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，该不粘涂层的制备方法包括：(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)采用改性PFA粉末进行冷喷涂处理，以在基体表面形成PFA不粘涂层；其中，80％以上的所述改性PFA粉末的球形度不小于70％。本发明专利技术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、使用寿命长等优点。

Non stick coating and its preparation method and cooking utensils and cooking equipment

The invention relates to the technical field of electrothermal appliances, and discloses a non-stick coating and its preparation method as well as pots and cooking equipment. The preparation method of the non-stick coating includes: (1) pretreatment of the matrix; (2) pre-heat treatment of the matrix surface obtained by step (1); (3) cold spraying treatment with modified PFA powder for the purpose of preparing the non-stick coating. A PFA non-stick coating is formed on the surface of the matrix, in which more than 80% of the modified PFA powder has a sphericity of not less than 70%. The non-stick coating of the invention has the advantages of high surface hardness, high adhesion of the coating, good scratch resistance, good corrosion resistance and long service life.

【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
目前，在电饭煲行业，不粘涂层已成为影响电饭煲品质的关键因素，市场上中低端不粘涂层种类分为PTFE不粘涂层和陶瓷不粘涂层，高端饭煲采用PFA不粘涂层(PFA为四氟乙烯与全氟丙基乙烯共聚物，又称可溶性聚四氟乙烯)，目前PFA不粘涂层的制备方式为静电喷涂，该制备方法对样品的前处理要求较高，并且高温炉中的杂质灰尘容易对喷涂表面形成杂点缺陷，并且静电喷涂与空气压力喷涂类似，需喷涂底油后再喷粉，一些还需喷涂底油、中油后再制备粉末表面层，工序复杂。此外涂层的附着力、致密性、耐刮擦性能、耐腐蚀性能均较差，严重影响涂层的使用寿命。相比于PTFE不粘涂层、陶瓷不粘涂层，PFA不粘涂层具有更好的不粘性、涂层孔隙率也更低，因此其耐酸、耐氯离子的能力也更高，但是PFA涂层也具有一些缺点，比如表面硬度低、易刮伤、涂层与基体间结合力一般(与PTFE相比未有明显优势)，因此就影响了PFA涂层的寿命，消费者在使用过程中涂层易于出现刮花及掉落现象。因此，厂商若需进一步提高内锅不粘涂层寿命，就需要开发新涂料或者新的制备工艺。
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、使用寿命长等优点。本专利技术的专利技术人在研究中创造性发现，现有的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，纯度为90％-95％，熔点为300-400℃，表面粗糙度Ra为0.5-0.8μm，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)，很难满足冷喷涂工艺的制造要求，并不能通过冷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、使用寿命长的不粘涂层，而将现有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PFA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)，利用该改性PFA粉末能够满足冷喷涂工艺的施工，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、使用寿命长等优点。因此，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)采用改性PFA粉末进行冷喷涂处理，以在基体表面形成PFA不粘涂层；其中，80％以上的所述改性PFA粉末的球形度不小于70％。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。本专利技术的方法中采用的喷涂工艺为冷喷涂工艺，在基体表面采用改性PFA粉末进行PFA不粘涂层的制备，冷喷涂技术为最新发展的涂层制备手段，其最大的优势为制备的涂层结合力高、致密性好，涂层厚度不限，相比其他喷涂手段，其对环境无害、无需高温处理、无危险气体和辐射，不需要中和有关化学侵蚀的污水；其相对于热喷涂技术最大的特点在于喷涂过程中粉末不会熔化。因而在本专利技术采用的方法中，改性PFA粉末在喷涂过程中软化，以高速沉积在基体上，发生塑性变形，形成致密的膜层，并且采用冷喷涂工艺只需进行一次喷涂，不需要进行底油、中油制备，简化了工序，且涂层的各项性能均有较大幅度提高。其中，冷喷涂工艺对粉末要求较高，因此本专利技术采用的PFA粉末进行了特殊的流化改性处理，改性PFA粉末的微观形貌为球形，提高了其流动性；临界速率为100-200m/s，远低于金属粉末的临界速率，因此可采用经济实用的冷喷涂技术；不粘涂层厚度可为30-500um，涂层太厚将影响锅具的传热能力，进而使食物(如米饭)的烹饪过程受到影响，涂层太薄则其各项性能均有所不足；喷涂气流温度(即气体加热温度)为150-250℃，保证了粉末在喷涂过程中不会产生高温分解，只发生塑性变形。具体地，本专利技术的采用冷喷涂技术制备不粘涂层的方法中，采用特定的改性PFA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)，利用该改性PFA粉末在基体表面喷涂一层PFA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、具有表面硬度高(维氏硬度为75-150HV，优选140-150HV)、涂层结合力高(结合力为20-35MPa，优选30-35MPa)、耐刮擦性能好(平板耐磨3500-5000次，优选4800-5000次)、喷涂效率高(25-70s/pcs，优选为25-35s/pcs)、涂层孔隙率低(1-3.1％，优选1-1.3％)、使用寿命长、涂层厚度大(可为30-500μm)、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14-20周期(优选19-20周期，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。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是本专利技术的不粘涂层的结构示意图。附图标记说明1为PFA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)采用改性PFA粉末进行冷喷涂处理，以在基体表面形成PFA不粘涂层；其中，80％以上优选90％以上的所述改性PFA粉末的球形度不小于70％。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。优选情况下，90％以上的所述改性PFA粉末的球形度不小于70％。优选情况下，所述改性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。优选情况下，80％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)采用改性PFA粉末进行冷喷涂处理，以在基体表面形成PFA不粘涂层；其中，80％以上优选90％以上的所述改性PFA粉末的球形度不小于70％。

【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)采用改性PFA粉末进行冷喷涂处理，以在基体表面形成PFA不粘涂层；其中，80％以上优选90％以上的所述改性PFA粉末的球形度不小于70％。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述改性PFA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PFA粉末的球形度为70-99％，优选为90-99％；和/或所述改性PFA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。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述改性PFA粉末的纯度为95.5％-99.99％，优选为99-99.99％；和/或所述改性PFA粉末的熔点为350-420℃，优选为400-420℃；和/或所述改性PFA粉末的表面粗糙度为Ra0.1-0.45μm，优选为Ra0.1-0.3μm。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述改性PFA粉末由包括以下步骤的方法制备得到：(a)将PFA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，PFA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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴航，曹达华，李康，李洪伟，杨玲，屈雪平，
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