一种用于陶瓷锅的等离子喷涂陶瓷复合涂层的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于陶瓷锅的等离子喷涂陶瓷复合涂层的制备方法，所述等离子喷涂陶瓷复合涂层用涂料包括以下组分：纳米氧化，氧化镁，碳化硅陶瓷，纳米硝酸银，碳化钛，氧化钇，硅酸锆，水玻璃，玻璃纤维，石墨，膨胀蛭石，山梨酸，有机硅氧烷偶联剂，磷酸盐类粘结剂，聚甲基丙烯酸酯乳液，JFC，去离子水。本发明专利技术的优点在于获得的涂层材料取代了现有的特氟龙不粘涂料，不仅具有良好的力学性能，强度高，还耐磨、抗热、抗菌、无毒环保。

【技术实现步骤摘要】
一种用于陶瓷锅的等离子喷涂陶瓷复合涂层的制备方法
本专利技术属于涂料领域，涉及一种陶瓷复合涂料，具体涉及一种用于陶瓷锅的等离子喷涂陶瓷复合涂层的制备方法。
技术介绍
由于炒菜锅、汤锅或平底锅为调理食物最主要的器具，与人们的身体健康及日常生活息息相关，因此，品质良好的锅具要求受热平均、炒菜时菜肴不粘锅，同时能防锈抗耐蚀，这样才能达到使用者的要求。目前烹调食物所用的锅具，大多数采用不锈钢或铝合金制成，而使用铝合金制成的锅具有重量轻、制造成本低廉的特点，所以市场上出现的锅基本上为铝合金材料所制。现有的不粘锅，均在锅底涂覆一层“特富龙”的涂料，“特富龙”是含氟树脂的总称，包括聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯及各种含氟共聚物，由于这些化合物具有耐高温、低温、自润滑性、化学稳定性等优点，故广泛用于不粘炊具、防水透气材料(如防水衣物)、皮革、汽车部件，及微波炉爆玉米花袋等。全氟辛酸铵是生产特富龙过程中的必要添加剂，虽然在成品中已没有痕迹，但在高温下仍可能分解。研究发现，特富龙在高温下，会释放出十几种有害气体，导致一些呼吸道敏感的动物死亡。化学性质稳定的全氟辛酸铵进入自然环境和人体后，会长期存在，分解很慢。研究表明，低剂量全氟辛酸铵不仅出现在河流、海洋和土壤中，也存在于人们的血液中。由于这种人工化合物在动物实验中被证实有致癌作用和其他不良后果，若广泛存在于自然环境和人体内，后果令人担忧。因此，需要寻找全新涂层结构的不粘钢。陶瓷材料在国防、机械、化工、冶金、电子等领域具有广泛的用处。其中，碳化钛TiC陶瓷具有熔点高，导热性能好，硬度大，化学稳定好，不水解，高温抗氧化性好，热膨胀系数小、抗热震和耐化学腐蚀性强等优点，一直是世界各国材料学者研究的热点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提高炊具表面用安全环保、涂层在高温条件下稳定且可提高能效的一种用于陶瓷锅的等离子喷涂陶瓷复合涂层的制备方法。本专利技术的技术方案是如此实现的：一种用于陶瓷锅的等离子喷涂陶瓷复合涂层的制备方法，所述等离子喷涂陶瓷复合涂层用涂料按重量计包括以下组分：纳米氧化铝30-40份，氧化镁50-60份，碳化硅陶瓷25-30份，纳米硝酸银10-15份碳化钛4-8份，氧化钇2-3份，硅酸锆1-5份，水玻璃1-5份，玻璃纤维8-15份，石墨4-12份，膨胀蛭石1-10份，山梨酸3-10份，有机硅氧烷偶联剂5-8份，磷酸盐类粘结剂15-18份，聚甲基丙烯酸酯乳液30-45份，JFC1-2份，去离子水5-15份；其中，所述玻璃纤维预先采用pH值为4-5的处理液处理，处理液配方按质量百分比计算如下：二氧化硅5-6％，硫酸亚铁1.5-3％，冰醋酸0.3-0.8％，水余量；所述复合涂层的制备方法包括如下步骤：(1)基材预处理：用砂轮打磨粗化基材，喷涂氧化锌打底层0.15-0.20mm，再喷涂上述陶瓷复合涂层0.40-0.60mm；喷涂工艺基本参数为：电压90V，电流370-480A；工作气体主流量55-75L/min，送粉器流量8-10L/min，喷涂距离30-50mm，粉末粒度0.20-0.35mm；(2)采用激光熔覆法对得到的等离子体喷涂涂层进行封孔，提高涂层的致密性、耐磨性和耐高温性能；(3)对上述涂层进一步涂覆征硅酸乙酯封孔剂，并通过热处理工艺使得封孔剂渗入涂层内部20微米左右。进一步地，所述处理液处理具体为在上述处理液中浸渍15-22h，之后常温干燥，并于200-330℃条件下焙烘15min。进一步地，所述聚甲基丙烯酸酯乳液的固含量为40-50％。进一步地，所述纳米氧化铝的粒径为50nm以下。本专利技术用涂层涂料通过在涂料中引入石墨和氧化铝溶胶提高涂层的耐磨性；通过在涂料中引入聚甲基丙烯酸酯乳液提高底层涂料与基材的附着力；通过在涂料中引入玻璃纤维提高涂料的防腐蚀性和防蒸汽渗透力。通过在涂料中添加膨胀蛭石使得涂料在烧结成膜时挥发离去所产生的毛细管效应可以拉紧熔融粒子的间隙。本专利技术的优点在于该制备方法科学合理，简单易行，便于实施，获得的涂层材料取代了现有的特氟龙不粘涂料，不仅具有良好的力学性能，强度高，还耐磨、抗热、抗菌、无毒环保，更加符合当前国际环境组织和国家所提出的“安全、健康、节能、绿色、环保”的要求。具体实施方式下面通过实施例，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例一：一种用于陶瓷锅的等离子喷涂陶瓷复合涂层的制备方法，所述陶瓷复合涂层用涂料按重量计包括以下组分：纳米氧化铝30份，氧化镁50份，碳化硅陶瓷25份，纳米硝酸银10份碳化钛4份，氧化钇2份，硅酸锆1份，水玻璃1份，玻璃纤维8份，石墨4份，膨胀蛭石1份，山梨酸3份，有机硅氧烷偶联剂5份，磷酸盐类粘结剂15份，聚甲基丙烯酸酯乳液30份，JFC1份，去离子水5份；其中，所述玻璃纤维预先采用pH值为4-5的如下处理液处理，处理液配方按质量百分比计算如下：二氧化硅5％，硫酸亚铁1.5％，冰醋酸0.3％，水余量；所述复合涂层的制备方法包括如下步骤：(1)基材预处理用砂轮打磨粗化基材，喷涂氧化锌打底层0.15mm，再喷涂上述陶瓷复合涂层0.40mm；喷涂工艺基本参数为：电压90V，电流370A；工作气体主流量55L/min，送粉器流量8L/min，喷涂距离30mm，粉末粒度0.20mm；(2)采用激光熔覆法对得到的等离子体喷涂涂层进行封孔，提高涂层的致密性、耐磨性和耐高温性能；(3)对上述涂层进一步涂覆征硅酸乙酯封孔剂，并通过热处理工艺使得封孔剂渗入涂层内部20微米左右。所述处理液处理具体为在上述处理液中浸渍15h，之后常温干燥，并于200℃条件下焙烘15min。所述聚甲基丙烯酸酯乳液的固含量为40％。所述纳米氧化铝的粒径为50nm以下。实施例二：一种用于陶瓷锅的等离子喷涂陶瓷复合涂层的制备方法，所述陶瓷复合涂层用涂料按重量计包括以下组分：纳米氧化铝40份，氧化镁60份，碳化硅陶瓷30份，纳米硝酸银15份碳化钛8份，氧化钇3份，硅酸锆5份，水玻璃5份，玻璃纤维15份，石墨12份，膨胀蛭石10份，山梨酸10份，有机硅氧烷偶联剂8份，磷酸盐类粘结剂18份，聚甲基丙烯酸酯乳液45份，JFC2份，去离子水15份；其中，所述玻璃纤维预先采用pH值为4-5的如下处理液处理，处理液配方按质量百分比计算如下：二氧化硅6％，硫酸亚铁3％，冰醋酸0.8％，水余量；所述复合涂层的制备方法包括如下步骤：(1)基材预处理用砂轮打磨粗化基材，喷涂氧化锌打底层0.20mm，再喷涂上述陶瓷复合涂层0.60mm；喷涂工艺基本参数为：电压90V，电流480A；工作气体主流量75L/min，送粉器流量10L/min，喷涂距离50mm，粉末粒度0.35mm；(2)采用激光熔覆法对得到的等离子体喷涂涂层进行封孔，提高涂层的致密性、耐磨性和耐高温性能；(3)对上述涂层进一步涂覆征硅酸乙酯封孔剂，并通过热处理工艺使得封孔剂渗入涂层内部20微米左右。所述处理液处理具体为在上述处理液中浸渍22h，之后常温干燥，并于330℃条件下焙烘15min。所述聚甲基丙烯酸酯乳液的固含量为40-50％。所述纳米氧化铝的粒径为50nm以下。本专利技术制备得到的上述陶瓷复合涂料涂覆在炊具等基体表面，固化得到陶瓷涂层，其在高温条件下依然具有较高的耐磨损、抗热和耐腐蚀性能。实验结果表明，以普通不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于陶瓷锅的等离子喷涂陶瓷复合涂层的制备方法，其特征在于：所述等离子喷涂陶瓷复合涂层用涂料按重量计包括以下组分：纳米氧化铝30‑40份，氧化镁50‑60份，碳化硅陶瓷25‑30份，纳米硝酸银10‑15份碳化钛4‑8份，氧化钇2‑3份，硅酸锆1‑5份，水玻璃1‑5份，玻璃纤维8‑15份，石墨4‑12份，膨胀蛭石1‑10份，山梨酸3‑10份，有机硅氧烷偶联剂5‑8份，磷酸盐类粘结剂15‑18份，聚甲基丙烯酸酯乳液30‑45份，JFC1‑2份，去离子水5‑15份；其中，所述玻璃纤维预先采用pH值为4‑5的处理液处理，处理液配方按质量百分比计算如下：二氧化硅5‑6％，硫酸亚铁1.5‑3％，冰醋酸0.3‑0.8％，水余量；所述复合涂层的制备方法包括如下步骤：(1)基材预处理：用砂轮打磨粗化基材，喷涂氧化锌打底层0.15‑0.20mm，再喷涂上述陶瓷复合涂层0.40‑0.60mm；喷涂工艺基本参数为：电压90V，电流370‑480A；工作气体主流量55‑75L/min，送粉器流量8‑10L/min，喷涂距离30‑50mm，粉末粒度0.20‑0.35mm；(2)采用激光熔覆法对得到的等离子体喷涂涂层进行封孔，提高涂层的致密性、耐磨性和耐高温性能；(3)对上述涂层进一步涂覆征硅酸乙酯封孔剂，并通过热处理工艺使得封孔剂渗入涂层内部20微米左右。...

【技术特征摘要】
1.一种用于陶瓷锅的等离子喷涂陶瓷复合涂层的制备方法，其特征在于：所述等离子喷涂陶瓷复合涂层用涂料按重量计包括以下组分：纳米氧化铝30-40份，氧化镁50-60份，碳化硅陶瓷25-30份，纳米硝酸银10-15份碳化钛4-8份，氧化钇2-3份，硅酸锆1-5份，水玻璃1-5份，玻璃纤维8-15份，石墨4-12份，膨胀蛭石1-10份，山梨酸3-10份，有机硅氧烷偶联剂5-8份，磷酸盐类粘结剂15-18份，聚甲基丙烯酸酯乳液30-45份，JFC1-2份，去离子水5-15份；其中，所述玻璃纤维预先采用pH值为4-5的处理液处理，处理液配方按质量百分比计算如下：二氧化硅5-6％，硫酸亚铁1.5-3％，冰醋酸0.3-0.8％，水余量；所述复合涂层的制备方法包括如下步骤：(1)基材预处理：用砂轮打磨粗化基材，喷涂氧化锌打底层0.15-0.20mm，再喷涂上述陶瓷复合涂层0.40-0.60mm；喷涂工艺基本参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁左宏，
申请(专利权)人：江苏田字格新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32