不粘涂层及其制备方法以及锅具和煮食设备技术

本发明专利技术涉及电热电器技术领域，公开了一种不粘涂层及其制备方法以及锅具和煮食设备。该方法包括：(1)将基体进行预处理；(2)将步骤(1)得到的基体表面进行预热处理；(3)将碳化硅粉末和氟树脂粉末混合，得到粉末混合物，将所述粉末混合物进行等离子喷涂处理，以在基体表面形成不粘涂层。本发明专利技术的不粘涂层为灰黑色，耐污，且具有表面硬度高、涂层结合力高、耐刮擦性能好、耐腐蚀性能好、润湿性好、传热性能好、使用寿命长等优点。

【技术实现步骤摘要】
不粘涂层及其制备方法以及锅具和煮食设备
本专利技术涉及电热电器
，具体涉及一种不粘涂层及其制备方法以及锅具和煮食设备。
技术介绍
现有的不粘涂层主要为铁氟龙类PTFE不粘涂层或者陶瓷不粘涂层，这几种涂层常规的成型方式都是采用空气压力喷涂、静电喷涂后再高温烧结固化而成，而这种涂层寿命一般只有半年到一年时间，并且涂层硬度低(PTFE不粘涂层的维氏硬度为100-200HV，陶瓷不粘涂层的维氏硬度为200-350HV)，涂层附着力小(PTFE不粘涂层的结合力为2-10MPa，陶瓷不粘涂层的结合力为2-5MPa)、涂层厚度较小(PTFE不粘涂层的厚度为20-50μm，陶瓷不粘涂层的厚度为20-40μm)、耐酸碱和耐盐性能也一般，在长期使用过程中不可避免会刮擦、磨损、腐蚀而导致涂层脱落、失效，而当表面涂层失效之后，这种不粘涂层将不具有不粘性，这对涂层的寿命及应用造成了很大程度的限制。现有的烹饪器具，包括炒锅、电饭煲、压力锅内胆等已大范围使用不粘涂层，而提供一种持久不粘，并且性能优异的涂层已成为炊具行业的关键问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种不粘涂层及其制备方法以及锅具和煮食设备，该不粘涂层为灰黑色，耐污，且具有表面硬度高、涂层结合力高、耐刮擦性能好、耐腐蚀性能好、润湿性好、传热性能好、使用寿命长等优点。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种制备不粘涂层的方法，该方法包括：(1)将基体进行预处理；(2)将步骤(1)得到的基体表面进行预热处理；(3)将碳化硅粉末和氟树脂粉末混合，得到粉末混合物，将所述粉末混合物进行等离子喷涂处理，以在基体表面形成不粘涂层。本专利技术第二方面提供了本专利技术所述方法制备得到的不粘涂层。本专利技术第三方面提供了一种锅具，该锅具包括基体和形成在基体上的不粘涂层，所述不粘涂层包括碳化硅和氟树脂的混合层；优选地，所述不粘涂层为本专利技术所述的不粘涂层。本专利技术第四方面提供了一种煮食设备，该煮食设备包括本专利技术所述的锅具。本专利技术的不粘涂层具有高硬度、高结合强度、高耐刮擦性、高耐腐蚀性和良好的不粘性。其中，碳化硅具有化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性好等特点，其与氟树脂粉末(如改性PFA粉末)混合后制备的涂层为灰黑色，耐污性好。具体地，本专利技术的采用等离子喷涂技术制备不粘涂层的方法中，采用特定的改性氟树脂粉末，其中，根据一种优选的实施方式，改性PFA粉末的粒径D50为20-100μm(进一步优选为40-100μm，更进一步优选为45-60μm)，80％以上(优选90％以上)的改性PFA粉末的球形度为70-99％(进一步优选为90-99％)，流动性小于30s/50g(进一步优选为10-25s/50g，更进一步优选为10-20s/50g)，该改性PFA粉末和碳化硅粉末的混合粉末在基体表面喷涂一层不粘涂层，能够得到性能优异的不粘涂层，且得到的不粘涂层具有良好的疏水自清洁性(润湿角为100-130°)、具有表面硬度高(维氏硬度为300-550HV，优选450-550HV)、涂层结合力高(结合力为30-50MPa，优选40-50MPa)、使用寿命长、涂层厚度大(可为30-400μm)、耐酸性好(无白化、起泡等现象)、耐碱性好(无白化、起泡等现象)、耐盐性好(1周期为：5重量％盐水连续加热沸腾8h、80°持续保温16h)等优点。另外，该不粘涂层在表面磨损后内部仍具有良好的润湿性，并且只要未露出基体，其润湿性一直保持良好(对PTFE不粘涂层、陶瓷不粘涂层和本专利技术的不粘涂层这三种样品进行摩擦磨损试验，可以发现：本专利技术的不粘涂层在摩擦磨损过程中基本没有脱落，不影响使用性能，而PTFE不粘涂层和陶瓷不粘涂层均为片状层间脱落，差异较大)，且该不粘涂层可与食物直接接触，符合食品卫生认证。附图说明图1是本专利技术制备例1得到的改性PFA粉末的微观形貌图。图2是现有PFA粉末的微观形貌图。图3是本专利技术的锅具的结构示意图。附图标记说明1为不粘涂层，2为基体。具体实施方式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。第一方面，本专利技术提供了一种制备不粘涂层的方法，该方法包括：(1)将基体进行预处理；(2)将步骤(1)得到的基体表面进行预热处理；(3)将碳化硅粉末和改性氟树脂粉末混合，得到粉末混合物，将所述粉末混合物进行等离子喷涂处理，以在基体表面形成不粘涂层。本专利技术的方法中，本领域技术人员应该理解的是，球形度为与颗粒相同体积的球体的表面积和该颗粒的表面积的比值，球的球形度等于1，其它凸体球形度小于1。80％以上的所述改性PFA粉末的球形度不小于70％，是指任意取样的改性PFA粉末中，球形度不小于70％的改性PFA粉末的颗粒的数目或概率占该取样中全部改性PFA粉末的颗粒的数目比例或概率比例为80％以上。本专利技术的专利技术人在研究中创造性发现，现有的氟树脂粉末(如PFA粉末)，粒径D50为5-30μm，90％以上的球形度为10-30％，流动性为30-100s/50g，采用前述性能的现有PFA粉末(其微观形貌图如图2所示，该粉体颗粒规整度低、球形度低、粒度分布相对也不均一)，很难满足热喷涂(如等离子喷涂)工艺的制造要求，并不能通过热喷涂(如等离子喷涂)工艺制备得到表面硬度高、涂层结合力高、耐刮擦性能好、耐腐蚀性能好、润湿性好、使用寿命长的不粘涂层，而将现有氟树脂(如PFA)粉末经过特殊处理之后，得到80％以上的粉末的球形度不小于70％的改性氟树脂粉末(根据一种优选的实施方式，改性PFA粉末的粒径D50为20-100μm，80％以上的改性PFA粉末的球形度为70-99％，改性PFA粉末的流动性小于30s/50g)，该改性氟树脂粉末能够满足热喷涂(如等离子喷涂)工艺的施工，利用包括该改性氟树脂粉末的材料能够得到性能优异的不粘涂层，且得到的不粘涂层具有表面硬度高、涂层结合力高、耐刮擦性能好、耐腐蚀性能好、润湿性好、使用寿命长等优点。优选情况下，所述氟树脂粉末为改性氟树脂粉末。优选情况下，所述改性氟树脂粉末的粒径D50为20-100μm，进一步优选为40-100μm，更进一步优选为45-60μm。优选情况下，80％以上进一步优选90％以上的所述改性氟树脂粉末的球形度不小于70％，进一步优选为70-99％，更进一步优选为90-99％。优选情况下，所述改性氟树脂粉末的流动性小于30s/50g，进一步优选为10-25s/50g，更进一步优选为10-20s/50g。优选情况下，所述改性氟树脂粉末的纯度为95.5％-99.99％，进一步优选为99-99.99％。优选情况下，所述改性氟树脂粉末为改性PFA粉末和/或改性PTFE粉末，进一步优选为改性PFA粉末。本专利技术的方法中，优选情况下，满足前述参数条件的改性氟树脂粉末由包括以下步骤的方法制备得到：(a)将氟树脂粉末、粘结剂、润滑剂和水混合，制备浆料；(b)将浆料进行喷雾干燥处理。优选地，步骤(a)中，以浆料的重量为基准，氟树脂粉末的含量为3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备不粘涂层的方法，其特征在于，该方法包括：(1)将基体进行预处理；(2)将步骤(1)得到的基体表面进行预热处理；(3)将碳化硅粉末和氟树脂粉末混合，得到粉末混合物，将所述粉末混合物进行等离子喷涂处理，以在基体表面形成不粘涂层。

【技术特征摘要】
1.一种制备不粘涂层的方法，其特征在于，该方法包括：(1)将基体进行预处理；(2)将步骤(1)得到的基体表面进行预热处理；(3)将碳化硅粉末和氟树脂粉末混合，得到粉末混合物，将所述粉末混合物进行等离子喷涂处理，以在基体表面形成不粘涂层。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氟树脂粉末为改性氟树脂粉末，所述改性氟树脂粉末的粒径D50为20-100μm，优选为40-100μm，进一步优选为45-60μm；和/或80％以上优选90％以上的所述改性氟树脂粉末的球形度不小于70％，优选为70-99％，进一步优选为90-99％；和/或所述改性氟树脂粉末的流动性小于30s/50g，优选为10-25s/50g，进一步优选为10-20s/50g；和/或所述改性氟树脂粉末的纯度为95.5％-99.99％，优选为99-99.99％；优选地，所述改性氟树脂粉末为改性PFA粉末和/或改性PTFE粉末。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述改性氟树脂粉末由包括以下步骤的方法制备得到：(a)将氟树脂粉末、粘结剂、润滑剂和水混合，制备浆料；(b)将浆料进行喷雾干燥处理；优选地，步骤(a)中，以浆料的重量为基准，氟树脂粉末的含量为30-60重量％，进一步优选为38-55重量％；粘结剂的含量为0.2-2重量％，进一步优选为0.2-0.5重量％；润滑剂的含量为0.5-3重量％，进一步优选为1-3重量％；水的含量为35-68重量％，进一步优选为42-60重量％；优选地，步骤(b)中，所述喷雾干燥处理的方式为气流雾化干燥，所述气流雾化干燥的条件包括：雾化压力为0.3-0.6MPa，进一步优选为0.3-0.5MPa；雾化气流流量为1-4m3/h，进一步优选为1-3m3/h；进口温度为200-400℃，进一步优选为300-350℃；出风口温度为50-2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴航，曹达华，黄宇华，杨玲，李康，屈雪平，李洪伟，
申请(专利权)人：佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44