CN106473610A - 一种用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜及其制备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜，包括磁性发热层和高温防氧化层，所述磁性发热层涂覆在非导磁体锅具底部；所述高温防氧化层涂覆在所述磁性发热层表面，烧结后形成密闭的保护膜层；所述磁性发热层包括以下组分及重量百分含量：不锈钢粉30~70%、镍粉10~30%、铜粉5~20%、助烧玻璃粉 5~15%、铝粉2~5%；所述高温防氧化层包括硅酸盐材料和金属粉或者金属氧化物中的一种或者多种。本发明用不锈钢粉代替传统银粉既有效降低成本、也提高了磁性发热效率。磁性发热层与锅本体的膨胀系数基本匹配，克服了用不锈钢板直接贴片的不足。高温防氧化层中含有金属粉，既达到调节膜层膨胀系数的目的，又达到发热层防氧化的目的，延长了磁性发热层的使用寿命。

Description

一种用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜及其制备

技术领域

本发明涉及一种磁性发热膜，特别是一种用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜及其制备。

背景技术

电磁炉作为厨具市场的新型灶具，采用磁场感应涡流加热原理，具有无明火、升温快、热效率高、对周围环境不产生热辐射无烟尘、安全性好等优点，是一种高效节能厨具，受到广泛的欢迎。然而，电磁炉无法对陶瓷、铜等非导磁体的锅具进行直接加热。当非导磁材质制成的锅具应用于电磁炉上加热时，需要在该类锅具经过特殊处理。目前，市场上为了使陶瓷锅、铜锅等非导磁体的锅具能够采用电磁加热，采用粘贴、涂覆、镶嵌等方法添加磁性制品。专利CN201178968公开了一种金属膜陶瓷胆电磁电饭锅，通过在陶瓷胆的底部外表面覆上一层电磁金属膜，可在电磁场中产生涡流而发热，从而实现陶瓷胆的电磁加热。但是，这种电磁电饭锅金属膜直接覆在陶瓷胆底部，没有经过防氧化处理，在制备过程中或反复电磁加热使用过程中金属膜容易被氧化而导致功率衰退、使用寿命短等问题。专利CN202681589 U公开了一种在陶瓷锅底部嵌入一块与锅具底面积相同的铁磁性薄片使得该陶瓷锅可以在电磁炉上加热，然而这种方法需要对脆性陶瓷进行加工，如打洞、划槽等，使得陶瓷成品率很低；另外磁性制品与陶瓷的热胀冷缩差距大，导致分层，易出现松动、胀裂等现象。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜及其制备解决现有金属膜直接覆在陶瓷胆底部没有经过防氧化处理，易被氧化而导致功率衰退、使用寿命短；磁性制品与陶瓷的热胀冷缩差距大，导致分层，易出现松动、胀裂等问题。

为了实现上述目的，采用如下的技术方案：

一种用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜，包括磁性发热层和高温防氧化层，所述磁性发热层涂覆在非导磁体锅具底部；所述高温防氧化层涂覆在所述磁性发热层表面，烧结后形成密闭的保护膜层；所述磁性发热层包括以下组分及重量百分含量：不锈钢粉30~70%、镍粉10~30%、铜粉5~20%、助烧玻璃粉 5~15%、铝粉2~5%；所述高温防氧化层包括硅酸盐材料和金属粉或者金属氧化物中的一种或者多种。

采用普通金属粉代替银粉，外面增加一层保护膜层，可以显著降低成本。磁性发热层中添加助烧玻璃粉的目的是为了将金属粉粘接到基体上；铝粉是在低温加热时，外部保护膜致密化前，避免铜等金属颗粒氧化。

进一步的，所述硅酸盐材料为导热性较高的玻璃或者导热性较高的玻璃与无机非金属晶须的复合材料。

进一步的，所述导热性较高玻璃为ZnO-B₂O₃-P₂O₅系玻璃粉或者堇青石玻璃粉。

进一步的，所述无机非金属晶须为氮化硅、氮化铝、碳化硅等晶须的一种或多种混合物。可以进一步提高导热效果。

进一步的，所述ZnO-B₂O₃-P₂O₅系玻璃由下列体积百分比的组分组成：ZnO 30~50%、B₂O₃ 10~30%、P₂O₅ 10~30%、Bi₂O₃ 5~20%、Al₂O₃ 5~15%、Fe₂O₃ 0~5%。

进一步的，所述金属粉为铝粉、铝合金粉、铁粉、铁合金粉中一种或多种混合物；所述金属氧化物为氧化铝、氧化锆中的一种或多种混合物。

进一步的，所述金属氧化物为氧化铝、氧化锆中的一种或多种混合物。

进一步的，所述高温防氧化层的厚度为5~200μm；所述磁性发热层的厚度为50~800μm。

进一步的，所述非导磁体锅具包括陶瓷锅、铜锅、普通不锈钢锅。

上述用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜的制备，主要包括以下步骤：

按重量百分比称取磁性发热层的原料；然后搅拌混合均匀并采用精密对辊设备进行高速研磨充分细化，制备出磁性发热层浆料；

（2）按体积百分比称取硅酸盐材料；再进行混料→熔融→球磨→过筛；

（3）将步骤（2）所得的硅酸盐材料与高温防氧化层的剩余组分混合再加入胶黏剂后混料球磨，并配制成高温防氧化层浆料；

（4）在非导磁体锅具的底部刷涂或网印一层步骤（1）所得磁性发热层浆料薄层；待薄层干燥后，在磁性发热层表面刷涂或网印一层步骤（3）所得高温防氧化层料浆薄层，并干燥；

（5）在100-150℃保温20-30min；然后在800-1050℃烧结0.5~1h；最后随炉冷却。

与现有技术相比，本发明用不锈钢粉代替传统银粉制备磁性发热膜，既有效降低成本、也提高了磁性发热效率。而且通过调节成分比例，可使磁性发热层与锅本体的膨胀系数基本匹配，克服了用不锈钢板直接贴片的不足。同时，在磁性发热层表面涂覆高温防氧化层，烧结后形成密闭的保护膜层，高温防氧化层中含有一定量的金属粉，既达到调节膜层膨胀系数的目的，又优先磁性发热层被氧化以达到发热层防氧化的目的，从而解决了传统带金属导磁加热层的陶瓷锅在制备过程中或反复电磁加热使用过程中磁性发热层容易被氧化而导致功率衰退、使用寿命短等问题，延长了磁性发热层的使用寿命，具有重要的的实用意义。

附图说明

图1是本发明所述抗氧化的磁性发热膜结构示意图；其中，1-非导磁体锅具、2-磁性发热层、3-高温防氧化层。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

实施例1

一种用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜的制备方法，主要包括以下步骤：

1）备料

A、按以下重量百分比称取磁性发热层原料：430不锈钢粉50%、镍粉25%、铜粉5%、玻璃粉15%、铝粉5%；将原料按照油墨制备工艺加入调墨油后搅拌混合均匀并采用精密对辊设备进行高速研磨充分细化，制备出磁性发热层浆料，密封备用。

B、按以下体积百分比称取高导热玻璃原料：ZnO 30%、B₂O₃ 10%、P₂O₅ 30%、Bi₂O₃ 10%、Al₂O₃ 15%、Fe₂O₃ 5%；将原料按照普通玻璃粉制备工艺混料→熔融→球磨→过筛，制备出玻璃粉，密封备用。

C、按质量份数称取高温防氧化层原料：上述高导热玻璃粉80份、氮化硅晶须10份、铝硅合金粉10份；将原料按照精细陶瓷浆料制备工艺加入胶黏剂后混料球磨，并配制成悬浮性较好的涂层浆料，密封备用。

2）膜的制作

在陶瓷锅底部刷涂或网印一层200μm厚的上述磁性发热层浆料薄层；待薄层干燥后，在磁性发热层表面刷涂或网印一层20μm厚的上述高温防氧化层料浆薄层，并干燥。

3）烧结

将膜层制作完毕的陶瓷锅在100℃保温30分钟；然后在800℃烧结1~2h；最后随炉冷却，即得到本发明所述的抗氧化的磁性发热膜。

实施例2

一种用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜的制备方法，主要包括以下步骤：

1）备料

A、按以下重量百分比称取磁性发热层原料：430不锈钢粉55%、镍粉30%、铜粉8%、玻璃粉5%、铝粉2%；将原料按照油墨制备工艺加入调墨油后搅拌混合均匀并采用精密对辊设备进行高速研磨充分细化，制备出磁性发热层浆料，密封备用。

B、按以下体积百分比称取高导热玻璃原料：ZnO 40%、B₂O₃ 30%、P₂O₅ 10%、Bi₂O₃12%、Al₂O₃ 5%、Fe₂O₃ 3%；将原料按照普通玻璃粉制备工艺混料→熔融→球磨→过筛，制备出玻璃粉，密封备用。

C、按质量份数称取高温防氧化层原料：上述高导热玻璃粉75份、碳化硅晶须10份、铝粉15份；将原料按照精细陶瓷浆料制备工艺加入胶黏剂后混料球磨，并配制成悬浮性较好的涂层浆料，密封备用。

2）膜的制作

在铜锅底部刷涂或网印一层50μm厚的上述磁性发热层浆料薄层；待薄层干燥后，在磁性发热层表面刷涂或网印一层5μm厚的上述高温防氧化层料浆薄层，并干燥。

3）烧结

将膜层制作完毕的铜锅在110℃保温20分钟；然后在850℃烧结0.5~1h；最后随炉冷却，即得到本发明所述的抗氧化的磁性发热膜。

实施例3

一种用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜的制备方法，主要包括以下步骤：

1）备料

A、按以下重量百分比称取磁性发热层原料：430不锈钢粉70%、镍粉10%、铜粉10%、玻璃粉8%、铝粉2%；将原料按照油墨制备工艺加入调墨油后搅拌混合均匀并采用精密对辊设备进行高速研磨充分细化，制备出磁性发热层浆料，密封备用。

B、按以下体积百分比称取高导热玻璃原料：ZnO 50%、B₂O₃ 10%、P₂O₅ 10%、Bi₂O₃20%、Al₂O₃ 10%、Fe₂O₃ 0%；将原料按照普通玻璃粉制备工艺混料→熔融→球磨→过筛，制备出玻璃粉，密封备用。

C、按质量份数称取高温防氧化层原料：上述高导热玻璃粉70份、碳化硅晶须4份、氮化铝晶须6份、铁碳合金粉8份、氧化铝颗粒12份；将原料按照精细陶瓷浆料制备工艺加入胶黏剂后混料球磨，并配制成悬浮性较好的涂层浆料，密封备用。

2）膜的制作

在普通不锈钢锅底部刷涂或网印一层600μm厚的上述磁性发热层浆料薄层；待薄层干燥后，在磁性发热层表面刷涂或网印一层150μm厚的上述高温防氧化层料浆薄层，并干燥。

3）烧结

将膜层制作完毕的普通不锈钢锅在110℃保温20分钟；然后在950℃烧结1~2h；最后随炉冷却，即得到本发明所述的抗氧化的磁性发热膜。

实施例4

一种用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜的制备方法，主要包括以下步骤：

1）备料

A、按以下重量百分比称取磁性发热层原料：430不锈钢粉30%、镍粉30%、铜粉20%、玻璃粉15%、铝粉5%；将原料按照油墨制备工艺加入调墨油后搅拌混合均匀并采用精密对辊设备进行高速研磨充分细化，制备出磁性发热层浆料，密封备用。

B、按质量份数称取高温防氧化层原料：堇青石玻璃粉80份、碳化硅晶须10份、氧化铝颗粒10份；将原料按照精细陶瓷浆料制备工艺加入胶黏剂后混料球磨，并配制成悬浮性较好的涂层浆料，密封备用。

2）膜的制作

在陶瓷锅底部刷涂或网印一层800μm厚的上述磁性发热层浆料薄层；待薄层干燥后，在磁性发热层表面刷涂或网印一层200μm厚的上述高温防氧化层料浆薄层，并干燥。

3）烧结

将膜层制作完毕的陶瓷锅在100℃保温30分钟；然后在1050℃烧结0.5~1h；最后随炉冷却，即得到本发明所述的抗氧化的磁性发热膜。

按照实施例1-4制备得到的用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜如图1所示，主要包括磁性发热层2和高温防氧化层3，磁性发热层2涂覆在非导磁体锅具底部1；高温防氧化层3涂覆在磁性发热层2表面，烧结后形成密闭的保护膜层。

需要声明的是，上述实施例仅仅是对本发明的具体实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，本领域技术人员在现有技术的基础上还可做多种修改和变化，例如采用其他种类的非导体磁锅具、采用不同的烧结温度，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜，其特征在于，包括磁性发热层和高温防氧化层，所述磁性发热层涂覆在非导磁体锅具底部；所述高温防氧化层涂覆在所述磁性发热层表面，烧结后形成密闭的保护膜层；所述磁性发热层包括以下组分及重量百分含量：不锈钢粉30~70%、镍粉10~30%、铜粉5~20%、助烧玻璃粉 5~15%、铝粉2~5%；所述高温防氧化层包括硅酸盐材料和金属粉或者金属氧化物中的一种或者多种。

2.根据权利要求1所述用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜，其特征在于，所述硅酸盐材料为导热性较高的玻璃或者导热性较高的玻璃与无机非金属晶须的复合材料。

3.根据权利要求2所述用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜，其特征在于，所述导热性较高的玻璃为ZnO-B₂O₃-P₂O₅系玻璃粉或者堇青石玻璃粉。

4.根据权利要求2所述用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜，其特征在于，所述无机非金属晶须为氮化硅、氮化铝、碳化硅晶须中的一种或多种混合物。

5.根据权利要求3所述用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜，其特征在于，所述ZnO-B₂O₃-P₂O₅系玻璃由下列体积百分比的组分组成：ZnO 30~50%、B₂O₃ 10~30%、P₂O₅ 10~30%、Bi₂O₃ 5~20%、Al₂O₃ 5~15%、Fe₂O₃ 0~5%。

6.根据权利要求1所述用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜，其特征在于，所述金属粉为铝粉、铝合金粉、铁粉、铁合金粉中一种或多种混合物；所述金属氧化物为氧化铝、氧化锆中的一种或多种混合物。

7.根据权利要求1所述用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜，其特征在于，所述高温防氧化层的厚度为5~200μm；所述磁性发热层的厚度为50~800μm。

8.根据权利要求1所述用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜，其特征在于，所述非导磁体锅具包括陶瓷锅、铜锅、普通非磁性不锈钢锅。

9.根据权利要求1-8任一项所述用于非导磁体锅具的抗氧化的磁性发热膜的制备，其特征在于，主要包括以下步骤：

（1）按重量百分比称取磁性发热层的原料；然后搅拌混合均匀并采用精密对辊设备进行高速研磨充分细化，制备出磁性发热层浆料；

（2）按体积百分比称取硅酸盐材料；再进行混料→熔融→球磨→过筛；

（3）将步骤（2）所得的硅酸盐材料与高温防氧化层的剩余组分混合再加入胶黏剂后混料球磨，并配制成高温防氧化层浆料；

（4）在非导磁体锅具的底部刷涂或网印一层步骤（1）所得磁性发热层浆料薄层；待薄层干燥后，在磁性发热层表面刷涂或网印一层步骤（3）所得高温防氧化层料浆薄层，并干燥；

（5）在100-150℃保温20-30min；然后在800-1050℃烧结0.5~1h；最后随炉冷却。