CN114601342A - 炊具以及炊具的制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种炊具以及炊具的制造方法。所述炊具包括炊具本体和形成在所述炊具本体的至少部分表面上的不粘涂层，所述炊具本体具有凹凸结构，所述不粘涂层包括第一不粘层和第二不粘层，所述第一不粘层由不粘材料形成在所述凹凸结构的表面上，所述第二不粘层由氟涂料形成在所述第一不粘层的表面上并且位于所述凹凸结构的凹陷处，其中，所述第一不粘层具有非晶结构，所述不粘材料包括至少一种复合金属阳离子金属酸盐粉末，所述复合金属阳离子金属酸盐具有非晶结构。根据本申请的炊具，能够具有较好的不粘性能、良好的耐刮伤性能以及较好的外观。

Description

炊具以及炊具的制造方法

技术领域

本申请涉及不粘锅技术领域，具体涉及一种不粘炊具以及炊具的制造方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，不仅希望炊具能够具有较好的性能，还希望炊具能够具有较好的外观，以满足人们不同的审美要求。

现有技术中，具有花纹结构的锅具，通常采用不锈钢或者钛作为基材，然后在基体的内表面上采用化学蚀刻或者模具压纹的方式而形成花纹。而具有不粘效果的花纹锅，会继续在其表面上喷涂不粘氟涂料，然后经过机械砂光、抛光处理等操作，将花纹凸起部分上的涂料处理掉，从而部分露出金属基材的本色以获得较好的外观，其不粘性能主要依靠花纹凹陷处的氟涂料。

此种不粘锅，虽然外观好看，但是在长期使用的过程中，花纹凹陷处的不粘氟涂料会被破坏掉，随之与食物接触的部位几乎全部为不锈钢或者钛基材，从而导致整个锅具的不粘效果很差，不粘性能不够持久。

发明内容

因此，本申请的目的在于提供一种炊具以及炊具的制造方法，以解决现有技术中的不粘锅不粘性能不够持久的问题。

根据本申请的第一方面，提供一种炊具，所述炊具包括炊具本体和形成在所述炊具本体的至少部分表面上的不粘涂层，所述炊具本体具有凹凸结构，所述不粘涂层包括第一不粘层和第二不粘层，所述第一不粘层由不粘材料形成在所述凹凸结构的表面上，所述第二不粘层由氟涂料形成在所述第一不粘层的表面上并且位于所述凹凸结构的凹陷处，其中，所述第一不粘层具有非晶结构，所述不粘材料包括至少一种复合金属阳离子金属酸盐粉末，所述复合金属阳离子金属酸盐具有非晶结构，复合金属阳离子金属酸盐中的复合金属阳离子包括至少两种金属阳离子。

在实施例中，所述复合金属阳离子金属酸盐包括复合金属阳离子钛酸盐、复合金属阳离子铬酸盐、复合金属阳离子锰酸盐、复合金属阳离子铁酸盐、复合金属阳离子偏铝酸盐、复合金属阳离子钨酸盐、复合金属阳离子钼酸盐和复合金属阳离子钒酸盐中的至少一种。

在实施例中，所述金属阳离子包括镁离子、铝离子、钙离子、硒离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、锗离子、钇离子、锆离子、铌离子、钼离子、锝离子、铟离子、锡离子、锑离子、铪离子、钽离子和钨离子中的至少一种。

在实施例中，所述不粘材料还包括金属材料，所述金属材料在所述复合金属阳离子金属酸盐粉末表面上形成膜层。

具体的，在所述第一不粘层中，基于所述第一不粘层的总重量，所述金属材料的重量占所述第一不粘层的总重量的3％-10％，余量为所述复合金属阳离子金属酸盐。

在实施例中，所述金属材料包括铁及其合金、锌及其合金、铝及其合金、钛及其合金、铬及其合金、镍及其合金、钴及其合金、铜及其合金、锆及其合金、钼及其合金和钒及其合金中的至少一种。

在实施例中，所述炊具本体包括不锈钢基材、铁基材、铝基材、钛基材和复合基材中的至少一种。

根据本申请的第二方面，提供一种炊具的制造方法，所述炊具的制造方法包括在炊具本体的表面上形成凹凸结构；采用不粘材料在所述凹凸结构的表面上喷涂第一不粘层；采用夹具遮挡凹凸结构的凸起位置，通过氟涂料在所述第一不粘层的表面上喷涂第二不粘层；其中，所述第一不粘层具有非晶结构，所述不粘材料包括至少一种复合金属阳离子金属酸盐粉末，所述复合金属阳离子金属酸盐具有非晶结构，所述复合金属阳离子金属酸盐中的复合金属阳离子包括至少两种金属阳离子。

在实施例中，所述不粘材料还包括金属材料，所述金属材料在所述复合金属阳离子金属酸盐粉末表面上形成膜层，在所述不粘材料中，基于所述不粘材料的总重量，所述金属材料的重量占所述不粘材料的总重量的3％-10％，余量为所述复合金属阳离子金属酸盐粉末。

在实施例中，所述炊具本体包括不锈钢基材、铁基材、铝基材、钛基材和复合基材中的至少一种。

在实施例中，所述夹具为与所述凹凸结构相配合的网状结构，所述网状结构的外边缘具有向下延伸的弯折部，所述弯折部能够用于固定在所述凹凸结构的外边缘。

在实施例中，所述制造方法还包括在采用夹具遮挡凹凸结构的凸起前，对所述第一不粘层进行砂光处理。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本申请的上述以及其他目的和特点将会变得更加清楚，在附图中：

图1是根据本申请实施例的炊具的局部结构示意图；

图2是根据本申请实施例的不粘材料的XRD图谱；

图3是根据本申请实施例的不粘涂层的XRD图谱。

具体实施方式

将在下文中更充分地描述本申请的发明构思。

金属酸盐相较于金属材料而言，具有较高的硬度、熔点以及较好的抗氧化性，并且具有持久高温不变性的优点。因此，可以通过将金属酸盐作为不粘材料，来实现具有一定强度的不粘涂层，从而实现具有较好的耐刮伤性能和不粘寿命的炊具。

然而，不粘涂层不仅需要具有一定的强度，还需要具有合适的不粘性能，而金属酸盐通常为晶体结构，不粘性能一般，因此本申请还需要对金属酸盐进行处理。

发明人经研究发现，通过以金属酸盐为骨架成分，制备出具有非晶结构的复合金属阳离子金属酸盐，在具有凹凸结构的锅具本体(即，具有花纹效果的锅具本体)的表面上进行喷涂，制备出复合金属阳离子金属酸盐涂层，对所得涂层的表面进行砂光处理，然后，采用夹具对凹凸结构的凸起处进行遮挡，在位于凹凸结构的凹陷处的复合金属阳离子金属酸盐涂层的表面上喷涂氟涂料，从而得到具有持久不粘性能的花纹炊具。

下面将结合示例性实施例，对本申请的发明构思进行详细的描述。

根据本申请的第一方面提供了一种炊具，如图1所示，所述炊具包括炊具本体10和形成在炊具本体10的至少部分表面上的不粘涂层20。炊具本体10具有凹凸结构，不粘涂层20包括第一不粘层21和第二不粘层22，第一不粘层21由不粘材料在凹凸结构11的表面上喷涂形成，并且第一不粘层21具有非晶结构，第二不粘层22由氟涂料在第一不粘层21的表面上喷涂形成，并且第二不粘层22位于凹凸结构11的凹陷处。其中，不粘材料包括至少一种复合金属阳离子金属酸盐粉末，复合金属阳离子金属酸盐具有非晶结构，复合金属阳离子金属酸盐中的复合金属阳离子包括至少两种金属阳离子。

根据本申请，不粘涂层20可以形成在炊具本体10与食材接触的部分内表面上，也可以形成在炊具本体10的全部内表面上。凹凸结构11可以根据实际需要设计为不同的花纹结构。

根据本申请的炊具，炊具本体10上具有预设的凹凸结构，能够使得炊具具有较好的外观，不粘涂层20包括由复合金属阳离子金属酸盐形成的第一不粘层21，由于第一不粘层21具有非晶结构，非晶结构能够具有较好的硬度和较低的表面能，从而能够提升耐划伤性而延长不粘涂层的使用寿命，并且还能够获得较好的不粘性能。由于在凹凸结构11的凹陷处还具有氟涂料形成的第二不粘层22，凹陷处的氟涂层与复合金属阳离子金属酸盐涂层相互配合，进一步提升不粘的效果。相比于现有技术中的花纹锅具，在长期使用的过程中，即便是氟涂层被破坏，外露的第一不粘层21仍然具有较好的不粘性，因此，根据本申请的炊具能够持久不粘，具有较长的不粘寿命并且具有较好的外观。

如图1所示，凹凸结构11的凸起的最高点距离凹凸结构11的凹陷的最低点的垂直距离h为0.05mm-0.3mm，第一不粘层21形成在凹凸结构11的表面上，第二不粘层22形成在第一不粘层21的表面上并位于两个凸起之间的凹陷处。h太大，则第二不粘层22接触不到食物，不能发挥进一步提升不粘性的作用，并且h太大还会使得菜肴容易卡在凹陷处，不方便烹饪。h太小，则在喷涂第一不粘层21后可能会掩盖花纹效果，无法实现美观性的目的。凹凸结构11可以规则的分布，例如但不限于，可以为螺旋纹结构或者为同心圆形凸棱结构。凸起的顶部宽度w1为1mm-3mm，凸起的底部宽度w2为3mm-4mm。顶部宽度w1太窄，则夹具不好遮挡，并且会使得第一不粘层21不容易在顶部附着；顶部宽度w1太宽，则第二不粘层22的面积相对较少而使得提升不粘性的作用不够明显。

图2是根据本申请实施例的不粘材料的XRD图谱。具体的，为Al₂Fe(TiO₃)₄的XRD图谱，如图2所示，特征峰不是特别明显，杂峰多且乱，结晶性差，Al₂Fe(TiO₃)₄粉末中呈现非晶趋势。根据常规全谱拟合法计算得到非晶相含量为87％。在本申请中，复合金属阳离子金属酸盐粉末非晶含量不小于50％，优选地，不小于65％。非晶相含量小于50％提升不粘的效果一般，而非晶相含量大于或者等于50％能够在很大程度上提升不粘性能。

图3是根据本申请实施例的不粘涂层的XRD图谱。具体的，是采用Al₂Fe(TiO₃)₄粉末作为不粘材料形成的不粘涂层的XRD图谱，如图3所示，特征峰不是特别明显，杂峰多且乱，结晶性差。

在实施例中，复合金属阳离子金属酸盐可以包括复合金属阳离子钛酸盐、复合金属阳离子铬酸盐、复合金属阳离子锰酸盐、复合金属阳离子铁酸盐、复合金属阳离子偏铝酸盐、复合金属阳离子钨酸盐、复合金属阳离子钼酸盐和复合金属阳离子钒酸盐中的至少一种。金属阳离子可以包括镁离子、铝离子、钙离子、硒离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、锗离子、钇离子、锆离子、铌离子、钼离子、锝离子、铟离子、锡离子、锑离子、铪离子、钽离子和钨离子中的至少一种。

在每种复合金属阳离子金属酸盐中，基于复合金属阳离子的总数量，任意一种金属阳离子的数量占复合金属阳离子的总数量的百分比大于或等于10％，所有的复合金属阳离子的数量百分比之和为100％。

根据本申请，可以通过控制复合金属阳离子金属酸盐粉末的熔融程度，使其在形成涂层的过程中保留更多的非晶相。由于复合金属阳离子金属酸盐粉末熔点高，导热性差，在较短的飞行时间内，复合金属阳离子金属酸盐粉末表面熔融而内部不完全熔融，可以使不粘材料中保留较多的非晶结构而形成涂层，从而可以保证不粘效果。示例性的，在保证能够形成涂层的前提条件下，尽可能的缩短飞行时间(粉末从喷枪至产品上所用的时间)，例如，通过缩短喷涂距离、提高喷涂速度等方式，使复合金属阳离子金属酸盐粉末中的非晶结构得以保留。当然，根据本申请，本领域技术人员可以在本申请的教导下，选择其他的方式，使得不粘材料中的非晶结构可以保留在涂层中。

根据本申请，还可以通过在复合金属阳离子金属酸盐粉末表面形成较易熔融的粉末，在形成涂层的过程中，便可以借助熔融粉末形成涂层，而自身不必完全熔融以保留更多的非晶相。

在另一些实施例中，本申请的不粘材料除了包括至少一种复合金属阳离子金属酸盐粉末，还可以包括金属材料，金属材料在复合金属阳离子金属酸盐粉末的表面上形成膜层。基于不粘涂层的总重量，金属材料的重量占不粘涂层的总重量的3-10％，余量为复合金属阳离子金属酸盐。也就是说，在不粘涂层中复合金属阳离子金属酸盐仍然占主导地位，故本申请实施例提供的不粘涂层能够兼具良好的不粘性和较好的结合力等优点。

根据本申请的不粘材料，不粘材料包括至少一种复合金属阳离子金属酸盐粉末和位于复合金属阳离子金属酸盐粉末表面上的金属材料膜层，金属材料的熔点相对较低并且导热性好，因此能够在较短时间内完全的熔融，使得复合金属阳离子金属酸盐粉末不必完全熔融而借助金属粉末形成在涂层中，以达到保留非晶结构提升不粘性的目的。另外，通过将金属材料和复合金属阳离子金属酸盐粉末复合形成不粘材料，金属材料便还可以充当复合金属阳离子金属酸盐粉末表面的粘结剂，在保证不粘性的前提下还能够提高后续喷涂时与产品的结合力。

根据本申请实施例的金属材料可以包括铁及其合金、锌及其合金、铝及其合金、钛及其合金、铬及其合金、镍及其合金、钴及其合金、铜及其合金、锆及其合金、钼及其合金和钒及其合金中的至少一种。

由于铁容易生锈或者铝质地较软，现有的花纹锅的制备工艺仅能够适用于不锈钢基材或者钛基材。然而，根据本申请的炊具，由于复合金属阳离子金属酸盐的自身的优点，使得可以适用在更多的基材上。示例性的，炊具本体的材质可以为不锈钢、铁、铝、钛以及对应的两种及以上材料形成的复合片材。

根据本申请的炊具，复合金属阳离子金属酸盐涂层能够提高形成的炊具的整体硬度和耐磨性，因此能够适用于采用质地较软的铝基材形成炊具。而复合金属阳离子金属酸盐涂层致密性较好，能够有效隔绝空气或者腐蚀介质与炊具本体的基材接触，并且复合金属阳离子金属酸盐材料本身具有抗氧化的作用，则不需要考虑基材氧化的问题，因此能够适用于采用铁基材形成炊具。根据本申请的炊具，提高了炊具所能够适应的基材的范围，通用性较好。

下面将结合具体实施例描述根据本申请的炊具的制造方法。

根据本申请的第二方面提供了一种炊具的制造方法，所述炊具的制造方法包括：步骤S101，在炊具本体的表面上形成预设的凹凸结构。步骤S102，采用不粘材料在凹凸结构的表面上喷涂第一不粘层。步骤S103，采用夹具遮挡凹凸结构的凸起位置，通过氟涂料在第一不粘层的表面上喷涂第二不粘层。其中，第一不粘层具有非晶结构，所述不粘材料包括至少一种复合金属阳离子金属酸盐粉末，复合金属阳离子金属酸盐具有非晶结构，复合金属阳离子金属酸盐中的复合金属阳离子包括至少两种金属阳离子。

根据本申请的炊具的制造方法，通过以金属酸盐为骨架成分，制备出具有非晶结构的复合金属阳离子金属酸盐，在具有凹凸结构的锅具本体表面上进行喷涂形成具有非晶结构的复合金属阳离子金属酸盐涂层，最后采用夹具对凹凸结构的凸起处进行遮挡，在位于凹凸结构的凹陷处的复合金属阳离子金属酸盐涂层的表面上喷涂氟涂料，凹陷处的氟涂层与复合金属阳离子金属酸盐涂层相互配合，进一步提升整体的不粘效果，得到持久不粘的花纹炊具。相比于现有技术的花纹锅具，即便在长期使用时，氟涂层被破坏，外露的复合金属阳离子金属酸盐涂层仍然具有较好的不粘性，因此，根据本申请的制备方法制备得到的炊具，能够持久不粘，具有较长的不粘寿命并且具有较好的外观。

根据本申请的炊具的制造方法，可以预先准备根据本申请的不粘材料，下面先结合具体实施例描述本申请的不粘材料。

在下文中，将结合实施例来详细描述本申请的不粘材料的制备方法。

根据本申请不粘材料的制备方法，所述制备方法可以包括以下步骤：

步骤S201，将至少两种金属阳离子金属酸盐粉末熔融，得到对应的熔融液。

步骤S202，采用雾化制粉的方式对所述熔融液进行处理得到对应的复合金属阳离子金属酸盐粉末，所述复合金属阳离子金属酸盐具有非晶结构。其中，在不同种类的金属阳离子金属酸盐中，金属酸根离子相同，金属阳离子不同。所述不粘材料包括至少一种复合金属阳离子金属酸盐粉末。

根据本申请的不粘材料的制备方法，采用不同金属阳离子的同一种金属酸盐形成熔融液，通过雾化制粉的方法对熔融液进行处理，能够形成具有非晶结构的复合金属阳离子金属酸盐粉末，由于非晶结构相较于晶体结构具有较低的表面能，因此能够实现较好不粘效果的不粘材料。此外，由于非晶结构的复合金属阳离子金属酸盐还具有一定的硬度，能够提升不粘材料的耐划伤性能而提升不粘寿命。

根据本申请，金属酸盐常见为固溶体相，固溶体相分为置换固溶体和间隙固溶体，固溶体存在晶格畸变效应。采用至少两种金属阳离子金属酸盐粉末形成熔融液，通过雾化制粉的方法对熔融液进行处理，在不断冷却形成粉末的过程中，由于不同阳离子的半径不同，不同阳离子以同等机会占据各个晶格位置，导致晶格发生畸变，不同阳离子的的尺寸差使晶格畸变能过高而无法保持晶体结构，从而晶格坍塌形成非晶结构，进而形成本申请的低的表面能的复合金属阳离子金属酸盐粉末。

根据本申请的不粘材料的制备方法，可以包括准备原材料的步骤，原材料可以包括至少两种金属阳离子金属酸盐粉末。在实施例中，原材料具有大小均匀的尺寸并且具有类球形的形状，以使得均能够在进行熔融的步骤中充分的熔化。根据本申请，原材料的粉末粒径的选择可以根据熔点的不同进行选择，示例性的，熔点在1000℃-1200℃之间的粉末，可选择的粉末的粒径尺寸为300-500目，熔点在1200℃-1500℃之间的粉末，可选择的粉末的粒径尺寸为500-800目，熔点越高，粉末越细。可以采用原材料通过球磨的方式获得对应的粒径粉末。

本申请，形成复合金属阳离子金属酸盐的原材料是以“金属酸盐”为骨架成分，由于金属酸盐具有较高的硬度以及抗氧化性，复合金属阳离子金属酸盐同样也兼具很好的硬度以及抗氧化性。进一步地，以至少一种复合金属阳离子金属酸盐形成的不粘材料同样具有较优的性质。在本申请的原材料中，金属阳离子金属酸盐可以包括钛酸盐、铬酸盐、锰酸盐、铁酸盐、偏铝酸盐、钨酸盐、钼酸盐、钒酸盐、硅酸盐和磷酸盐中的至少一种。金属阳离子可以包括镁离子、铝离子、钙离子、硒离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、锗离子、钇离子、锆离子、铌离子、钼离子、锝离子、铟离子、锡离子、锑离子、铪离子、钽离子和钨离子中的至少一种。根据本申请的原材料，可以通过购买得到，也可以通过现有技术中的合成方法制备得到。

根据本申请的原材料的制备方法，可以通过以下步骤实现，具体的，原材料的制备方法可以包括：化学沉淀法、液相合成法、水热法、溶剂热法、高温固相合成法。通过以上方法获得对应的原材料提纯后待用。

根据本申请的不粘材料的制备方法，在选择好原材料之后，可以对各个原材料的组合进行设计，以使原材料之间的金属阳离子具有相对较大的半径差，从而能够提高形成的复合金属阳离子金属酸盐的非晶化程度。在原材料中，任意两个原材料之间的金属阳离子的半径差的绝对值可以大于或等于氢原子半径的0.1倍。

需要说明的是，根据本申请，金属阳离子并不包括金属酸根离子中的金属阳离子。

此外，为了提高复合金属阳离子金属酸盐的非晶化程度，除了可以对形成一种复合金属阳离子金属酸盐的各个原材料的组合进行设计之外，还可以通过提供较多种类的金属阳离子，从而利于形成无序的非晶相。

另外，还可以通过设置原材料中金属阳离子的个数比，以使最终形成的复合金属阳离子金属酸盐中具有一定含量的金属阳离子。

在原材料中，任意两个金属阳离子摩尔比可以在1:9-9:1之间。根据本申请，在每种复合金属阳离子金属酸盐中，基于复合金属阳离子的总数量，任意一种金属阳离子的数量占复合金属阳离子的总数量的百分比大于或等于10％，所有的复合金属阳离子的数量百分比之和为100％。

示例性的，通过第一金属阳离子金属酸盐和第二金属阳离子金属酸盐形成复合金属阳离子金属酸盐，在复合金属阳离子金属酸盐中，基于复合金属阳离子的总数量，第一金属阳离子的数量占复合金属阳离子的总数量的百分比大于或等于10％，第二金属阳离子的数量占复合金属阳离子的总数量的百分比大于或等于90％。

具体地，以4mol的FeTiO₃和3mol的Al₂(TiO₃)₃形成Al₂Fe(TiO₃)₄，在铝铁离子中，铝离子的数量占铝铁离子的总数量的60％时，则铁离子的数量占铝铁离子的总数量的40％。

根据本申请的不粘材料的制备方法，原材料中的金属阳离子的半径差异越大，过大的尺寸差会导致晶格畸变能过高而无法保持晶体结构，越容易形成无序的非晶相，通过设置原材料中的各个金属阳离子具有一定的占比，在形成复合金属阳离子金属酸盐的过程中，金属阳离子合适的数量占比可以发挥到金属阳离子作为掺杂离子的作用，以通过较多种类的金属阳离子破坏金属酸盐的晶体结构，从而更容易形成非晶结构，进而能够获得更低的表面能以提高不粘性能。

根据本申请的复合金属阳离子金属酸盐的制备方法，可以通过将两种金属酸盐粉末熔融并通过雾化制粉的方式获得，也可以通过更多种金属酸盐粉末熔融并通过雾化制粉的方式获得。而通过更多种金属酸盐形成的复合金属阳离子金属酸盐的制备方法，不同之处在于，仅是在熔融的过程中加入更多的原料，其他方法与两种金属酸盐形成的复合金属阳离子金属酸盐的制备方法相同。为了方便描述，下面将以两种金属酸盐形成复合金属阳离子金属酸盐为例，对本申请的不粘材料的制备方法进行描述。

根据本申请的不粘材料的制备方法，在准备好两种金属阳离子金属酸盐粉末之后，接下来，将对两种粉末进行熔炼。具体地，为了避免氧化，熔炼的过程需要在惰性气氛保护下进行，先将熔点相对较高的金属阳离子金属酸盐粉末加热至完全熔融，然后缓慢加入其他熔点相对较低的金属阳离子金属酸盐粉末，在熔炼过程中需要进行充分的搅拌，从而得到对应的熔融液。根据本申请，粉末的加料顺序可以根据熔点从高至低的顺序进行，从而使得熔点相对较高的粉末能够充分熔化，进而能够减少操作的时间而提升工作效率。根据本申请，熔炼的预设温度可以在1500℃-2000℃的范围下，熔炼的时间可以为4h-8h，以使其能完全熔融为依据。

接下来，采用高压水雾化的方式制粉，将熔融液放入水雾化装置中，熔融液在高压水流或水雾压力的冲击下，以一定的冷却速度进行第一次冷却后并被分散成液滴。然后，将液滴以一定的冷却速度进行第二次冷却，从而得到复合金属阳离子金属酸盐粉末。根据本申请，熔融液经过了两次冷却阶段并且通过控制合适的冷却速率，液滴来不及形成完整的晶体结构，从而趋向于形成非晶形态的复合金属阳离子金属酸盐粉末。通过控制合适的水压，以对熔融液不同程度的破碎，从而可以得到适合粒度的复合金属阳离子金属酸盐粉末。

初步得到的复合金属阳离子金属酸盐粉末还具有一定的水分，因此，需要对粉末进行烘干等去除水分的操作。根据本申请的不粘材料的制备方法，还包括对初步得到的复合金属阳离子金属酸盐粉末进行脱水以及烘干的步骤，从而得到具有颗粒形式的复合金属阳离子金属酸盐粉末。由于烘干的步骤是在相对较低的温度下进行的，不易于发生氧化等，因此，在烘干的过程中可以省去通过惰性气体保护的步骤，能够节省成本。

具体地，复合金属阳离子金属酸盐的制备方法如下：

步骤S301，在氩气的保护下，向高频感应电炉中加入高熔点的钛酸亚铁，加热使其熔融，然后加入熔点相对较低的钛酸镁，熔炼温度可以为1700℃-1900℃，熔融的时间可以为3h-5h，从而制备得到熔融液。

步骤S302，预先启动高压水泵，让高压水雾化装置开始工作。将步骤S301中所得的熔融液倒入水雾化装置的中间包中，中间包中的熔融液经过束流，通过中间包底部的漏嘴进入雾化器。在雾化器的高压水的压力的作用下，熔融液被不断地破碎并形成为细小的液滴，随后落入水雾化装置中的冷却液中，迅速凝固成复合金属阳离子金属酸盐粉末。根据本申请示例性实施例，为了避免杂质和氧气的干扰，高压水为纯净水，水压为45MPa-75MPa，水的流量为1500L/min-3000L/min，雾化器中可以加入用于保护的惰性气体，例如氩气等，压力为0.4MPa-0.6MPa，流量为30L/min-50L/min。

步骤S303，对雾化所得的复合金属阳离子金属酸盐粉末进行脱水及烘干，烘干温度为150℃-200℃。

根据本申请的不粘材料，可以通过适当的金属材料来辅助不粘材料中复合金属阳离子金属酸盐粉末非晶结构的保留。下面，将结合具体的实施例描述本申请另一种不粘粉末的制备方法。

在实施例中，不粘材料除了可以包括至少一种复合金属阳离子金属酸盐粉末之外，还可以包括金属材料，金属材料在复合金属阳离子金属酸盐粉末表面上形成膜层。金属材料的重量占比低于3％，难以达到提升结合力效果，金属材料的重量占比高于10％，却会影响最终形成的涂层的不粘效果。因此，在不粘材料中，基于不粘材料的总重量，金属材料的重量占不粘材料的总重量的3％-10％，余量为复合金属阳离子金属酸盐粉末。

根据本申请，可以将金属材料和上面所得的复合金属阳离子金属酸盐以一定比例进行混合而形成不粘材料。但是，为了保证作为“粘接剂”的金属材料在不粘材料中能够发挥更好地效果，可以将金属材料与复合金属阳离子金属酸盐粉末进行复合，以使金属材料沉积到复合金属阳离子金属酸盐粉末表面上而形成不粘材料。示例性的，可以通过物理气相沉积的方式在复合金属阳离子金属酸盐粉末表面上形成1μm-3μm的金属材料膜层。具体地，以金属材料作为靶材，采用磁控溅射物理气相沉积工艺，在复合金属阳离子金属酸盐的每个粉末表面上沉积一层金属材料膜层。制备根据本申请的不粘材料的具体步骤如下：

S401、将复合金属阳离子金属酸盐粉末，依次用丙酮、去离子水、无水乙醇超声清洗并烘干后置于基底座容器内。

S402、将清洗好的粉末从底座容器内转移到磁控溅射设备的样品台上，迅速关闭真空腔室，抽真空度至8.0×10^-4Pa。打开氩气瓶罐，打开气阀，通入氩气，通过调节气体流量计设置氩气流量为60sccm，衬底温度设置为200℃，调节分子泵的插板阀，设置溅射气压为0.5Pa。

S403、调节好对应金属靶材的功率，打开总挡板，开始溅射金属层。

S404、将经过上述工艺制备的复合不粘材料在真空腔中自然冷却，冷却到室温而形成根据本申请实施例的不粘材料。

根据本申请的不粘材料，不粘材料包括至少一种复合金属阳离子金属酸盐粉末和位于复合金属阳离子金属酸盐粉末表面上的金属材料膜层，金属材料的熔点相对较低并且导热性好，因此能够在较短时间内完全的熔融，使得复合金属阳离子金属酸盐粉末不必完全熔融而借助金属粉末形成在涂层中，以达到保留非晶结构提升不粘性的目的。另外，通过将金属材料和复合金属阳离子金属酸盐粉末复合形成不粘材料，金属材料便还可以充当复合金属阳离子金属酸盐粉末表面的粘结剂，在保证不粘性的前提下还能够提高后续喷涂时与产品的结合力。

在准备不粘材料之后，可以在不粘材料中筛选出合适粒径尺寸的不粘材料应用在炊具本体上。根据本申请，不粘材料的粉末粒度可以为300目-800目，若太粗，形成的涂层粗糙，光泽度不好，影响外观效果。

由于铁容易生锈或者铝质地较软，现有的花纹锅的制备工艺仅能够适用于不锈钢基材或者钛基材。然而，根据本申请的炊具的制造方法，由于复合金属阳离子金属酸盐的自身优点，使其制备工艺能够适用于更对的基材。示例性的，炊具本体的材质可以为不锈钢、铁、铝、钛以及对应的两种及以上材料形成的复合片材。复合金属阳离子金属酸盐涂层能够提高炊具的硬度和耐磨性，因此能够适用于采用质地较软的铝基材形成炊具。而复合金属阳离子金属酸盐涂层致密性较好，能够有效隔绝空气或者腐蚀介质与炊具本体的基材接触，并且复合金属阳离子金属酸盐材料本身具有抗氧化的作用，则不需要考虑基材氧化的问题，因此能够适用于采用铁基材形成炊具。

根据本申请的炊具，适应的基材范围较广，通用性较好。在本申请实施例中，第一不粘层的厚度可以为30μm-100μm，厚度太薄，砂光过程中容易露底，厚度太厚，可能会掩盖掉凹凸结构的花纹效果，并且还会增加后期进行砂光的难度。第二不粘层的厚度可以为30μm-50μm。

提供炊具本体可以包括提前对炊具本体的内表面进行预处理。具体的，炊具本体的表面经过碱性脱脂清洗、中和清洗之后，再对炊具本体的内表面喷砂处理，砂材为45目-80目氧化铝，粗糙度为4μm-6μm，以增强炊具本体与后续形成的不粘涂层之间的结合力。

根据本申请的炊具的制造方法，炊具本体表面上的凹凸结构可以通过蚀刻、镭雕、冲压等方式制备得到。示例性的，采用5000T冲压设备在圆形片材的一面上进行冲压以获得设计好的凹凸结构。

根据本申请，可以采用热喷涂的方式在具有凹凸结构的炊具本体表面上形成第一不粘层。下面将以超音速等离子喷涂的方法为例，对本申请的第一不粘层的形成方式进行简单描述。

根据本申请的炊具的制造方法，不粘涂层可以通过以下步骤实现：

步骤S501、将炊具本体的外表面置于循环冷却空气气体环境下，将冷却气体的温度控制在零下20℃-零下10℃之间。

步骤S502、将300目-800目的不粘材料的粉末装入送粉器，枪口处形成的高压等离子焰流将不粘材料的表面加热至熔融，然后经处理的不粘材料以180K/s-200K/s的冷却速度进行冷却并迅速沉积在炊具本体的表面上而形成第一不粘层。

步骤S503、采用120目-200目百洁布对炊具本体表面的第一不粘层进行砂光处理，将根据凹凸结构的纹路形状制备得到的夹具贴合于凹凸结构的表面上，以对凹凸结构的凸起处进行遮挡，以氟树脂为原料采用空气喷枪进行第二不粘层的喷涂，然后，对炊具本体进行烧结而得到具有花纹结构的不粘炊具。

根据本申请，空气喷涂的喷涂参数为：喷枪口径1.0mm、1.2mm、1.5mm，雾化压力0.2MPa-0.3MPa，对炊具进行烧结温度为400℃-420℃，烧结时间为6min-8min。

根据本申请的炊具的制造方法，在采用夹具遮挡凹凸结构的凸起而进行第二不粘层的喷涂工艺之前，对所得第一不粘层进行砂光处理，由于接触受力的原因，凹凸结构的凸起处第一不粘层的表面经过砂光处理后会被处理光滑，相较于现有技术的火纹锅具，露出的是复合金属阳离子金属酸盐形成的涂层而非基材本身，能够提升炊具整体的不粘性。在砂光的步骤中，虽然凹凸结构的凹陷处也会被轻微触碰到，但是凹陷处的复合金属阳离子金属酸盐涂层并不会被处理光滑，仍然具有较高的粗糙度，可以提高与后续形成的第二不粘层的结合牢度。另外，相比于喷涂完第二不粘层之后再进行砂光的操作，在采用夹具遮挡进行喷涂第二不粘层之前，对所得的第一不粘层进行砂光处理，可以避免凹凸结构凹陷处的第二不粘层被砂纸等破坏而影响整体的不粘性。

根据本申请的炊具的制造方法，夹具为与凹凸结构相配合的网状结构，其中，网状结构的外边缘具有向下延伸的弯折部，并且弯折部能够用于固定在凹凸结构的外边缘。网状结构的每个网孔可以具有一定向下延伸的翻边，以使能够覆盖部分的凹凸结构的凸起，而非只覆盖在顶端。当然，本申请并不限制，本申请不包括只覆盖顶端的夹具的示例。

根据本申请，喷涂方式优选为超音速等离子喷涂，在具体的喷涂参数中，由于复合金属阳离子金属酸盐材料自身的特性，热喷涂的过程中需要控制工艺参数以保证不粘涂层的非晶性。

根据本申请，陶瓷粉末熔点高，导热性差，需要充分的吸收热量，粉末的表面才能熔融。为了避免粉末熔融不充分出现“夹杂生粉”而无法有效沉积成不粘涂层的情况发生，根据本申请可以通过提高功率、降低送粉速度以及降低主气流量等方式，以能够使得不粘材料获得足够的热量。提高功率可以使不粘材料的粉末表面充分熔融，降低送粉速度从而避免粉末吸收热量不均匀、不充足，降低主气流量从而避免主气带走大量的热量。

根据本申请，在喷涂过程中，可以采取适当缩短喷涂距离、提高喷涂速度以及对锅具本体的外表面进行冷却的方式，使得在喷涂时粉末能够迅速从高温冷却到低温并快速地沉积在锅具本体的表面上，避免不粘材料中复合金属阳离子金属酸盐的固溶体析晶，以能够较高程度的保留其中的非晶结构。示例性的，超音速等离子喷涂的参数可以设置为：喷涂功率为25kW-60kW；送粉速度20-50g/min；氢气压力0.2-0.4MPa，氢气流量6-15L/min，氩气压力2.5-4.0MPa，主气(氩气)流量1000-1500L/min；喷涂距离80-100mm；喷涂速度为374m/s-1360m/s；电弧电流450-650A。

根据本申请，采用上述的不粘材料，通过超音速等离子喷涂的方式，形成的不粘涂层表面粗糙程度均匀，尺寸适中，便于烹饪过程中油脂的均匀分布，由于具有凹凸结构，能够减小食材与炊具的接触面积，进一步能够提升炊具的不粘涂层的不粘效果。

下面将结合实施例对本申请进行详细说明，但是本申请的保护范围不局限于实施例。

实施例1

通过下面的方法来制造根据实施例1的锅具。

步骤S600，准备不粘材料。

步骤S601，提供原材料。提供平均粒径为500目的钛酸亚铁粉末(FeTiO₃)作为第一金属阳离子金属酸盐粉末，平均粒径为500目的钛酸镁粉末(MgTiO₃)作为第二金属阳离子金属酸盐粉末。

步骤S602，制备熔融液。

在氩气的保护下，向高频感应电炉中加入高熔点的900mol的钛酸亚铁，加热使其熔融，然后加入熔点相对较低的200mol的钛酸镁，熔炼温度可以为1800℃，熔融的时间可以为3h，从而制备得到熔融液。

步骤S603，采用水雾化制粉的方式对熔融液进行处理。

预先启动高压水泵，让高压水雾化装置开始工作。提前设置雾化器的工作参数：高压水选择纯净水，水压为60MPa，水的流量为2000L/min，并开启氩气保护，氩气的压力为0.5MPa，氩气的流量为40L/min。在准备好以上工作后，将步骤S602中所得的熔融液倒入水雾化装置的中间包中，中间包中的熔融液经过束流，通过中间包底部的漏嘴进入雾化器。在雾化器的纯净水的作用下，熔融液被不断地破碎并形成细小的液滴，落入水雾化装置中的冷却液中，迅速凝固成复合金属阳离子金属酸盐粉末。

步骤S604，对形成的复合金属阳离子金属酸盐粉末进行烘干，以去除其中所含的水分，烘干温度可以为180℃，从而得到颗粒形式的非晶化程度为88％的复合金属阳离子金属酸盐粉末作为不粘材料。

步骤S700，采用不粘材料进行喷涂，以完成锅具的制造。

步骤S701，选取锅具本体(材质为不锈钢材质)，在炊具本体的表面设置凹凸结构。

步骤S702，将锅具本体的外表面置于循环冷却空气气体环境下，将冷却气体的温度控制在零下15℃。

步骤S703，设置超音速等离子喷涂的参数为：喷涂功率为40kW；送粉速度为30g/min；喷涂距离为90mm；电弧电流为550A；氢气压力为0.3MPa，氢气流量为8L/min，氩气压力为3MPa，氩气流量为1200L/min。将400目的不粘材料的粉末装入送粉器，枪口处形成的高压等离子焰流将不粘材料的表面加热至熔融，然后经处理的不粘材料以大约为190K/s的冷却速度进行冷却并迅速沉积在锅具本体的表面上而形成第一不粘层。

步骤S704，采用180目百洁布对锅具本体表面的第一不粘层进行砂光处理，将夹具贴合于凹凸结构的表面上，以对凹凸结构的凸起位置进行遮挡，以氟树脂为原料采用空气喷枪进行第二不粘层的喷涂，喷涂参数为：1.2mm口径空气喷枪，雾化压力0.25MPa，然后，将锅具本体置于高温隧道中并在400℃条件下烧结7min，而得到实施例1的锅具。

实施例2

除了在准备不粘材料的步骤中，准备了三种原材料{FeTiO₃、MgTiO₃和Al₂(TiO3)₃}并依次以10:8:3的摩尔比将三种原材料形成对应的熔融液而制备得到非晶化程度为92％的不粘材料之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造实施例2的锅具。

实施例3

除了在准备不粘材料的步骤中，采用铁酸锆Zr₃(FeO₃)₄和铁酸锌Zn₃(FeO₃)₂代替钛酸亚铁粉末和钛酸镁粉末，并依次以1:1的摩尔比形成熔融液而制备得到非晶化程度为86％的不粘材料之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造实施例3的锅具。

实施例4

除了采用5％重量百分比的铜和95％重量百分比的实施例1获得的复合金属阳离子金属酸盐粉末，并通过物理气相沉积的方式而制备得到非晶化程度为77％的不粘材料之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造实施例4的锅具。

实施例5

除了采用实施例1和实施例3中的不粘材料并按照1：1的重量比进行混合而制备得到非晶化程度为87％的不粘材料之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造实施例5的锅具。

实施例6

除了锅具本体的内表面不设置凹凸结构之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造实施例6的锅具。

实施例7

除了不采用夹具对第一不粘层进行遮挡之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造实施例7的锅具。

实施例8

除了炊具基体的基材为铝基材之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造实施例8的锅具。

实施例9

除了炊具基体的基材为铁基材之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造实施例9的锅具。

对比例1

除了采用钛酸亚铁粉末作为第一不粘层的不粘材料之外，采用与实施例1中相同的方法制造对比例1的锅具。

对比例2

除了采用钛酸镁粉末作为第一不粘层的不粘材料之外，采用与实施例1中相同的方法制造对比例2的锅具。

对比例3

除了无第一不粘层之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造对比例3的锅具。

表1本申请实施例以及对比例的参数

性能指标测试

(1)对上述所得锅具进行性能测试，并记录在下表2中，具体测试方法如下：

初始不粘性测试方法：GB/T32095.2-2015中煎蛋不粘性试验方法，该方法为初始不粘性测试，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，Ⅰ级不粘性最佳，Ⅲ级不粘性最差。

持久不粘性测试方法：GB/T32388-2015中持久不粘性试验方法，单位为次数，次数越高说明寿命越长，500次评价一次不粘结果，记录到使用至Ⅲ级时的次数。

LNE测试方法，可以体现出锅具综合使用性能，反映抗划伤、耐磨损等方面的性能，LNE测试方法如下：

LNE测试：A：炒石英石(钢铲)→B：震动耐磨测试→C：钢线耐磨测试→D：干烧混合酱料→E：煮食盐水→F：煎鸡蛋评价不粘等级，完成以上5个测试步骤以及一次不粘等级评价，标志一个循环结束。连续两个循环不粘Ⅲ级，或出现3条以上划伤、面涂层脱落大于3mm、露底、起毛、脏污等外观破坏现象，即停止测试。记录连续不粘Ⅲ级或外观破坏前一个的循环数，即为LNE测试寿命次数。

表2本申请实施例以及对比例的性能指标测试表

序号	初始不粘性	持久不粘性	LNE(次)
				实施例1	Ⅰ	95000	13
实施例2	Ⅰ	103000	15
				实施例3	Ⅰ	92000	11
实施例4	Ⅰ	86000	9
				实施例5	Ⅰ	93000	12
实施例6	Ⅰ	84000	1
				实施例7	Ⅰ	98000	1
实施例8	Ⅰ	95000	13
				实施例9	Ⅰ	95000	13
对比例1	Ⅱ	5000	0
				对比例2	Ⅱ	5000	0
对比例3	Ⅱ	5000	1

综上，由表1可以看出，实施例7和实施例1相比不同之处在于，实施例7在喷涂氟涂层之前没有采用夹具遮挡凸起位置，由表2可以看出，实施例7在LNE测试中的数据与实施例1存在差异，是因为凸起上的氟涂层容易被破坏而导致在LNE测试中的外观失效，但这并不影响锅具的性能性质。

由表1可以看出，实施例6和实施例1相比不同之处在于，实施例6的炊具本体的表面上没有凹凸结构，由表2可以看出，实施例6在LNE测试中的数据与实施例1存在差异，是因为实施例6没有凸筋的保护，整个涂层直接接触铁铲，氟涂层容易被划伤而导致LNE测试中的外观失效，但这并不影响锅具的性能性质。

根据本申请，由于设置有凹凸结构，凸起处的复合金属阳离子金属酸盐涂层可以保护凹陷处的氟涂层不被划伤破坏，使得不粘涂层整体具有较好的耐划伤性能，可以使用铁铲、百洁布或钢丝球等对炊具进行清洗。由于不粘材料和氟涂料均具有良好的不粘性，由不粘材料所得到的不粘涂层，能够实现炊具具有不粘效果，并且能够持久不粘。综上所述，根据本申请的炊具，能够持久不粘并且具有较长的不粘寿命。

虽然上面已经详细描述了本申请的实施例，但本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，可对本申请的实施例做出各种修改和变型。但是应当理解，在本领域技术人员看来，这些修改和变型仍将落入权利要求所限定的本申请的实施例的精神和范围内。

Claims (11)

1.一种炊具，其特征在于，所述炊具包括炊具本体和形成在所述炊具本体的至少部分表面上的不粘涂层，所述炊具本体具有凹凸结构，所述不粘涂层包括第一不粘层和第二不粘层，所述第一不粘层由不粘材料形成在所述凹凸结构的表面上，所述第二不粘层由氟涂料形成在所述第一不粘层的表面上并且位于所述凹凸结构的凹陷处，其中，所述第一不粘层具有非晶结构，所述不粘材料包括至少一种复合金属阳离子金属酸盐粉末，所述复合金属阳离子金属酸盐具有非晶结构，复合金属阳离子金属酸盐中的复合金属阳离子包括至少两种金属阳离子。

2.根据权利要求1所述的炊具，其特征在于，所述复合金属阳离子金属酸盐粉末包括复合金属阳离子钛酸盐、复合金属阳离子铬酸盐、复合金属阳离子锰酸盐、复合金属阳离子铁酸盐、复合金属阳离子偏铝酸盐、复合金属阳离子钨酸盐、复合金属阳离子钼酸盐和复合金属阳离子钒酸盐中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的炊具，其特征在于，所述金属阳离子包括镁离子、铝离子、钙离子、硒离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、镓离子、锗离子、钇离子、锆离子、铌离子、钼离子、锝离子、铟离子、锡离子、锑离子、铪离子、钽离子和钨离子中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的炊具，其特征在于，所述不粘材料还包括金属材料，所述金属材料在所述复合金属阳离子金属酸盐粉末表面上形成膜层。

5.根据权利要求4所述的炊具，其特征在于，所述金属材料包括铁及其合金、锌及其合金、铝及其合金、钛及其合金、铬及其合金、镍及其合金、钴及其合金、铜及其合金、锆及其合金、钼及其合金和钒及其合金中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的炊具，其特征在于，所述炊具本体包括不锈钢基材、铁基材、铝基材、钛基材和复合基材中的至少一种。

7.一种炊具的制造方法，其特征在于，所述炊具的制造方法包括：

在炊具本体的表面上形成凹凸结构；

采用不粘材料在所述凹凸结构的表面上喷涂第一不粘层；

采用夹具遮挡凹凸结构的凸起后，通过氟涂料在所述第一不粘层的表面上喷涂第二不粘层；

其中，所述第一不粘层具有非晶结构，所述不粘材料包括至少一种复合金属阳离子金属酸盐粉末，所述复合金属阳离子金属酸盐具有非晶结构，复合金属阳离子金属酸盐中的复合金属阳离子包括至少两种金属阳离子。

8.根据权利要求7所述的炊具的制造方法，其特征在于，所述不粘材料还包括金属材料，所述金属材料在所述复合金属阳离子金属酸盐粉末表面上形成膜层，在所述不粘材料中，基于所述不粘材料的总重量，所述金属材料的重量占所述不粘材料的总重量的3％-10％，余量为所述复合金属阳离子金属酸盐粉末。

9.根据权利要求7所述的炊具的制造方法，其特征在于，所述炊具本体包括不锈钢基材、铁基材、铝基材、钛基材和复合基材中的至少一种。

10.根据权利要求7所述的炊具的制造方法，其特征在于，所述夹具为与所述凹凸结构相配合的网状结构，所述网状结构的外边缘具有向下延伸的弯折部，所述弯折部能够用于固定在所述凹凸结构的外边缘。

11.根据权利要求7所述的炊具的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括在采用夹具遮挡凹凸结构的凸起前，对所述第一不粘层进行砂光处理。

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