CN109233483B

CN109233483B - 导磁涂料组合物、陶瓷内锅及其制备方法和烹饪器具

Info

Publication number: CN109233483B
Application number: CN201710412956.6A
Authority: CN
Inventors: 屈雪平; 曹达华; 杨玲; 李洪伟; 李康; 李兴航
Original assignee: Foshan Shunde Midea Electrical Heating Appliances Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Foshan Shunde Midea Electrical Heating Appliances Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-06-05
Filing date: 2017-06-05
Publication date: 2022-02-15
Anticipated expiration: 2037-06-05
Also published as: CN109233483A

Abstract

本发明涉及家用电器领域，公开了导磁涂料组合物、陶瓷内锅及其制备方法和烹饪器具。该导磁涂料组合物含有聚四氟乙烯、导磁金属粉和改性助剂，所述改性助剂用于改善聚四氟乙烯和导磁金属粉之间的相容性。使用所述导磁涂料组合物在陶瓷锅体表面上形成的导磁层具有较高的结合强度和硬度，而且制备的陶瓷内锅具有较好的导磁性能和耐温性能。

Description

导磁涂料组合物、陶瓷内锅及其制备方法和烹饪器具

技术领域

本发明涉及家用电器领域，具体涉及导磁涂料组合物、陶瓷内锅及其制备方法和烹饪器具。

背景技术

陶瓷锅的导磁方法有贴膜、热喷涂、陶瓷金属化等工艺，贴膜工艺不稳定，导致电磁加热时功率不稳；热喷涂时由于金属与陶瓷材料在化学键、晶体结构和热物理性能等方面存在相当大的差别，造成结合力差且有比较大的热应力集中现象而导致涂层容易脱落，耐热性能变差；陶瓷金属化工艺难度大，成本高，比较难实现，不易实现工业化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种导磁涂料组合物，采用该导磁涂料组合物制备陶瓷内锅的方法和由该方法制备的内锅，以及包括所述陶瓷内锅的烹饪器具，采用本发明所述的导磁涂料组合物在陶瓷锅体表面上形成的导磁层具有较高的结合强度和硬度，而且制备的陶瓷内锅具有较好的导磁性能和耐温性能。

本发明提供了一种导磁涂料组合物，该导磁涂料组合物含有聚四氟乙烯、导磁金属粉和改性助剂，所述改性助剂用于改善聚四氟乙烯和导磁金属粉之间的相容性。

优选地，以所述导磁涂料组合物的总体积为基准，所述聚四氟乙烯的含量为20-90体积％，所述导磁金属粉的含量为5-60体积％，所述改性助剂的含量为1-20体积％。

更优选地，以所述导磁涂料组合物的总体积为基准，所述聚四氟乙烯的含量为40-85体积％，所述导磁金属粉的含量为10-50体积％，所述改性助剂的含量为5-10体积％。

优选地，所述改性助剂为高级饱和脂肪酸、不饱和有机酸和高级脂肪酸盐中的至少一种，更优选为高级脂肪酸钠。

优选地，所述导磁金属粉至少包含铁粉、镍粉和铁基合金粉中的至少一种。

更优选地，所述导磁金属粉含有10-30体积％的铁粉、10-30体积％的镍粉、5-20体积％的铝粉、5-20体积％的镍铁合金粉和/或铁铝合金粉以及10-20 体积％的不锈钢粉。

优选地，所述导磁金属粉的颗粒尺寸为100-1000目。

本发明还提供了一种陶瓷内锅的制备方法，该方法包括使用本发明提供的导磁涂料组合物在陶瓷锅体的外表面上形成导磁层。

优选地，形成所述导磁层的方法为空气压缩喷涂法，实施条件包括：喷涂压力0.7-1Mpa，喷枪速度为40-60cm/s，喷涂距离为15-20cm，物料的初始温度为40-70℃。

本发明还提供了由上述方法制备的陶瓷内锅。

优选地，所述导磁层的感抗为60-70μH，阻抗为2.5-3.2Ω。

本发明还提供了一种烹饪器具，所述烹饪器具包括上述陶瓷内锅。

优选地，所述烹饪器具为电饭煲或电压力锅。

在本发明中，使用所述导磁涂料组合物在陶瓷锅体表面上形成的导磁层具有较高的结合强度和硬度，而且制备的陶瓷内锅具有较好的导磁性能和耐温性能。

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。

本发明提供了一种导磁涂料组合物，该导磁涂料组合物含有聚四氟乙烯、导磁金属粉和改性助剂。

在所述导磁涂料组合物中，以所述导磁涂料组合物的总体积为基准，所述聚四氟乙烯的含量可以为20-90体积％，例如可以为20体积％、25体积％、 30体积％、35体积％、40体积％、45体积％、50体积％、55体积％、60体积％、65体积％、70体积％、75体积％、80体积％、85体积％、90体积％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值，优选地，所述聚四氟乙烯的含量可以为40-85体积％；所述导磁金属粉的含量为5-60体积％，例如可以为5体积％、10体积％、15体积％、20体积％、25体积％、30体积％、 45体积％、40体积％、45体积％、50体积％、55体积％、60体积％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值，优选地，所述导磁金属粉的含量为10-50体积％；所述改性助剂的含量为1-20体积％，例如可以为1体积％、2体积％、3体积％、4体积％、5体积％、6体积％、7体积％、8体积％、9体积％、10体积％、12体积％、14体积％、15体积％、16体积％、18 体积％、20体积％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值，优选地，所述改性助剂的含量为5-10体积％。

在所述导磁涂料组合物中，所述改性助剂用于改善聚四氟乙烯和导磁金属粉之间的相容性。所述改性助剂的物质种类没有特别的限定，只要能够改善聚四氟乙烯和导磁金属粉之间的相容性即可。根据本发明的一种优选实施方式，所述改性助剂为高级饱和脂肪酸、不饱和有机酸和高级脂肪酸盐中的至少一种。所述高级饱和脂肪酸例如可以为C8-C26的高级饱和脂肪酸，优选为C8-C20的高级饱和脂肪酸。所述高级脂肪酸盐例如可以为C8-C26的高级脂肪酸盐，优选为C8-C20的高级脂肪酸盐。在优选情况下，所述改性助剂为高级脂肪酸盐，如高级脂肪酸钠、高级脂肪酸钾、高级脂肪酸铵等。最优选地，所述改性助剂为高级脂肪酸钠，其商品牌号例如可以为 CAS:88778706，其羟基数为20。

在所述导磁涂料组合物中，所述导磁金属粉可以为具有导磁功能的金属的粉末或者包含具有有导磁功能金属粉末的复合金属粉。优选情况下，所述导磁金属粉至少包含铁粉、镍粉和铁基合金粉中的至少一种。在本发明中，所述铁基合金例如可以为镍铁合金、铁铝合金以及不锈钢(特别是430不锈钢)。

根据本发明的一种优选实施方式，为了使得由所述导磁涂料组合物形成的导磁层具有更优的导磁性能，所述导磁金属粉含有铁粉、镍粉、铝粉、镍铁合金粉和/或铁铝合金粉以及不锈钢粉。进一步优选地，在所述导磁金属粉中，以所述导磁金属粉的总体积为基准，铁粉的含量为10-30体积％，例如可以为10体积％、12体积％、14体积％、16体积％、18体积％、20体积％、 22体积％、24体积％、26体积％、28体积％、30体积％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值；镍粉的含量为10-30体积％，例如可以为10体积％、12体积％、14体积％、16体积％、18体积％、20体积％、22 体积％、24体积％、26体积％、28体积％、30体积％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值；铝粉的含量为5-20体积％，例如可以为5体积％、7体积％、8体积％、10体积％、12体积％、14体积％、15体积％、16体积％、18体积％、19体积％、20体积％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值；镍铁合金粉和/或铁铝合金粉的含量为5-20体积％，例如可以为5体积％、7体积％、8体积％、10体积％、12体积％、14体积％、15体积％、16体积％、18体积％、19体积％、20体积％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值；不锈钢粉(优选为430不锈钢粉)的含量为10-20体积％，例如可以为10体积％、12体积％、14体积％、15体积％、 16体积％、18体积％、19体积％、20体积％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。在本发明中，“镍铁合金粉和/或铁铝合金粉的含量”是指镍铁合金粉和铁铝合金粉在导磁金属粉中的总含量，当导磁金属粉中包含镍铁合金粉而不包含铁铝合金粉时，所述导磁金属粉中含有5-20体积％的镍铁合金粉；当导磁金属粉中包含铁铝合金粉而不包含镍铁合金粉时，所述导磁金属粉中含有5-20体积％的铁铝合金粉；当所述导磁金属粉中同时包含铁铝合金粉和镍铁合金粉时，铁铝合金粉和镍铁合金粉在所述导磁金属粉中的总含量为5-20体积％。

在所述导磁涂料组合物中，所述导磁金属粉的颗粒尺寸可以为100-1000 目，优选为200-900目，更优选为300-800目，进一步优选为400-600目。在本发明中，“颗粒尺寸”是指通过筛分得到该颗粒的筛网的网孔尺寸。

在本发明中，在陶瓷锅体的外表面上形成的导磁层的厚度可以为50-300 微米，优选为100-150微米。

在本发明中，形成所述导磁层的方法优选为空气压缩喷涂法。当采用空气压缩喷涂法形成所述导磁层时，所形成的导磁层与所述陶瓷锅体之间具有更高的结合强度，并表现出更优的耐温性能。

当采用空气压缩喷涂法形成导磁层时，所述陶瓷内锅的制备方法还包括将本发明所述的导磁涂料组合物制成混料的工序，具体地，将适当配比的聚四氟乙烯、导磁金属粉和改性助剂进行搅拌混合，搅拌时间可以为30min至 2h，搅拌速度可以为200-400转/分钟。

进一步优选地，喷涂的实施条件包括：喷涂压力0.7-1MPa，喷枪速度为 40-60cm/s，喷涂距离为15-20cm，物料的初始温度为40-70。

本发明还提供了由上述方法制备的陶瓷内锅。所述陶瓷内锅的导磁层具有较高的结合强度和硬度，而且该陶瓷内锅具有较好的导磁性能和耐温性能。具体地，所述导磁层的感抗优选为60-70μH，阻抗优选为2.5-3.2Ω。

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内锅。优选地，所述烹饪器具为电饭煲或电压力锅，所述陶瓷内锅作为电饭煲和电压力锅的内锅。

以下通过实施例和对比例对本发明做进一步详细说明。

在以下实施例和对比例中，所使用的陶瓷锅体按照以下方法制备：将80 重量份的氧化铝粉(平均粒径为7微米)、15重量份的高岭土、5重量份的滑石粉以及80重量份的水混合并研磨以获得浆料；将所述浆料进行陈腐12 小时，然后造粒，得到粒度D50为100μm的粒料；将所得粒料进行干压成型，并将成型得到的生坯在1620℃下进行烧结，从而制得陶瓷锅体。

实施例1

复合金属粉配方：28体积％铁粉(500目)，22体积％镍粉(700目)， 18体积％铝粉(400目)、20体积％镍铁合金粉(1000目)，12体积％430不锈钢粉(800目)。

导磁涂料配方：85体积％聚四氟乙烯(数均分子量为10000)，10体积％复合金属粉，5体积％高级脂肪酸钠(CAS:88778706)。

将导磁涂料配方进行搅拌混合，搅拌时间为30min，搅拌速度为400转 /min，从而得到导磁涂料C1。

采用喷涂法将导磁涂料C1喷涂在陶瓷锅体1的外表面上，喷涂的实施条件包括：喷涂压力为0.8MPa，喷枪速度为50cm/s，喷涂距离为20cm，物料的初始温度为60℃，从而得到陶瓷内锅A1。

实施例2

复合金属粉配方：12体积％铁粉(500目)，30体积％镍粉(700目)， 20体积％铝粉(400目)、18体积％镍铁合金粉(1000目)，20体积％430不锈钢粉(800目)。

导磁涂料配方：40体积％聚四氟乙烯(数均分子量为10000)，50体积％复合金属粉，10体积％高级脂肪酸钠(CAS:88778706)。

将导磁涂料配方进行搅拌混合，搅拌时间为120min，搅拌速度为200 转/min，从而得到导磁涂料C2。

采用冷喷涂法将导磁涂料C2喷涂在陶瓷锅体1的外表面上，喷涂的实施条件包括：喷涂压力为0.7MPa，喷枪速度为40cm/s，喷涂距离为15cm，物料的初始温度为40℃，从而得到陶瓷内锅A2。

实施例3

复合金属粉配方：26体积％铁粉(500目)，24体积％镍粉(700目)， 10体积％铝粉(400目)、20体积％镍铁合金粉(1000目)，20体积％430不锈钢粉(800目)。

导磁涂料配方：68体积％聚四氟乙烯(数均分子量为10000)，25体积％复合金属粉，7体积％高级脂肪酸盐

将导磁涂料配方进行搅拌混合，搅拌时间为60min，搅拌速度为300转 /min，从而得到导磁涂料C3。

采用冷喷涂法将导磁涂料C3喷涂在陶瓷锅体1的外表面上，喷涂的实施条件包括：喷涂压力为1MPa，喷枪速度为60cm/s，喷涂距离为18cm，物料的初始温度为50℃，从而得到陶瓷内锅A3。

实施例4

根据实施例1的方法制备陶瓷内锅，所不同的是，在配制导磁涂料的过程中，使用的100体积％的430不锈钢粉代替复合金属粉，从而得到陶瓷内锅A4。

实施例5

根据实施例1的方法制备陶瓷内锅，所不同的是，在配制导磁涂料的过程中，使用的复合金属粉的配方为：40体积％铁粉(500目)，34体积％镍粉(700目)，26体积％430不锈钢粉(800目)，从而得到陶瓷内锅A5。

对比例1

根据实施例1的方法制备陶瓷内锅，所不同的是，在配制导磁涂料的过程中，不加入作为改性助剂的高级脂肪酸钠，从而得到陶瓷内锅D1。

测试例

(1)按照以下方法评价导磁层与锅体的结合强度：用划格器在内锅底部用介子刀划2mm²小格100格，在方格对角方向上，用日本胶布或3M公司 SCOTCHNO898胶布粘紧釉层，然后立即以垂直涂层表面90°角，快速拉起胶布，试验后不能有任何1小格的釉层完全脱落，通过观察导磁层脱落的个数来评价结合强度。

(2)采用电桥测量仪检测氧化铝陶瓷内锅的导磁层的感抗(Ls)。

(3)采用电桥测量仪检测氧化铝陶瓷内锅的导磁层的阻抗(Rs)。

(4)采用硬度测量仪检测氧化铝陶瓷内锅的导磁层的硬度。

(5)按照以下方法评价氧化铝陶瓷内锅的导磁层的耐温性能：将附有导磁层的陶瓷锅加热到某一温度保温半个小时，然后45度角放入常温水中，观察导磁层是否脱落。

检测结果如下表1所示。

表1

由上述实施例和对比例的测试结果可以看出，使用本发明所述的导磁涂料组合物在陶瓷锅体表面上形成的导磁层具有较高的结合强度和硬度，而且制备的陶瓷内锅具有较好的导磁性能和耐温性能。

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。

Claims

1.一种导磁涂料组合物，其特征在于，该导磁涂料组合物含有聚四氟乙烯、导磁金属粉和改性助剂，所述改性助剂用于改善聚四氟乙烯和导磁金属粉之间的相容性，所述导磁涂料组合物用于在陶瓷锅体表面上形成导磁层;

其中，所述改性助剂为高级饱和脂肪酸和/或高级脂肪酸盐；

以所述导磁金属粉的总体积为基准，所述导磁金属粉含有10-30体积%的铁粉、10-30体积%的镍粉、5-20体积%的铝粉、5-20体积%的镍铁合金粉和/或铁铝合金粉以及10-20体积%的不锈钢粉。

2.根据权利要求1所述的导磁涂料组合物，其中，以所述导磁涂料组合物的总体积为基准，所述聚四氟乙烯的含量为20-90体积%，所述导磁金属粉的含量为5-60体积%，所述改性助剂的含量为1-20体积%。

3.根据权利要求2所述的导磁涂料组合物，其中，以所述导磁涂料组合物的总体积为基准，所述聚四氟乙烯的含量为40-85体积%，所述导磁金属粉的含量为10-50体积%，所述改性助剂的含量为5-10体积%。

4.根据权利要求1所述的导磁涂料组合物，其中，所述改性助剂为高级脂肪酸钠。

5.根据权利要求1或2所述的导磁涂料组合物，其中，所述导磁金属粉的颗粒尺寸为100-1000目。

6.一种陶瓷内锅的制备方法，该方法包括使用权利要求1-5中任意一项所述的导磁涂料组合物在陶瓷锅体的外表面上形成导磁层。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，形成所述导磁层的方法为空气压缩喷涂法，实施条件包括：喷涂压力0.7-1Mpa，喷枪速度为40-60cm/s，喷涂距离为15-20cm，物料的初始温度为40-70℃。

8.由权利要求6或7所述的方法制备的陶瓷内锅。

9.根据权利要求8所述的陶瓷内锅，其中，所述导磁层的感抗为60-70μH，阻抗为2.5-3.2Ω。

10.一种烹饪器具，其特征在于，所述烹饪器具包括权利要求8或9所述的陶瓷内锅。

11.根据权利要求10所述的烹饪器具，其中，所述烹饪器具为电饭煲。

12.根据权利要求10所述的烹饪器具，其中，所述烹饪器具为电压力锅。