一种用于陶瓷锅的等离子喷涂陶瓷复合涂层的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于涂料领域，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。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
【发明内容】
[0007]本发明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。
[0008]本发明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:
纳米氧化招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，
氧化乾2-3份，
娃酸错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，
去呙子水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:
二氧化娃 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、耐磨性和耐尚温性能；
(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。
[0009]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 °C条件下焙烘15min。
[0010]进一步地，所述聚甲基丙烯酸酯乳液的固含量为40-50%。
[0011]进一步地，所述纳米氧化招的粒径为50nm以下。
[0012]本发明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。
[0013]本发明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】
[0014]下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0015]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I份，
水玻璃I份，
玻璃纤维8份，
石墨4份，
膨胀蛭石I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，
JFCI 份，
去呙子水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；
所述复合涂层的制备方法包括如下步骤:(I)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°C条件下焙烘15min。所述聚甲基丙烯酸酯乳液的固含量为40%。所述纳米氧化招的粒径为50nm以下。
[0016] 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，
有机娃氧烧偶联剂 8份，
磷酸盐类粘结剂 18份，
聚甲基丙烯酸酯乳液45份，
JFC2 份，
去呙子水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；
所述复合涂层的制备方法包括如下步骤:(I)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°C条件下焙烘15min。所述聚甲基丙烯酸酯乳液的固含量为40_50%。所述纳米氧化招的粒径为50nm以下。
[0017]本发明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，以普通不锈钢为金属基体，得到的陶瓷涂层在500°C的炉温下测试其耐高温摩擦磨损试验，其高温下的耐磨性能是普通不锈钢13倍以上，抗热性能是普通不锈钢的5倍以上。
[0018]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，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该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
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: 纳米氧化招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， 氧化乾2-3份， 娃酸错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， 去呙子水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: 二氧化娃 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、耐磨性和耐尚温性能； (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。2.根据权利要求1所述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，其特征在于: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 °C条件下焙烘15min。3.根据权利要求1或2所述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，其特征在于:所述聚甲基丙烯酸酯乳液的固含量为40-50%。4.根据权利要求1和2所述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，其特征在于:所述纳米氧化招的粒径为50nm以下。
【专利摘要】本发明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。
【IPC分类】C04B41/89
【公开号】CN105060941
【申请号】CN201510545701
【发明人】叶澄
【申请人】温州泓呈祥科技有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月31日