一种电磁加热涂层制备方法与流程

本发明属于一种电磁加热涂层制备方法领域，尤其涉及一种电磁加热涂层制备方法。

背景技术：

一种电磁加热涂层制备方法现在广泛应用于家庭生活用品中，特别是电磁炉。现有的电磁炉在提升加热效率和加热速度上已经具有非常完整的技术方案。但是现有电磁炉对于锅的材质非常的挑剔，一些特殊材质的锅无法使用，例如陶瓷锅、玻璃锅、石材锅、铝质锅、铜质的锅、紫砂锅等都不能直接在现有电磁炉上使用。这个问题是本领域研究人员需要研发的方向，而且电磁炉小功率加热时火力是无法连续稳定加热，还有远红外线加热，这些也都是本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种一种电磁加热涂层制备方法，主要解决克服现有电磁炉不能使用玻璃、陶瓷、石材、铝材、铜才加热容器的缺点。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种一种电磁加热涂层制备方法，其特征在于，包括：

步骤一：在加热体加热部位制作电磁感应区；

确定加热体加热部位，使用磁感应耐高温环保胶将电磁感应片材粘接于加热部位表面；首先调节温度为50-70℃，凝固定形2-8小时；然后调节温度300-600℃，烘干2-8小时，脱水固化形成电磁感应区；

步骤二：在电磁感应区表面制作保护功能层；

保护功能层配方：硅酸钠水玻璃5-50％、高岭土5-40％、氧化铝粉5-30％、石英粉5-30％、膨润土1-20％、硬脂酸钙1-20％、氧化锌粉1-20％、白炭黑1-20％、云母粉5-40、甲基硅酸钾液1-5％、色粉3-20％。

制备工艺：将硅酸钠水玻璃加热到40-50℃，在匀速交办的状态下缓慢加入甲基硅酸钾液、膨润土、硬脂酸钙、白炭黑和锌粉，调节温度到70℃继续搅拌0.5-2小时；

搅拌0.5-2小时后继续在匀速状态下缓慢加入高岭土、氧化铝粉、石英粉、云母粉和色粉，等各成分充分融合之后将搅拌料研磨到3微米之内；

将陶瓷涂料涂敷在整个电磁感应片上，首先设置温度70℃凝固定形2-8小时；然后设置温度120℃，恒温干燥0.5-2小时；设置温度230℃，恒温干燥0.2-2小时；设置温度300-500℃，干燥4-8小时形成保护功能层。

优选的：所述步骤二中，搅拌料如果是稀料用砂磨机研磨，如果是稠料用三辊机研磨，如果是中间态的糊状料同胶体磨研磨。

优选的：所述加热体为陶瓷、玻璃、石材、铝、铜质、紫砂等材质的锅具或者容器。

优选的：所述高温环保胶由纳米硅溶胶10-25％、纳米铝溶胶10-25％、石墨烯粉料10-20％、碳纤维10-25％、银粉10-25％、石墨粉5-20％、四氧化三铁粉5-20％、碳化硅粉10-25％、氧化铝粉5-20％、高岭土5-20％、膨润土粉1-15％、甲基硅酸钾液1-15％制作而成。

优选的：所述高温环保胶的制作工艺为：

步骤1：将纳米硅溶胶和纳米铝溶胶按比例混合，加热至40-70℃后缓慢加入膨润土粉和甲基硅酸钾液，搅拌30-60分钟；

步骤2：经过步骤1之后，按照比例和顺序依次缓慢加入高岭土粉、氧化铝粉、石墨烯粉、碳纤维、银粉、石墨粉、四氧化三铁粉、碳化硅粉，搅拌30-60分钟；

步骤3：在超声波分散器中分散30-90分钟；

步骤4：升温至70℃，恒温状态下放置2-6小时后，自然冷却至室温。；

步骤5：将冷却后的料在胶体磨中研磨到细度为3微米以内后，密封保存。

优选的：所述电磁感应片的配方为：高纯度膨胀石墨粉20-50％、银粉20-50％、石墨烯粉5-35％、碳纤维短丝2-10％、碳化硅粉10-40％、磷酸二氢铝粉10-40％。

优选的：所述电磁感应片的制作工艺为：

步骤1：将配方中材料按照一定比例混合；

步骤2：将混合好的材料搅拌均匀；

步骤3：将料称量一半放入模具内压实，放入加强钢网后将剩余另一半料加入模具内压实，然后加热加压成型，温度在360-500℃之间，压力在10-30MPa，保持时间20-60分钟，自然冷却到60℃以下取出。

附图说明与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明的优点在于使陶瓷、玻璃、石材、铝材、铜材等通常电磁炉不能加热的容器锅具可以在现有电磁炉上使用。改善现有电磁炉在小功率工作时火力断续的不足。增加了远红外线烹饪功效。

附图说明

图1为本发明的底部电磁感应加热区域设置图；

图2为本发明的底部和侧面电磁感应加热区域设置图

附图标记说明

1为锅形非电磁感应发热容器，2为电磁感应片，3为保护功能层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述，所述是对本发明的解释而不是限定。

根据图1给出实施例1：

一锅形非电磁感应发热容器1，在此锅形非电磁感应发热容器1底部表面的平面区域制作电磁感应加热区，首先，通过磁感应耐高温环保胶将电磁感应片材粘接加热体加热部位，依次设置温度60℃，干燥2-8小时，设置温度300-600℃，烘干2-8小时。

其次,平面区域制作的电磁感应加热区表面制作保护功能层。保护功能层：硅酸钠水玻璃5-50％、高岭土5-40％、氧化铝粉5-30％、石英粉5-30％、膨润土1-20％、硬脂酸钙1-20％、氧化锌粉1-20％、白炭黑1-20％、云母粉5-40、甲基硅酸钾液1-5％、色粉3-20％。

将硅酸钠水玻璃加热到40-50℃，在匀速交办的状态下缓慢加入甲基硅酸钾液、膨润土、硬脂酸钙、白炭黑和锌粉，调节温度到70℃继续搅拌0.5-2小时。

搅拌0.5-2小时后继续在匀速状态下缓慢加入高岭土、氧化铝粉、石英粉、云母粉和色粉，等各成分充分融合之后将搅拌料研磨到3微米之内。在研磨时搅拌料如果是稀料用砂磨机研磨，如果是稠料用三辊机研磨，如果是中间态的糊状料同胶体磨研磨。

通过把陶瓷涂料涂敷在整个电磁感应片上，依次设置温度70℃干燥2-8小时；温度120℃，恒温干燥0.5-5小时；温度230℃，恒温干燥0.5-5小时；温度300-500℃，干燥4-8小时。

设置温度60℃，干燥2-8小时便于制作的电磁感应区初期的凝固。低温状态下不易发生氧化反应和开裂，产生CO和CO2导致材料制作失败。在凝固后不易发生氧化反应时，设置温度400-600℃，烘干2-8小时脱水形成电磁感应区域。在电磁炉加热区域内在电磁炉通电工作情况下使电磁感应发热片产生红外线热能进行加热。陶瓷涂料可以支持温度400℃左右进行加热。硬度达到6H以上，不易损坏使用寿命长。受热均匀可以全面加热。对于陶瓷涂料首先调节温度70℃干燥2-8小时。然后分别调节温度到120℃，恒温干燥0.5-2小时。调节温度到温度230℃，恒温干燥0.2-5小时。调节温度到温度300-500℃，干燥4-8小时。

根据图2给出的实施列2：

一锅形非电磁感应发热容器1，在此锅形非电磁感应发热容器1底部区域制作电磁感应加热区，同时对锅体下部的侧面也通过高温环保胶制作电磁感应区域。通过磁感应耐高温环保胶将电磁感应片材粘接加热体加热部位表面，首先调节温度到60℃，干燥2-8小时，然后调节温度到300-600℃，烘干2-8小时。

其次，平面区域制作的电磁感应区表面制作保护功能层。保护功能层：硅酸钠水玻璃5-50％、高岭土5-40％、氧化铝粉5-30％、石英粉5-30％、膨润土1-20％、硬脂酸钙1-20％、氧化锌粉1-20％、白炭黑1-20％、云母粉5-40、甲基硅酸钾液1-5％、色粉3-20％。将硅酸钠水玻璃加热到40-50℃，在匀速交办的状态下缓慢加入甲基硅酸钾液、膨润土、硬脂酸钙、白炭黑和锌粉，调节温度到70℃继续搅拌0.5-2小时。

搅拌0.5-2小时后继续在匀速状态下缓慢加入高岭土、氧化铝粉、石英粉、云母粉和色粉，等各成分充分融合之后将搅拌料研磨到3微米之内。在研磨时搅拌料如果是稀料用砂磨机研磨，如果是稠料用三辊机研磨，如果是中间态的糊状料同胶体磨研磨。

通过把陶瓷涂料涂敷在整个电磁感应片上，首先调节温度到70℃干燥2-8小时；然后分别调节温度到120℃，恒温干燥0.5-2小时；调节温度到230℃，恒温干燥0.2-5小时；调节温度到300-500℃，干燥4-8小时。

在本实施例中，电磁感应区域扩大，电磁感应加热区域扩大，但是受热相同。

本发明中高温环保胶的配方和制作工艺：

高温环保胶由纳米硅溶胶10-25％、纳米铝溶胶10-25％、石墨烯粉料10-20％、碳纤维10-25％、银粉10-25％、石墨粉5-20％、四氧化三铁粉5-20％、碳化硅粉10-25％、氧化铝粉5-20％、高岭土5-20％、膨润土粉1-15％制作而成。

制备工艺：

步骤1：将纳米硅溶胶和纳米铝溶胶按1:1比例混合，加热至40-70℃后依次缓慢加入甲基硅酸钾液、膨润土粉，搅拌30-60分钟；

步骤2：经过步骤1之后，按照比例和顺序依次缓慢加入高岭土粉、氧化铝粉、石墨烯粉、碳纤维、银粉、石墨粉、四氧化三铁粉、碳化硅粉，搅拌30-60分钟；

步骤3：在超声波分散器中分散30-90分钟；

步骤4：升温至70℃，恒温状态下放置2-6小时后，自然冷却至室温；

步骤5：将冷却后的料在胶体磨中研磨到细度为3微米以内后，密封保存。

在本发明中电磁感应片的配方和制作工艺：

高纯度膨胀石墨粉20-50％、银粉20-50％、石墨烯粉5-35％、碳纤维短丝2-10％、碳化硅粉10-40％、磷酸二氢铝粉10-40％。

步骤1：将配方中材料按照一定比例混合；

步骤2：将混合好的材料搅拌均匀；

步骤3：将料称量一半放入模具内压实，放入加强钢网后将剩余另一半料加入模具内压实，然后加热加压成型，温度在360-500℃之间，压力在10-30MPa，保持时间20-60分钟，自然冷却到60℃以下取出。

实施例3：

实施例3首先选取一个普通电磁炉，然后制备不同配比的磁感应耐高温凝胶和电磁感应片，选区陶瓷锅作为受热体进行加热效率对比。

步骤一：制作十分不同配比的保护功能层。

硅酸钠水玻璃5-50％、高岭土5-40％、氧化铝粉5-30％、石英粉5-30％、膨润土1-20％、硬脂酸钙1-20％、氧化锌粉1-20％、白炭黑1-20％、云母粉5-40％、甲基硅酸钾液1-5％、色粉3-20％。

第一配比方案：硅酸钠水玻璃50％、高岭土27％、氧化铝粉5％、石英粉5％、膨润土1％、硬脂酸钙1％、氧化锌粉1％、白炭黑1％、云母粉5％、甲基硅酸钾液1％、色粉3％。

第二配比方案：硅酸钠水玻璃37％、高岭土40％、氧化铝粉5％、石英粉5％、膨润土1％、硬脂酸钙1％、氧化锌粉1％、白炭黑1％、云母粉5％、甲基硅酸钾液1％、色粉3％。

第三配比方案：硅酸钠水玻璃5％、高岭土5％、氧化铝粉30％、石英粉30％、膨润土1％、硬脂酸钙1％、氧化锌粉1％、白炭黑1％、云母粉22％、甲基硅酸钾液1％、色粉3％。

第四配比方案：硅酸钠水玻璃5％、高岭土5％、氧化铝粉5％、石英粉5％、膨润土20％、硬脂酸钙20％、氧化锌粉20％、白炭黑1％、云母粉11％、甲基硅酸钾液5％、色粉3％。

第五配比方案：硅酸钠水玻璃5％、高岭土5％、氧化铝粉5％、石英粉5％、膨润土1％、硬脂酸钙1％、氧化锌粉1％、白炭黑20％、云母粉32％、甲基硅酸钾液5％、色粉20％。

第六配比方案：硅酸钠水玻璃16％、高岭土5％、氧化铝粉5％、石英粉5％、膨润土1％、硬脂酸钙1％、氧化锌粉1％、白炭黑1％、云母粉40％、甲基硅酸钾液5％、色粉20％。

步骤二：按照不同的配方配比制作耐高温凝胶和电磁感应片

通过如下配比制作磁感应耐高温环保胶十份：

第一配比方案：纳米硅溶胶10％、纳米铝溶胶10％、石墨烯粉料10％、碳纤维10％、银粉10％、石墨粉5％、四氧化三铁粉5％、碳化硅粉10％、氧化铝粉5％、高岭土5％、膨润土粉5％、甲基硅酸钾液15％制作。

第二配比方案：纳米硅溶胶25％、纳米铝溶胶13％、石墨烯粉料10％、碳纤维10％、银粉10％、石墨粉5％、四氧化三铁粉5％、碳化硅粉10％、氧化铝粉5％、高岭土5％、膨润土粉1％、甲基硅酸钾液1％制作。

第三配比方案：纳米硅溶胶13％、纳米铝溶胶25％、石墨烯粉料10％、碳纤维10％、银粉10％、石墨粉5％、四氧化三铁粉5％、碳化硅粉10％、氧化铝粉10％、高岭土5％、膨润土粉1％、甲基硅酸钾液1％制作。

第四配比方案：纳米硅溶胶10％、纳米铝溶胶10％、石墨烯粉料20％、碳纤维10％、银粉10％、石墨粉5％、四氧化三铁粉5％、碳化硅粉10％、氧化铝粉5％、高岭土5％、膨润土粉5％、甲基硅酸钾液5％制作。

第五配比方案：纳米硅溶胶10％、纳米铝溶胶10％、石墨烯粉料10％、碳纤维10％、银粉10％、石墨粉5％、四氧化三铁粉5％、碳化硅粉10％、氧化铝粉5％、高岭土5％、膨润土粉15％、甲基硅酸钾液5％制作。

第六配比方案：纳米硅溶胶13％、纳米铝溶胶10％、石墨烯粉料10％、碳纤维25％、银粉10％、石墨粉5％、四氧化三铁粉5％、碳化硅粉10％、氧化铝粉5％、高岭土5％、膨润土粉1％、甲基硅酸钾液1％制作。

第七配比方案：纳米硅溶胶13％、纳米铝溶胶10％、石墨烯粉料10％、碳纤维10％、银粉25％、石墨粉5％、四氧化三铁粉5％、碳化硅粉10％、氧化铝粉5％、高岭土5％、膨润土粉1％、甲基硅酸钾液1％制作。

第八配比方案：纳米硅溶胶10％、纳米铝溶胶10％、石墨烯粉料10％、碳纤维10％、银粉10％、石墨粉20％、四氧化三铁粉8％、碳化硅粉10％、氧化铝粉5％、高岭土5％、膨润土粉1％、甲基硅酸钾液1％制作。

第九配比方案：纳米硅溶胶10％、纳米铝溶胶10％、石墨烯粉料10％、碳纤维10％、银粉10％、石墨粉5％、四氧化三铁粉5％、碳化硅粉25％、氧化铝粉5％、高岭土5％、膨润土粉5％、甲基硅酸钾液5％制作。

第十配比方案：纳米硅溶胶10％、纳米铝溶胶10％、石墨烯粉料10％、碳纤维10％、银粉10％、石墨粉5％、四氧化三铁粉5％、碳化硅粉25％、氧化铝粉5％、高岭土8％、膨润土粉1％、甲基硅酸钾液1％制作。

第十一配比方案：纳米硅溶胶10％、纳米铝溶胶10％、石墨烯粉料10％、碳纤维10％、银粉10％、石墨粉5％、四氧化三铁粉5％、碳化硅粉10％、氧化铝粉20％、高岭土8％、膨润土粉1％、甲基硅酸钾液1％制作。

第十二配比方案：纳米硅溶胶10％、纳米铝溶胶10％、石墨烯粉料10％、碳纤维10％、银粉10％、石墨粉5％、四氧化三铁粉5％、碳化硅粉10％、氧化铝粉8％、高岭土20％、膨润土粉1％、甲基硅酸钾液1％制作。

通过上述配方方案进行制作：

步骤1：将纳米硅溶胶和纳米铝溶胶按比例混合，加热至40-70℃后缓慢加入膨润土粉和甲基硅酸钾液，搅拌30-60分钟；

步骤2：经过步骤1之后，按照比例和顺序依次缓慢加入高岭土粉、氧化铝粉、石墨烯粉、碳纤维、银粉、石墨粉、四氧化三铁粉、碳化硅粉，搅拌30-60分钟；

步骤3：在超声波分散器中分散30-90分钟；

步骤4：升温至70℃，恒温状态下放置2-6小时后，自然冷却至室温；

步骤5：将冷却后的料在胶体磨中研磨到细度为3微米以内后，密封保存。

通过如下配比制作电磁感应片：

第一配比方案：高纯度膨胀石墨粉50％、银粉20％、石墨烯粉5％、碳纤维短丝2％、碳化硅粉13％、磷酸二氢铝粉10％。

第二配比方案：高纯度膨胀石墨粉20％、银50％、石墨烯粉5％、碳纤维短丝2％、碳化硅粉13％、磷酸二氢铝粉10％。

第三配比方案：高纯度膨胀石墨粉20％、银粉20％、石墨烯粉5％、碳纤维短丝10％、碳化硅粉35％、磷酸二氢铝粉10％。

第四配比方案：高纯度膨胀石墨粉20％、银粉20％、石墨烯粉5％、碳纤维短丝5％、碳化硅粉40％、磷酸二氢铝粉10％。

第五配比方案：高纯度膨胀石墨粉20％、银粉20％、石墨烯粉5％、碳纤维短丝5％、碳化硅粉10％、磷酸二氢铝粉40％。

通过上述配比方案进行制作：

步骤1：将配方中材料按照一定比例混合；

步骤2：将混合好的材料搅拌均匀；

步骤3：将料称量一半放入模具内压实，放入加强钢网后将剩余另一半料加入模具内压实，然后，温度在300-500℃之间，压力在10-30MPa，保持时间20-60分钟，自然冷却到80℃以下取出。

由上述配比方案开始制作样本，选取陶瓷锅，

由十二种不同配比方案的磁感应高温环保凝胶分别和五种不同配比方案的电磁感应片进行配对，配对成60个电磁感应区制作方案。然后由磁感应耐高温环保胶将电磁感应片材粘接加热体加热部位，依次设置温度60℃，干燥2-8小时，设置温度300-600℃，烘干2-8小时，形成具有60中不同配比电磁感应区域制作方案。

其次，在电磁感应区表面制作保护功能层。分别将上述六中配比方案的保护功能层配方用于60个电磁感应区制作方案上。将硅酸钠水玻璃加热到40-50℃，在匀速搅拌的状态下缓慢加入甲基硅酸钾液、膨润土、硬脂酸钙、白炭黑和锌粉，调节温度到70℃继续搅拌0.5-2小时。

搅拌0.5-2小时后继续在匀速状态下缓慢加入高岭土、氧化铝粉、石英粉、云母粉和色粉，各成分充分融合之后将搅拌料研磨到3微米之内。

将搅拌料涂敷在整个电磁感应片上，首先调节温度70℃凝固定形2-8小时；然后调节温度120℃，恒温干燥0.5-2小时；调节温度230℃，恒温干燥0.2-5小时；调节温度300-500℃，干燥4-8小时形成保护功能层。

经过上述步骤，共得到360个实验样本加热体，，选区50个实验样本加热体进行加热效率验证：

建立对照样本：电磁炉，加热体为铁锅，加热2000mL水，功率为800w，加热30分钟，然后进行温度测量。

样本数据同样采取相同电磁炉，加热体为相同规格的铁锅，2000mL水，功率为800w，加热30分钟,然后进行温度测量。得到如下末温对照表：

末温为加热30分钟之后个样本实验数据和对照实验数据的温度，通过上述测得实验数据，使用本发明的技术方案的任意一个样本，在相同时间，相同的加热容量，相同功率的情况下，加热的温度要高于普通电磁炉，所以本发明使非电磁感应的锅具可以在电磁炉上使用，同时提升了加热的效率，改善了电磁炉小功率加热不连续的现象。

综上所述，电磁感应片可以通过电磁感应发出远红外线短时间内升温产生大量热量来加热。本发明和普通电磁炉的涡流不同，本发明通过红外线加热，有电磁感应区整体产生热量，所以不论功率大小，红外线的分布均匀，产生的热量稳定。本发明主要是采用上述工艺，通过磁感应耐高温环保胶将电磁感应片粘结在不同材质的加热体加热部位，然后设置保护功能层，防水、防腐和防止损坏。陶瓷涂料本身就是一种耐高温材料，所以在应用上配合电磁感应区域既能让不同材质的加热体进行加热，也可以让电磁感应片不易损坏，增加加热容器或锅具的使用寿命。

以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。