复合材料锅把手及制备方法与流程

本发明涉及锅把手生产，具体的说，涉及复合材料锅把手及制备方法。

背景技术：

1、复合材料锅把手在设计制造的过程中，由于可以加入不同具有增强能力的纤维和树脂，可以实现不同的功能和特性，使得复合材料锅把手可以满足不同的使用需求，比如增加强度、减轻重量性能等。另外，复合材料锅把手通常具有较好的美观性，可以提供多种颜色和样式选择，满足消费者的审美需求。然而，复合材料锅把手也存在一些缺点，与传统的金属锅把手相比，复合材料锅把手的耐热性能较差，复合材料中的树脂和纤维在高温下容易变形或损坏，因此不适合长时间在高温环境下使用；其次，复合材料锅把手的耐高温性能较差，在高温下，复合材料中的树脂会发生化学反应，导致材料性能下降或损坏。因此，复合材料锅把手不适合用于高温烹饪或烘烤等场景。鉴于此，本发明提供一种复合材料锅把手及制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种复合材料锅把手及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种复合材料锅把手的组成成分的质量百分比为:

4、

5、作为优选，所述的六水氯化铝和1,2-环氧丙烷的比例为1:0.2-0.3。

6、作为优选，所述的六水氯化铝与石墨烯的比例为1:0.8-1。其中，当石墨烯含量过低或过高时，形成的凝胶形态过于稀薄或粘稠，在陶瓷表面不易附着，不利于后续过程的进行。

7、作为优选，所述的六水氯化铝和陶瓷的比例为1:1-1.2。

8、作为优选，所述的石墨烯的粒径为80-100nm。

9、作为优选，所述的氢氧化钠的浓度为2.5-2.7mol/l。

10、作为优选，所述的复合材料锅把手的制备方法如下:

11、s1:将六水氯化铝溶解在去离子水中，搅拌；

12、s2:在六水氯化铝溶液中加入1,2-环氧丙烷，搅拌均匀；

13、s3:将石墨烯添加至s2中的溶液中，搅拌均匀后，用氢氧化钠调节ph，静置一段时间，得到氧化铝/石墨烯凝胶；

14、s4:将凝胶中掺入偶氮化物后混合均匀，再均匀涂覆在陶瓷表面，随后置于冰箱中冷冻；

15、s5:将冷冻后的材料置于真空冷冻干燥机中，真空冷冻干燥后得到复合材料锅把手。

16、其中，无机金属盐类铝源的价格便宜，使用简便，制备工艺条件容易控制，易于实现大规模生产，将六水氯化铝溶解在去离子水中，溶液中充满水和al3+以及水解得到的al(oh)3胶体粒子。无机铝盐水解无法得到凝胶，需要依靠促凝剂促进溶胶粒子发生水解和缩聚反应。1,2-环氧丙烷是一种良好的质子捕捉剂。在充满al3+的溶液中，1,2-环氧丙烷会发生开环作用，形成自由基c3h7o-，该自由基是一种具有很高的反应活性的反应基团，易与al3+结合，从而促进水合al3+的水解反应，形成缩聚反应需要的羟基，形成羟基后，缩聚反应和水解反应同步进行，形成所需的al(oh)3凝胶。具体反应方程如下所示:

17、al(c3h7o)3+h2o→al(c3h7o)2(oh)+c3h7oh；

18、al(c3h7o)2(oh)+al(c3h7o)2(oh)→(c3h7o)2-al-o-al-(c3h7o)2+h2o；

19、al(c3h7o)3+al(c3h7o)2(oh)→(c3h7o)2-al-o-al-(c3h7o)2+h2o。

20、以al(oh)3为骨架单独形成气凝胶会导致在冷冻干燥过程中发生变形以及结构坍塌，添加具有耐热耐高温性能的石墨烯材料可以避免该现象的产生，增强气凝胶材料机械性能的同时增加耐热耐高温能力。将al(oh)3基凝胶均匀涂覆在陶瓷材料表面，真空冷冻干燥后在陶瓷表面形成一层气凝胶结构，气凝胶由于具有质量轻，密度小且可以隔热的特点，制备出的复合材料具有耐热、耐高温、隔热以及质量轻等特点。

21、进一步地，偶氮化物包含两个氮原子且通过双键连接而成，其含有π电子体系的基团发生π-π堆积作用力，通过π-π堆积作用力增强气凝胶结构与陶瓷之间的相互作用，使得粘附能力增强，在高温下不易脱落和变形。

22、作为优选，所述的s1中的搅拌时间为10-20min；s2中的搅拌时间为30-60min；s3中的搅拌时间为1-2h，ph范围为6-8，静置时间为8-12h。

23、作为优选，所述的s4中的涂覆厚度为1-3mm，冰箱中冷冻时间为20-24h。

24、作为优选，所述的s5中的真空冷冻干燥时间为36-48h。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

26、通过使用六水氯化铝和1,2-环氧丙烷制成氧化铝凝胶，再将具有耐热耐高温能力的石墨烯分散在凝胶中，涂覆在陶瓷材料中，冷冻干燥后形成的复合材料具有耐热、耐高温和隔热的性能，采用该复合材料制成的锅把手能够承受极高的温度，不易变形、熔化或燃烧，保证了使用过程中的安全性和稳定性，具有的隔热性能，能够使其在使用过程中有效防止烫伤。

技术特征：

1.一种复合材料锅把手，其特征在于:其组成成分的质量百分比为:

2.根据权利要求1所述的复合材料锅把手，其特征在于:所述的六水氯化铝和1,2-环氧丙烷的比例为1:0.2-0.3。

3.根据权利要求1所述的复合材料锅把手，其特征在于:所述的六水氯化铝与石墨烯的比例为1:0.8-1。

4.根据权利要求1所述的复合材料锅把手，其特征在于:所述的六水氯化铝和陶瓷的比例为1:1-1.2。

5.根据权利要求1所述的复合材料锅把手，其特征在于:所述的石墨烯的粒径为80-100nm。

6.根据权利要求1所述的复合材料锅把手，其特征在于:所述的氢氧化钠的浓度为2.5-2.7mol/l。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的复合材料锅把手的制备方法，其特征在于:所述的复合材料锅把手的制备方法如下:

8.根据权利要求5所述的复合材料锅把手，其特征在于:所述的s1中的搅拌时间为10-20min；s2中的搅拌时间为30-60min；s3中的搅拌时间为1-2h，ph范围为6-8，静置时间为8-12h。

9.根据权利要求5所述的复合材料锅把手，其特征在于:所述的s4中的涂覆厚度为1-3mm，冰箱中冷冻时间为20-24h。

10.根据权利要求5所述的复合材料锅把手，其特征在于:所述的s5中的真空冷冻干燥时间为36-48h。

技术总结
本发明涉及锅把手生产技术领域，具体的说，涉及复合材料锅把手及制备方法。其组成成分的质量百分比为:六水氯化铝:20‑34％；1,2‑环氧丙烷:4‑26％；石墨烯:20‑28％；陶瓷:20‑36％；氢氧化钠:4‑12％。通过使用六水氯化铝和1,2‑环氧丙烷反应生成氧化铝凝胶，再将石墨烯均匀分散在凝胶中，随后，将其均匀涂抹于陶瓷表面，再通过真空冷冻干燥法除去水分，得到具有耐高温隔热的复合材料。其中，无机铝盐水解是无法得到凝胶的，需要依靠1,2‑环氧丙烷促进溶胶粒子发生水解和缩聚反应依次得到氧化铝凝胶。

技术研发人员：游奕升
受保护的技术使用者：江门市得意宝不锈钢制品有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17