,0
4-Амино-2,2,6,6-тетраметилпирперидин 0,5 0,7
Спирт фурфуриловый или 1,4-бутандиол 1,0 2,5
Ксилол 0,7 1,3
Этилцеллозольв 0,7 1,3
Вода Остальноее

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к приборостроению, преимущественно радиотехническому, авиационному, другим отраслям промышленности, и может быть использовано для герметизации литых механически обработанных деталей из алюминиевых сплавов

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности и предназначено для покрытий, наносимых методом катафореза и предназначенных преимущественно для грунтования деталей и кузова автомобилей

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности и предназначено для покрытий, наносимых методом катафореза и предназначенных преимущественно для грунтования деталей и кузова автомобилей

Изобретение относится к области полимерных композиций для получения износостойких антифрикционных покрытий на основе фторопласта и может быть использовано для защиты изнашивающихся узлов деталей таких, как шарниры, подшипники, фрикционные амортизаторы, детали гидравлических и пневматических механизмов, рабочие поверхности утюгов промышленного и бытового назначения

Изобретение относится к способам получения покрытий на основе фторсодержащих полимеров, растворимых в органических растворителях, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности, для защиты от коррозии

Изобретение относится к электропроводящим полимерным композициям, в частности, к композициям на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), применяемым для получения антистатических, полу- и электропроводящих антиадгезионных теплостойких покрытий на непроводящих поверхностях, и может быть использовано в радио- и электротехнике, приборостроении, а также при изготовлении элементов устройств множительной техники, эксплуатируемых при повышенных температурах (220 300oС), в частности, например, при изготовлении фьюзерной ленты ксероксов
Изобретение относится к технологии нанесения покрытий из фторопластов, в частности политетрафторэтилена (ПТФЭ), на различные поверхности

Изобретение относится к фторполимерным покрытиям на поверхности металлов для придания ей антиадгезионных, антифрикционных или антикоррозионных свойств
Изобретение относится к способу образования полифторуглеродного покрытия режущей кромки бритвенного лезвия
Наверх