CN109930103B - 一种加热器具及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及家用电器领域，公开了一种加热器具及其制备方法。所述加热器具包括：被加热的基底(1)；形成在该基底(1)内表面上的氧化铝层(2)；以及形成在所述氧化铝层(2)上表面上的不粘涂层(4)；其中，所述不粘涂层(4)为PFA‑黑色陶瓷混合涂层。本发明所述的加热器具具有较高的表面硬度、不粘涂层结合力较高、耐腐蚀性能好、耐刮擦性能好。
Description
技术领域
本发明涉及家用电器领域，具体地涉及一种加热器具及其制备方法。
背景技术
市场上，电饭煲、电压力锅内胆表面均采用具有疏水性的不粘涂层，而不粘涂层均采用氟树脂或者溶胶凝胶的氧化硅疏水涂层，这两种涂层的疏水性能较好，可提供良好的不粘性，但是也具有大的缺陷：使用寿命短，市场上电饭煲内胆涂层好的可使用一年左右，差的仅仅几个月就会出现起泡、脱落等失效现象，而表面的不粘涂层一旦出现失效，内胆就不能再使用，现有不粘涂层寿命差的根本原因在于，氟树脂涂层与基材之间的结合力低、表面硬度小、耐刮擦性能差。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的不粘涂层与基材结合力低、表面硬度小、耐刮擦性能差的缺陷，提供一种加热器具及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种加热器具，该加热器具包括：
被加热的基底；
形成在该基底内表面上的氧化铝层；以及
形成在所述氧化铝层上表面上的不粘涂层；
其中，所述不粘涂层为PFA-黑色陶瓷混合涂层。
优选地，所述PFA-黑色陶瓷混合涂层含有PFA、氧化铝、二价金属氧化物和四价金属氧化物。
更优选地，在所述PFA-黑色陶瓷混合涂层中，以氧化铝、二价金属氧化物和四价金属氧化物的总重量为100重量份，PFA的含量为100-300重量份，氧化铝的含量为95-97重量份，二价金属氧化物的含量为1-2重量份，四价金属氧化物的含量为2-4重量份。
进一步优选地，所述二价金属氧化物选自FeO、CuO、MgO、GaO和BaO中的至少一种。
进一步优选地，所述四价金属氧化物选自TiO2、PbO2、SnO2和MnO2中的至少一种。
优选地，所述PFA-黑色陶瓷混合涂层的厚度为40-80μm，粗糙度为0.5-1μm。
优选地，所述氧化铝层的厚度为40-80μm，粗糙度为3-5μm。
优选地，所述加热器具还包括位于所述氧化铝层和所述不粘涂层之间的黑色陶瓷层。
更优选地，所述黑色陶瓷层含有氧化铝、二价金属氧化物和四价金属氧化物。
进一步优选地，在所述黑色陶瓷层中，以氧化铝、二价金属氧化物和四价金属氧化物的总重量为100重量份，氧化铝的含量为95-97重量份，二价金属氧化物的含量为1-2重量份，四价金属氧化物的含量为2-4重量份。
更进一步优选地，所述二价金属氧化物选自FeO、CuO、MgO、GaO和BaO中的至少一种。
更进一步优选地，所述四价金属氧化物选自TiO2、PbO2、SnO2和MnO2中的至少一种。
优选地，所述黑色陶瓷层的厚度为10-20μm，粗糙度为3-5μm。
优选地，所述加热器具为电饭煲内胆、压力锅内胆、炒锅、烤盘或烹饪机。
本发明第二方面提供了制备上述加热器具的方法，该方法包括以下步骤：
(1)通过热喷涂法在基底的内表面上形成氧化铝层；
(2)可选地，在氧化铝层的上表面上形成黑色陶瓷层；
(3)在氧化铝层或黑色陶瓷层的上表面上形成PFA-黑色陶瓷混合涂层。
优选地，在步骤(1)至(3)中，形成涂层的方法均为热喷涂法。
更优选地，所述热喷涂法为等离子喷涂。
进一步优选地，所述等离子喷涂的操作条件包括：初速预热温度为120-200℃，喷涂距离为50-150mm，喷涂电流为400-600A，电压为50-80V，送粉量为20-50g/min，走枪速率为600-800mm/min，工作气体氩气流量为30-60L/min，辅助气体氢气流量为4-12L/min。
在本发明所述的加热器具中，作为不粘涂层的所述PFA-黑色陶瓷混合涂层具有高硬度、良好的疏水性、高结合强度，而且表面具有黑色耐污性；而且，氧化铝层可以进步一步提高不粘涂层与基底的结合强度，提供良好的耐腐蚀性。因此，按照本发明所述的加热器具的内表面具有良好的疏水不粘性、高的耐刮擦性能、良好的耐蚀性能，而且不粘涂层与基底结合强度较高。
附图说明
图1是本发明所述的加热器具的层结构示意图。
附图标记说明
1 基底 2 氧化铝层
3 黑色陶瓷层 4 不粘涂层
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指参考附图所示的上、下；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
如图1所示，本发明所述的加热器具包括：
被加热的基底1；
形成在该基底1内表面上的氧化铝层2；以及
形成在所述氧化铝层2上表面上的不粘涂层4。
在本发明中，所述不粘涂层4为PFA-黑色陶瓷混合涂层。所述PFA-黑色陶瓷混合涂层可以采用本领域常用的含有PFA和用于形成黑色陶瓷的金属氧化物的混合涂层材料形成。在一种优选实施方式中，所述PFA-黑色陶瓷混合涂层含有PFA、氧化铝、二价金属氧化物和四价金属氧化物。更优选地，在所述PFA-黑色陶瓷混合涂层中，以氧化铝、二价金属氧化物和四价金属氧化物的总重量为100重量份，PFA的含量为100-300重量份，氧化铝的含量为95-97重量份，二价金属氧化物的含量为1-2重量份，四价金属氧化物的含量为2-4重量份。所述二价金属氧化物优选为FeO、CuO、MgO、GaO和BaO中的至少一种。所述四价金属氧化物优选为TiO2、PbO2、SnO2和MnO2中的至少一种。
在本发明中，所述PFA-黑色陶瓷混合涂层的厚度可以为40-80μm，具体地，例如可以为40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。
在本发明中，所述PFA-黑色陶瓷混合涂层的粗糙度可以为0.5-1μm，具体地，例如可以为0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。在本文中，涂层的粗糙度可以采用粗糙度测量仪检测。
在本发明中，所述氧化铝层2位于不粘涂层4和基底1之间，可以提高不粘涂层4与基底1之间的结合强度。所述氧化铝层2的厚度可以为40-80μm，具体地，例如可以为40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。所述氧化铝层2的粗糙度可以为3-5μm，具体地，例如可以为3μm、3.2μm、3.4μm、3.6μm、3.8μm、4μm、4.2μm、4.4μm、4.6μm、4.8μm、5μm以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。
在本发明中，优选情况下，所述加热器具还包括位于所述氧化铝层2和所述不粘涂层4之间的黑色陶瓷层3。所述黑色陶瓷层3的颜色为灰黑色，在PFA-黑色陶瓷混合涂层下打底，可以使PFA-黑色陶瓷混合涂层的表面颜色更加均匀，提高耐污性，并且可以进一步提高PFA-黑色陶瓷混合涂层与基底的结合强度。所述黑色陶瓷层3可以由本领域常规的用于形成黑色陶瓷的涂层材料形成。优选情况下，所述黑色陶瓷层3含有氧化铝、二价金属氧化物和四价金属氧化物。更优选地，在所述黑色陶瓷层3中，以氧化铝、二价金属氧化物和四价金属氧化物的总重量为100重量份，氧化铝的含量为95-97重量份，二价金属氧化物的含量为1-2重量份，四价金属氧化物的含量为2-4重量份。所述二价金属氧化物优选为FeO、CuO、MgO、GaO和BaO中的至少一种。所述四价金属氧化物优选为TiO2、PbO2、SnO2和MnO2中的至少一种。
在本发明中，所述黑色陶瓷层3的厚度可以为10-20μm，具体地，例如可以为10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。
在本发明中，所述黑色陶瓷层3的粗糙度可以为3-5μm，具体地，例如可以为3μm、3.2μm、3.4μm、3.6μm、3.8μm、4μm、4.2μm、4.4μm、4.6μm、4.8μm、5μm以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。
在本发明中，所述基底的材质可以为不锈钢、铝、铝合金、钛合金等金属材质、陶瓷、玻璃或者多层(包括双层及三层以上)金属复合材料。其中，多层金属复合材料可以为不锈钢/铝、不锈钢/铜、不锈钢/铝/铜等。所述基底的厚度可以为0.5-6mm。
在本发明中，所述加热器具可以为电饭煲内胆、压力锅内胆、炒锅、烤盘或烹饪机。
本发明所述的加热器具的制备方法包括以下步骤：
(1)通过热喷涂法在基底1的内表面上形成氧化铝层2；
(2)可选地，在氧化铝层2的上表面上形成黑色陶瓷层3；
(3)在氧化铝层2或黑色陶瓷层3的上表面上形成PFA-黑色陶瓷混合涂层。
在步骤(1)中，所述氧化铝层2可以通过本领域常规的热喷涂法形成。
在本发明所述的加热器具的制备方法中，步骤(2)的形成黑色陶瓷层3的工序为可选操作，也即可以形成黑色陶瓷层3，也可以不形成黑色陶瓷层3。优选情况下，需要实施步骤(2)，以进一步提高不粘涂层的耐污性，以及与基底的结合强度。
在本发明中，所述黑色陶瓷层2可以通过热喷涂法形成。优选地，所述热喷涂法为等离子喷涂。所述等离子喷涂的操作条件可以包括：温度为120-200℃，喷涂距离为50-150mm，喷涂电流为400-600A，电压为50-80V，送粉量为20-50g/min，走枪速率为600-800mm/min，工作气体氩气流量为30-60L/min，辅助气体氢气流量为4-12L/min。
在本发明中，所述黑色陶瓷层2可以由陶瓷涂层组合物形成。所述陶瓷涂层组合物可以含有氧化铝、二价金属氧化物和四价金属氧化物。在所述陶瓷组合物中，氧化铝为六方结构，其中铝为3价离子，当其与4价金属和2价金属复合时，氧化铝会产生化学计量比失配，从而产生氧空位，氧空位的产生使得氧化铝由原来的白色粉末变为黑色粉末，这是由于可见光照射在粉末表面，氧空位吸收、衍射了原来大部分可见光，反射出的光较少，从而使得粉末表现出黑色。这种黑色陶瓷层一方面能够与下部的氧化铝层很好地融合，另一方面能够为上部的PFA-黑色陶瓷混合涂层打底，使得PFA-黑色陶瓷混合涂层的表面颜色更均匀。
在优选情况下，在所述陶瓷涂层组合物中，以氧化铝、二价金属氧化物和四价金属氧化物的总重量为100重量份，氧化铝的含量为95-97重量份，二价金属氧化物的含量为1-2重量份，四价金属氧化物的含量为2-4重量份。所述二价金属氧化物优选为FeO、CuO、MgO、GaO和BaO中的至少一种。所述四价金属氧化物优选为TiO2、PbO2、SnO2和MnO2中的至少一种。
在步骤(3)中，当步骤(2)的形成黑色陶瓷层3的工序实施时，所述PFA-黑色陶瓷混合涂层形成在黑色陶瓷层3的上表面上；当步骤(2)的形成黑色陶瓷层3的工序不实施时，所述PFA-黑色陶瓷混合涂层形成在氧化铝层2的上表面上。
在步骤(3)中，所述PFA-黑色陶瓷混合涂层可以通过热喷涂法。优选地，所述热喷涂法为等离子喷涂。所述等离子喷涂的操作条件可以包括：温度为120-200℃，喷涂距离为50-150mm，喷涂电流为400-600A，电压为50-80V，送粉量为20-50g/min，走枪速率为600-800mm/min，工作气体氩气流量为30-60L/min，辅助气体氢气流量为4-12L/min。
在本发明中，所述PFA-黑色陶瓷混合涂层可以由含有PFA和陶瓷材料的涂层组合物形成。优选地，所述PFA-黑色陶瓷混合涂层由含有PFA、氧化铝、二价金属氧化物和四价金属氧化物的涂层组合物形成。在该涂层组合物中，氧化铝为六方结构，其中铝为3价离子，当其与4价金属和2价金属复合时，氧化铝会产生化学计量比失配，从而产生氧空位，氧空位的产生使得氧化铝由原来的白色粉末变为黑色粉末，这是由于可见光照射在粉末表面，氧空位吸收、衍射了原来大部分可见光，反射出的光较少，从而使得粉末表现出黑色。这种PFA-黑色陶瓷混合涂层为灰黑色，具有高硬度、良好的疏水性，并且与氧化铝层以及含氧化铝的黑色陶瓷层具有很强的结合力。
在优选情况下，在所述含有PFA、氧化铝、二价金属氧化物和四价金属氧化物的涂层组合物中，以氧化铝、二价金属氧化物和四价金属氧化物的总重量为100重量份，PFA的含量为100-300重量份，氧化铝的含量为95-97重量份，二价金属氧化物的含量为1-2重量份，四价金属氧化物的含量为2-4重量份。所述二价金属氧化物优选为FeO、CuO、MgO、GaO和BaO中的至少一种。所述四价金属氧化物优选为TiO2、PbO2、SnO2和MnO2中的至少一种。
在本发明中，所述加热器具的制备方法还可以包括：在形成氧化铝层2之前，对所述基底1进行预处理。所述预处理的方法可以为本领域常规的处理方法。在一种实施方式中，所述预处理过程可以包括喷砂处理和脱脂处理。对于喷砂处理和脱脂处理的方法没有特别的限定，可以分别为本领域常用的各种方法。例如，喷砂处理的方法包括：采用60-150目的砂粒(如玻璃砂、棕钢砂、黑棕玉、白刚玉、金刚砂等)，控制喷气气流压力为0.2-0.9MPa，所得到的粗糙度约为Ra 2-8μm。在喷砂处理之后，需将基底内表面残留的细微粉末颗粒等除去，对于除去的方法没有特别的限定，可以用高压气流吹干净也可以通过水洗除去，此均为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。例如，脱脂处理的方法可以依次包括碱洗、酸洗、水洗和高温烘干(如200-450℃烘干10-15min)。
在本发明中，所述加热器具的制备方法还可以包括对经过预处理的基底进行预热处理，使得基底表面预热至90-200℃。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下制备例和实施例中，如无特别说明，所用的各材料均可商购获得。
PFA粉末购自大金氟涂料(上海)有限公司，平均粒径为15μm。
Al2O3粉末购自北京桑尧科技开发有限公司，平均粒径为25μm。
FeO粉末购自北京桑尧科技开发有限公司，平均粒径为20μm。
CuO粉末购自北京桑尧科技开发有限公司，平均粒径为22μm。
GaO粉末购自北京桑尧科技开发有限公司，平均粒径为18μm。
PbO2粉末购自北京桑尧科技开发有限公司，平均粒径为20μm。
SnO2粉末购自北京桑尧科技开发有限公司，平均粒径为24μm。
MnO2粉末购自北京桑尧科技开发有限公司，平均粒径为25μm。
实施例1
(1)将铝锅基体进行预处理，其中预处理的方法包括：a)在55℃温度下除油8分钟；b)用去离子水清洗；c)100℃烘干5min；d)采用60-80目的棕钢砂，在0.6MPa的喷气气流压力下对铝锅基体表面进行喷砂处理使其表面粗糙度为Ra 3μm，然后用气流将锅体基体表面残留的粉末颗粒吹干净；e)用40重量％的NaOH溶液在80℃下碱洗1分钟；f)用20重量％的硝酸溶液中和3分钟；g)用去离子水清洗后，300℃下烘干12分钟；
(2)将步骤(1)得到的基体表面预热至120℃；
(3)将Al2O3粉末进行等离子喷涂处理，以在基体表面形成氧化铝层(厚度为60μm，粗糙度为4μm)，其中，等离子喷涂处理的条件包括：初始预热温度为160℃，喷涂距离为100mm，喷涂电流为575A，电压为65V，送粉量为35g/min，走枪速率为700mm/min，工作气体氩气流量为35L/min，辅助气体氢气流量为10L/min。
(4)将96重量份的Al2O3粉末、2重量份的FeO粉末和2重量份的PbO2粉末混合，在110℃烘干1h，得到粉末混合物，将所述粉末混合物进行等离子喷涂处理，以在基体表面形成黑色陶瓷层(厚度为15μm，粗糙度为4μm)，其中，等离子喷涂处理的条件包括：初始预热温度为160℃，喷涂距离为100mm，喷涂电流为575A，电压为70V，送粉量为35g/min，走枪速率为700mm/min，工作气体氩气流量为35L/min，辅助气体氢气流量为10/min。
(5)将300重量份的PFA粉末、96重量份的Al2O3粉末、2重量份的FeO粉末和2重量份的PbO2粉末混合，并用得到的混合粉料进行等离子喷涂处理，以在过渡涂层的上表面上形成PFA-黑色陶瓷混合涂层(厚度为60μm，粗糙度为0.8μm)，其中，等离子喷涂处理的条件包括：初始预热温度为160℃，喷涂距离为100mm，喷涂电流为500A，电压为70V，送粉量为50g/min，走枪速率为700mm/min，工作气体氩气流量为50L/min，辅助气体氢气流量为6L/min。
实施例2
(1)将不锈钢锅基体进行预处理，其中预处理的方法包括：a)在55℃温度下除油8分钟；b)用去离子水清洗；c)100℃烘干5min；d)采用60-80目的棕钢砂，在0.8MPa的喷气气流压力下对不锈钢锅基体表面进行喷砂处理使其表面粗糙度为Ra 3μm，然后用气流将锅体基体表面残留的粉末颗粒吹干净；e)用40重量％的NaOH溶液在80℃下碱洗1分钟；f)用20重量％的硝酸溶液中和3分钟；g)用去离子水清洗后，375℃下烘干11分钟；
(2)将步骤(1)得到的基体表面预热至100℃；
(3)将Al2O3粉末进行等离子喷涂处理，以在基体表面形成氧化铝层(厚度为40μm，粗糙度为3μm)，其中，等离子喷涂处理的条件包括：初始预热温度为120℃，喷涂距离为50mm，喷涂电流为550A，电压为50V，送粉量为50g/min，走枪速率为800mm/min，工作气体氩气流量为30L/min，辅助气体氢气流量为8L/min。
(4)将95重量份的Al2O3粉末、1重量份的CuO粉末和4重量份的SnO2粉末混合，在110℃烘干1h，得到粉末混合物，将所述粉末混合物进行等离子喷涂处理，以在基体表面形成黑色陶瓷层(厚度为10μm，粗糙度为3μm)，其中，等离子喷涂处理的条件包括：初始预热温度为120℃，喷涂距离为50mm，喷涂电流为550A，电压为50V，送粉量为20g/min，走枪速率为600mm/min，工作气体氩气流量为30L/min，辅助气体氢气流量为8L/min。
(5)将300重量份的PFA粉末、95重量份的Al2O3粉末、1重量份的CuO粉末和4重量份的SnO2粉末混合，并用得到的混合粉料进行等离子喷涂处理，以在过渡涂层的上表面上形成PFA-黑色陶瓷混合涂层(厚度为40μm，粗糙度为0.5μm)，其中，等离子喷涂处理的条件包括：初始预热温度为120℃，喷涂距离为50mm，喷涂电流为400A，电压为50V，送粉量为20g/min，走枪速率为600mm/min，工作气体氩气流量为40L/min，辅助气体氢气流量为4L/min。
实施例3
本实施例用于说明采用等离子喷涂法制备不粘涂层的方法。
(1)将不锈钢锅基体进行预处理，其中预处理的方法包括：a)在55℃温度下除油8分钟；b)用去离子水清洗；c)100℃烘干5min；d)采用60-80目的棕钢砂，在0.8MPa的喷气气流压力下对不锈钢锅基体表面进行喷砂处理使其表面粗糙度为Ra 4μm，然后用气流将锅体基体表面残留的粉末颗粒吹干净；e)用40重量％的NaOH溶液在80℃下碱洗1分钟；f)用20重量％的硝酸溶液中和3分钟；g)用去离子水清洗后，450℃下烘干10分钟；
(2)将步骤(1)得到的基体表面预热至150℃；
(3)将Al2O3粉末进行等离子喷涂处理，以在基体表面形成氧化铝层(厚度为80μm，粗糙度为5μm)，其中，等离子喷涂处理的条件包括：初始预热温度为200℃，喷涂距离为150mm，喷涂电流为600A，电压为80V，送粉量为50g/min，走枪速率为800mm/min，工作气体氩气流量为40L/min，辅助气体氢气流量为12L/min。
(4)将97重量份的Al2O3粉末、2重量份的GaO粉末和1重量份的MnO2粉末混合，在110℃烘干1h，得到粉末混合物，将所述粉末混合物进行等离子喷涂处理，以在基体表面形成黑色陶瓷层(厚度为20μm，粗糙度为5μm)，其中，等离子喷涂处理的条件包括：初始预热温度为200℃，喷涂距离为150mm，喷涂电流为600A，电压为80V，送粉量为50g/min，走枪速率为800mm/min，工作气体氩气流量为40L/min，辅助气体氢气流量为12L/min。
(5)将300重量份的PFA粉末、97重量份的Al2O3粉末、2重量份的GaO粉末和1重量份的MnO2粉末混合，并用得到的混合粉料进行等离子喷涂处理，以在过渡涂层的上表面上形成PFA-黑色陶瓷混合涂层(厚度为80μm，粗糙度为1μm)，其中，等离子喷涂处理的条件包括：初始预热温度为200℃，喷涂距离为150mm，喷涂电流为550A，电压为80V，送粉量为50g/min，走枪速率为800mm/min，工作气体氩气流量为60L/min，辅助气体氢气流量为8L/min。
实施例4
根据实施例1的方法制备锅具，所不同的是，不实施步骤(4)所述的形成黑色陶瓷层的工序，而直接在步骤(3)制备的基体的氧化铝层的上表面上形成PFA-黑色陶瓷混合涂层。
对比例1
根据实施例1的方法制备锅具，所不同的是，在制备不粘涂层的过程中不使用金属氧化物粉末，而直接使用PFA粉末形成不粘涂层。
对比例2
根据实施例1的方法制备锅具，所不同的是，不实施步骤(3)所述的形成氧化铝层的工序，而直接在步骤(2)制备的基体的内表面上依次形成黑色陶瓷层和PFA-黑色陶瓷混合涂层。
测试例
根据以下方法测定各个实施例和对比例制备的锅具的相应参数及性能。
1、涂层表面硬度：根据GB/T 6739-1996涂膜铅笔硬度测定法(购自广州市盛华实业有限公司，型号为BEVS 1301)测定锅具表面涂层铅笔硬度。结果见表1。
2、涂层结合力：根据G9 8642-88测定不粘涂层结合力。结果见表1。
3、涂层的耐刮擦性：用洗洁精配制浓度为5重量％的洗涤水，3M(7447C)百洁布，负重2.5kgf，左右摆动单程为1次，每250次更换百洁布，检查每次刮擦后涂层是否脱落或者是否露出基材(以露出≥10条线条为终止试验)，并记录耐磨次数。结果见表1。
4、耐酸、碱、盐：
耐酸：将浓度为5重量％的醋酸溶液加入至内锅中直至内锅内壁最大刻度水位处，把内锅放入对应煲中通电合盖连续加热煮沸(保持沸腾状态)10分钟，然后100℃保温浸泡24小时，试验结束后将内锅清洗干净，目视检查涂层表面变化状况，结果见表2。
耐碱：将浓度为0.5重量％的氢氧化钠溶液加入至内锅中直至内锅内壁最大刻度水位处，把内锅放入对应煲中通电合盖连续加热煮沸(保持沸腾状态)10分钟，然后100℃保温浸泡24小时，试验结束后将内锅清洗干净，目视检查涂层表面变化状况，结果见表2。
耐盐：将浓度为5重量％的氯化钠溶液加入至内锅中直到内锅内壁最大刻度水位处，把内锅放入对应煲中通电合盖连续加热煮沸8小时(每2小时补充水量1次，将液面保持在试验开始时的位置)，80℃保温16小时为一个周期，每周期试验后目视检查涂层表面变化状况，记录涂层出现起泡、凸点等不良现象的周期数，结果见表2。
5、不粘性能
按照GB/T2421-1998的方法检测上述实施例和对比例中制备的锅具的不粘性能，具体测试过程如下：用沾有植物油的软布轻揩锅体内表面，用温水加洗涤剂清洗后用清水洗净揩干，再将试样加热，用表面温度计测量，锅体内表面温度在150℃时，将一只新鲜鸡蛋破壳后放入锅内，不加植物食用油或其他脂肪油，待蛋白基本凝固，用非金属铲无损伤取出鸡蛋，然后用软布擦拭锅体内表面，并连续进行三次。如果锅体内表面能够擦拭干净，则为合格，表明不粘性较好；如果锅体内表面不能擦拭干净，则不合格，表明不粘性较差或没有不粘性。结果见表2。
表1
表2
| 耐酸 | 耐碱 | 耐盐 | 不粘性能 | |
| 实施例1 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 20周期 | 合格 |
| 实施例2 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 20周期 | 合格 |
| 实施例3 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 20周期 | 合格 |
| 实施例4 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 18周期 | 合格 |
| 对比例1 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 8周期 | 合格 |
| 对比例2 | 出现白化、起泡等现象 | 出现白化、起泡等现象 | 10周期 | 合格 |
由上表1和2的数据可以看出，本发明所述的加热器具具有较高的表面硬度、不粘涂层结合力较高、耐腐蚀性能好、耐刮擦性能好。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (16)
1.一种加热器具，其特征在于，该加热器具包括：
被加热的基底（1）；
形成在该基底（1）内表面上的氧化铝层（2）；以及
形成在所述氧化铝层（2）上表面上的不粘涂层（4）；
其中，所述不粘涂层（4）为PFA-黑色陶瓷混合涂层；
所述PFA-黑色陶瓷混合涂层含有PFA、氧化铝、二价金属氧化物和四价金属氧化物；
在所述PFA-黑色陶瓷混合涂层中，以氧化铝、二价金属氧化物和四价金属氧化物的总重量为100重量份，PFA的含量为100-300重量份，氧化铝的含量为95-97重量份，二价金属氧化物的含量为1-2重量份，四价金属氧化物的含量为2-4重量份。
2.根据权利要求1所述的加热器具，其特征在于，所述二价金属氧化物选自FeO、CuO、MgO、GaO和BaO中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的加热器具，其特征在于，所述四价金属氧化物选自TiO2、PbO2、SnO2和MnO2中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的加热器具，其特征在于，所述PFA-黑色陶瓷混合涂层的厚度为40-80μm，粗糙度为0.5-1μm。
5.根据权利要求1所述的加热器具，其特征在于，所述氧化铝层（2）的厚度为40-80μm，粗糙度为3-5μm。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的加热器具，其特征在于，所述加热器具还包括位于所述氧化铝层（2）和所述不粘涂层（4）之间的黑色陶瓷层（3）。
7.根据权利要求6所述的加热器具，其特征在于，所述黑色陶瓷层（3）含有氧化铝、二价金属氧化物和四价金属氧化物。
8.根据权利要求7所述的加热器具，其特征在于，在所述黑色陶瓷层（3）中，以氧化铝、二价金属氧化物和四价金属氧化物的总重量为100重量份，氧化铝的含量为95-97重量份，二价金属氧化物的含量为1-2重量份，四价金属氧化物的含量为2-4重量份。
9.根据权利要求7所述的加热器具，其特征在于，所述二价金属氧化物选自FeO、CuO、MgO、GaO和BaO中的至少一种。
10.根据权利要求7所述的加热器具，其特征在于，所述四价金属氧化物选自TiO2、PbO2、SnO2和MnO2中的至少一种。
11.根据权利要求6所述的加热器具，其特征在于，所述黑色陶瓷层（3）的厚度为10-20μm，粗糙度为3-5μm。
12.根据权利要求1-5中任意一项所述的加热器具，其特征在于，所述加热器具为电饭煲内胆、压力锅内胆、炒锅、烤盘或烹饪机。
13.一种制备权利要求1-12中任意一项所述的加热器具的方法，该方法包括以下步骤：
（1）通过热喷涂法在基底（1）的内表面上形成氧化铝层（2）；
（2）可选地，在氧化铝层（2）的上表面上形成黑色陶瓷层（3）；
（3）在氧化铝层（2）或黑色陶瓷层（3）的上表面上形成PFA-黑色陶瓷混合涂层。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在步骤（1）至（3）中，形成涂层的方法均为热喷涂法。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述热喷涂法为等离子喷涂。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述等离子喷涂的操作条件包括：初始预热温度为120-200℃，喷涂距离为50-150mm，喷涂电流为400-600A，电压为50-80V，送粉量为20-50g/min，走枪速率为600-800mm/min，工作气体氩气流量为30-60L/min，辅助气体氢气流量为4-12L/min。
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Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112337773A (zh) * | 2019-08-09 | 2021-02-09 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 复合不粘涂层及其制备方法、锅具和烹饪器具 |
| EP4323697A1 (en) * | 2021-04-13 | 2024-02-21 | Whirlpool Corporation | Cooking assembly for a microwave oven |
| CN115612968A (zh) * | 2022-09-22 | 2023-01-17 | 广东仕诚塑料机械有限公司 | 一种不粘辊复合涂层的制备方法及不粘辊复合涂层 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08173321A (ja) * | 1994-12-27 | 1996-07-09 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 調理器具 |
| WO1998042886A1 (en) * | 1997-03-21 | 1998-10-01 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Wear resistant non-stick resin coated substrates |
| EP1048751A1 (de) * | 1999-04-29 | 2000-11-02 | Hort, Stefan | Verfahren zum Aufbringen einer harten Beschichtung auf einen Gegenstand und beschichteter Gegenstand |
| CN101868169A (zh) * | 2007-11-16 | 2010-10-20 | Seb公司 | 包括具有抗刮擦性和耐腐蚀性的不粘涂层的炊具 |
| CN103300706A (zh) * | 2013-06-20 | 2013-09-18 | 常熟金浩机械有限公司 | 一种高性能炒锅的制造方法 |
| KR101699541B1 (ko) * | 2016-08-04 | 2017-02-09 | 유한회사 한국 타코닉 | 조리기구용 중간재의 제조 방법 및 상기 제조 방법에 따라 제조된 조리기구용 중간재 |
| CN107019408A (zh) * | 2016-01-29 | 2017-08-08 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 一种炊具及其制备方法 |
| CN107466267A (zh) * | 2015-04-01 | 2017-12-12 | 3M创新有限公司 | 包括防粘表面的多层制品及其制备方法 |
-
2017
- 2017-12-15 CN CN201711352493.5A patent/CN109930103B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08173321A (ja) * | 1994-12-27 | 1996-07-09 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 調理器具 |
| WO1998042886A1 (en) * | 1997-03-21 | 1998-10-01 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Wear resistant non-stick resin coated substrates |
| EP1048751A1 (de) * | 1999-04-29 | 2000-11-02 | Hort, Stefan | Verfahren zum Aufbringen einer harten Beschichtung auf einen Gegenstand und beschichteter Gegenstand |
| CN101868169A (zh) * | 2007-11-16 | 2010-10-20 | Seb公司 | 包括具有抗刮擦性和耐腐蚀性的不粘涂层的炊具 |
| CN103300706A (zh) * | 2013-06-20 | 2013-09-18 | 常熟金浩机械有限公司 | 一种高性能炒锅的制造方法 |
| CN107466267A (zh) * | 2015-04-01 | 2017-12-12 | 3M创新有限公司 | 包括防粘表面的多层制品及其制备方法 |
| CN107019408A (zh) * | 2016-01-29 | 2017-08-08 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 一种炊具及其制备方法 |
| KR101699541B1 (ko) * | 2016-08-04 | 2017-02-09 | 유한회사 한국 타코닉 | 조리기구용 중간재의 제조 방법 및 상기 제조 방법에 따라 제조된 조리기구용 중간재 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| C. Mateus et al.Ceramic/fluoropolymer composite coatings by thermal spraying—a modification of surface properties.Surface & Coatings Technology.2005,第191卷(第1期),第108-118页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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