CN101037352A - 一种兼有远红外发射和反射功能的电磁感应涡流发热复合涂层 - Google Patents
一种兼有远红外发射和反射功能的电磁感应涡流发热复合涂层 Download PDFInfo
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Abstract
本项发明涉及一种兼有远红外发射和反射功能的电磁感应涡流发热复合涂层，其要点是采用涂覆工艺，依次将远红外辐射涂层、电磁感应涡流发热涂层、远红外反射涂层涂覆于无机非金属材料表面或印刷成转移花纸，而后经焙烧制成膨胀系数a(20－800)＝2.6－4.0×10－6/℃、厚度为150－250微米的复合涂层。该复合涂层应用在无机非金属材料(诸如玻璃和陶瓷等)烹调炊具的底部，可同时产生热传导、热辐射、热反射，使得热利用率和热效率显著提高，尤其适用于电磁灶或电磁炉上烹调食物。
Description
技术领域
本项发明涉及一种兼有远红外发射和反射功能的电磁感应涡流发热复合涂层，该复合涂层应用在无机非金属材料(诸如玻璃和陶瓷等)烹调炊具的底部，可以使这类炊具适用于电磁感应炉(如电磁灶、电磁炉等)上烹调食物。
背景技术
目前，市场上现有的电磁感应涡流发热涂层，其涂层功能单一，只有发热功能。电磁感应炉工作时使电磁感应发热层急剧升温，而无机非金属材料炊具是热的不良导体，传热慢，从而使得电磁感应发热层温度过高，高温氧化速度加快，影响使用寿命。目前市场上使用的涂层约100小时左右就会因为温度过高而被熔断。同时，热被辐射到电磁感应炉内部线圈而使得电磁感应炉经常性死机，甚至线圈被烧坏。这些不仅仅耗费了有效热能，影响了加热的热效率的提高，同时易损坏电器设备。另外也有将铁金属粉和玻璃粉的混合物制成电磁感应发热涂层，但由于这种涂层与陶瓷材料的膨胀系数相差很大，在反复地急冷急热的恶劣工况下，容易使涂层从陶瓷炊具的底部脱落，而且由于铁金属长时间处于高温环境中，很容易发生高温氧化，使得涂层发热不稳定，断断续续而影响其使用寿命。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足之处，提供一种兼有远红外发射和反射功能的电磁感应涡流发热复合涂层。
本发明提出的解决上述问题的技术方案是：一种兼有远红外发射和反射功能的电磁感应涡流发热复合涂层，其特征是：采用涂覆工艺依次将远红外辐射涂层、电磁感应涡流发热涂层、远红外反射涂层涂覆于无机非金属材料表面或印刷成转移花纸，其中所述的：
远红外辐射涂层按重量百分比含堇青石7.5-15、过渡金属氧化物35-42.5，无机熔剂50-60；
远红外电磁感应涡流发热涂层按重量百分比含金属银粉82-91，铁铬镍铝合金粉0-9，氧化铋4-10，无机熔剂2-6；
远红外反射涂层按重量百分比含六钛酸钾晶须45-55，无机熔剂45-55；
而后经焙烧制成膨胀系数a(20-800)＝2.6-4.0×10-6/℃、厚度为150-250微米的复合涂层。
所述的无机熔剂优选按重量百分比的组成为：氧化锂2-4％、氧化硼20-30％、氧化硅30-50％、氧化铝4-10％、氧化钾3-6％、氧化钠2-5％、氧化钙4-9％、氧化锶2-6％。
所述的过渡金属氧化物主要是指铁钴铬铜等过渡金属氧化物的高温合成物，特别是按重量百分比组成为：氧化铁40-50％、氧化钴15-25％、氧化铬30-40％和氧化铜2-4％，经过1300-1320℃煅烧合成的尖晶石型化合物。
所述的铁铬镍铝合金粉只要求是常见的以铁元素为基础的合金粉。
本发明涉及的兼有远红外发射和反射功能的电磁感应涡流发热复合涂层的制备方法是：根据无机熔剂的组份经配料、混合均匀后，在马弗炉中高温下烧熔，熔融温度为1250℃-1350℃，熔融时间为2h，熔融淬冷好的熔块经过粉碎研磨，制成过250目标准筛的粉末无机熔剂备用；然后根据组份重量百分含量分别称取堇青石与过渡金属氧化物的高温合成物、金属银粉与铁铬镍铝合金粉以及六钛酸钾晶须(K2O·6TiO2)(每种粉料的细度必须满足250目标准筛)，分别按比例加入制备好的粉末无机熔剂和/或适量的氧化铋，再分别加入适量调墨油(松油醇、甘油、丙二醇、二丁脂、松节油、樟脑油)，调制成粘度适当的浆料；分别将远红外辐射涂层、电磁感应涡流发热涂层和远红外热反射涂层采用(喷涂、刷涂、刮涂、转移印刷或丝网印刷等)涂覆工艺，按远红外辐射涂层、电磁感应涡流发热涂层、远红外热反射涂层的次序涂覆在经预处理的无机非金属材料表面制成涂层或转移花纸，然后经过500-850℃焙烧，即制成兼有远红外发射和反射功能的电磁感应涡流发热复合涂层。其中的调墨油(松油醇、甘油、丙二醇、二丁脂、松节油、樟脑油)是用来调整浆料粘度的稀释剂，在烘干、烧结过程中，稀释剂完全挥发干净，稀释剂的加入量(重量％)为40-60，以浆料粘度适于采用喷涂、刷涂、刮涂、转移印刷或丝网印刷等涂覆工艺为准，可以任选其中一种，也可以混合使用。
本项发明与现有技术相比较具有的显著优点：本发明的复合涂层不仅通过电磁感应涡流发热涂层产生热传导，还能通过远红外辐射涂层辐射热能，并且由于远红外反射涂层的作用，反向辐射的热可以改变方向转换为有效热能，这样使得热利用率和热效率显著提高，同时不会因为热辐射损坏电器设备。本发明使用了无铅无镉的低膨胀熔剂和低膨胀堇青石材料，使得在不影响发热效率的前提下涂层的膨胀系数与基体的膨胀系数相近，从而不会因为频繁的急冷急热的工作条件下涂层与基体脱离或涂层张裂。本项发明的涂层使用寿命得到了大大的提高，长期耐温可达500℃，短期耐温可达600℃，不会因为温度过高而被熔断，也不会被剥落，该涂层涂覆在陶瓷炊具上在电磁炉上长期煮沸寿命大于1000小时。
具体实施方式
下面结合实施例来解释说明本发明：(技术指标见列表)
实施例1
以1公斤料为准，远红外辐射涂层含有(重量组成％)堇青石7.5，过渡金属氧化物的高温合成物42.5，无机熔剂50；电磁感应涡流发热涂层含有(重量组成％)金属银粉82，以铁元素为基础铁铬镍铝合金粉9、氧化铋6、无机熔剂3；远红外反射涂层含有(重量组成％)六钛酸钾晶须50，无机熔剂50。其中过渡金属氧化物(重量组成％)：氧化铁45％、氧化钴20％、氧化铬33％和氧化铜2％；无机熔剂(重量组成％)：氧化锂3％、氧化硼25％、氧化硅47％、氧化铝7％、氧化钾5％、氧化钠3％、氧化钙6％、氧化锶4％。
实施例2
以1公斤料为准，远红外辐射涂层含有(重量组成％)堇青石15，铁钴铬铜等过渡金属氧化物的高温合成物35，无机熔剂50；电磁感应涡流发热涂层含有(重量组成％)金属银粉91，以铁元素为基础铁铬镍铝合金粉1、氧化铋6、无机熔剂2；远红外热反射涂层含有(重量组成％)六钛酸钾晶须60，无机熔剂40。其中过渡金属氧化物(重量组成％)：氧化铁45％、氧化钴20％、氧化铬33％和氧化铜2％；无机熔剂(重量组成％)：氧化锂3％、氧化硼25％、氧化硅47％、氧化铝7％、氧化钾5％、氧化钠3％、氧化钙6％、氧化锶4％。
实施例3
以1公斤料为准，远红外辐射涂层含有(重量组成％)堇青石10，铁钴铬铜等过渡金属氧化物的高温合成物45，无机熔剂45；电磁感应涡流发热涂层含有(重量组成％)金属银粉85，以铁元素为基础铁铬镍铝合金粉5、氧化铋6、无机熔剂4；远红外热反射涂层含有(重量组成％)六钛酸钾晶须55，无机熔剂45。其中过渡金属氧化物(重量组成％)：氧化铁45％、氧化钴20％、氧化铬33％和氧化铜2％；无机熔剂(重量组成％)：氧化锂3％、氧化硼25％、氧化硅47％、氧化铝7％、氧化钾5％、氧化钠3％、氧化钙6％、氧化锶4％。
实施例4
以1公斤料为准，远红外辐射涂层含有(重量组成％)堇青石12，铁钴铬铜等过渡金属氧化物的高温合成物43，无机熔剂45；电磁感应涡流发热涂层含有(重量组成％)金属银粉87，以铁元素为基础铁铬镍铝合金粉4、氧化铋6、无机熔剂3；远红外热反射涂层含有(重量组成％)六钛酸钾晶须45，无机熔剂55。其中过渡金属氧化物(重量组成％)：氧化铁45％、氧化钴20％、氧化铬33％和氧化铜2％；无机熔剂(重量组成％)：氧化锂3％、氧化硼25％、氧化硅47％、氧化铝7％、氧化钾5％、氧化钠3％、氧化钙6％、氧化锶4％。
实施例5
以1公斤料为准，远红外辐射涂层含有(重量组成％)堇青石14，铁钴铬铜等过渡金属氧化物的高温合成物44，无机熔剂42；电磁感应涡流发热涂层含有(重量组成％)金属银粉89，以铁元素为基础铁铬镍铝合金粉3、氧化铋6、无机熔剂2；远红外热反射涂层含有(重量组成％)六钛酸钾晶须50，无机熔剂50。其中过渡金属氧化物(重量组成％)：氧化铁45％、氧化钴20％、氧化铬33％和氧化铜2％；无机熔剂(重量组成％)：氧化锂3％、氧化硼25％、氧化硅47％、氧化铝7％、氧化钾5％、氧化钠3％、氧化钙6％、氧化锶4％。
以上实施例所得各复合涂层技术指标列表如下：
表中，膨胀系数是由石英管热膨胀仪测定，辐射率和反射率是由IR-型双波段红外发射率测量仪测定，涂层厚度是由MPOR-两用型涂镀层厚度仪测量。
Claims (3)
1、一种兼有远红外发射和反射功能的电磁感应涡流发热复合涂层，其特征是：采用涂覆工艺依次将远红外辐射涂层、电磁感应涡流发热涂层、远红外反射涂层涂覆于无机非金属材料表面或印刷成转移花纸，其中所述的：
远红外辐射涂层按重量百分比含堇青石7.5-15、过渡金属氧化物35-42.5，无机熔剂50-60；
远红外电磁感应涡流发热涂层按重量百分比含金属银粉82-91，铁铬镍铝合金粉0-9，氧化铋4-10，无机熔剂2-6；
远红外反射涂层按重量百分比含六钛酸钾晶须45-55，无机熔剂45-55；
而后经焙烧制成膨胀系数a(20-800)＝2.6-4.0×10-6/℃、厚度为150-250微米的复合涂层。
2、根据权利要求1所述复合涂层，其特征是：所述的无机熔剂按重量百分比组成为：氧化锂2-4％、氧化硼20-30％、氧化硅30-50％、氧化铝4-10％、氧化钾3-6％、氧化钠2-5％、氧化钙4-9％、氧化锶2-6％。
3、根据权利要求1或2所述复合涂层，其特征是：所述的过渡金属氧化物是按重量百分比组成为：氧化铁40-50％、氧化钴15-25％、氧化铬30-40％和氧化铜2-4％，经过1300-1320℃煅烧合成的尖晶石型化合物。
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