一种食品机械表面易清洁涂层的结合剂
1.技术领域
2.本发明涉及一种食品机械表面易清洁涂层的结合剂，属于食品机械领域。
背景技术：
3.食品加工中，无论初加工还是精加工通常都会具有对食品进行破碎、粉碎、搅拌、加热等工序。这些工序需要采用相应的机械设备与食品、溶剂、添加剂等相接触。食品加工工具将长期处于被打磨的工作条件，加工表面经常粘附物料，影响卫生情况。而加工工序中的溶剂、添加剂等材料也将对已经被打磨的加工工具形成物理和化学的冲击。因此，在食品器械表面，经常需要涂上一层不易粘附、易清洁的涂层。但易清洁涂层一般与食品机械的结合力不够。由于食品机械经常需要打磨和烘干，还需要一定的硬度和耐高温性能。
4.本发明使用环氧树脂作为制备结合剂的原材料，环氧树脂有着良好的化学稳定性、热稳定性、优异的机械性能以及附着性能，制成的结合剂有着很好的粘附性能，并能适应食品机械的高温工作环境，适合作于食品机械的结合剂使用。
技术实现要素：
5.为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种食品机械表面易清洁涂层的结合剂。
6.本发明所制备的环氧树脂结合剂与金属基体具有优异的附着能力，并且耐高温和耐摩擦性能优异。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于食品机械表面易清洁涂层的结合剂，包括以下重量百分比的组分：环氧树脂50
‑
55wt％、改性剂15
‑
20wt％、胺类固化剂5
‑
7wt％、引发剂0.2
‑
1wt％、稀释剂9
‑
12wt％、填料5
‑
15wt％。
7.作为优选地，所述用于食品机械的涂层结合剂，包括以下重量百分比的组分：环氧树脂52
‑
55wt％、改性剂18
‑
20wt％、胺类固化剂5
‑
6wt％、引发剂0.3
‑
0.5wt％、稀释剂10
‑
12wt％、填料7
‑
12wt％。所述的环氧树脂的成分为烯丙基缩水甘油醚。本发明所述的填料为二氧化钛或二氧化锆等。上述无机填料拥有优良的硬度与耐磨性能，使用于结合剂配料中能够进一步提高结合剂的硬度、耐磨擦能力。并且本发明对环氧树脂进行了改性处理，保证加入无机填料后不会影响环氧树脂结合剂的均匀能，能够保证结合剂具有很低的摩擦系数。所述填料粒径为20
‑
100nm。
8.所述改性剂为二甲基二烯丙基氯化铵。用于对环氧树脂进行共聚改性，向环氧树脂中引入亲水基团，提高环氧树脂的亲水性能，改性后的环氧树脂的粒子分散性、粘附性和硬度都能得到极大的提升。
9.所述胺类固化剂为n
‑
甲基乙二胺、n
‑
乙基乙二胺。胺类固化剂能够与环氧树脂发生加聚反应，使其具备一种三维网状结构，提高环氧树脂的粘附性。
10.所述的稀释剂为丙三醇缩水甘油醚、双甘油缩水甘油醚、山梨醇缩水甘油醚中的
一种或几种。本发明的环氧树脂结合剂可以用于铝或铝基合金、铁基合金、不锈钢或镍基金属表面，以及镀锌、镀铝的钢板以及不锈钢表面。金属表面在涂覆前应当进行脱脂除油处理，可以使用任何已知的方法进行脱脂，例如在酸性、碱性或有机溶剂中进行脱脂。另外为了进一步提高粘附力，可以对金属表面进行粗糙化处理，例如喷砂或打磨，然而这些步骤并非必须的。所述的环氧树脂结合剂可以通过常规的涂覆方法涂覆到械材表面，例如可以使用刷涂、喷涂等方法，涂覆后对结合剂进行烘烤，温度优选为100
‑
300℃之间。
11.本发明的环氧树脂结合剂的制备方法如下：步骤一：改性环氧树脂的制备先将环氧树脂、改性剂投入反应釜内搅拌；水浴加热至75℃，再将引发剂加入至反应釜内，恒温反应2h，降温出料，得到胺类改性的环氧树脂。
12.步骤二：改性环氧树脂的固化将得到的胺类改性环氧树脂、胺类固化剂和稀释剂投入反应釜，搅拌5分钟，在搅拌情况下投入填料，搅拌均匀，静置熟化15分钟以上。得到所述用于食品机械的环氧树脂结合剂。
13.另一方面，本发明还提供一种用于食品机械的环氧树脂结合剂，所述结合剂由本发明的环氧树脂组合物涂覆在食品机械表面，然后烘干而得到。本发明的结合剂的厚度在30
‑
50μm之间。优选地，所述结合剂在40
‑
50μm。本发明的第三方面提供一种本发明所述的结合剂的使用方法，其包括如下步骤：将基材表面用砂纸400目打磨，至全覆盖纹路，再用无水乙醇清洗搽干净，再用稀释剂清洗再搽干净。将所述结合剂喷漆到食品机械表面后，100
‑
300℃下进行烘干。
14.所述的食品机械材质可以为铝或铝基合金、铁基合金、铜基合金、不锈钢或镍基金属，以及镀锌、镀铝的钢板。
15.本发明采用环氧树脂作为基础原料制备结合剂，环氧树脂有着优异的粘结强度，且耐高温性与耐久性强，制得的结合剂同样具有优异的耐久性能、耐高温性能和粘附性能，能够牢固地附着于食品机械表面，同时环氧树脂结合剂还拥有密封、防漏和绝缘等性能，对食品机械有着更好的保护作用。
16.本发明使用改性剂对环氧树脂进行接枝改性，以过氧化苯甲酰作为引发剂，将改性剂与环氧树脂进行接枝共聚，改性剂有着阳离子型的氨基官能团，有着优良的亲水性能，经过改性后的环氧树脂带有亲水性的氨基，亲水性更好，拥有良好的水分散性，经其制备出的结合剂的分散性优良，能够进一步地提升机械表面的光滑程度。
17.本发明采用胺类固化剂对环氧树脂进行固化，使得环氧树脂的分子形成更稳定的三维交联网络，固化后的环氧树脂有着更好的胶结强度，并且物理机械性能得到了提升，使得制备出的结合剂有着更优异的耐磨性能。
18.本发明还将无机填料氧化钛、氧化锆等作为辅料加入，水性的环氧树脂能够很好地与无机填料相联结，进一步提高成品结合剂的耐磨耐久性能。
19.本发明以水性环氧单体作为稀释剂使用，本发明所制备的改性环氧树脂在水性环氧单体中有着更好的溶解度，并且水性环氧单体在降低体系黏度的同时，还能参与环氧树脂的固化过程，稳定环氧树脂的固化性能，在整个环氧树脂结合剂体系中起到重要的作用。
20.本发明环氧树脂结合剂不含有聚四氟乙烯，更加健康安全。不含卤代烃、苯、甲
苯、二甲苯、甲醛及其重金属铅、镉、铬、汞的化合物，其重金属和有害物质含量符合rohs指令和标准，属于绿色环保产品。
具体实施方式
[0021] 一种食品机械表面易清洁涂层的结合剂，包括以下重量百分比的组分：环氧树脂50
‑
55wt％、改性剂15
‑
20wt％、胺类固化剂5
‑
7wt％、引发剂0.2
‑
1wt％、稀释剂9
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12wt％、填料5
‑
15wt％。
[0022]
作为优选地，所述结合剂，包括以下重量百分比的组分：环氧树脂52
‑
55wt％、改性剂18
‑
20wt％、胺类固化剂5
‑
6wt％、引发剂0.3
‑
0.5wt％、稀释剂10
‑
12wt％、填料7
‑
12wt％。
[0023]
本发明所述的环氧树脂为烯丙基缩水甘油醚。
[0024]
所述的改性剂可以采用二甲基二烯丙基氯化铵。二甲基二烯丙基氯化铵用于环氧树脂的改性过程，氨基能为环氧树脂单体提供亲水性能，使制得的改性环氧树脂成为一种水性环氧树脂。
[0025]
所述胺类固化剂为n
‑
甲基乙二胺或n
‑
乙基乙二胺。
[0026]
所述的引发剂为过氧化苯甲酰，过氧化苯甲酰作为油溶性的引发剂，能够更好地引发环氧树脂与改性剂进行聚合反应，提高环氧树脂的改性效率。
[0027]
所述的稀释剂为丙三醇缩水甘油醚、双甘油缩水甘油醚、山梨醇缩水甘油醚中的一种或几种。本发明所使用的稀释剂为水性的环氧单体，水性环氧单体对本发明中改性的环氧树脂有着很好的溶解性能，对固化后的环氧树脂能够起到稀释作用。
[0028]
填料是结合剂的重要组成部分，具有补强作用，提高涂膜的附着力、硬度、耐冲击等性能。
[0029]
实施例1改性环氧树脂的制备将500克的烯丙基缩水甘油醚、195克的二甲基二烯丙基氯化铵混合加入反应釜，水浴加热至75℃，搅拌溶解以后，再加入3克的过氧化苯甲酰，再继续恒温搅拌待其反应2小时，降温出料，即可得到氨类改性后的环氧树脂。
[0030]
实施例2将得到的695克的氨类改性环氧树脂、62克的n
‑
甲基乙二胺投入反应釜，搅拌5分钟，在搅拌情况下投入70克二氧化钛填料，搅拌均匀，静置熟化15分钟，出料并加入105克丙三醇缩水甘油醚进行稀释。经滤网200目过滤得到所述用于食品机械的环氧树脂结合剂。
[0031]
将基材表面用砂纸400目打磨，至全覆盖纹路，再用无水乙醇清洗搽干净，再用丙三醇缩水甘油醚稀释剂清洗再搽干净。喷结合剂湿厚75微米。15小时画格法检验结合力强达到0级，24时实干后用400目砂纸打磨结合剂毛糙度至无反光感，估计有毛糙度15微米。用无纺布干搽干净，开始喷易清洁功能涂层，湿厚40微米。自干后使用。实施例3将得到的680克的氨类改性环氧树脂、54克的n
‑
甲基乙二胺投入反应釜，搅拌5分钟，转速应控制在500
‑
800rpm。在搅拌情况下投入75克二氧化锆填料，搅拌均匀，静置熟化18分钟，出料并加入115克山梨醇缩水甘油醚进行稀释。经滤网200目过滤得到所述用于食品机械的环氧树脂结合剂。
[0032]
将基材表面用砂纸360目打磨，至全覆盖纹路，再用无水乙醇清洗搽干净，再用丙三醇缩水甘油醚稀释剂清洗再搽干净。喷结合剂湿厚60微米。15小时画格法检验结合力强达到0级，24时实干后用400目砂纸打磨结合剂毛糙度至无反光感，估计有毛糙度15微米。用无纺布干搽干净，开始喷易清洁功能涂层，湿厚35微米。自干后使用。
[0033]
实施例4将得到的690克的氨类改性环氧树脂、57克的n
‑
乙基乙二胺投入反应釜，搅拌5分钟，转速应控制在500
‑
800rpm。在搅拌情况下投入96克二氧化锆填料，搅拌均匀，静置熟化20分钟，出料并加入120克双甘油缩水甘油醚进行稀释。经滤网200目过滤得到所述用于食品机械的环氧树脂结合剂。
[0034]
将基材表面用砂纸370目打磨，至全覆盖纹路，再用无水乙醇清洗搽干净，再用丙三醇缩水甘油醚稀释剂清洗再搽干净。喷结合剂湿厚65微米。15小时画格法检验结合力强达到0级，24时实干后用400目砂纸打磨结合剂毛糙度至无反光感，估计有毛糙度15微米。用无纺布干搽干净，开始喷易清洁功能涂层，湿厚50微米。自干后使用。
[0035]
实施例5将得到的670克的氨类改性环氧树脂、57克的n
‑
甲基乙二胺投入反应釜，搅拌5分钟，转速应控制在500
‑
800rpm。在搅拌情况下投入105克二氧化钛填料，搅拌均匀，静置熟化22分钟，出料并加入112克山梨醇缩水甘油醚进行稀释。经滤网200目过滤得到所述用于食品机械的环氧树脂结合剂。
[0036]
将基材表面用砂纸360目打磨，至全覆盖纹路，再用无水乙醇清洗搽干净，再用丙三醇缩水甘油醚稀释剂清洗再搽干净。喷结合剂湿厚90微米。15小时画格法检验结合力强达到0级，24时实干后用400目砂纸打磨结合剂毛糙度至无反光感，估计有毛糙度15微米。用无纺布干搽干净，开始喷功能涂层，湿厚40微米。自干后使用。
[0037]
实施例6将得到的685克的氨类改性环氧树脂、7克的硅烷偶联剂、59克的n
‑
乙基乙二胺投入反应釜，搅拌5分钟，转速应控制在500
‑
800rpm。在搅拌情况下投入115克二氧化钛填料，搅拌均匀，静置熟化25分钟，出料并加入110克双甘油缩水甘油醚进行稀释。经滤网200目过滤得到所述用于食品机械的环氧树脂结合剂。
[0038]
将基材表面用砂纸390目打磨，至全覆盖纹路，再用无水乙醇清洗搽干净，再用丙三醇缩水甘油醚稀释剂清洗再搽干净。喷结合剂湿厚85微米。15小时画格法检验结合力强达到0级，24时实干后用400目砂纸打磨结合剂毛糙度至无反光感，估计有毛糙度15微米。用无纺布干搽干净，开始喷易清洁功能涂层，湿厚35微米。自干后使用。
[0039]
实施例7将得到的660克的氨类改性环氧树脂、5克的硅烷偶联剂、50克的n
‑
乙基乙二胺投入反应釜，搅拌5分钟，转速应控制在500
‑
800rpm。在搅拌情况下投入85克二氧化锆填料，搅拌均匀，静置熟化15分钟，出料并加入100克山梨醇缩水甘油醚进行稀释。经滤网200目过滤得到所述用于食品机械的环氧树脂结合剂。
[0040]
将基材表面用砂纸400目打磨，至全覆盖纹路，再用无水乙醇清洗搽干净，再用双甘油缩水甘油醚稀释剂清洗再搽干净。喷结合剂湿厚65微米。15小时画格法检验结合力强达到0级，24时实干后用400目砂纸打磨结合剂毛糙度至无反光感，估计有毛糙度15微米。用
无纺布干搽干净，开始喷易清洁功能涂层，湿厚40微米。自干后使用。
[0041]
实施例 2
‑
7 所得到的环氧树脂结合剂， 测试表明其成份不含烟草违禁成份聚四氟乙烯、重金属、有毒有机物。 结合剂的硬基面结合力(gb/t5210
‑
2006)、耐磨硬度(gb/t1768
‑
2006) 、自干时间（gb/t 1728
‑
1979）和耐高温结果显示在表1 中。
[0042]
表 1 基面结合力耐磨硬度耐高温自干时间实施例216mpa9h150℃100小时，无龟裂脱落24h实施例316mpa10h150℃100小时，无龟裂脱落24h实施例417mpa10h150℃100小时，无龟裂脱落24h实施例516mpa9h150℃100小时，无龟裂脱落24h实施例616mpa9h150℃100小时，无龟裂脱落24h实施例717mpa9h150℃100小时，无龟裂脱落24h