CN116998889A - 一种激光钛耐磨高硬度厨具及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光钛耐磨高硬度厨具及其制备方法，涉及不粘锅技术领域。本发明的激光钛耐磨高硬度厨具，包括锅体和设于锅体内表面的不粘涂层，所述不粘涂层由超高速激光熔覆喷涂形成的纳米金属陶瓷层和雾化喷涂形成的纳米陶瓷水性涂层交替叠加多次构成；本发明的激光钛锅具在制备时，先进行超高速激光熔覆喷涂形成纳米金属陶瓷层，利用激光熔覆的余热作用在纳米金属陶瓷层表面进行雾化喷涂形成纳米陶瓷水性涂层，使纳米陶瓷水性涂层的附着效果更好，提高两种涂层的结合力。不粘涂层由上述两种涂层交替叠加多次得到，两种涂层兼具高硬度和不粘，加之二者结合力强，使得不粘涂层达到高硬度、耐磨、持久不粘性的效果。

Description

一种激光钛耐磨高硬度厨具及其制备方法

技术领域

本发明涉及不粘锅技术领域，尤其涉及一种激光钛耐磨高硬度厨具及其制备方法。

背景技术

涂层不粘锅的表面通常涂覆有不粘性能的涂料来实现不粘功能。现有用于锅具的不粘涂层的材料主要包括含氟涂料和陶瓷涂料。氟涂料主要有PTFE(聚四氟乙烯)、PFOA(全氟辛酸铵)、PFAS(全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物)、FEP(聚全氟乙丙烯共聚物)、ETFE(乙烯四氟乙烯共聚物)等，其不粘原理是利用含氟聚合物具有极低的表面自由能以及摩擦系数小。但是含氟涂料的不粘涂层不耐磨损，容易脱落。且由于锅体表面粗糙度较低，附着在锅体表面的不粘涂层很容易被锅铲或者坚硬食物划伤和刮掉，从而导致不粘涂层寿命较短，使得锅具不粘性能慢慢变差，甚至失去不粘性能。陶瓷涂料是以硅氧键、无机硅占主要成分的涂料，通过在锅体表面形成紧致无孔隙的纳米结构达到不粘的效果。然而，陶瓷涂料的不粘锅体通常是铝材质，又陶瓷涂层的膨胀系数远远低于铝，经常热胀冷缩后，陶瓷涂层容易皲裂，一般使用3～6个月后涂层表面就会出现细小的裂纹，不粘性开始越来越差。

综上，目前的不粘锅由于材料本身的原因普遍存在不粘性不佳、不粘性能不持久、不耐高温爆炒等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的不粘锅不耐高温、硬度低、耐磨性差、使用寿命短。

为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：

本发明提供一种激光钛耐磨高硬度厨具，包括锅体和设于锅体内表面的不粘涂层，所述不粘涂层由超高速激光熔覆喷涂形成的纳米金属陶瓷层和雾化喷涂形成的纳米陶瓷水性涂层交替叠加多次构成；

所述纳米金属陶瓷层包括以下质量百分数组分：15～45％钛金属包覆颗粒、55～85％复合陶瓷粉体；

所述纳米陶瓷水性涂层包括以下质量百分数组分：聚甲基硅氧烷20-30％、羟基硅油0.5-20％、低熔点玻璃粉1-5％、硅溶胶6～10％、氮化硅5～10％、纳米二氧化钛5～10％、纳米氧化铝8～12％、纳米钛6～8％、润湿分散剂3～6％、增稠剂2～4％、水10～15％；

所述复合陶瓷粉体选自氮化钛(TiN)、碳化钛(TiC)、碳化硅(SiC)、氮碳化钛(TiCN)、硼化钛(TiB)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化镧(La₂O₃)、氧化钇(Y₂O₃)、氧化锆(ZrO)、氧化镁(MgO)、羟基磷酸钙(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)、铁粉(Fe)中的至少一种；

所述钛金属包覆颗粒为具有三层的核壳结构，外壳层为钛金属，内核层为硅油，外壳层和内核层之间为树脂层，所述树脂层为聚甲基硅氧烷及铁粉的混合；按质量百分数计，所述钛金属占10-40％、聚甲基硅氧烷占55-70％，铁粉占0.5-2％，余量为硅油。

所述硅溶胶中的SiO₂质量分数量为1～50％，SiO₂的平均粒径范为1nm～500nm。

其进一步地技术方案为，所述钛金属包覆颗粒中，钛金属为纳米级的钛粉，铁粉为纳米级，具体可采用以下步骤制备：

1.将纳米级铁粉加入到聚甲基硅氧烷中，分散均匀，得到树脂溶液；

2.将树脂溶液和硅油使用细乳液聚合法制备出表面光滑、粒径分布均匀的树脂包覆硅油的树脂颗粒；

3.将所述树脂颗粒雾化到纳米级钛金属中，使纳米钛金属均匀地附着在树脂颗粒表面，实现钛金属完全包覆树脂颗粒的效果，得到所述钛金属包覆颗粒。

需要说明的是，硅油具有不粘性，但其耐热性差，使用含有铁粉的树脂将硅油包覆起来，再将其用钛金属进行包覆得到钛金属包覆颗粒，经超高速激光熔覆的高温喷涂下，钛金属吸热融化，能够保护树脂和硅油，使树脂和硅油储存在涂层中；含有所述钛金属包覆颗粒的纳米金属陶瓷层在锅具使用的加热过程中，树脂受热膨胀，硅油会通过树脂的孔隙向外渗出，提高纳米金属陶瓷层不粘性的效果，而铁粉的加入有助于提高树脂层的耐热性。

值得注意的是，所述纳米金属陶瓷层中，钛金属包覆颗粒的加入有助于提高涂层的不粘性，占比以15～45％为宜，20～35％较佳；用量过低，纳米金属陶瓷层的不粘效果差，而用量过高，会影响纳米金属陶瓷层与纳米陶瓷水性涂层的结合效果。

其进一步地技术方案为，所述不粘涂层远离锅体的面为纳米陶瓷水性涂层，所述不粘涂层与锅体相贴的面为纳米金属陶瓷层。

需要说明的是，所述纳米陶瓷水性涂层中，润湿分散剂可以选自tego三聚磷酸钠；增稠剂可以选自溶胀型乳液(HASE)增稠剂，本领域技术人员可以根据技术常识进行选择，本发明对此不做限定。

其进一步地技术方案为，所述复合陶瓷粉体选自氮化钛(TiN)、碳化钛(TiC)、碳化硅(SiC)、氮碳化钛(TiCN)、硼化钛(TiB)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化镧(La₂O₃)、氧化钇(Y₂O₃)、氧化锆(ZrO)、氧化镁(MgO)、羟基磷酸钙(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)、铁粉(Fe)中的至少三种或至少六种，以获得高硬度的纳米金属陶瓷层。

其进一步地技术方案为，所述复合陶瓷粉体的粒径为0.01-6μm；所述钛金属包覆颗粒的粒径为2-6μm。

其进一步地技术方案为，所述不粘涂层的厚度为30～1000μm。例如，所述不粘涂层的厚度为30μm、80μm、100μm、200μm、500μm、800μm、1000μm。

其进一步地技术方案为，所述纳米金属陶瓷层的厚度为5～20μm。例如，所述纳米金属陶瓷层的厚度为5μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm。

需要说明的是，所述纳米金属陶瓷层具有硬度高、韧性低的特点，而锅具在成型的过程中需要锅底整形，如果单层纳米金属陶瓷层的厚度过高，由于其韧性差，会导致纳米金属陶瓷层开裂，出现质量问题，因此，单层纳米金属陶瓷层的厚度不宜过厚，以5～20μm为宜，此厚度范围能够避免涂层在锅底整形时出现微裂纹。

其进一步地技术方案为，所述纳米陶瓷水性涂层的厚度为1～8μm。例如，所述纳米陶瓷水性涂层的厚度为1μm、2μm、5μm、8μm。

其进一步地技术方案为，所述锅体的外表面设有超导磁层，厚度为300-600μm，例如，所述超导磁层的厚度为300μm、400μm、500μm、600μm。具体地，所述超导磁层位于锅体外表面的底部。

其进一步地技术方案为，以质量百分数计，所述超导磁层包括以下成分：

80-92％镍铁合金、0.03-2.5％碳粉、2-6％石墨烯、1-3.5％铬粉、4-6％钼粉、0.5-3％铜粉；镍铁合金中镍的质量含量为65～79％。

其进一步地技术方案为，所述锅体的材质为铝、铁、不锈钢、铜、钛、陶瓷中的任一种。

本发明还提供制备如第一方面所述的激光钛锅具的方法，包括以下步骤：

S1、将清洁干净的锅体进行喷砂处理；

S2、将锅体加热至120-180℃，进行超高速激光熔覆喷涂纳米金属陶瓷层；

S3、在所述纳米金属陶瓷层上涂覆纳米陶瓷水性涂层；

S4、重复步骤S2-S3至预设厚度，于293-1693℃下进行高温熔融固化，制得不粘涂层。

需要说明的是，步骤S4中高温熔融固化是为了使不粘涂层与锅体进一步固化结合，提高二者的结合力，温度应视锅体的材质而定。例如，锅体材质为不锈钢，高温熔融固化的温度在1100-1300℃之间；锅体材质为铝，高温熔融固化的温度在293-500℃之间。

其进一步地技术方案为，还包括步骤S5：

S5、对锅体的外表面进行超高速激光熔覆喷涂超导磁层。

与现有技术相比，本发明所能达到的技术效果包括：

本发明提供的激光钛锅具，包括锅体和设于锅体内表面的不粘涂层，不粘涂层由纳米金属陶瓷层和纳米陶瓷水性涂层交替叠加多次构成；其中的纳米金属陶瓷层含有包覆树脂和硅油的钛金属包覆颗粒，搭配复合陶瓷粉体，经超高速激光熔覆喷涂，钛金属包覆颗粒中的树脂和硅油能够有效地储存在涂层中，使得该纳米金属陶瓷层兼具高硬度和不粘性的效果；所述纳米陶瓷水性涂层通过聚甲基硅氧烷、羟基硅油、低熔点玻璃粉、硅溶胶、氮化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化铝、纳米钛等成份的搭配，采用雾化喷涂的工艺形成于纳米金属陶瓷层表面，同样具有高硬度和不粘性的效果。纳米金属陶瓷层和纳米陶瓷水性涂层交替叠加，能够实现不粘涂层高硬度、耐磨、持久不粘性的效果。

此外，本发明的激光钛锅具在制备时，先进行超高速激光熔覆喷涂形成纳米金属陶瓷层，利用激光熔覆的余热作用在纳米金属陶瓷层表面进行雾化喷涂形成纳米陶瓷水性涂层，使纳米陶瓷水性涂层的附着效果更好，提高两种涂层的结合力；同时，纳米金属陶瓷层和纳米陶瓷水性涂层的材料具有一定的相似性，有利于两种涂层之间的结合。不粘涂层由上述两种涂层交替叠加多次得到，两种涂层兼具高硬度和不粘，加之二者结合力强，使得不粘涂层达到高硬度、耐磨、持久不粘性的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的激光钛耐磨高硬度厨具的结构示意图；

图2为图1中A的局部放大示意图；

图3为本发明实施例提供的激光钛耐磨高硬度厨具的不粘涂层结构示意图；

图4为本发明提供的钛金属包覆颗粒的结构示意图。

附图标记

锅体10，不粘涂层20，超导磁层30，纳米金属陶瓷层21，纳米陶瓷水性涂层22，外壳层41，树脂层42，内核层43。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

实施例1

参见图1-3，本发明实施例提供一种激光钛耐磨高硬度厨具，由图可知，所述的激光钛耐磨高硬度厨具包括锅体10、设于锅体内表面的不粘涂层20，设于锅体外表面的超导磁层30。所述不粘涂层20由超高速激光熔覆喷涂形成的纳米金属陶瓷层21和雾化喷涂形成的纳米陶瓷水性涂层22交替叠加多次构成。其中，所述不粘涂层20远离锅体10的面为纳米陶瓷水性涂层22，所述不粘涂层20与锅体10相贴的面为纳米金属陶瓷层21。

所述纳米金属陶瓷层包括以下质量百分数组分：30％钛金属包覆颗粒、70％复合陶瓷粉体；所述复合陶瓷粉体为TiN、TiC、SiC、TiCN、TiB、Al₂O₃、La₂O₃、Y₂O₃、ZrO、MgO、Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂、Fe。

所述纳米陶瓷水性涂层为以下质量百分数组分：聚甲基硅氧烷25％、羟基硅油10％、低熔点玻璃粉3％、硅溶胶10％、氮化硅7％、纳米二氧化钛10％、纳米氧化铝10％、纳米钛7％、润湿分散剂3％、增稠剂3％、水12％。

参见图4，所述钛金属包覆颗粒为具有三层的核壳结构，外壳层41为钛金属，内核层43为硅油，外壳层41和内核层43之间为树脂层42，所述树脂层42为聚甲基硅氧烷及铁粉的混合；按质量百分数计，所述钛金属占30％、聚甲基硅氧烷占58％，铁粉占2％，余量为硅油。

本实施例中，所述钛金属包覆颗粒，钛金属为纳米级的钛粉，铁粉为纳米级，具体可采用以下步骤制备：

1.将纳米级铁粉加入到聚甲基硅氧烷中，分散均匀，得到树脂溶液；

2.将树脂溶液和硅油使用细乳液聚合法制备出表面光滑、粒径分布均匀的树脂包覆硅油的树脂颗粒；

3.将所述树脂颗粒雾化到纳米级钛金属中，使纳米钛金属均匀地附着在树脂颗粒表面，实现钛金属完全包覆树脂颗粒的效果，得到所述钛金属包覆颗粒。

本实施例中，超导磁层的厚度为500μm，所述超导磁层的成分为：

85％镍铁合金、1.8％碳粉、4％石墨烯、2.2％铬粉、5％钼粉、2％铜粉；镍铁合金中镍的质量含量为70％；上述粉体的粒径为0.01-6微米。

本实施例中，所述复合陶瓷粉体的粒径为0.01-6微米；所述钛金属包覆颗粒的粒径为2-6微米。

本实施例中，所述不粘涂层的厚度为300μm。其中，所述纳米金属陶瓷层的厚度为10μm，所述纳米陶瓷水性涂层的厚度为5μm，交替叠加20次。

本实施例中，所述锅体的材质为不锈钢。

本发明实施例还提供制备上述激光钛锅具的方法，包括以下步骤：

S1、将清洁干净的锅体进行喷砂处理；

S2、将锅体加热至120-180℃，进行超高速激光熔覆喷涂纳米金属陶瓷层；

S3、在所述纳米金属陶瓷层上涂覆纳米陶瓷水性涂层；

S4、重复步骤S2-S3至预设厚度，于1200℃下进行高温熔融固化，制得不粘涂层；

S5、对锅体的外表面进行超高速激光熔覆喷涂超导磁层。

实施例2

本发明实施例提供一种激光钛耐磨高硬度厨具，包括锅体、设于锅体内表面的不粘涂层，设于锅体外表面的超导磁层；所述不粘涂层由超高速激光熔覆喷涂形成的纳米金属陶瓷层和雾化喷涂形成的纳米陶瓷水性涂层交替叠加多次构成。其中，所述不粘涂层远离锅体的面为纳米陶瓷水性涂层，所述不粘涂层与锅体相贴的面为纳米金属陶瓷层。

所述纳米金属陶瓷层包括以下质量百分数组分：25％钛金属包覆颗粒、75％复合陶瓷粉体；所述复合陶瓷粉体为TiN、TiC、SiC、TiCN、TiB、Al₂O₃、La₂O₃、Y₂O₃、ZrO、MgO、Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂、Fe。

所述纳米陶瓷水性涂层包括以下质量百分数组分：聚甲基硅氧烷25％、羟基硅油10％、低熔点玻璃粉3％、硅溶胶10％、氮化硅7％、纳米二氧化钛10％、纳米氧化铝10％、纳米钛7％、润湿分散剂3％、增稠剂3％、水12％。

所述钛金属包覆颗粒为具有三层的核壳结构，外壳层为钛金属，内核层为硅油，外壳层和内核层之间为树脂层，所述树脂层为聚甲基硅氧烷及铁粉的混合；按质量百分数计，所述钛金属占30％、聚甲基硅氧烷占58％，铁粉占2％，余量为硅油。

本实施例中，所述钛金属包覆颗粒，钛金属为纳米级的钛粉，铁粉为纳米级，具体可采用以下步骤制备：

1.将纳米级铁粉加入到聚甲基硅氧烷中，分散均匀，得到树脂溶液；

2.将使用细乳液聚合法制备表面光滑、粒径分布均匀的颗粒，得到树脂包覆硅油的树脂颗粒；

3.将所述树脂颗粒雾化到纳米级钛金属中，使纳米钛金属均匀地附着在树脂颗粒表面，实现钛金属完全包覆树脂颗粒的效果，得到所述钛金属包覆颗粒。

本实施例中，超导磁层的厚度为450μm，所述超导磁层的成分为：

85％镍铁合金、1.8％碳粉、4％石墨烯、2.2％铬粉、5％钼粉、2％铜粉；镍铁合金中镍的质量含量为70％。

本实施例中，所述复合陶瓷粉体的粒径为0.01-6微米；所述钛金属包覆颗粒的粒径为2-6微米。

本实施例中，所述不粘涂层的厚度为300μm。其中，所述纳米金属陶瓷层的厚度为8μm，所述纳米陶瓷水性涂层的厚度为7μm，交替叠加20次。

本实施例中，所述锅体的材质为不锈钢。

本发明实施例还提供制备上述激光钛锅具的方法，包括以下步骤：

S1、将清洁干净的锅体进行喷砂处理；

S2、将锅体加热至120-180℃，进行超高速激光熔覆喷涂纳米金属陶瓷层；

S3、在所述纳米金属陶瓷层上涂覆纳米陶瓷水性涂层；

S4、重复步骤S2-S3至预设厚度，于1200℃下进行高温熔融固化，制得不粘涂层；

S5、对锅体的外表面进行超高速激光熔覆喷涂超导磁层。

实施例3

本发明实施例提供一种激光钛耐磨高硬度厨具及其制备方法，包括锅体、设于锅体内表面的不粘涂层，设于锅体外表面的超导磁层；所述不粘涂层由超高速激光熔覆喷涂形成的纳米金属陶瓷层和雾化喷涂形成的纳米陶瓷水性涂层交替叠加多次构成。其中，所述不粘涂层远离锅体的面为纳米陶瓷水性涂层，所述不粘涂层与锅体相贴的面为纳米金属陶瓷层。

所述纳米金属陶瓷层包括以下质量百分数组分：20％钛金属包覆颗粒、80％复合陶瓷粉体；所述复合陶瓷粉体为TiN、TiC、SiC、TiCN、TiB、Al₂O₃、La₂O₃、Y₂O₃、ZrO、MgO、Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂、Fe。

所述纳米陶瓷水性涂层包括以下质量百分数组分：聚甲基硅氧烷25％、羟基硅油10％、低熔点玻璃粉3％、硅溶胶10％、氮化硅7％、纳米二氧化钛10％、纳米氧化铝10％、纳米钛7％、润湿分散剂3％、增稠剂3％、水12％。

所述钛金属包覆颗粒为具有三层的核壳结构，外壳层为钛金属，内核层为硅油，外壳层和内核层之间为树脂层，所述树脂层为聚甲基硅氧烷及铁粉的混合；按质量百分数计，所述钛金属占30％、聚甲基硅氧烷占58％，铁粉占2％，余量为硅油。

本实施例中，所述钛金属包覆颗粒，钛金属为纳米级的钛粉，铁粉为纳米级，具体可采用以下步骤制备：

1.将纳米级铁粉加入到聚甲基硅氧烷中，分散均匀，得到树脂溶液；

2.将使用细乳液聚合法制备表面光滑、粒径分布均匀的颗粒，得到树脂包覆硅油的树脂颗粒；

3.将所述树脂颗粒雾化到纳米级钛金属中，使纳米钛金属均匀地附着在树脂颗粒表面，实现钛金属完全包覆树脂颗粒的效果，得到所述钛金属包覆颗粒。

本实施例中，超导磁层的厚度为400μm，所述超导磁层的成分为：

85％镍铁合金、1.8％碳粉、4％石墨烯、2.2％铬粉、5％钼粉、2％铜粉；镍铁合金中镍的质量含量为70％。

本实施例中，所述复合陶瓷粉体的粒径为0.01-6微米；所述钛金属包覆颗粒的粒径为2-6微米。

本实施例中，所述不粘涂层的厚度为150μm。其中，所述纳米金属陶瓷层的厚度为12μm，所述纳米陶瓷水性涂层的厚度为3μm，交替叠加10次。

本实施例中，所述锅体的材质为铝。

本发明实施例还提供制备上述激光钛锅具的方法，包括以下步骤：

S1、将清洁干净的锅体进行喷砂处理；

S2、将锅体加热至120-180℃，进行超高速激光熔覆喷涂纳米金属陶瓷层；

S3、在所述纳米金属陶瓷层上涂覆纳米陶瓷水性涂层；

S4、重复步骤S2-S3至预设厚度，于450℃下进行高温熔融固化，制得不粘涂层；

S5、对锅体的外表面进行超高速激光熔覆喷涂超导磁层。

对比例1：与实施例1的不同之处在于，所述不粘涂层为超高速激光熔覆喷涂形成的纳米金属陶瓷层，不含纳米陶瓷水性涂层。制备时，由于纳米金属陶瓷层硬度高，韧性差，得到的锅具在进行锅底整形的过程中出现开裂，不符合产品品质要求。

对比例2：与实施例1的不同之处在于，所述不粘涂层为雾化喷涂形成的纳米陶瓷水性涂层，不含纳米金属陶瓷层。

对比例3：与实施例1的不同之处在于，所述纳米金属陶瓷层的组成为10％钛金属包覆颗粒、90％复合陶瓷粉体。

对比例4：与实施例1的不同之处在于，所述纳米金属陶瓷层的组成为60％钛金属包覆颗粒、40％复合陶瓷粉体。

对比例5：与实施例1的不同之处在于，所述纳米金属陶瓷层的组成中不含钛金属包覆颗粒，用相同比例的纳米钛粉、树脂和硅油替代钛金属包覆颗粒。

对比例6：与实施例1的不同之处在于，所述不粘涂层的厚度为300μm。其中，所述纳米金属陶瓷层的厚度为25μm，所述纳米陶瓷水性涂层的厚度为5μm，交替叠加20次。

对比例7：与实施例1的不同之处在于，所述锅体不含超导磁层，制备方法中不含步骤S5。

性能测试

对实施例1、对比例1-7提供的锅具进行性能测试。测试结果如下表1。

其中，耐磨性的测试方法为，用3M-7447百洁布在锅具上方施加3kg静态垂直压力，来回摩擦，前后为一次循环，每1000次更换百洁布，记录循环次数。

耐高温的测试方法为，将锅具放入350±5℃恒温箱中保持0.5小时，取出后自然冷却至室温；测试后锅具涂层无变色、起泡、融化、脱落、裂纹等异常情况判定为锅具耐受该温度；再以50℃的温度梯度逐次提高恒温箱的温度，测试该锅具的最高耐受温度。

持久不粘性的测试方法为，将锅体表面温度加热到140℃～150℃，放入破壳鸡蛋液，继续加热到190℃～240℃，待蛋白基本凝固后用塑料铲将鸡蛋翻转，记录不粘效果下的最多煎蛋次数。

硬度的测试方法按GB/T 40737-2021规定进行测量，按照企业标准以500HV作为激光钛硬度合格标准。

热效率的测试方法为，打开智能程控变频电源仪器，设定电压为220V，按启动开关，并按下显示屏电源开关。样品内加入500ml常温清水。接通电磁炉电源并调至功率最大档进行加热，直到水煮沸，记录煮沸时功率和时间，计算热效率。

涂层附着牢度、耐热骤冷稳定性、耐碱性、耐酸性、耐盐水腐蚀性的测试方法和标准均按国家标准GB/T 2421-1998要求的测试项目及测试方法进行。

表1:

根据表1结果可知，本发明实施例1提供的激光钛耐磨高硬度厨具，具有良好的硬度和耐磨性，能够耐550℃的高温，且具有持久不粘性，这是纳米金属陶瓷层和纳米陶瓷水性涂层交替叠加实现不粘涂层高硬度、耐磨、持久不粘性的效果。对比例2的锅具只有纳米陶瓷水性涂层，具有一定的不粘性，但其耐磨性差，持久不粘效果不佳。对比例3的锅具中，纳米金属陶瓷层的钛金属包覆颗粒含量较低，影响涂层硬度和持久不粘性。而对比例4的锅具中，纳米金属陶瓷层的钛金属包覆颗粒含量较高，由于钛金属包覆颗粒含有树脂和硅油，导致纳米陶瓷水性涂层和纳米金属陶瓷层之间的结合力弱，影响不粘涂层的硬度和持久不粘性，同时涂层之间的附着力低，耐磨性也会变差。对比例5中的钛金属包覆颗粒，用相同比例的纳米钛粉、树脂和硅油替代，在进行超高速激光熔覆喷涂施工，树脂和硅油在高温下蒸发，制得的纳米金属陶瓷层失去了不粘的效果，因此，当不粘涂层的表层-纳米陶瓷水性涂层磨损之后，锅具就丧失了不粘性的效果。对比例6中的纳米金属陶瓷层的厚度为25μm，锅具在进行整形时，该涂层出现微裂纹，即使裂纹被纳米陶瓷水性涂层覆盖，高温下会导致开裂加重。从对比例7的数据可以看出，超导磁层的磁导率高，使用时可以显著提高锅具的热效率。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述，为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种激光钛耐磨高硬度厨具，其特征在于，包括锅体和设于锅体内表面的不粘涂层，所述不粘涂层由纳米金属陶瓷层和纳米陶瓷水性涂层交替叠加多次构成；

所述纳米金属陶瓷层包括以下质量百分数组分：15～45％钛金属包覆颗粒、55～85％复合陶瓷粉体；

所述纳米陶瓷水性涂层包括以下质量百分数组分：聚甲基硅氧烷20-30％、羟基硅油0.5-20％、低熔点玻璃粉1-5％、硅溶胶6～10％、氮化硅5～10％、纳米二氧化钛5～10％、纳米氧化铝8～12％、纳米钛6～8％、润湿分散剂3～6％、增稠剂2～4％、水10～15％；

所述复合陶瓷粉体选自氮化钛、碳化钛、碳化硅、氮碳化钛、硼化钛、氧化铝、氧化镧、氧化钇、氧化锆、氧化镁、羟基磷酸钙、铁粉中的至少一种；

所述钛金属包覆颗粒为具有三层的核壳结构，外壳层为钛金属，内核层为硅油，外壳层和内核层之间为树脂层，所述树脂层为聚甲基硅氧烷及铁粉的混合；按质量百分数计，所述钛金属占10-40％、聚甲基硅氧烷占55-70％，铁粉占0.5-2％，余量为硅油。

2.如权利要求1所述的激光钛耐磨高硬度厨具，其特征在于，所述复合陶瓷粉体的粒径为0.01-6μm；所述钛金属包覆颗粒的粒径为2-6μm。

3.如权利要求1所述的激光钛耐磨高硬度厨具，其特征在于，所述不粘涂层的厚度为30～1000μm。

4.如权利要求1所述的激光钛耐磨高硬度厨具，其特征在于，所述纳米金属陶瓷层的厚度为5～20μm。

5.如权利要求1所述的激光钛耐磨高硬度厨具，其特征在于，所述纳米陶瓷水性涂层的厚度为1～8μm。

6.如权利要求1所述的激光钛耐磨高硬度厨具，其特征在于，所述锅体的外表面设有超导磁层，厚度为300-600μm。

7.如权利要求5所述的激光钛耐磨高硬度厨具，其特征在于，以质量百分数计，所述超导磁层包括以下质量百分数组份：

80-92％镍铁合金、0.03-2.5％碳粉、2-6％石墨烯、1-3.5％铬粉、4-6％钼粉、0.5-3％铜粉；镍铁合金中镍的质量含量为65-79％。

8.如权利要求1所述的激光钛耐磨高硬度厨具，其特征在于，所述锅体的材质为铝、铁、不锈钢、铜、钛、陶瓷中的任一种。

9.制备如权利要求1-8任一项所述的激光钛耐磨高硬度厨具的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将清洁干净的锅体进行喷砂处理；

S2、将锅体加热至120-180℃，进行超高速激光熔覆喷涂纳米金属陶瓷层；

S3、在所述纳米金属陶瓷层上涂覆纳米陶瓷水性涂层；

S4、重复步骤S2-S3至预设厚度，于293-1693℃下进行高温熔融固化，制得不粘涂层。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，还包括步骤S5：

S5、对锅体的外表面进行超高速激光熔覆喷涂超导磁层。