CN109439037A - 一种耐磨耐刮耐洗不粘锅涂层制备方法 - Google Patents

Abstract

一种耐磨耐刮耐洗不粘锅涂层制备方法，涉及一种用于锅体具有不粘特性的涂层的制备方法，本涂层分为三层，选取焦粉作为底涂层，选取碳化硅以及稀土氢氧化物或稀土氧化物作为中间层和面涂层的核心原料，通过熔覆、喷涂、烧结塑化的步骤在锅体上得到不粘层，通过以焦粉为主体的底涂层热熔后直接与金属基体附着，极大的增加与基体的附着力，避免树脂与金属基体直接接触附着力低的问题。由于在涂层内加入了碳化硅以及稀土氢氧化物或稀土氧化物，通过碳化硅以及稀土氢氧化物或稀土氧化物改善了涂层本身的结构强度以及对基体的附着力，因此碳化硅以及稀土氢氧化物或稀土氧化物还极大的增加了涂层的耐磨性能和硬度，尤其是高温环境下的耐磨性能和硬度。

Description

一种耐磨耐刮耐洗不粘锅涂层制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于锅体具有不粘特性的涂层的制备方法，尤其是一种耐磨、耐刮、耐洗、具有不粘特性的涂层。

背景技术

长期以来人们一直使用传统的金属锅烹饪食品，但是在烹饪过程中时常发生食物粘锅现象。这不仅破坏了食物外形，而且粘锅的食物容易发生焦糊，甚至产生有害物质，影响人体健康。此外也增加了炊具洗刷难度，给烹饪带来不便。因此不粘锅自发明以来就因为其易清洗、可轻松煎、炒食物而不粘锅的性能而备受大众的喜爱。耐热不粘涂层用于锅等炊具上迄今己有30多年的历史，30多年来虽然科研人员开发了多种用于涂覆不粘涂层的涂料，但其主要成分是相同的，都是聚四氟乙烯，一种合成的高分子材料。聚四氟乙烯是由四氟乙烯共聚而成的全氟代聚合物。聚四氟乙烯具有结晶度高、分子量大、分子中没有支链，氟原子紧密排布在C-C骨架的周围，C-F键能高和氟原子对主链起屏蔽作用等结构特点，这些特点决定了其具有摩擦系数小、不吸水、不粘、不燃、耐气候性好，使用温度范围宽和介电性能优异等特点，使得氟涂料具备了其它涂料不具备的优良特性。但氟涂料力学性能如硬度、耐磨擦性达不到要求，因此，早期通过对氟涂料中加入无机填料，来提高氟涂料涂层的耐磨性，但迄今为止，所取得的成果还不是很理想。

近期以无机硅溶胶、铝溶胶或错溶胶等材料通过SOL-GOL技术制作的一种新型涂层，其致密性好，硬度极高，具有优异的耐热性和高光泽、多色彩，类似于传统意义上的陶瓷，故命名为陶瓷涂料。由于其主要组成材料为无机物，故环保性优异。不同于以往的氟树脂不粘涂料，很快被广大用户所认可。但随着广泛的应用，该类产品的一些不足之处逐渐显露出来。首先该涂层的不粘性极为短暂，由于该涂层的不粘性是由少量的硅油，主要是经基硅油来提供的，虽初期不粘性较好，但在长期使用过程中，高温会使硅油快速分解，接触盐类、醋酸类亦如此；特别是表面的微量磨损，使硅油脱离涂层，导致涂层的不粘性消失。其次，该涂层虽然硬度较高，但其韧性较差，加工、运输和使用过程中易崩瓷，导致涂层脱落，降低使用寿命。此外，该涂料产品属于多组分体系，操作工艺较为复杂，保质期较短等缺点。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种耐磨耐刮耐洗不粘锅涂层制备方法，本涂层分为三层，选取焦粉作为底涂层，选取碳化硅以及稀土氢氧化物或稀土氧化物作为中间层和面涂层的核心原料，通过熔覆、喷涂、烧结塑化的步骤在锅体上得到不粘层，通过以焦粉为主体的底涂层热熔后直接与金属基体附着，极大的增加与基体的附着力，避免树脂与金属基体直接接触附着力低的问题。由于在涂层内加入了碳化硅以及稀土氢氧化物或稀土氧化物，通过碳化硅以及稀土氢氧化物或稀土氧化物改善了涂层本身的结构强度以及对基体的附着力，因此碳化硅以及稀土氢氧化物或稀土氧化物还极大的增加了涂层的耐磨性能和硬度，尤其是高温环境下的耐磨性能和硬度。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种耐磨耐刮耐洗不粘锅涂层制备方法，包括以下几个步骤：步骤A1：以重量份计，称取50份～80份焦粉、5份～20份石墨和10份～35份陶瓷粉末作为底涂层材料；步骤B1：将焦粉、石墨和陶瓷粉末放入振动搅拌器内振动搅拌至少0.5H，使之完全均匀混合形成混合粉末；

步骤A2：以重量份计，称取15份～40份聚酰亚胺粉末、5份～25份聚醚醚酮粉末、5份～10份聚苯硫醚粉末、1份～5份稀土氢氧化物或稀土氧化物、1份～5份碳化硅粉末、5份～30份改性偏氟乙烯粉末、35份～75份去离子水和5份～25份溶剂助剂作为中间层材料；步骤B2：向去离子水中加入聚酰亚胺粉末、聚醚醚酮粉末、聚苯硫醚粉末和改性偏氟乙烯粉末，随后常温搅拌2H至8H，得到中间层混合悬浊液；步骤C2：向中间层混合悬浊液加入稀土氢氧化物或稀土氧化物和碳化硅粉末，随后逐渐加温至300℃至400℃，同时搅拌4H至8H，得到中间层混合混浊液；步骤D2：向中间层混合混浊液内加入溶剂助剂后得到中间层混合乳胶液；

步骤A3：以重量份计，称取15份～40份聚四氟乙烯粉末、1份～5份碳化硅粉末、1份～5份稀土氢氧化物或稀土氧化物、5份～10份聚酰亚胺粉末、1份～7份聚醚醚酮粉末、5份～10份聚苯硫醚粉末、5份～25份丙烯酸树脂、40份～95份离子水和5份25份溶剂助剂作为面涂层材料；步骤B3：向去离子水中加入聚四氟乙烯粉末、聚酰亚胺粉末、聚醚醚酮粉末、聚苯硫醚粉末、丙烯酸树脂，随后常温搅拌2H至8H，得到面涂层混合悬浊液；步骤C3：向面涂层混合悬浊液加入稀土氢氧化物或稀土氧化物和碳化硅粉末，随后逐渐加温至200℃至250℃，同时搅拌2H至12H，得到面涂层混合混浊液；步骤D3：向面涂层混合混浊液内加入溶剂助剂后得到面涂层混合乳胶液；

步骤E：对锅体受涂部分进行清洗使其表面无污渍且光滑，采用喷涂工艺向对锅体受涂部分进行混合粉末的喷涂，然后采用激光熔覆工艺将混合粉末熔凝在锅体受涂部分形成底涂层；步骤F：对底涂层进行清洗使其表面无污渍，然后向底涂层均匀涂覆中间层混合乳胶液，再然后将锅体进行干燥，干燥温度120℃～150℃，干燥时间在20min～30min，得到中间层干燥基体；步骤G：向中间层干燥基体均匀涂覆面涂层混合乳胶液，再然后将锅体进行干燥，干燥温度120℃～150℃，干燥时间在20min～30min，随后冷却至室温，再然后加热锅体进行烧结塑化，烧结塑化温度在300℃～370℃，塑化时间在15min～25min，烧结塑化完成将锅体放入冷水内急冷，随后静置至少24h，最后锅体获得不粘涂层。

上述技术方案中，优选的，在步骤A2中，溶剂助剂包括流平剂、成膜助剂、消泡剂、偶联剂、增稠剂、分散剂的一种或多种。

上述技术方案中，优选的，在步骤A3中，溶剂助剂包括流平剂、成膜助剂、消泡剂、偶联剂、增稠剂、分散剂、催化剂、表面活性剂和颜料的一种或多种。

上述技术方案中，优选的，在步骤A2和步骤A3中，稀土氢氧化物为氢氧化镧或氢氧化铈的一种或多种，稀土氧化物为氧化镧或氧化铈的一种或多种。

上述技术方案中，优选的，在步骤C2和步骤C3中，采用超声波搅拌的方式进行搅拌。

上述技术方案中，优选的，在步骤G中，急冷后，先对锅体进行烘干，然后再进行静置。

上述技术方案中，优选的，在步骤A1中，所述的焦粉粒度不大于5微米。

上述技术方案中，优选的，在步骤A1中，所述陶瓷粉末粒度不大于5微米。

本发明是制备一种不粘锅涂层的方法，在本方法中将不粘锅涂层分为底涂层、中间层和面涂层三部分，首先制备底涂粉末，然后分别制备这中间层和面涂层的混合乳胶液，再然后通过激光熔覆手段将底涂层熔融在金属基体上，然后将这两种涂层的混合乳胶液依次喷涂到底涂层上，通过烧结和塑化反应在锅体上形成不粘层。本发明通过改进底涂层和中间层提高与基体的附着力，通过中间层和面涂层提高涂层表面的硬度和耐磨性能。

本发明底涂层包括焦粉、石墨和陶瓷粉末。本发明中焦粉是主要的碳素物质。焦粉用锻烧石油焦，锻烧石油焦是以减压渣油为原料，经在延迟焦化的焦炭塔内进行缩合反应，控制锻烧温度在1100℃左右得到的产品。原材料用气孔较好的低硫石油焦，并严格使密度控制在一定范围内，产出的焦粉柔软。它在生产过程中经过高温锻烧和净化，具有多气孔结构，与其它物质结合具有很好的结合度，也有较强的吸附性。底涂层以焦粉为主体，不仅附着力提高，在高温使用时，焦粉还能吸收树脂高温分解时产生的小分子和油状物，保证了涂层整体结构的完整，同时锻烧石油焦碳粉的莫氏硬度会随使用过程的高温氧化而提高，在高温时能让整个涂层更具硬度。石墨有较强的吸附性，能与结合剂产生较强的粘结作用，与焦粉一样在高温时能吸收树脂高温分解时产生的小分子和油状物，同时也能吸收和缓冲因制动作用产生的机械震动和冲击，起到阻尼器的作用，在高温时能让整个涂层更具韧性。焦粉和石墨都时多气孔结构，与树脂类结合度远高于金属基体。陶瓷粉末主要成分是SiO2和Al2O3，在底涂层主要做添加剂。

本发明中间层包括聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚、稀土氢氧化物或稀土氧化物、碳化硅、改性偏氟乙烯、去离子水和溶剂助剂。聚苯硫醚在高温下，会与金属基体，尤其是铁基体发生反应，形成多核大分子配合物，通过此反应可以加强中间层与基体的结合程度，提高了涂层与金属基体的结合力。由于聚醚醚酮的特性，其本身对基体具有优异的附着力，而且具有较高的硬度和良好的韧性和强度。同样的，聚酰亚胺与金属也具有良好的附着力，本身也具有优异的性能。在中间层中以聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚共混以及形成的共聚物为主体再加入改性偏氟乙烯以及溶剂助剂达到与基体强力附着的目的。

本发明面涂层包括聚四氟乙烯、碳化硅、稀土氢氧化物或稀土氧化物、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚、丙烯酸树脂、离子水和溶剂助剂。在面涂层中以聚四氟乙烯为主体，辅以聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚共混以及形成的共聚物，其中聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚共混以及形成的共聚物不仅能让面涂层与中间层融为一体，极大的增加面结合力，还增强了面涂层本身的机械性能，比单独的四氟乙烯涂层硬度、磨损性能更高，更强力抑制四氟乙烯在高温下的讲解。丙烯酸树脂使得面涂层在烧结成膜时挥发离去所产生的毛细管效应可以拉紧熔融树脂粒子的间隙让整个面涂层更为牢固坚硬。

而本申请的核心技术则是在面涂层中加入纳米级的碳化硅和稀土氢氧化物或稀土氧化物。碳化硅属于共价键化合物，具有材质硬、强度大、热导系数大、抗热震性好、耐高温、抗氧化、耐磨损和抗侵蚀等优良的高温热稳定性能。作为添加剂添加入面涂层后能与面涂层内树脂中的某些活泼元素发生物化作用形成胶联，可以阻碍面涂层内树脂中某些小分子的放出，提高了面涂层内树脂的固含量，增加了面涂层内树脂与其它组元的粘结接触强度，碳化硅与面涂层内树脂结合在一起还形成均匀网络结构。高温时，炭化后的树脂中仍有加强项碳化硅存在，碳化硅在炭化部分的树脂中起到“铆钉”的作用，让硬度不改变，降低树脂炭化后的脆性。由于碳化硅的热导系数大，热膨胀系数小，提高了涂层整体热导性能，热导效果好，避免了因热应力集中造成的树脂不均匀炭化，从而提高了树脂的高温抗氧化性能，而且机械力学性能也有所改善。由于碳化硅过量或者碳化硅颗粒较大会造成面涂层的摩擦系数增大，为了保证面涂层的新能，在面涂层里的碳化硅都为纳米颗粒级别大小，这样就不会对四氟乙烯得性能造成影响。

稀土的氧化物或者氢氧化物作为掺杂剂均匀地分散在树脂中时，由于稀土元素具有独特的电子组态，为表面活性物质，具有突出的化学活性和优异的界面性能。它与许多金属及非金属材料的吉布斯自由能的变化值AG均为较大的负值，有突出的化学亲合力。所以它的加入有利于树脂各组元间在界面处彼此之间的相互作用和润湿，达到使整个涂层体系处于最稳定状态。低温时，稀土元素的加入只起到改善树脂致密性的作用，不改变树脂的磨损性能，在高温时，由于温度的提高涂层的摩擦表面上会发生一系列使原子间结合不断破坏的物理化学变化，涂层表面物质会发生微观结构的变化。具体表现在，涂层表面混合稀土中含有的镧，铈元素时，这些元素高温时的氧化产物La2O3,CeO2等物质为六方晶体结构，近似于层状石墨，有润滑作用，而且高温抗氧化性能及润滑性能都优于石墨，所以添加稀土的涂层表面的耐磨率随着温度的升高而提高，在聚四氟乙烯涂层处于热使用状态时获得最佳的耐磨效果。

为了保证中间层与面涂层相互之间的附着以及受热后的变形率一致，在中间层内同样加入比例与面涂层大致一致的稀土的氧化物或者氢氧化物以及碳化硅，稀土的氧化物或者氢氧化物以及碳化硅同样可以改善中间层的性能，使得中间层获得更合的结合力和热传导性能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本涂层分为三层，选取焦粉作为底涂层，选取碳化硅以及稀土氢氧化物或稀土氧化物作为中间层和面涂层的核心原料，通过熔覆、喷涂、烧结塑化的步骤在锅体上得到不粘层，通过以焦粉为主体的底涂层热熔后直接与金属基体附着，极大的增加与基体的附着力，避免树脂与金属基体直接接触附着力低的问题。由于在涂层内加入了碳化硅以及稀土氢氧化物或稀土氧化物，通过碳化硅以及稀土氢氧化物或稀土氧化物改善了涂层本身的结构强度以及对基体的附着力，因此碳化硅以及稀土氢氧化物或稀土氧化物还极大的增加了涂层的耐磨性能和硬度，尤其是高温环境下的耐磨性能和硬度。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

一种耐磨耐刮不粘锅涂层，包括底涂层、中间层和面涂层。底涂层包括焦粉、石墨和陶瓷粉末。焦粉、陶瓷粉末为微米级颗粒。

中间层包括聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚、稀土氢氧化物或稀土氧化物、碳化硅、改性偏氟乙烯、去离子水和溶剂助剂。其中稀土氢氧化物为氢氧化镧或氢氧化铈的一种或多种，稀土氧化物为氧化镧或氧化铈的一种或多种，选择时可以单选一种。其中改性偏氟乙烯为聚偏氟乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲醋和丙烯酸基树脂的共聚物。其中溶剂助剂包括流平剂、成膜助剂、消泡剂、偶联剂、增稠剂、分散剂的一种或多种。其中聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚和改性偏氟乙烯为微米级的树脂颗粒，碳化硅为纳米级的颗粒，稀土氢氧化物或稀土氧化物为微米级颗粒。

面涂层包括聚四氟乙烯、碳化硅、稀土氢氧化物或稀土氧化物、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚、丙烯酸树脂、离子水和溶剂助剂。其中稀土氢氧化物为氢氧化镧或氢氧化铈的一种或多种，稀土氧化物为氧化镧或氧化铈的一种或多种，选择时可以单选一种。溶剂助剂包括流平剂、成膜助剂、消泡剂、偶联剂、增稠剂、分散剂、催化剂、表面活性剂和颜料的一种或多种。其中聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚和聚四氟乙烯为微米级的树脂颗粒，碳化硅为纳米级的颗粒，稀土氢氧化物或稀土氧化物为微米级颗粒。

所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂，具体为NDZ-311W，NDZ-201，NDZ-101，NDZ-102，NDZ-401中的一种或几种组合。所述的消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的一种或几种组合。所述的流平剂为OP-10，AES，DBS，SDS、水溶性硅油中的一种或几种组合。所述的成膜助剂为醇酯十二、二异丙醇己二酸酯、十二碳醇酯中的一种或几种组合。

一种耐磨耐刮耐洗不粘锅涂层制备方法，包括以下几个步骤：步骤A1：称取焦粉、石墨和陶瓷粉末作为底涂层材料。步骤B1：将焦粉、石墨和陶瓷粉末放入振动搅拌器内振动搅拌至少0.5H，使之完全均匀混合形成混合粉末，然后进行干燥使其含水率小于5％。

步骤A2：称取聚酰亚胺粉末、聚醚醚酮粉末、聚苯硫醚粉末、稀土氢氧化物或稀土氧化物、碳化硅粉末、改性偏氟乙烯粉末、去离子水和溶剂助剂作为中间层材料。步骤B2：向去离子水中加入聚酰亚胺粉末、聚醚醚酮粉末、聚苯硫醚粉末和改性偏氟乙烯粉末，随后常温搅拌2H至8H，得到中间层混合悬浊液。搅拌时间随着溶液体积而增加，直到溶液均匀悬浮一般而言液体体积适中时搅拌4H。搅拌时可直接使用搅拌桨。步骤C2：向中间层混合悬浊液加入稀土氢氧化物或稀土氧化物和碳化硅粉末，随后逐渐加温至300℃至400℃，同时搅拌4H至8H，得到中间层混合混浊液。搅拌时间随着溶液体积而增加。升温是长期过程，如搅拌4H，则升温是在4H内从室温升至300℃至400℃，一般的升至300℃即可，温度达到后既停止加热与搅拌。为了避免机械搅拌时搅拌器材被附着以及深层次的搅拌，搅拌时主要采用超声波搅拌方式，超声波搅拌时采用断点连续式时搅拌方式，既工作一段时间，然后停止一段时间，具体间隔需要根据实际生产而定，一般而言为工作30S～60S，停止15S至45S。采用超声波搅拌不仅可以搅拌均匀，使得稀土氢氧化物或稀土氧化物、碳化硅粉末充分均匀分布到树脂内，还能极大减少超大分子链的产生，避免颗粒感。步骤D2：向中间层混合混浊液内加入溶剂助剂后得到中间层混合乳胶液；溶剂助剂按照实际情况添加，基本需要包括流平剂和成膜助剂，其他选择性加入。

步骤A3：称取聚四氟乙烯粉末、碳化硅粉末、稀土氢氧化物或稀土氧化物、聚酰亚胺粉末、聚醚醚酮粉末、聚苯硫醚粉末、丙烯酸树脂、离子水和溶剂助剂作为面涂层材料。步骤B3：向去离子水中加入聚四氟乙烯粉末、聚酰亚胺粉末、聚醚醚酮粉末、聚苯硫醚粉末、丙烯酸树脂，随后常温搅拌2H至8H，得到面涂层混合悬浊液。搅拌时间随着溶液体积而增加，直到溶液均匀悬浮一般而言液体体积适中时搅拌4H。搅拌时可直接使用搅拌桨。步骤C3：向面涂层混合悬浊液加入稀土氢氧化物或稀土氧化物和碳化硅粉末，随后逐渐加温至200℃至250℃，同时搅拌2H至12H，得到面涂层混合混浊液。搅拌时间随着溶液体积而增加。升温是长期过程，如搅拌6H，则升温是在6H内从室温升至300℃至400℃，一般的升至300℃即可，温度达到后既停止加热与搅拌。为了避免机械搅拌时搅拌器材被附着以及深层次的搅拌，搅拌时主要采用超声波搅拌方式，超声波搅拌时采用断点连续式时搅拌方式，既工作一段时间，然后停止一段时间，具体间隔需要根据实际生产而定，一般而言为工作30S～60S，停止15S至45S。采用超声波搅拌不仅可以搅拌均匀，使得稀土氢氧化物或稀土氧化物、碳化硅粉末充分均匀分布到树脂内，还能极大减少超大分子链的产生，避免颗粒感。步骤D3：向面涂层混合混浊液内加入溶剂助剂后得到面涂层混合乳胶液；溶剂助剂按照实际情况添加，基本需要包括流平剂和成膜助剂，其他选择性加入。

步骤E：对锅体受涂部分进行清洗使其表面无污渍且光滑，采用喷涂工艺向对锅体受涂部分进行混合粉末的喷涂，然后采用激光熔覆工艺将混合粉末熔凝在锅体受涂部分形成底涂层。激光熔覆工艺是采用二氧化碳激光，熔覆结束后最好静置至少24H以上。步骤F：通过喷涂工艺向底涂层均匀涂覆中间层混合乳胶液，再然后将锅体进行干燥，干燥温度120℃～150℃，干燥时间在20min～30min，得到中间层干燥基体。步骤G：通过喷涂工艺向中间层干燥基体均匀涂覆面涂层混合乳胶液，再然后将锅体进行干燥，干燥温度120℃～150℃，干燥时间在20min～30min，随后冷却至室温，再然后加热锅体进行烧结塑化，烧结塑化温度在300℃～370℃，塑化时间在15min～25min，烧结塑化完成将锅体放入冷水内急冷，急冷后，先对锅体进行烘干，随后静置至少24h，最后锅体获得不粘涂层。

实施例1：以重量份计，所述的底涂层包括50份焦粉、5份石墨和10份陶瓷粉末。以重量份计，中间层包括20份聚酰亚胺、10份聚醚醚酮、7份聚苯硫醚、1份氧化镧、1份碳化硅、5份改性偏氟乙烯、60份去离子水和9份溶剂助剂。面涂层包括20份聚四氟乙烯、1份碳化硅、1份稀土氢氧化物或稀土氧化物、5份聚酰亚胺、3份聚醚醚酮、5份聚苯硫醚、5份丙烯酸树脂、55份离子水和15份溶剂助剂。

实施例2：以重量份计，所述的底涂层包括80份焦粉、20份石墨和35份陶瓷粉末以重量份计，中间层包括30份聚酰亚胺、15份聚醚醚酮、8份聚苯硫醚、2份氧化镧、2份碳化硅、12份改性偏氟乙烯、75份去离子水和15份溶剂助剂。面涂层包括35份聚四氟乙烯、2份碳化硅、2份稀土氢氧化物或稀土氧化物、7份聚酰亚胺、7份聚醚醚酮、6份聚苯硫醚、15份丙烯酸树脂、75份离子水和20份溶剂助剂。

实施例3：所述的底涂层包括60份焦粉、10份石墨和20份份陶瓷粉末。以重量份计，中间层包括25份聚酰亚胺、12份聚醚醚酮、7份聚苯硫醚、2份氧化镧、2份碳化硅、8份改性偏氟乙烯、70份去离子水和12溶剂助剂。面涂层包括30份聚四氟乙烯、2份碳化硅、2份稀土氢氧化物或稀土氧化物、6份聚酰亚胺、6份聚醚醚酮、6份聚苯硫醚、10份丙烯酸树脂、70份离子水和12份溶剂助剂。

实施例4：所述的底涂层包括70份焦粉、15份石墨和25份陶瓷粉。末以重量份计，中间层包括25份聚酰亚胺、12份聚醚醚酮、7份聚苯硫醚、2份氧化铈、2份碳化硅、8份改性偏氟乙烯、70份去离子水和12溶剂助剂。面涂层包括30份聚四氟乙烯、2份碳化硅、2份稀土氢氧化物或稀土氧化物、6份聚酰亚胺、6份聚醚醚酮、6份聚苯硫醚、10份丙烯酸树脂、70份离子水和12份溶剂助剂。

实施例5：所述的底涂层包括65份焦粉、20份石墨和25份陶瓷粉。以重量份计，中间层包括25份聚酰亚胺、12份聚醚醚酮、7份聚苯硫醚、1份氧化铈、1份碳化硅、8份改性偏氟乙烯、70份去离子水和12溶剂助剂。面涂层包括30份聚四氟乙烯、2份碳化硅、2份稀土氢氧化物或稀土氧化物、6份聚酰亚胺、6份聚醚醚酮、6份聚苯硫醚、10份丙烯酸树脂、70份离子水和12份溶剂助剂。

实施例6：所述的底涂层包括60份焦粉、15份石墨和29份陶瓷粉。以重量份计，中间层包括25份聚酰亚胺、12份聚醚醚酮、7份聚苯硫醚、2份氢氧化镧、2份碳化硅、8份改性偏氟乙烯、70份去离子水和12溶剂助剂。面涂层包括30份聚四氟乙烯、2份碳化硅、2份稀土氢氧化物或稀土氧化物、6份聚酰亚胺、6份聚醚醚酮、6份聚苯硫醚、10份丙烯酸树脂、70份离子水和12份溶剂助剂。

实施例7：所述的底涂层包括70份焦粉、10份石墨和25份陶瓷粉。以重量份计，中间层包括26份聚酰亚胺、11份聚醚醚酮、7份聚苯硫醚、2份氢氧化铈、1份碳化硅、8份改性偏氟乙烯、70份去离子水和12溶剂助剂。面涂层包括32份聚四氟乙烯、2份碳化硅、2份稀土氢氧化物或稀土氧化物、6份聚酰亚胺、6份聚醚醚酮、6份聚苯硫醚、10份丙烯酸树脂、70份离子水和12份溶剂助剂。

实施例8：所述的底涂层包括60份焦粉、10份石墨和24份陶瓷粉。以重量份计，中间层包括25份聚酰亚胺、12份聚醚醚酮、7份聚苯硫醚、1份氢氧化铈、2份碳化硅、8份改性偏氟乙烯、70份去离子水和12溶剂助剂。面涂层包括35份聚四氟乙烯、2份碳化硅、2份稀土氢氧化物或稀土氧化物、5份聚酰亚胺、6份聚醚醚酮、6份聚苯硫醚、6份丙烯酸树脂、67份离子水和10份溶剂助剂。

实施例9：所述的底涂层包括66份焦粉、18份石墨和23份陶瓷粉。以重量份计，中间层包括22份聚酰亚胺、10份聚醚醚酮、7份聚苯硫醚、2份氢氧化镧、2份碳化硅、8份改性偏氟乙烯、70份去离子水和12溶剂助剂。面涂层包括30份聚四氟乙烯、2份碳化硅、2份稀土氢氧化物或稀土氧化物、6份聚酰亚胺、6份聚醚醚酮、6份聚苯硫醚、10份丙烯酸树脂、75份离子水和12份溶剂助剂。

实施例10：所述的底涂层包括66份焦粉、18份石墨和23份陶瓷粉。以重量份计，中间层包括23份聚酰亚胺、11份聚醚醚酮、7份聚苯硫醚、2份氢氧化镧、2份碳化硅、8份改性偏氟乙烯、70份去离子水和12溶剂助剂。面涂层包括36份聚四氟乙烯、2份碳化硅、2份稀土氢氧化物或稀土氧化物、6份聚酰亚胺、6份聚醚醚酮、6份聚苯硫醚、10份丙烯酸树脂、75份离子水和12份溶剂助剂。

对实施例3至实施例10所得的不粘层做性能测试。耐磨性为将被测工件固定在往复支架上，并将研磨垫放在不粘层上，用50m1浓度为5g/L的家用洗涤液润滑涂层表面。保持研磨垫固定不动，通过往复支架移动让不粘涂层与研磨垫摩擦，没500次更换研磨垫，直至不粘层被破坏露出基体。耐水洗为在在100度高温水情况下冲洗半小时(模拟洗碗机环境)，然后烘干，重复循环。直至不粘层被破坏剥离。

表1为实施例3至实施例10性能表

Claims (8)

1.一种耐磨耐刮耐洗不粘锅涂层制备方法，其特征在于包括以下几个步骤：

步骤A1：以重量份计，称取50份～80份焦粉、5份～20份石墨和10份～35份陶瓷粉末作为底涂层材料；

步骤B1：将焦粉、石墨和陶瓷粉末放入振动搅拌器内振动搅拌至少0.5H，使之完全均匀混合形成混合粉末；

步骤A2：以重量份计，称取15份～40份聚酰亚胺粉末、5份～25份聚醚醚酮粉末、5份～10份聚苯硫醚粉末、1份～5份稀土氢氧化物或稀土氧化物、1份～5份碳化硅粉末、5份～30份改性偏氟乙烯粉末、35份～75份去离子水和5份～25份溶剂助剂作为中间层材料；

步骤B2：向去离子水中加入聚酰亚胺粉末、聚醚醚酮粉末、聚苯硫醚粉末和改性偏氟乙烯粉末，随后常温搅拌2H至8H，得到中间层混合悬浊液；

步骤C2：向中间层混合悬浊液加入稀土氢氧化物或稀土氧化物和碳化硅粉末，随后逐渐加温至300℃至400℃，同时搅拌4H至8H，得到中间层混合混浊液；

步骤D2：向中间层混合混浊液内加入溶剂助剂后得到中间层混合乳胶液；

步骤A3：以重量份计，称取15份～40份聚四氟乙烯粉末、1份～5份碳化硅粉末、1份～5份稀土氢氧化物或稀土氧化物、5份～10份聚酰亚胺粉末、1份～7份聚醚醚酮粉末、5份～10份聚苯硫醚粉末、5份～25份丙烯酸树脂、40份～95份离子水和5份25份溶剂助剂作为面涂层材料；

步骤B3：向去离子水中加入聚四氟乙烯粉末、聚酰亚胺粉末、聚醚醚酮粉末、聚苯硫醚粉末、丙烯酸树脂，随后常温搅拌2H至8H，得到面涂层混合悬浊液；

步骤C3：向面涂层混合悬浊液加入稀土氢氧化物或稀土氧化物和碳化硅粉末，随后逐渐加温至200℃至250℃，同时搅拌2H至12H，得到面涂层混合混浊液；

步骤D3：向面涂层混合混浊液内加入溶剂助剂后得到面涂层混合乳胶液；

步骤E：对锅体受涂部分进行清洗使其表面无污渍且光滑，采用喷涂工艺向对锅体受涂部分进行混合粉末的喷涂，然后采用激光熔覆工艺将混合粉末熔凝在锅体受涂部分形成底涂层；

步骤F：对底涂层进行清洗使其表面无污渍，然后向底涂层均匀涂覆中间层混合乳胶液，再然后将锅体进行干燥，干燥温度120℃～150℃，干燥时间在20min～30min，得到中间层干燥基体；

步骤G：向中间层干燥基体均匀涂覆面涂层混合乳胶液，再然后将锅体进行干燥，干燥温度120℃～150℃，干燥时间在20min～30min，随后冷却至室温，再然后加热锅体进行烧结塑化，烧结塑化温度在300℃～370℃，塑化时间在15min～25min，烧结塑化完成将锅体放入冷水内急冷，随后静置至少24h，最后锅体获得不粘涂层。

2.根据权利要求1所述的一种耐磨耐刮耐洗不粘锅涂层制备方法，其特征在于，在步骤A2中，溶剂助剂包括流平剂、成膜助剂、消泡剂、偶联剂、增稠剂、分散剂的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种耐磨耐刮耐洗不粘锅涂层制备方法，其特征在于，在步骤A3中，溶剂助剂包括流平剂、成膜助剂、消泡剂、偶联剂、增稠剂、分散剂、催化剂、表面活性剂和颜料的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种耐磨耐刮耐洗不粘锅涂层制备方法，其特征在于，在步骤A2和步骤A3中，稀土氢氧化物为氢氧化镧或氢氧化铈的一种或多种，稀土氧化物为氧化镧或氧化铈的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种耐磨耐刮耐洗不粘锅涂层制备方法，其特征在于，在步骤C2和步骤C3中，采用超声波搅拌的方式进行搅拌。

6.根据权利要求1所述的一种耐磨耐刮耐洗不粘锅涂层制备方法，其特征在于，在步骤G中，急冷后，先对锅体进行烘干，然后再进行静置。

7.根据权利要求1所述的一种耐磨耐刮耐洗不粘锅涂层制备方法，其特征在于，在步骤A1中，所述的焦粉粒度不大于5微米。

8.根据权利要求1所述的一种耐磨耐刮耐洗不粘锅涂层制备方法，其特征在于，在步骤A1中，所述陶瓷粉末粒度不大于5微米。