CN115181438B - 一种耐高温耐磨亲水无机涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于功能涂层技术领域，公开了一种耐高温耐磨亲水无机涂料及其制备方法和应用。该耐高温耐磨亲水无机涂料，包括组分A、组分B和水，其中，按重量份数计算：组分A包括：硅溶胶45～75份，γ‑氧化铝10～20份，α‑氧化铝0.5～5份，钴黑1～5份，聚乙二醇0.1～5份，流平剂0.1～5份；组分B包括：钛粉20～30份，γ‑氧化铝1～2份，碳材料1.2～30份，流平剂1～5份。该耐高温耐磨亲水无机涂料通过喷涂、500～600℃烧结、保温形成耐高温耐磨亲水无机涂层。该无机涂层具有很好的亲水性、耐腐蚀性、结合力、耐高温性和耐磨性，可以用于制备炊具，特别时应用于制备不粘锅。

Description

一种耐高温耐磨亲水无机涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于功能涂层技术领域，尤其涉及一种耐高温耐磨亲水无机涂料及其制备方法和应用。

背景技术

功能涂层涵盖广泛，包括抗腐蚀涂层、耐磨涂层、绝缘涂层、耐高温涂层、亲水涂层和疏水涂层等等，不同的功能涂层根据其性能差异而分别运用于军工、家电、汽车、船舶等领域。在众多涂层中，疏水涂层被大量应用于汽车自清洁玻璃和各类防水用具上，与之相比，亲水涂层的研究和应用则较少。专利“一种用于多孔膜表面改性的环保亲水多孔涂层的制备方法”公开了羟乙基纤维多孔亲水涂层，当该涂层服役于200℃高温时，其自带的亲水基团羟乙基易发生分解，进而导致该涂层的亲水性降低甚至完全丧失。专利“永久性亲水多孔涂层及其制备方法”公开了一种含氟聚合物诸如聚四氟乙烯(PTFE)的亲水多孔涂层，但是由于PTFE在200℃以上时容易释放出氟化氢，且PTFE硬度较低，导致亲水多孔涂层不耐磨。因此，寻找一种耐高温耐磨亲水涂层是具有重要意义的。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种耐高温耐磨亲水无机涂料，其包括组分A、组分B和水，解决了亲水涂层不耐高温和不耐磨的缺点。

同时，本发明提供了一种耐高温耐磨亲水无机涂料的制备方法，将含有硅溶胶、γ-氧化铝、α-氧化铝、钴黑、聚乙二醇和流平剂的组分A与含有钛粉、γ-氧化铝、碳材料和流平剂的组分B，通过球磨混合制备耐高温耐磨亲水无机涂料。

本发明还提供了一种耐高温耐磨亲水无机涂层，由耐高温耐磨亲水无机涂料经过喷涂和500～600℃高温烧结制得。

此外，本发明还提供了一种耐高温耐磨亲水无机涂层的应用，耐高温耐磨亲水无机涂层可作为不沾涂层应用于炊具，特别是应用于不粘锅。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种耐高温耐磨亲水无机涂料，包括组分A、组分B和水，其中，按重量份数计算：

组分A包括：硅溶胶45～75份，γ-氧化铝10～20份，α-氧化铝0.5～5份，钴黑1～5份，聚乙二醇0.1～5份，流平剂0.1～5份；

组分B包括：钛粉20～30份，γ-氧化铝1～2份，碳材料1.2～30份，流平剂1～5份。

发明人经研究发现，各组分的特性对得到的无机涂料及由该无机涂料烧结形成的无机涂层的亲水性、耐腐蚀性、结合力、耐高温性和耐磨性有着非常大的影响。

本发明通过硅溶胶、γ-氧化铝、α-氧化铝、钛粉和钴黑的选用提高无机涂层的亲水性、耐腐蚀性、结合力、耐高温性和耐磨性。

具体地，耐高温耐磨亲水无机涂料在500～600℃烧结过程中，硅溶胶会形成微纳乳凸结构的SiO₂，可增强无机涂层的粗糙程度，减小无机涂层的接触角，进而提高无机涂层的表面润湿性和亲水性；立方面心紧密堆积结构的γ-氧化铝经烧结后能产生多孔结构，具有较大的比表面积和较好的亲水性，六方紧密堆积结构的α-氧化铝不溶于强酸强碱，而γ-氧化铝和α-氧化铝二者通过配合可以提高无机涂层的粗糙度、亲水性和耐腐蚀性；本发明选用钛粉而不是钛白粉，旨在通过高温烧结形成不同价态的氧化钛(包括TiO₂和Ti₂O₃)去降低无机涂层的内应力，调节无机涂层的体积，进而提高无机涂层的结合力；钴黑和硅溶胶、γ-氧化铝、α-氧化铝、钛粉通过高温烧结发生以下共晶反应：

2CoO+SiO₂→Co₂SiO₄

2CoO+Al₂O₃→Co₂Al₂O₅

CoO+Ti+O₂→CoTiO₃

通过共晶反应产生的Co₂SiO₄、Co₂Al₂O₅和CoTiO₃由于具有很高的熔点和硬度而提高了无机涂层的耐高温性和耐磨性，同时CoO与各物质的化学键合作用使无机涂层内部各组分紧密连接，增强了无机涂层涂层的致密度。

另外，本发明通过碳材料和聚乙二醇的选用进一步提高无机涂层的亲水性，同时增大无机涂层的均匀程度。

具体地，碳材料通过高温烧结挥发，而在无机涂层中形成能够吸纳和蓄渗水份的孔洞结构，进一步提高了无机涂层的亲水性；由于选用的聚乙二醇分子量小，高温烧结后无残留物，而且其高温分解产生的气体促进了无机涂层形成微小拗陷圆形孔洞结构，因此聚乙二醇也能通过微小拗陷圆形孔洞结构吸纳和蓄渗水份，从而进一步提高了无机涂层的亲水性；另外，聚乙二醇具有极性，极易与水键合，因此能够将无机涂料中的各物质分散得更加均匀，增大无机涂层的均匀程度。

本发明还通过流平剂的选用进一步提高无机涂层的均匀程度。

发明人通过多次实验发现，磷酸钾、碳酸钾和碳酸钠作为无机涂层流平剂能够进一步提高无机涂层的均匀程度，但是在使用该流平剂时，尤其是使用碳酸钾作为流平剂时，需要将流平剂分成两份分别加入组分A和组分B，以防一次性加入过多流平剂造成无机涂料结块成团，影响无机涂料的分散性。

综上可知，本发明通过硅溶胶、γ-氧化铝、α-氧化铝、钛粉和钴黑的选用提高无机涂层的亲水性、耐腐蚀性、结合力、耐高温性和耐磨性；通过碳材料和聚乙二醇的选用进一步提高无机涂层的亲水性，同时增大无机涂层的均匀程度；还通过流平剂的选用进一步提高无机涂层的均匀程度。

优选地，所述耐高温耐磨亲水无机涂料，包括组分A、组分B和水，其中，按重量份数计算：

组分A包括：硅溶胶55～65份，γ-氧化铝15～18份，α-氧化铝2～4份，钴黑2～4份，聚乙二醇1～3份，流平剂0.5～2份；

组分B包括：钛粉25～28份，γ-氧化铝1.5～2份，碳材料8～15份，流平剂2～4份。

优选地，所述聚乙二醇为小分子聚乙二醇。

进一步优选地，所述小分子聚乙二醇的分子量为100～300。

优选地，所述流平剂为磷酸钾、碳酸钾或碳酸钠中的一种或多种。

发明人通过多次实验发现，碳材料由于高温烧结挥发而在无机涂层中形成能够吸纳和蓄渗水份的拗陷孔洞结构，而当使用的碳材料的种类不唯一时，特别是至少含有三种时，碳材料的种类多样性会使拗陷孔洞结构之间会呈现网状连接状态，有利于得到孔洞结构更为规整的无机涂层，更好地提高无机涂层的亲水性。

优选地，所述碳材料为石墨烯、石墨片、碳纤维、石墨球、石墨烯海绵、活性炭、碳纳米管或碳纳米球中的一种或多种。

进一步优选地，所述碳材料为石墨烯、石墨片和碳纤维复合物，其中，石墨烯、石墨片和碳纤维的质量比为(0.5～3):(0.5～3):(7～15)。

进一步优选地，所述石墨烯、石墨片和碳纤维的质量比为1:1:14。

优选地，所述组分A和组分B的质量比为(14～17):(3～6)。

上述耐高温耐磨亲水无机涂料的制备方法，包括如下步骤：

组分A和组分B分别加水球磨成糊状物，混合均匀，即得耐高温耐磨亲水无机涂料。

优选地，所述球磨的时间为5～30min。

一种耐高温耐磨亲水无机涂层，通过如下过程制备得到：喷涂耐高温耐磨亲水无机涂料，500～600℃烧结，保温，即得耐高温耐磨亲水无机涂层。

本发明的耐高温耐磨亲水无机涂层不仅含有微纳乳凸结构的SiO₂、多孔和耐腐蚀的氧化铝以及不同价态的氧化钛，还含有高熔点和硬度的Co₂SiO₄、Co₂Al₂O₅和CoTiO₃。

本发明通过硅溶胶、γ-氧化铝、α-氧化铝、钛粉和钴黑的选用提高无机涂层的亲水性、耐腐蚀性、结合力、耐高温性和耐磨性；通过碳材料和聚乙二醇的选用进一步提高无机涂层的亲水性，同时增大无机涂层的均匀程度；还通过流平剂的选用进一步提高无机涂层的均匀程度。

优选地，所述喷涂耐高温耐磨亲水无机涂料的过程为采用喷漆枪将耐高温耐磨亲水无机涂料喷涂在金属基体表面。

进一步优选地，所述金属基体为铝合金基体、铜合金基体、马口铁基体、Q235钢基体、不锈钢基体或钛合金基体中的一种或几种。

优选地，所述烧结的时间为5～30min。

优选地，所述保温的时间为5～30min。

上述耐高温耐磨亲水无机涂层在制备炊具中的应用，特别是在制备不粘锅中的应用。

耐高温耐磨亲水无机涂层是由硅溶胶、γ-氧化铝、α-氧化铝、钴黑、聚乙二醇、流平剂、钛粉和碳材料经高温烧结形成的无毒害无机涂层，而且无机涂层的生产和使用过程都符合绿色环保要求，所以该无机涂层可作为食物等级的器具涂层。该无机涂层应用于不粘锅时，其微纳乳突结构和孔洞结构能够锁住水分，加热后，微纳乳突结构和孔洞结构锁住的水分会蒸发形成的蒸汽绝缘层，能够有效阻隔锅底和食物，达到不沾效果，此外，该无机涂层良好的耐高温性和耐磨性还能够增加炊具的使用寿命。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过硅溶胶、γ-氧化铝、α-氧化铝、钛粉和钴黑的选用提高无机涂层的亲水性、耐腐蚀性、结合力、耐高温性和耐磨性；

(2)本发明通过碳材料和聚乙二醇的选用进一步提高无机涂层的亲水性，同时增大无机涂层的均匀程度；

(3)本发明还通过流平剂的选用进一步提高无机涂层的均匀程度。

附图说明

图1为本发明聚乙二醇-100的热重分析曲线图。

图2为实施例8耐高温耐磨亲水无机涂层的扫描电子显微镜和能谱分析图。

图3为实施例8耐高温耐磨亲水无机涂层的X射线衍射图谱。

图4为实施例1～10耐高温耐磨亲水无机涂层的扫描电子显微镜图，图4中的图A～J分别为实施例1～10耐高温耐磨亲水无机涂层的扫描电子显微镜图。

图5为对比例1～4亲水无机涂层的扫描电子显微镜图，图5中的图A～D分别为对比例1～4亲水无机涂层的扫描电子显微镜图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种耐高温耐磨亲水无机涂料，包括组分A、组分B和水，其中，按重量份数计算：

组分A包括：硅溶胶55份，γ-氧化铝13.5份，α-氧化铝0.5份，钴黑4份，聚乙二醇-100 0.25份，碳酸钾0.1份；

组分B包括：钛粉20份，γ-氧化铝1.5份，石墨烯、石墨片和碳纤维复合物3.4份，碳酸钾3份；其中，石墨烯、石墨片和碳纤维的质量比为1.2:1.2:7.2；

取质量比为15:5的组分A和组分B并分别加水球磨5min成糊状物，混合均匀，即得耐高温耐磨亲水无机涂料。

耐高温耐磨亲水无机涂层，通过如下过程制备得到：用喷漆枪将耐高温耐磨亲水无机涂料喷涂在粗化的Q235钢基体表面，送入加热炉，缓慢升温至550℃，烧结10min，保温10min，即得耐高温耐磨亲水无机涂层。

实施例2

本实施例提供一种耐高温耐磨亲水无机涂料，包括组分A、组分B和水，其中，按重量份数计算：

组分A包括：硅溶胶47份，γ-氧化铝14份，α-氧化铝2.5份，钴黑3份，聚乙二醇-1001.5份，碳酸钾2份；

组分B包括：钛粉30份，γ-氧化铝1.5份，石墨烯、石墨片和碳纤维复合物6份，碳酸钾1.6份；其中，石墨烯、石墨片和碳纤维的质量比为1:1:8；

取质量比为17:3的组分A和组分B并分别加水球磨10min成糊状物，混合均匀，即得耐高温耐磨亲水无机涂料。

耐高温耐磨亲水无机涂层，通过如下过程制备得到：用喷漆枪将耐高温耐磨亲水无机涂料喷涂在粗化的Q235钢基体表面，送入加热炉，缓慢升温至500℃，烧结20min，保温20min，即得耐高温耐磨亲水无机涂层。

实施例3

本实施例提供一种耐高温耐磨亲水无机涂料，包括组分A、组分B和水，其中，按重量份数计算：

组分A包括：硅溶胶56份，γ-氧化铝16份，α-氧化铝2份，钴黑1份，聚乙二醇-100 2份，碳酸钾2份；

组分B包括：钛粉25份，γ-氧化铝2份，石墨烯、石墨片和碳纤维复合物25份，碳酸钾2.75份；其中，石墨烯、石墨片和碳纤维的质量比为3:3:15；

取质量比为14:6的组分A和组分B并分别加水球磨8min成糊状物，混合均匀，即得耐高温耐磨亲水无机涂料。

耐高温耐磨亲水无机涂层，通过如下过程制备得到：用喷漆枪将耐高温耐磨亲水无机涂料喷涂在粗化的Q235钢基体表面，送入加热炉，缓慢升温至600℃，烧结15min，保温5min，即得耐高温耐磨亲水无机涂层。

实施例4～8

实施例4～8分别提供成分相同、含量不同的耐高温耐磨亲水无机涂料，包括组分A、组分B和水，其中，按重量份数计算，各实施例组分A和组分B中各成分的含量如下表所述，而石墨烯、石墨片和碳纤维的质量比为1:1:14：

表1实施例4～8组分A中各成分含量

表2实施例4～8组分B中各成分含量

实施例4～8分别按如下步骤制备成分相同、含量不同的耐高温耐磨亲水无机涂料：

取质量比为15:5的组分A和组分B并分别加水球磨10min成糊状物，混合均匀，即得耐高温耐磨亲水无机涂料。

实施例4～8分别提供的成分相同、含量不同的耐高温耐磨亲水无机涂层，通过如下过程制备得到：用喷漆枪将耐高温耐磨亲水无机涂料喷涂在粗化的Q235钢基体表面，送入加热炉，缓慢升温至500℃，烧结10min，保温10min，即得耐高温耐磨亲水无机涂层。

实施例9

本实施例提供一种耐高温耐磨亲水无机涂料，用石墨片代替实施例8的石墨烯、石墨片和碳纤维复合物，其余均与实施例8一致。

耐高温耐磨亲水无机涂层，其制备方法也与实施例8一致。

实施例10

本实施例提供一种耐高温耐磨亲水无机涂料，用石墨烯和石墨片代替实施例8的石墨烯、石墨片和碳纤维复合物，其余均与实施例8一致。

耐高温耐磨亲水无机涂层，其制备方法也与实施例8一致。

对比例1

本对比例提供一种亲水无机涂料，除不含钴黑外，其余均与实施例8一致。

亲水无机涂层，其制备方法也与实施例8一致。

对比例2

本对比例提供一种亲水无机涂料，除不含石墨烯、石墨片和碳纤维复合物外，其余均与实施例8一致。

亲水无机涂层，其制备方法也与实施例8一致。

对比例3

本对比例提供一种亲水无机涂料，除不含聚乙二醇-100外，其余均与实施例8一致。

亲水无机涂层，其制备方法也与实施例8一致。

对比例4

本对比例提供一种亲水无机涂料，除不含钛粉外，其余均与实施例8一致。

亲水无机涂层，其制备方法也与实施例8一致。

样品性能表征

对本发明的聚乙二醇-100进行热重分析。

对本发明实施例8提供的耐高温耐磨亲水无机涂层进行显微形貌(SEM)、表面元素能谱分析和X射线衍射分析。

图1为本发明聚乙二醇-100的热重分析曲线图。由图1可知，聚乙二醇在250℃～430℃温度范围内发生热失重和挥发分解，其分解产生的二氧化碳气体能够促进无机涂层形成大量微小拗陷圆形孔洞结构，因此聚乙二醇也能通过微小拗陷圆形孔洞结构吸纳和蓄渗水份，从而进一步提高了无机涂层的亲水性。

图2为实施例8耐高温耐磨亲水无机涂层的扫描电子显微镜和能谱分析图。从图2可以看出，耐高温耐磨亲水无机涂层具有大量微小拗陷圆形孔洞结构。

图3为实施例8耐高温耐磨亲水无机涂层的X射线衍射图谱。从图3可以看出，耐高温耐磨亲水无机涂层的主要成分有Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、Ti₂O₃、Co₂SiO₄、Co₂Al₂O₅、CoTiO₃和Al₂SiO₅，说明经过500～600℃的高温烧结，钛粉形成了不同价态的氧化钛(包括TiO₂和Ti₂O₃)，钴黑和硅溶胶、γ-氧化铝、α-氧化铝、钛粉通过共晶反应产生了Co₂SiO₄、Co₂Al₂O₅和CoTiO₃。

图4为实施例1～10耐高温耐磨亲水无机涂层的扫描电子显微镜图，图4中的图A～J分别为实施例1～10耐高温耐磨亲水无机涂层的扫描电子显微镜图。从图4可知，本发明制备的耐高温耐磨亲水无机涂层具有圆形孔洞结构，这是因为聚乙二醇和碳材料在高温烧结过程中的挥发和燃烧作用促使涂层形成了大量圆形孔洞结构。另外，图4中的图H使用的碳材料为石墨烯、石墨片和碳纤维复合物，得到的耐高温耐磨亲水无机涂层具有大量微小拗陷圆形孔洞结构，而且孔洞结构之间会呈现网状连接状态，涂层规整性强；图4中的图I使用的碳材料为石墨片，得到的耐高温耐磨亲水无机涂层的孔洞结构多数呈浅窝形式，孔洞结构之间不呈现网状连接状态，涂层规整性差；图4中的图J使用的碳材料为石墨烯和石墨片，得到的耐高温耐磨亲水无机涂层的微小拗陷圆形孔洞结构数量较少，孔洞结构之间不呈现网状连接状态，涂层规整性较差；由此可见，碳材料的种类多样性对耐高温耐磨亲水无机涂层的孔洞结构和涂层规整性有很大的影响。

性能测试

对本发明各实施例和对比例制备的无机涂层进行如下性能测试：

形貌分析：采用扫描电子显微镜对各无机涂层的显微形貌进行分析。

结合力测试：WS-2005自动划痕技术对无机涂层与基材的结合力进行测试。

耐高温测试：高温氧化试验温度为900℃，将无机涂层放入加热炉中加热100h，按公式计算高温氧化后的增重率以表征高温腐蚀速度，进而说明无机涂层的耐高温性能。

式中，V⁺—增重时的腐蚀速度，g/m²·h；W₁—腐蚀后的重量，g；W₀—金属原重，g；S—金属的表面积，m²；t—腐蚀进行的时间，h。

亲水性测试：利用OCA20视频光学接触角测量仪测试各无机涂层的接触角。

耐腐蚀性能测试：将无机涂层分别置于浓度为5％的柠檬酸和NaOH溶液中，并采用IM6电化学工作站三电极法分别测定无机涂层在柠檬酸和NaOH溶液中的阳极开路电位，以表征无机涂层的耐酸性腐蚀和耐碱性腐蚀性能。

硬度测试：采用手动洛氏硬度计对无机涂层的硬度进行测试。

耐磨性能测试：利用WTM-2E可控气氛微型摩擦磨损试验仪进行耐磨性分析，磨头使用GCr15钢珠和600g载荷。

表3实施例1～10各无机涂层的性能测试结果

从表3的数据可知：

(1)实施例1～10各无机涂层与金属基体(Q235钢基体)的结合力在15.65～29.12N范围内，这表明本发明耐高温耐磨亲水无机涂层与金属基体具有很强的结合力。

(2)实施例1～10各无机涂层在900℃时的高温氧化增重率为0.05～0.14g/cm²·h，远小于Q235钢基体的2.10g/cm²·h，表明本发明耐高温耐磨亲水无机涂层具有很好的耐高温性能。

(3)实施例1～10各无机涂层的接触角为7～32°，表明本发明制备的耐高温耐磨亲水无机涂层为亲水涂层，这是因为耐高温耐磨亲水无机涂层通过其自身的圆形孔洞结构来吸纳和蓄渗水份，从而使无机涂层具有亲水特性。

(4)在5％柠檬酸中，实施例1～10各无机涂层的开路电位为-0.304～-0.105V，远高于Q235钢基体的-0.576V，表明本发明耐高温耐磨亲水无机涂层具有很好的耐酸性腐蚀性能；在5％NaOH中，实施例1～10各无机涂层的开路电位为-0.046～-0.275V，远高于Q235钢基体的-0.505V，表明本发明耐高温耐磨亲水无机涂层具有很好的耐碱性腐蚀性能；而且其耐碱性腐蚀性能要强于耐酸性腐蚀性能。

(5)实施例1～10各无机涂层的表面硬度均大于HRC70，远远高于Q235钢基体的HB165，而且摩擦因子在0.53～0.76范围内，表明本发明的耐高温耐磨亲水无机涂层具有高硬度和高耐磨性能。

表4实施例8和对比例1～5各无机涂层的性能测试结果

图5为对比例1～4亲水无机涂层的扫描电子显微镜图，图5中的图A～D分别为对比例1～4亲水无机涂层的扫描电子显微镜图。结合表4和图5可知：

(1)通过比较实施例8和对比例1的性能测试结果可知，舍去钴黑后，无机涂层的圆形孔洞结构的数量减少了，而且无机涂层产生了裂纹，同时由于钴黑的缺失，使无机涂层不再含有高熔点和高硬度Co₂SiO₄、Co₂Al₂O₅和CoTiO₃，进而导致无机涂层的耐高温性、耐磨性和硬度等性能发生了大幅度地降低。

(2)通过比较实施例8和对比例2的性能测试结果可知，舍去碳材料后，无机涂层的圆形孔洞结构的数量减少了，这是因为碳材料的缺失，使通过高温烧结挥发碳材料形成的能够吸纳和蓄渗水份的圆形孔洞结构大大减少了，而无机涂层的亲水性也因此大幅度地降低。

(3)通过比较实施例8和对比例3的性能测试结果可知，舍去聚乙二醇后，无机涂层的圆形孔洞结构的数量减少了，这是因为聚乙二醇的缺失，使通过高温烧结聚乙二醇形成的能够吸纳和蓄渗水份的圆形孔洞结构大大减少了，而无机涂层的亲水性也因此大幅度地降低；此外，聚乙二醇的缺失使无机涂层各物质的分散程度降低，影响了无机涂层的综合性能，降低了无机涂层的结合力、耐高温性能、耐腐蚀性能、硬度和耐磨性能。

(4)通过比较实施例8和对比例4的性能测试结果可知，舍去钛粉后，无机涂层不再含有能够降低涂层内应力的氧化钛(包括TiO₂和Ti₂O₃)，无法调节无机涂层的体积，导致无机涂层与金属基体的结合力呈现大幅度下降，同时无机涂层也不再含有具有高熔点和硬度的CoTiO₃，使无机涂层的耐高温性能、耐腐蚀性能受到影响。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种耐高温耐磨亲水无机涂层，其特征在于，通过如下过程制备得到：喷涂耐高温耐磨亲水无机涂料，500~600℃烧结，保温，即得耐高温耐磨亲水无机涂层；

所述耐高温耐磨亲水无机涂料，包括组分A、组分B和水，其中，按重量份数计算：

组分A包括：硅溶胶45~75份，γ-氧化铝10~20份，α-氧化铝0.5~5份，钴黑1~5份，聚乙二醇0.1~5份，流平剂0.1~5份；

组分B包括：钛粉20~30份，γ-氧化铝1~2份，碳材料1.2~30份，流平剂1~5份。

2.根据权利要求1所述耐高温耐磨亲水无机涂层，其特征在于，所述耐高温耐磨亲水无机涂料，包括组分A、组分B和水，其中，按重量份数计算：

组分A包括：硅溶胶55~65份，γ-氧化铝15~18份，α-氧化铝2~4份，钴黑2~4份，聚乙二醇1~3份，流平剂0.5~2份；

组分B包括：钛粉25~28份，γ-氧化铝1.5~2份，碳材料8~15份，流平剂2~4份。

3.根据权利要求1~2任一项所述耐高温耐磨亲水无机涂层，其特征在于，所述聚乙二醇为小分子聚乙二醇；所述小分子聚乙二醇的分子量为100~300。

4.根据权利要求1~2任一项所述耐高温耐磨亲水无机涂层，其特征在于，所述流平剂为磷酸钾、碳酸钾或碳酸钠中的一种或多种。

5.根据权利要求1~2任一项所述耐高温耐磨亲水无机涂层，其特征在于，所述碳材料为石墨烯、石墨片、碳纤维、石墨球、石墨烯海绵、碳纳米管或碳纳米球中的一种或多种。

6. 根据权利要求1~2任一项所述耐高温耐磨亲水无机涂层，其特征在于，所述组分A和组分B的质量比为(14~17): (3~6)。

7. 根据权利要求1所述耐高温耐磨亲水无机涂层，其特征在于，所述烧结的时间为5 ~30 min；所述保温的时间为5~30min。

8.根据权利要求1所述耐高温耐磨亲水无机涂层，其特征在于，组分A和组分B分别加水球磨成糊状物，混合均匀，即得耐高温耐磨亲水无机涂料。

9.权利要求1~8任一所述耐高温耐磨亲水无机涂层在制备炊具中的应用。