陶瓷镶嵌金属内锅和烹饪器具的制作方法

本发明涉及家用电器领域，具体涉及陶瓷镶嵌金属内锅和烹饪器具。

背景技术

近年来随着人们的生活水平越来越高，对健康环保的锅具材料要求越来越高，对金属材料锅具生锈及中毒等问题日益担心，由于陶瓷材料的优越性能，健康环保，耐化学腐蚀，在和食物长期接触过程中不存在金属元素溶出风险，还具有一定的远红外穿透功能，保证食物的鲜美可口，应用到锅具领域越来越受到重视，但陶瓷材料不具有电磁加热功能，比较脆容易跌落破裂，在应用于压力锅时存在安全风险；并且，陶瓷材料通常会附有一些羧基等亲水性基团，使得陶瓷表面与水的接触角一般小于90°，表现出亲水性，导致陶瓷锅在烹饪时容易出现粘锅现象。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有的由陶瓷材料制成的陶瓷锅具存在的不具有电磁加热功能、容易破裂、在高温高压下安全性较差以及不粘效果较差的缺陷，提供了一种陶瓷镶嵌金属内锅和烹饪器具。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种陶瓷镶嵌金属内锅，该陶瓷镶嵌金属内锅包括作为内层的陶瓷层、作为外层的金属层以及位于陶瓷层和金属层之间的导热层，其中，所述陶瓷层的内表面上形成有不粘层。

优选地，所述不粘层表面上的水接触角大于90°，更优选为100°至120°。

优选地，所述不粘层为聚四氟乙烯层。

优选地，所述不粘层为釉层。

优选地，所述不粘层为聚四氟乙烯复合金属氧化物层；

更优选地，在形成聚四氟乙烯复合金属氧化物层的材料中，聚四氟乙烯与金属氧化物的重量比为1：1-5。

优选地，所述导热层为导热弹性层；

更优选地，所述导热弹性层由含有硅胶和/或弹性聚合物以及导热填料的组合物形成，所述弹性聚合物选自三元乙丙橡胶、硅橡胶和氟硅树脂中的至少一种，所述导热填料为金属氧化物粉体。

优选地，所述金属层为单层结构或多层结构。

优选地，所述金属层包括至少一层导磁层；

更优选地，所述导磁层为铁层或铁基合金层。

优选地，所述金属层还包括形成在所述导磁层的外表面上的铝层。

本发明第二方面提供一种烹饪器具，所述烹饪器具包括本发明所述的陶瓷镶嵌金属内锅。

优选地，所述烹饪器具为电饭煲或电压力锅。

在本发明所述的陶瓷镶嵌金属内锅中，在陶瓷层与金属层之间的导热层可以及时地把金属层产生的热量传递给陶瓷层，让整个陶瓷层均匀受热，这样可以让食物更鲜美可口；而且，由于陶瓷材料脆性比较大，当有暗裂纹的陶瓷层处在压力状态时存在安全风险，在锅体外包裹金属层，很好地保障了产品的安全性，同时赋予陶瓷锅一定的抗碰撞跌落性能。

另外，通过在陶瓷层的内表面上形成不粘层，可以解决不粘效果较差的问题。

附图说明

图1是本发明所述的陶瓷镶嵌金属内锅的结构示意图。

图2是本发明所述的陶瓷镶嵌金属内锅中的层结构排布示意图。

附图标记说明

1陶瓷层2导热层

3金属层4不粘层

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。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指参考附图所示的上、下；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

如图1和2所示，所述陶瓷镶嵌金属内锅包括作为内层的陶瓷层1、作为外层的金属层3以及位于陶瓷层1和金属层3之间的导热层2。

在所述陶瓷镶嵌金属内锅中，所述陶瓷层1的内表面上形成有不粘层4。所述不粘层4表面上的水接触角大于90°，具体地，例如可以为95°、100°、105°、110°、115°、120°、125°、130°、135°、140°、145°、150°、155°等。在优选情况下，所述不粘层4表面上的水接触角为100°至120°。

在本发明中，所述不粘层4可以由本领域常规的用于形成不粘层的材料形成，只要使得所述陶瓷镶嵌金属内锅具有较好的不粘效果即可。

根据本发明的一种实施方式，所述不粘层4为聚四氟乙烯层，也即不粘层4由聚四氟乙烯形成。所述聚四氟乙烯层可以按照本领域常规的方法形成，例如可以通过喷涂的方法形成。

根据本发明的另一种实施方式，所述不粘层4为釉层。所述釉层可以通过在陶瓷层1的内表面喷涂陶瓷釉料，然后进行高温烧结从而形成。所述釉层表面光洁，同时致密度高，表面硬度高，耐磨性好。所述陶瓷釉料可以为本领域常规的陶瓷釉料，例如，所述陶瓷釉料可以含有8-12重量％的石英、15-30重量％的长石、30-50重量％的黏土、10-20重量％的高岭土、5-10重量％的硼砂、5-10重量％的氧化铝和1-5重量％的氧化镁。

根据本发明的另一种实施方式，所述不粘层4为聚四氟乙烯复合金属氧化物层，也即不粘层4由聚四氟乙烯和金属氧化物的复合物形成。所述聚四氟乙烯复合金属氧化物层可以通过在陶瓷层1的内表面喷涂聚四氟乙烯和金属氧化物的复合物而形成。所述聚四氟乙烯复合金属氧化物层一方面具有聚四氟乙烯提供的良好的不粘特性，另一方面金属氧化物的存在可以赋予聚四氟乙烯复合金属氧化物层良好的表面硬度，使得该聚四氟乙烯复合金属氧化物层不仅具有良好的不粘特性，而且还具有较好的耐磨性，使用寿命较长。

在本发明中，在形成聚四氟乙烯复合金属氧化物层的材料中，聚四氟乙烯与金属氧化物的重量比可以为1：1-5，优选为1：1-3。所述金属氧化物例如可以为氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化锌。

根据本发明的一种优选实施方式，所述导热层2为导热弹性层，也即所述导热层2由导热弹性材料形成。由于陶瓷材料与金属材料的膨胀系数差异很大，金属材料的膨胀系数远大于陶瓷材料，在热循环过程中陶瓷层容易受到挤压而破裂，通过将陶瓷层与金属层之间的导热层设置为导热弹性层，不仅可以及时地把金属层产生的热量传递给陶瓷层，同时可以进一步缓解金属层高温膨胀对陶瓷层的挤压，避免陶瓷层的破裂。

进一步优选地，形成所述导热弹性层的材料为耐高温导热弹性材料。在一种具体实施方式中，所述耐高温导热弹性材料为含有硅胶和/或弹性聚合物以及导热填料的组合物，硅胶和/或弹性聚合物可以赋予优异的弹性和可加工性，所述导热填料可以赋予优异的导热性和耐温性。在优选情况下，所述耐高温导热弹性材料为含有硅胶和导热填料的组合物。所述弹性聚合物例如可以为三元乙丙橡胶(epdm)、硅橡胶和氟硅树脂中的至少一种。所述导热填料例如可以为金属氧化物al2o3、mgo、beo、zno等粉体，也可以是氮化物si3n4、aln等粉体，也可以是银、铝、铜、金、铁、镍、不锈钢、金属合金等金属粉体。在所述含有有机高分子聚合物和导热填料的组合物中，相对于100重量份的所述有机高分子聚合物，所述导热填料的含量为30-70重量份，优选为40-60重量份。在另一种具体实施方式中，所述导热弹性层2为石墨。由于石墨具有良好的导热性能，其导热系数最高可达1900w/m²·k，且熔点高达3850℃，耐高温，耐化学腐蚀，具有可塑性，能很好地把金属层产生的热量传递给陶瓷层，并且能很好地缓解金属层热膨胀对陶瓷层造成的挤压。

在本发明中，所述金属层3可以为单层结构，也可以为多层结构。在优选情况下，所述金属层3为多层结构。

根据本发明的一种优选实施方式，所述金属层3包括至少一层导磁层。在该优选实施方式中，所述导磁层可以赋予所述陶瓷镶嵌金属内锅电磁加热的功能。

在本发明中，所述导磁层可以由本领域常规的导磁材料形成，例如可以由铁金属、镍金属、铁基合金以及其他导磁合金材料形成。所述铁基合金例如可以为fe-c合金、fe-ni合金、fe-al合金、fe-si合金和fe-mn合金中的至少一种，优选为fe-c合金，具体的实例如304不锈钢、430不锈钢。在一种优选实施方式中，所述导磁层为铁层(即由铁金属形成的导磁层)或铁基合金层(即由铁基合金形成的导磁层)。

所述陶瓷镶嵌金属内锅中的金属层3可以是一层导磁层，也可以是导磁层与其他金属层复合在一起的多层结构。优选情况下，所述陶瓷镶嵌金属内锅中的金属层3为包括导磁层和其他金属层的多层结构。所述其他金属层可以由铝、锌、铜、不锈钢、金属合金等非导磁性材料形成。由于铝具有优异的抗腐蚀能力，并且在表面生成一层氧化膜，很好的起到保护作用，同时铝金属价格相对较便宜，因此，在优选的实施方式中，所述金属层3包括导磁层和形成在所述导磁层的外表面上的铝层，也即铝层包裹在所述导磁层的外侧。

在本发明中，所述陶瓷层1可以由本领域常规的用于制备陶瓷锅体的材料形成。在一种实施方式中，作为陶瓷层1的陶瓷锅体可以按照以下方法制备得到：将70-90重量份的氧化铝粉、3-20重量份的高岭土、0.5-5重量份的滑石粉以及水混合并研磨以获得浆料；将所述浆料进行陈腐1-30小时，然后造粒，得到粒度d50为80-150μm的粒料；将所得粒料进行干压成型，并将成型得到的生坯在1400-1700℃下进行烧结，从而制得陶瓷锅体。

本发明还提供了一种烹饪器具，所述烹饪器具包括本发明提供的陶瓷镶嵌金属内锅。优选地，所述烹饪器具为电饭煲或电压力锅，所述陶瓷镶嵌金属内锅作为电饭煲和电压力锅的内锅。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

将75重量份的氧化铝粉、20重量份的高岭土、5重量份的滑石粉以及水混合，研磨10小时，球磨至粒径为3.8微米，得到含水量为30重量％的浆料。将该浆料陈腐10小时，然后将所得浆料进行造粒，得到粒度d50为80微米的粒料，将所得粒料进行干压成型，并将成型得到的生坯在1400℃下进行烧结，得到氧化铝陶瓷锅体。将含有10重量份聚四氟乙烯(数均分子量为10000)和20重量份氧化铝的复合物喷涂在氧化铝陶瓷锅体的内表面上以形成不粘层，从而得到具有不粘层的氧化铝陶瓷锅体a1。

实施例2

按照实施例的方法制备氧化铝陶瓷锅体，接着将含有10重量份聚四氟乙烯(数均分子量为10000)和30重量份氧化铝的复合物喷涂在氧化铝陶瓷锅体的内表面上以形成不粘层，从而得到具有不粘层的氧化铝陶瓷锅体a2。

实施例3

按照实施例的方法制备氧化铝陶瓷锅体，接着将含有10重量份聚四氟乙烯(数均分子量为10000)和10重量份氧化铝的复合物喷涂在氧化铝陶瓷锅体的内表面上以形成不粘层，从而得到具有不粘层的氧化铝陶瓷锅体a3。

实施例4

根据实施例1的方法制备具有不粘层的氧化铝陶瓷锅体，所不同的是，喷涂过程中所用的物料仅为聚四氟乙烯，而不含有氧化铝，从而得到具有不粘层的氧化铝陶瓷锅体a4。

实施例5

按照实施例1的方法制备氧化铝陶瓷锅体，接着将含有8重量份的石英、20重量份的长石、40重量份的黏土、10重量份的高岭土、7重量份的硼砂、10重量份的氧化铝、5重量份的氧化镁的陶瓷釉料喷涂在氧化铝陶瓷锅体的内表面上，然后在1270℃下烧结4小时，从而得到具有不粘层的氧化铝陶瓷锅体a5。

对比例1

按照实施例1的方法制备氧化铝陶瓷锅体，且不进行后续的形成不粘层的工序，得到氧化铝陶瓷锅体d1。

测试例

(1)检测不粘特性

按照gb/t2421-1998的方法检测上述实施例和对比例中制备的陶瓷镶嵌金属内锅的不粘性，具体测试过程如下：用沾有植物油的软布轻揩锅体内表面，用温水加洗涤剂清洗后用清水洗净揩干，再将试样加热，用表面温度计测量，锅体内表面温度在150℃时，将一只新鲜鸡蛋破壳后放入锅内，不加植物食用油或其他脂肪油，待蛋白基本凝固，用非金属铲无损伤取出鸡蛋，然后用软布擦拭锅体内表面，并连续进行三次。如果锅体内表面能够擦拭干净，则为合格，表明不粘性较好；如果锅体内表面不能擦拭干净，则不合格，表明不粘性较差或没有不粘性。上述实施例和对比例中制备的陶瓷镶嵌金属内锅的测试结果如下表1所示。

(2)测试表面硬度

根据用测试铅笔对涂层面成45°角，力度以铅笔不折断为准(约20n力为宜)，在表层面上推压，向试验者前方以均匀的推压速度约1cm/s，刮划痕长约1cm，在层面上刮划五道，铅笔的尖端每刮划一道后，要重新磨平再用方法检测各个具有不粘层的氧化铝陶瓷锅体上不粘层的硬度。结果见表1。

(3)测试耐刮擦性

用洗洁精配制浓度为5重量％的洗涤水，3m(7447c)百洁布，负重2.5kgf，左右摆动单程为1次，每250次更换百洁布，检查每次刮擦后涂层是否脱落或者是否露出基材(以露出≥10条线条为终止试验)，并记录耐磨次数。结果见表1。

表1

由上述实施例和对比例的数据可以看出，本发明所述的陶瓷镶嵌金属内锅具有较好的不粘效果；而且，当不粘层为釉层或聚四氟乙烯复合金属氧化物层时，不粘层具有较高的表面硬度，耐磨性较好。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。