АНТИАДГЕЗИОННОЕ ПОКРЫТИЕ Российский патент 1995 года по МПК C09D183/04 B32B27/00 A21D8/08 B29C33/64 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к антиадгезионным покрытиям для предотвращения прилипания пищевых продуктов к рабочим органам технологического оборудования, а также к химической технологии в качестве разделительного средства при формовании композиционных материалов.

Известно широкое использование полисилоксановых соединений в качестве основы антиадгезионных покрытий. Так, например, в состав для антиадгезионного покрытия пищевых форм входит диорганосилоксановый каучук, содержащий дифенил- и диэтилсилоксановые звенья, этилсиликат, аминопропилтриэтоксисилан и органический растворитель (сольвент) [1] Полученное покрытие устойчиво при 250^оС не менее 1500 ч. Однако такой состав имеет недостаточную термостойкость (68 оборотов) при использовании антиадгезионного покрытия в хлебопекарных печах, работающих в условиях "горячего простоя". При этом температура в камере выпечки достигает 400^оС и хлебопекарная форма проходит без тестовой заготовки.

Известно антиадгезионное покрытие на основе композиции, включающей полиметаллосилоксан, метилтриметоксисилан и органический растворитель [2] а также антиадгезионное покрытие на основе композиции, включающий полифенилжелезосилоксан, низкомолекулярный α,ω-дигидроксиполиорганосилоксан, отверждающий агент, катализатор отверждения и органический растворитель [3]
Недостатком этих покрытий является малая оборачиваемость покрытых ими хлебных форм (до 100 раз), что влечет за собой более частное нанесение покрытия и большой расход исходных компонентов.

Наиболее близким к данному изобретению является антиадгезионное покрытие, включающее линейный полиметилфенилсилоксановый полимер общей формулы
HO O OH
где n=30-60, полиметаллосилоксан общей формулы
CH₃COCH=(CH₃)COMe O O O Me
OC(CH₃)=CH-CO-CH
где n=90-95, 1≅k≅10,
m=5-10, Ме Fe, Cu, Ni,
х= 1-2, метилтриацетоксисилан и органический растворитель, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Полиметилфенил-
силоксановый полимер 90-110
Полиметаллоси- локсан 1-5
Метилтриацеток- сисилан 2-8
Органический растворитель 100-150 [4]
Данной композицией обрабатывают предварительно очищенные алюминиевые пластинки, после выдержки их в течение 1 ч, при комнатной температуре прогревают в течение 2 ч при 200^оС. Обработанные пластинки сохраняют удовлетворительное антиадгезионные свойства по отношению к хлебу после прогрева при 400^оС в течение 40 ч, что соответствует оборачиваемости хлебных форм, равной 120. К недостаткам этого покрытия следует отнести не только малую оборачиваемость форм, но и токсичность антиадгезионного состава из-за его использования в виде растворов в органическом растворителе, что является нежелательным особенно при его применении в пищевой промышленности.

Целью изобретения является увеличение оборачиваемости хлебных форм.

Эта задача решается тем, что антиадгезионное покрытие, включающее грунтовочный слой, в качестве грунтовочного слоя содержит слой на основе композиции, содержащей полиорганосилоксан, поверхностно-активное вещество и воду в качестве растворителя, и дополнительно содержит покровной слой на основе композиции, включающей полиметилметаллосилоксан общей формулы (СН₃)₃ SiО-[СН₃SiОМ] _k [(СН₃)₂SiО] _nОSi(СН₃)₃, где М Се, Fе, Ni, n=5-63; k=0,01-0,1, поверхностно-активное вещество и воду, при следующем соотношении компонентов композиций, мас.ч. для грунтовочного слоя: Полиорганосилоксан 5,0-10,0
Поверхностно-актив- ное вещество 0,1-0,3 Вода 89,7-94,9 для покровного слоя:
Указанный полиме- тилметаллосилоксан 5,0-10,0
Поверхностно-актив- ное вещество 0,1-0,3 Вода 89,7-94,9.

Термостойкость антиадгезионного покрытия при его использовании в хлебопечении оценивают по оборачиваемости хлебных форм в печах с зоной "горячего простоя", а при использовании покрытия для прессования композиционных материалов по прочности склеивания алюминиевых образцов полиуретановым клеем ПУ-2. Испытание клеевых соединений на сдвиг проводят по методике, описанной в производственной инструкции ВИАМ ПИ 1.2.339-87. Образцы с антиадгезионным покрытием, имеющим повышенную термостойкость, разрываются при малых значениях адгезионной прочности (10-20 кг/см²) клеевых соединений. Прочность контрольных образцов (без антиадгезионного покрытия), склеенных клеем ПУ-2, составляет 200-250 кг/см² с когезионным разрывом по клеевой пленке.

П р и м е р 1. Предварительно обезжиренную поверхность формы для выпечки хлеба или алюминиевой пластины наносят грунтовочный слой на основе водной эмульсии, включающей 8 г олигометилгидроксисилоксана (ОМГС), 0,2 г поверхностно-активного вещества (ПАВ) и 91,8 г воды. Форму или образец выдерживают на воздухе при комнатной температуре 0,5 ч, а затем нагревают в течение 1 ч в термошкафу при подъеме температуры от комнатной до 270^оС. После охлаждения на обработанную поверхность наносят покровный слой на основе водной эмульсии, состоящей из 8 г полиметилметаллосилоксана, 0,2 г ПАВ и 91,8 г воды. После выдержки при комнатной температуре в течение 0,5 ч, обработанные формы или образец нагревают при температуре 270-280^оС в течение 2 ч. Толщина каждого слоя (грунтовочного или покровного) в зависимости от способа нанесения (тампоном, пульверизатором, окунанием) колеблется в пределах 200-1000 .

Из данных таблицы видно, что антиадгезионное покрытие (примеры 1-3), включающее грунтовочный слой с содержанием полиорганосилоксана в количестве 5-10 мас. ч. и поверхностно-активного вещества 0,1-0,3 мас.ч. и покровной слой, содержащий 5-10 мас.ч. полиметилметаллосилоксана и 0,1-0,3 мас.ч. поверхностно-активного вещества, позволяет эксплуатировать хлебные формы без возобновления в количестве 230-250 оборотов и обеспечивает достаточно низкую адгезионную прочность клеевого соединения ( τ_сдв.=20,5-30,2 кг/см²) после термостарения алюминиевых образцов с покрытием при 400^оС в течение 60 ч. При этом оборачиваемость хлебных форм с антиадгезионным покрытием по рецептуре примера 6 составляет всего 120 раз, а адгезионная прочность после прогрева по указанному режиму достигает 200,5 кг/см². На практике это означает необходимость более частого ( ≈в 2 раза) возобновления антиадгезионного покрытия на хлебных формах и технологической оснастке для формования композиционных материалов в сравнении с антиадгезионным покрытием по изобретению.

Антиадгезионное покрытие, включающее грунтовочный слой с содержанием полиорганосилоксана в количестве 3 мас.ч. и поверхностно-активного вещества 0,1 мас.ч. и покровной слой, содержащий 3 мас.ч. полиметилметаллосилоксана и 0,1 мас.ч. поверхностно-активного вещества (пример 4), имеет малую толщину, что отрицательно сказывается на числе оборотов хлебных форм (100 раз) и адгезионной прочности после термостарения (175,2 кг/см²). При повышении содержания полисилоксана в грунтовочном слое до 12 мас.ч. и содержании полиметилметаллосилоксана до 13 мас.ч. в покровном слое (пример 5) происходит чрезмерное увеличение толщины антиадгезионного покрытия, которое при данной рецептуре не отверждается во всем объеме. Вследствие этого снижается термостойкость покрытия, что выражается в малом числе оборотов хлебных форм (120 раз) и резком увеличении адгезионной прочности (до 151,7 кг/см²) алюминиевых образцов, прошедших термостарение при 400^оС.

Таким образом, антиадгезионное покрытие по изобретению является покрытием многоразового использования как в составе хлебных форм, так и оснастки для формования композиционных материалов с повышенной температурой переработки.

Это позволяет уменьшить ≈ в два раза периодичность возобновления покрытий в сравнении с использованием известного покрытия.

Использование: антиадгезионные покрытия для предотвращения прилипания пищевых продуктов к рабочим органам технологического оборудования и как разделительное средство при формовании композиционных материалов. Сущность: грунтовочный слой полиорганосилоксан 5-10 мас. ч., поверхностно-активное вещество 0,1-0,3 мас. ч., вода 89,7-94,9 мас. ч.; покровной слой полиметилметаллосилоксан общей формулы (CH₃)₃SiO[CH₃SiOM]_k_→ _→[(CH₃)₂SiO]_n O Si(CH₃)₃, где М - Ce,Fe,Ni; n=5-63; k =0,01-0,1, 5-10 мас. ч. , поверхностно-активное вещество 0,1-0,3, вода 89,7-94,9. Оборачиваемость хлебных форм 230-250. 1 табл.

АНТИАДГЕЗИОННОЕ ПОКРЫТИЕ, включающее грунтовочный слой, выполненный на основе композиции, содержащей полиорганосилоксан и растворитель, отличающееся тем, что композиция для грунтовочного слоя в качестве растворителя содержит воду и дополнительно содержит поверхностно-активное вещество, а покрытие дополнительно содержит покровной слой на основе композиции, включающей полиметилметаллосилоксан общей формулы
(CH₃)₃SiO[CH₃SiOM]_k [(CH₃)₂SiO]_nOSi(CH₃)₃
где M Ce, Fe, Ni;
n 5 63;
k 0,01 0,1,
поверхностно-активное вещество и воду при следующем соотношении компонентов композиций, мас.ч.

Для грунтовочного слоя:
полиорганосилоксан 5,0 10,0
поверхностно-активное вещество 0,1 0,3
вода 89,7 94,9
Для покровного слоя:
указанный полиметилметаллосилоксан 5,0 10,0
поверхностно-активное вещество 0,1 0,3
вода 89,7 94,9