用于炊具的不粘涂层及含有其的炊具的制作方法

用于炊具的不粘涂层及含有其的炊具的制作方法
【专利摘要】本发明提供用于炊具的不粘涂层及含有其的炊具，其中，该不粘涂层包括：覆盖基体的至少一部分表面的耐磨中间层；覆盖所述耐磨中间层和未被耐磨中间层覆盖的基体的表面的粘结底层；以及覆盖粘结底层的不粘面层。相比现有不粘涂层，本发明的不粘涂层耐磨性和致密性显著提高，同时不粘面层与基体的结合能力较强，不粘性能较佳。
【专利说明】
用于炊具的不粘涂层及含有其的炊具
技术领域
[0001] 本发明涉及炊具及不粘应用相关技术领域，具体地，涉及用于炊具的不粘涂层及 含有其的炊具。
【背景技术】
[0002] 目前流行的电饭煲内胆一般由金属基体(铝合金或铝-铁-铜复合材料)及其内表 面不粘涂层组成。通常饭煲内胆的内表面不粘涂层主要由底层与面层组成，面层一般采用 氟涂料树脂以达到对米饭及其它食物的不粘效果，而底层主要功能是将面层氟涂层与铝合 金基体粘接牢靠。
[0003] -般不粘氟涂层耐磨性较差。为了提高涂层的耐磨性及耐刮擦性能，通常在表面 氟树脂聚合物的碳链结构中接枝耐磨组元;或者在底层中加入耐磨颗粒以提高对面层的支 撑作用。但是，耐磨组元的引入降低了表面涂层的氟含量，削弱了涂层的不粘性能及其与基 体的结合强度。此外，为了保证涂层对金属基体的腐蚀保护，对氟涂层及其中间层的致密性 有非常高的要求。耐磨颗粒在底层中加入会影响涂层的致密性及其与基体的粘附力。
[0004] 因而，目如的不粘涂层相关技术仍有待改进。

【发明内容】

[0005] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的 一个目的在于提出一种耐磨性和不粘性均理想、保护基体不受水、水蒸气、盐水或其它腐蚀 介质的侵蚀，或提高表面涂层在水、水蒸气或盐水中的耐腐蚀性能的用于炊具的不粘涂层。
[0006] 在本发明的一个方面，本发明提供了一种用于炊具的不粘涂层。根据本发明的实 施例，该不粘涂层包括:耐磨中间层，所述耐磨中间层覆盖基体的至少一部分表面;粘结底 层，所述粘结底层覆盖所述耐磨中间层和未被所述耐磨中间层覆盖的所述基体的表面;不 粘面层，所述不粘面层覆盖所述粘结底层。发明人发现，相比现有不粘涂层，本发明的不粘 涂层耐磨性和致密性显著提高，同时不粘面层与基体的结合能力较强，不粘性能较佳。
[0007] 根据本发明的实施例，所述耐磨中间层由单一陶瓷、多元陶瓷复合物、金属-陶瓷 复合物和非晶材料中的至少一种形成。
[0008] 根据本发明的实施例，所述耐磨中间层由氧化铝、氧化铝和氧化钛的混合物、WC-Co金属陶瓷或Fe基金属玻璃形成。
[0009] 根据本发明的实施例，所述中间层通过热喷涂熔射技术形成。
[0010] 根据本发明的实施例，所述中间层的厚度为10微米~100微米。
[0011] 根据本发明的实施例，所述粘结底层由特氟龙、PAI粘结剂和PET粘结剂中的至少 一种形成。
[0012] 根据本发明的实施例，所述粘结底层的厚度为3微米~30微米。
[0013] 根据本发明的实施例，所述粘结底层进一步包括耐磨颗粒。
[0014] 根据本发明的实施例，所述耐磨颗粒为选自陶瓷、玻璃和金属中的至少一种。
[0015] 根据本发明的实施例，所述不粘面层由氟涂料、聚醚砜涂料、有机硅耐高温涂料、 搪瓷和陶瓷涂料中的至少一种形成。
[0016] 根据本发明的实施例，所述不粘面层的厚度为10微米~40微米。
[0017] 根据本发明的实施例，所述基体由铝合金、不锈钢、铁及其合金中的至少一种形 成。
[0018] 在本发明的另一方面，本发明提供了一种炊具。根据本发明的实施例，该炊具包 括:基体，以及前面所述的用于炊具的不粘涂层。该炊具具有前面所述的不粘涂层的所有特 征和优点，在此不再一一赘述。
[0019] 根据本发明的实施例，所述炊具为选自电饭煲内胆、高压锅内胆、炒锅、烤盘、烤 箱、平底锅中的至少一种。
【附图说明】
[0020] 图1显示了根据本发明一个实施例的不粘涂层的结构示意图。
[0021] 图2显示了根据本发明另一个实施例的不粘涂层的结构示意图。
[0022] 图3显示了根据本发明再一个实施例的不粘涂层的结构示意图。
[0023] 图4显示了根据本发明又一个实施例的不粘涂层的结构示意图。
[0024] 图5显示了根据本发明另一个实施例的不粘涂层的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025] 下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发 明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文 献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均 为可以通过市购获得的常规产品。
[0026] 在本发明的一个方面，本发明提供了一种用于炊具的不粘涂层。根据本发明的实 施例，参照图1，该不粘涂层包括耐磨中间层300,粘结底层200和不粘面层100。
[0027]根据本发明的实施例，参照图2,耐磨中间层300覆盖在基体400的至少一部分表 面，粘结底层200覆盖耐磨中间层300和未被耐磨中间层300覆盖的基体400的表面，不粘面 层100覆盖粘结底层200。具体地，一些实施例中，耐磨中间层300可以仅覆盖基体400部分表 面，且耐磨中间层300可以连续设置也可以不连续设置，如图2示出了耐磨中间层300覆盖基 体400部分表面、且不连续设置的情形；另一些实施例中，耐磨中间层300可以覆盖基体400 的整个表面，如图3所示。发明人发现，通过在基体表面设置耐磨中间层300,可以大大提高 不粘涂层的耐磨性能，不需在粘结底层200或不粘面层100中引入耐磨相，不粘涂层的致密 性良好，防腐蚀性能理想，且不粘面层100与基体400的结合牢固，不粘性能较佳。也就是说， 本发明的不粘涂层在不牺牲不粘涂层致密性、不粘涂层与基体结合强度和不粘性能的同 时，大大提高了不粘涂层的耐磨性能和防腐蚀性能。
[0028] 根据本发明的实施例，耐磨中间层可以由单一陶瓷、多元陶瓷复合物、金属-陶瓷 复合物和非晶材料中的至少一种形成。由此，能够进一步提高不粘涂层的耐磨性能，且不会 影响不粘面层与基体的结合力。
[0029] 根据本发明的一些具体实施例，耐磨中间层可以由氧化铝、氧化铝和氧化钛的混 合物、WC-Co金属陶瓷或Fe基金属玻璃形成。由此，能够大幅提高不粘涂层的耐磨性能，同时 不会影响不粘面层与基体的结合力。
[0030] 根据本发明的实施例，耐磨中间层可以通过热喷涂熔射技术形成。由此，耐磨中间 层易于加工，且与基体结合力强，致密性高，有利于提高不粘涂层与基体的结合强度、不粘 涂层的致密性和耐磨性。
[0031] 根据本发明的实施例，耐磨中间层的厚度不受特别限制，本领域技术人员可以根 据实际需要灵活选择。在本发明的一些实施例中，耐磨中间层的厚度可以为10微米~100微 米。由此，不会因过薄而导致耐磨性能等不佳，也不会过厚而浪费材料或易于脱落，在该厚 度范围内的耐磨中间层的耐磨性能理想，能够以优于其他厚度的耐磨中间层而发挥作用。
[0032] 根据本发明的实施例，粘结底层的具体材质不受特别限制，只要能够有效将不粘 面层与基体牢固粘结即可。在本发明的一些实施例中，粘结底层可以由特氟龙、PAI粘结剂 和PET粘结剂中的至少一种形成。由此，不粘面层与基体的结合强度高，不易脱落。
[0033]根据本发明的实施例，粘结底层的厚度不受特别限制，本领域技术人员可以根据 实际需要灵活选择。在本发明的一些实施例中，粘结底层的厚度可以为3微米~30微米。由 此，不会因过薄而导致结合强度差，也不会因过厚而导致材料的浪费或对不粘涂层带来负 面影响，在该厚度范围内的粘结底层具有理想的结合强度。
[0034]根据本发明的实施例，参照图4,为进一步提高不粘涂层的耐磨性能，粘结底层200 可以进一步包括耐磨颗粒201。由此，可以进一步提高不粘涂层的耐磨性能。
[0035]根据本发明的实施例，粘结底层200中添加的耐磨颗粒的具体种类不受特备限制， 本领域技术人员可以根据需要进行选择。在本发明的一些实施例中，耐磨颗粒可以为选自 陶瓷、玻璃和金属中的至少一种。由此，有利于进一步提高不粘涂层的耐磨性能。
[0036]根据本发明的实施例，不粘面层的具体材质不受特别限制，本领域技术人员可以 根据需要灵活选择，例如可以采用本领域任何已知的不粘涂层涂料。在本发明的一些实施 例中，不粘面层可以由氟涂料、聚醚砜涂料、有机硅耐高温涂料、搪瓷和陶瓷涂料中的至少 一种形成。由此，具有理想的不粘性能。在本发明的一些具体实施例中，不粘面层可以由特 氟龙形成。由此，不粘涂层的不粘效果理想，且原料来源广泛，价格低廉。
[0037] 根据本发明的实施例，不粘面层的厚度不受特别限制，本领域技术人员可以根据 需要进行选择。在本发明的一些实施例中，不粘面层的厚度可以为10微米~40微米。由此， 既能够保证不粘性能较佳，又不会造成材料浪费，易脱落等问题，发明人经过大量实验验证 该厚度范围内的不粘面层可以优于其他厚度的不粘面层发挥作用。
[0038] 在实际应用中，该不粘涂层需要涂覆于炊具基体的表面，在本发明的一些实施例 中，炊具基体的具体材质不受特别限制，可以为本领域任何已知形成炊具的材料，例如包括 但不限于铝合金、不锈钢、铁及其合金中的至少一种。由此，基体与不粘涂层之间结合强度 较高。
[0039] 在本发明的另一方面，本发明提供了一种炊具。根据本发明的实施例，该炊具包 括:基体，以及前面所述的用于炊具的不粘涂层。该炊具具有前面所述的不粘涂层的所有特 征和优点，在此不再一一赘述。
[0040] 根据本发明的实施例，炊具的具体种类不受特别限制，可以为任何已知炊具。在本 发明的一些实施例中，该炊具包括但不限于为选自电饭煲内胆、高压锅内胆、炒锅、烤盘、烤 箱、平底锅中的至少一种。
[0041]下面详细描述本发明的实施例。
[0042] 实施例1
[0043]参照图2,采用热喷涂熔射方法在电饭煲内胆基体表面形成耐磨中间层300,然后 通过本领域常规方法在耐磨中间层300和基底400的表面依次形成粘结底层200和不粘面层 100。其中，耐磨中间层300的材料为纯氧化铝，均匀厚度为10微米，底层200主要由特氟龙、 PAI和PET粘结剂组成，厚度为8微米，面层100主要由特氟龙形成，厚度为15微米，制备过程 中，通过控制调整热喷涂过程中送粉速度及锅具的旋转速度获得带有凹槽结构(有波峰波 谷）的耐磨中间层300,该耐磨中间层300不连续或厚度不均匀。在后续的粘结底层200的制 备过程中，此凹槽结构可以给粘结底层200提供很高的机械结合强度。此外，这种凹凸结构 的氧化铝层，凸点作为支撑点，由于硬度极高，能够显著提高整个不粘涂层体系的耐磨性。 底层200中未添加耐磨相，涂层的致密性得到改善，可以大大提高整个不粘涂层体系的耐腐 蚀性能，同时由于中间层300的氧化物的硬度高，还可以显著提高不粘涂层的耐磨性能。
[0044] 实施例2
[0045] 参照图4,采用热喷涂熔射方法在电饭煲内胆基体表面形成耐磨中间层300,然后 通过本领域常规方法在耐磨中间层300和基底400的表面依次形成粘结底层200和不粘面层 100。其中，中间层300的材料为单一的氧化铝，涂层厚度相对均匀，平均厚度约为50微米。底 层200主要由特氟龙、PAI和PET粘结剂和耐磨相SiC(碳化硅)组成，厚度为10微米，面层100 主要由特氟龙形成，厚度为20微米。该实施例中，由于中间层300为单一的氧化铝层，涂层致 密性高，往往能够大大提高表面不粘涂层的耐腐蚀性能。同时，由于氧化铝中间层的高硬 度，同样能够显著提高表面不粘涂层的耐磨性。
[0046] 实施例3
[0047]参照图3,采用热喷涂熔射方法在电饭煲内胆基体表面形成耐磨中间层300,然后 通过本领域常规方法在耐磨中间层300和基底400的表面依次形成粘结底层200和不粘面层 100。其中，中间层300采用热喷涂氧化铝(80% )和氧化钛(20% )的复合陶瓷涂层，厚度为70 微米，底层200主要由特氟龙、PAI和PET粘结剂组成，厚度为10微米，面层100主要由特氟龙 形成，厚度为30微米。该实施例中，由于氧化钛相能够缓冲氧化铝相的内应力，涂层致密性 高，能够显著增加不粘涂层的耐腐蚀性能。同时由于耐磨中间层具有较高的硬度，可以显著 提尚不粘涂层的耐磨性能。
[0048] 实施例4
[0049] 参照图3,采用热喷涂熔射方法在电饭煲内胆基体表面形成耐磨中间层300,然后 通过本领域常规方法在耐磨中间层300和基底400的表面依次形成粘结底层200和不粘面层 100。其中，耐磨中间层300的材料WC-Co金属陶瓷，厚度为100微米。粘结底层200的厚度为20 微米，不粘面层100的厚度为40微米。由于合适的面层和底层厚度，不粘涂层具有很高的煮 饭寿命。熔射WC-Co金属中间层能够大大提高表面不粘涂层系统的耐磨性及耐腐蚀性能。
[0050] 实施例5
[0051]参照图2,采用热喷涂熔射方法在电饭煲内胆基体表面形成耐磨中间层300,然后 通过本领域常规方法在耐磨中间层300和基底400的表面依次形成粘结底层200和不粘面层 100。其中，中间层300为Fe基金属玻璃涂层，厚度为30微米，粘结底层200的厚度为15微米， 不粘面层100的厚度为50微米。Fe基金属玻璃中间层在基体表面不连续，在其表面喷涂的底 层部分釉料与不均匀的铁基金属玻璃层具有很好的机械结合强度，能够大大提高涂层的耐 煮饭不粘寿命。
[0052] 实施例6
[0053] 按照与实施例1相同的方法在电饭煲内胆基体表面形成不粘涂层，区别在于粘结 底层200中添加陶瓷耐磨颗粒。获得的电饭煲内胆的结构示意图见图5。
[0054] 实施例7
[0055] 按照与实施例2相同的方法在电饭煲内胆基体表面形成不粘涂层，区别在于粘结 底层200中未添加陶瓷耐磨颗粒。获得的电饭煲内胆的结构示意图见图3。
[0056] 对比例1
[0057] 按照与实施例1相同的方法在电饭煲内胆基体表面形成不粘涂层，区别在于未形 成耐磨中间层300。
[0058] 对比例2
[0059] 按照与实施例2相同的方法在电饭煲内胆基体表面形成不粘涂层，区别在于未形 成耐磨中间层300。
[0060] 对比例3
[0061] 按照与实施例3相同的方法在电饭煲内胆基体表面形成不粘涂层，区别在于未形 成耐磨中间层300。
[0062] 实施例8
[0063] 按照如下方法(1-5)对实施例1-3、对比例1-3获得的不粘涂层进行性能测试：
[0064] 1)平板耐磨测试
[0065] 平板耐磨测试符合标准GB/T 32095.2-2015家用食品金属烹饪器具不粘表面性能 及测试规范第2部分:不粘性及耐磨性测试规范的要求。试验结果见表1。
[0066] 2)结合力测试
[0067]在15*15cm的平板样品上，按照实施例1-3、对比例1-3的方法制备不粘涂层，然后 在不粘涂层表面喷涂300微米厚度的PFA粉末涂层，经烧结固化后用美工刀将涂层划开成 Icm宽的长条，从顶端拉开涂层所用的力标定为涂层的结合力。试验结果见表1。
[0068] 3)震动耐磨测试
[0069] 将锅底用胶带分割成四个等分区域覆盖，然后放入一定比例的石英砂和钢珠，锅 具在特定机器上按照一定频率和振幅每震动15分钟后，打开锅底的下一个区域，由此得到 分别耐磨15分钟、30分钟和45分钟的区域，按照磨损情况对涂层耐磨性打分，通过对三个区 域得分权重比较获得最后涂层的耐磨性能得分，得分高者耐磨性差。试验结果见表1。
[0070] 4)针孔测试
[0071]在电饭煲内胆内注入1.25%的NaCl盐溶液(放入酚酞指示剂)分别至2字刻度线和 满刻度线，在锅沿金属基材暴露处接入电源正极，将电源负极使用不锈钢环放入锅内盐溶 液中悬空，电源两端施加 IOV电压，获得的回路电流值即为内锅涂层的电流泄露，标定涂层 的针孔值。电流值大者说明涂层的针孔多，致密性差。酚酞指示剂会在内锅涂层有针孔处显 粉红色。试验结果见表1。
[0072] 5)煮盐水测试
[0073]在内胆内放入5%的NaCl溶液，放入电饭煲中在老化模式下进行沸腾实验，盐溶液 每沸腾8小时保温16小时为一个煮盐水循环，其中沸腾过程中保持每2小时加入纯净水至起 始刻度值。直到内锅出现Imm大小的涂层破裂时停止实验，记录内锅涂层耐受煮盐水循环次 数为涂层耐腐蚀寿命。试验结果见表1。
[0074]表1:性能测试结果
[0076] 注：表不未测试
[0077] 由表1的结果可知，增加耐磨中间层后，不粘涂层与基体的结合力、不粘涂层的耐 磨性能、致密性和防腐蚀性显著提高。
[0078] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任 一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技 术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结 合和组合。
[0079] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1. 一种用于炊具的不粘涂层，其特征在于，包括： 耐磨中间层，所述耐磨中间层覆盖基体的至少一部分表面； 粘结底层，所述粘结底层覆盖所述耐磨中间层和未被所述耐磨中间层覆盖的所述基体 的表面； 不粘面层，所述不粘面层覆盖所述粘结底层。2. 根据权利要求1所述的用于炊具的不粘涂层，其特征在于，所述耐磨中间层由单一陶 瓷、多元陶瓷复合物、金属-陶瓷复合物和非晶材料中的至少一种形成。3. 根据权利要求2所述的用于炊具的不粘涂层，其特征在于，所述耐磨中间层由氧化 铝、氧化铝和氧化钛的混合物、WC-Co金属陶瓷或Fe基金属玻璃形成。4. 根据权利要求1所述的用于炊具的不粘涂层，其特征在于，所述中间层通过热喷涂熔 射技术形成。5. 根据权利要求1所述的用于炊具的不粘涂层，其特征在于，所述中间层的厚度为10微 米~100微米。6. 根据权利要求1所述的用于炊具的不粘涂层，其特征在于，所述粘结底层由特氟龙、 PAI粘结剂和PET粘结剂中的至少一种形成。7. 根据权利要求1所述的用于炊具的不粘涂层，其特征在于，所述粘结底层的厚度为3 微米~30微米。8. 根据权利要求1所述的用于炊具的不粘涂层，其特征在于，所述粘结底层进一步包括 耐磨颗粒。9. 根据权利要求8所述的用于炊具的不粘涂层，其特征在于，所述耐磨颗粒为选自陶 瓷、玻璃和金属中的至少一种。10. 根据权利要求1所述的用于炊具的不粘涂层，其特征在于，所述不粘面层由氟涂料、 聚醚砜涂料、有机硅耐高温涂料、搪瓷和陶瓷涂料中的至少一种形成。11. 根据权利要求1所述的用于炊具的不粘涂层，其特征在于，所述不粘面层的厚度为 10微米~40微米。12. 根据权利要求1所述的用于炊具的不粘涂层，其特征在于，所述基体由铝合金、不锈 钢、铁及其合金中的至少一种形成。13. -种炊具，其特征在于，包括： 基体，以及 权利要求1-12中任一项所述的用于炊具的不粘涂层。14. 根据权利要求13所述的炊具，其特征在于，所述炊具为选自电饭煲内胆、高压锅内 胆、炒锅、烤盘、烤箱、平底锅中的至少一种。
【文档编号】A47J36/02GK106073516SQ201610298679
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】熊玉明
【申请人】美的集团股份有限公司