CN207575006U - 锅具和煮食设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电热电器技术领域，公开了一种锅具和煮食设备。该锅具包括基体和形成在基体上的不粘涂层，所述不粘涂层为具有扁平结构的颗粒物的堆积层，所述颗粒物包括陶瓷颗粒芯核、以及包覆在所述陶瓷颗粒芯核外周的含氟树酯材料包覆层；所述陶瓷颗粒芯核的厚度D分布在1‑10μm范围内、横向直径R分布在50‑400μm范围内、且1/4R2D分布在8000‑40000μm3范围内。本实用新型的锅具和煮食设备具有不粘涂层硬度高、疏水不粘性好、且涂层结合力高的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电热电器技术领域，具体涉及一种锅具和煮食设备。
背景技术
现有的不粘涂层主要为铁氟龙类PTFE不粘涂层或者陶瓷不粘涂层，这几种涂层常规的成型方式都是采用空气压力喷涂、静电喷涂后再高温烧结固化而成，而这种涂层寿命一般只有半年到一年时间，并且涂层硬度低(PTFE 不粘涂层的维氏硬度为100-200HV，陶瓷不粘涂层的维氏硬度为 200-350HV)，涂层附着力小(PTFE不粘涂层的结合力为2-10MPa，陶瓷不粘涂层的结合力为2-5MPa)、涂层厚度较小(PTFE不粘涂层的厚度为 20-50μm，陶瓷不粘涂层的厚度为20-40μm)、耐酸碱和耐盐性能也一般，在长期使用过程中不可避免会刮擦、磨损、腐蚀而导致涂层脱落、失效，而当表面涂层失效之后，这种不粘涂层将不具有不粘性，这对涂层的寿命及应用造成了很大程度的限制。
现有的烹饪器具，包括炒锅、电饭煲、压力锅内胆等已大范围使用不粘涂层，而提供一种持久不粘，并且性能优异的涂层已成为炊具行业的关键问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种锅具和煮食设备，该锅具中不粘涂层具有涂层结合力高的优点。
本实用新型的发明人为了改善不粘涂层的性能，对于不粘涂层的原料及形成方法进行了大量的研究，研究中发现，对于陶瓷粉末和含氟树酯粉末两种材料而言，各有各的优势，如果能够将两者结合在一起制备不粘涂层将有望改善不粘涂层的综合效果，基于这一出发点，发明人再次进行了大量的研究，研究中发现含氟树酯材料的熔点较低，在加热的情况下容易雾化，而当含氟树酯材料雾化后，使得陶瓷颗粒的融滴穿过含氟树酯材料的雾化物再撞击到基体表面时，能够形成以含氟树酯材料包覆陶瓷颗粒的包覆颗粒。而通过控制等离子喷涂处理的步骤中喷涂功率、工作气体流量和喷涂距离、基体的预热温度能够控制所形成的包覆颗粒中陶瓷颗粒芯核的厚度和横向面积，进而提高由这种包覆颗粒所形成的颗粒堆积层(本实用新型不粘涂层)的结合强度与润湿性。
因此，为了实现上述目的，本实用新型一方面提供了一种锅具，该锅具包括基体和形成在基体上的不粘涂层，该不粘涂层为具有扁平结构的颗粒物的堆积层，所述颗粒物包括陶瓷颗粒芯核、以及包覆在所述陶瓷颗粒芯核外周的含氟树酯材料包覆层；所述陶瓷颗粒芯核的厚度D分布在1-10μm范围内、横向直径R分布在50-400μm范围内、且1/4R2D分布在8000-40000μm3 范围内。
优选地，所述陶瓷颗粒芯核的厚度D分布在2-5μm范围内、横向直径R 分布在80-280μm范围内。
优选地，所述颗粒物的含氟树酯材料包覆层的单侧厚度分布在0.2-2μm 范围内。
优选地，所述不粘涂层中以其总重量为基准包括：55-90重量％的陶瓷颗粒和10-45重量％的含氟树脂材料。
优选地，所述陶瓷颗粒芯核中陶瓷材料为氧化铝和/或氧化钛。
优选地，所述含氟树酯包覆层中含氟树脂材料为PTFE和/或PFA。
优选地，所述基体的厚度为0.5-6mm，所述不粘涂层的厚度为 50-2000μm。
优选地，所述不粘涂层的厚度为100-300μm。
本实用新型第二方面提供了一种煮食设备，该煮食设备包括本实用新型所述的锅具。
优选地，所述煮食设备为炒锅、煎锅、空气炸锅、煎烤机、面包机、电饭煲、电压力锅或豆浆机
本实用新型的制备不粘涂层的方法通过将陶瓷粉末和含氟树酯粉末在等离子喷枪形成的焰流的不同位置进行投料，使得陶瓷颗粒的融滴穿过含氟树酯材料的雾化物再撞击到基体表面，进而形成含氟树酯材料包覆陶瓷颗粒的颗粒物，并基于这些颗粒物的堆积形成本实用新型粘不粘涂层；而通过这种方法所形成的不粘涂层具有如下有益效果：
1)通过控制在不粘涂层形成过程中的喷涂功率、工作气体流量和喷涂距离，能够形成厚度D分布在1-10μm范围内、横向直径R分布在50-400μm 范围内、且1/4R2D分布在8000-40000μm3范围内的陶瓷颗粒芯核；进而在保持涂层硬度的同时，综合提高涂层结合力、孔隙率和润湿性；
2)通过进一步控制在不粘涂层形成过程中含氟树酯材料的投料位置与投料量，能够进一步控制不粘涂层中含氟树酯材料的厚度，进而优化相应不粘涂层的润湿性。
3)在所形成的不粘涂层中，颗粒物具有含氟树脂材料包覆陶瓷颗粒的结构，这使得该不粘涂层具有较好的耐刮擦性能、耐腐蚀性能，进而有利于延长不粘涂层的使用寿命长；
4)所形成的不粘涂层是由具有包覆结构的扁平状颗粒物堆积形成，这就使的所形成的不粘涂层由内至外结构均一、稳定，即使在使用过程中表面局部磨损时，其内层结构与表层结构一致，依然能够保持不粘涂层的硬度、疏水不粘性、结合力、耐刮擦性能、耐腐蚀性能，进而有利于延长不粘涂层的使用寿命长。
附图说明
图1是本实用新型的锅具的结构示意图；
图2是本实用新型的不粘涂层的侧视剖视图；
图3是本实用新型的不粘涂层的俯视剖视图；
图4是组成本实用新型的不粘涂层的颗粒物的结构示意图。
附图标记说明
1为不粘涂层、2为基体、10为颗粒物、11为陶瓷颗粒芯核、12为含氟树酯材料包覆层。
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。
为了改善不粘涂层的表面硬度、涂层结合力、以及疏水不粘性，在本实用新型中提供了一种制备不粘涂层的方法，该方法包括：(1)将基体进行预处理；(2)将步骤(1)得到的基体表面预热至80-150℃；(3)以陶瓷粉末和含氟树酯粉末为原料，通过等离子喷涂处理，在基体表面形成不粘涂层；其中，所述陶瓷粉末的粒径分布在35-65μm范围(优选为40-60μm范围)内 (陶瓷粉末的流动性为10-30s/50g)；所述等离子喷涂处理的条件包括：等离子喷枪的喷涂功率为30-50kW，喷涂电流500-650A，工作气体中主气(例如氩气)流量为35-55L/min，辅气(例如氢气)流量为2-6L/min，喷涂距离为80-120mm；且在所述等离子喷枪所形成的焰流中距离喷枪出口D1处送入陶瓷粉末，距离喷枪出口D2处送入含氟树酯粉末，其中D2大于D1。
根据本实用新型的方法，优选情况下，所述含氟树脂粉末的粒径分布在 20-100μm范围内，优选在40-100μm范围内，更优选在45-60μm范围内；所述含氟树脂粉末的流动性小于30s/50g，优选为10-25s/50g，更优选为 10-20s/50g。
根据本实用新型的方法，在选择含氟树酯粉末时，如果市售的含氟树脂粉末的流动性无法满足要求时，可以对含氟树酯粉末进行改性以获取流动性满足要求的含氟树酯粉末，在一种优选情况下，改性含氟树酯粉末由包括以下步骤的方法制备得到：(a)将含氟树酯粉末、粘结剂、润滑剂和水混合，制备浆料；(b)将浆料进行喷雾干燥处理。
优选地，步骤(a)中，以浆料的重量为基准，含氟树酯粉末的含量为 30-60重量％，进一步优选为38-55重量％；粘结剂的含量为0.2-2重量％，进一步优选为0.2-0.5重量％；润滑剂的含量为0.5-3重量％，进一步优选为 1-3重量％；水的含量为35-68重量％，进一步优选为42-60重量％。
优选地，步骤(a)中，所述粘结剂为聚乙烯醇、聚氯乙烯和聚丙烯酸脂中的至少一种。
优选地，步骤(a)中，所述润滑剂为甘油、石蜡和石墨中的至少一种。
优选地，步骤(b)中，所述喷雾干燥处理的方式为气流雾化干燥，所述气流雾化干燥的条件包括：雾化压力为0.3-0.6MPa，进一步优选为 0.3-0.5MPa；雾化气流流量为1-4m3/h，进一步优选为1-3m3/h；进口温度为 200-400℃，进一步优选为300-350℃；出风口温度为50-200℃，进一步优选为50-150℃。
根据本实用新型的方法，优选情况下，所述离子喷枪的喷涂功率为 40-50kW，优选为40-45kW；喷涂电流500-600A，优选为560-600A；工作气体中主气流量为40-50L/min，辅气流量为3-5L/min；喷涂距离为90-110mm。优选地，所述等离子喷涂处理的步骤中，喷涂角度为70-90°。
根据本实用新型的方法，优选情况下，所述焰流长度的1/6≤D2-D1≤焰流长度的1/2，更优选地，焰流长度的1/4≤D2-D1≤焰流长度的1/3，更优选所述D1为所述焰流长度的1/4-1/3，所述D2为所述焰流长度的1/2-2/3；其中焰流长度优选为14-18cm。
根据本实用新型的方法，优选情况下，所述等离子喷涂处理的步骤中，喷枪移动速度为60-100mm/s，优选为75-85mm/s；所述不粘涂层的厚度为 50-2000μm，优选为100-300μm。
根据本实用新型的方法，优选情况下，所述陶瓷粉末的送粉量为 3.5-5g/min；所述含氟树酯粉末的送粉量为2.5-3.5g/min。在等离子喷涂过程中，含氟树脂颗粒雾化附着在陶瓷颗粒芯核的表面上的过程中，会流失部分含氟树脂原料，而通过化学分析法对所制备的不粘涂层进行测量可知，通过将送粉量控制在上述范围，所制备的不粘涂层以其总重量为基准包括：55-90 重量％的陶瓷颗粒和10-45重量％的含氟树脂材料。
根据本实用新型的方法，优选情况下，所述陶瓷粉末为氧化铝和/或氧化钛，所述含氟树酯粉末为聚四氟乙烯(PTFE)和/或四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)，优选所述含氟树酯粉末的熔点为350-420℃，更优选为400-420℃。
根据本实用新型的方法，基体可以为不锈钢基体、铝基体、铝合金基体、钛合金基体等金属基体或者多层(包括双层及三层以上)金属复合基体。其中，多层金属复合基体可以为不锈钢/铝基体、不锈钢/铜基体、不锈钢/铝/ 铜基体等。优选地，基体的厚度为0.5-6mm。
根据本实用新型的方法，优选情况下，步骤(1)的预处理的方法可以包括喷砂处理和脱脂处理，对于喷砂处理和脱脂处理的方法没有特别的限定，可以分别为本领域常用的各种方法。例如，喷砂处理的方法包括：采用 60-150目的砂粒(如玻璃砂、棕钢砂、黑棕玉、白刚玉、金刚砂等)，控制喷气气流压力为0.2-0.9MPa，所得到的粗糙度约为Ra2-8μm。在喷砂处理之后，需将基体内表面残留的细微粉末颗粒等除去，对于除去的方法没有特别的限定，可以用高压气流吹干净也可以通过水洗除去，此均为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。例如，脱脂处理的方法可以依次包括碱洗、酸洗、水洗和高温烘干(如200-450℃烘干10-15min)。
根据本实用新型的方法，优选情况下，步骤(2)中将步骤(1)得到的基体表面预热至80-150℃，优选为100-120℃。
第二方面，本实用新型提供了上述方法制备得到的不粘涂层。
第三方面，如图1-4所示，本实用新型提供了一种锅具，该锅具包括基体2和形成在基体2上的不粘涂层1，所述不粘涂层1为具有扁平结构的颗粒物10的堆积层，所述颗粒物10包括陶瓷颗粒芯核11、以及包覆在所述陶瓷颗粒芯核11外周的含氟树酯材料包覆层12；所述陶瓷颗粒芯核11的厚度 D分布在1-10μm范围内、横向直径R分布在50-400μm范围内、且1/4R2D 分布在8000-40000μm3范围内。
本实用新型所提供的这种不粘涂层中颗粒物的颗粒尺寸可以通过扫描电子显微镜进行测量，在测量每颗颗粒物的尺寸时，以该颗粒物中陶瓷颗粒芯核的厚度的最大值记为厚度D，以横向直径(垂直于厚度方向的横截面的直径)的最大值作为横向直径R；此外，在测量不粘涂层中陶瓷颗粒芯核的厚度D和横向直径R的分布范围时，在不粘涂层中随机选取5-10个区域，每个区域测量10-20个颗粒物，统计这些颗粒物的厚度与横向直径，当这些颗粒物的厚度与横向直径的范围满足前述要求时，视为该不粘涂层满足前述范围要求。
优选地，所述陶瓷颗粒芯核11的平均厚度D分布在2-5μm范围内、平均横向直径R分布在80-280μm范围内。
优选地，所述颗粒物10的含氟树酯材料包覆层12的单侧厚度在0.2-2μm 范围内。其中含氟树酯材料包覆层的单侧厚度也是通过扫描电子显微镜进行测量，并以每颗颗粒物中含氟树酯材料包覆层的单侧的最大厚度记为其单侧厚度，不粘涂层中每颗颗粒物中含氟树酯材料包覆层的厚度分布依照前述测量方法测量。
优选地，所述不粘涂层1以其总重量为基准包括：55-90重量％的陶瓷颗粒和10-45重量％的含氟树脂材料。
优选地，所述陶瓷颗粒芯核11中陶瓷材料为氧化铝和/或氧化钛。
优选地，所述含氟树酯包覆层12中含氟树脂材料为PTFE和/或PFA。
优选地，所述基体2的厚度为0.5-6mm；
优选地，所述不粘涂层1的厚度为50-2000μm，进一步优选为 100-300μm。
优选地，所述不粘涂层1为本实用新型所述的不粘涂层。
第四方面，本实用新型提供了一种煮食设备，该煮食设备包括本实用新型所述的锅具。优选地，所述煮食设备为炒锅、煎锅、空气炸锅、煎烤机、面包机、电饭煲、电压力锅或豆浆机。
以下将通过实施例对本实用新型不粘涂层及其制备方法进行详细描述。在以下实施例中，如无特别说明，所用的各材料均可商购获得，所用的各方法均为本领域的常用方法。
在以下实施例中，所涉及的测量方法说明如下：
根据GB1482-84采用霍尔流速计测定PFA粉末的流动性。
采用自动旋光仪(购自爱拓中国，型号为AP-300)测定PFA粉末的纯度。
采用显微熔点测定仪(购自济南海能仪器股份有限公司，型号为 MP-300)测定PFA粉末的熔点。
采用表面粗糙度仪(购自北京时代之峰科技有限公司，型号为 TIME3201)测定PFA粉末的表面粗糙度Ra。
采用接触角测量仪(购自深圳市鑫衡森贸易有限公司，型号为 XHSCAZ-2)测定原始接触角和摩擦后接触角，测量范围为0-180°。
在以下实施例中，所涉及的原材料说明如下：
氧化铝粉末A1购自北京桑尧科技开发有限公司，粒径分布在38-46μm，流动性为21s/50g。
氧化铝粉末A2购自北京桑尧科技开发有限公司，粒径分布在52-62μm，流动性为23s/50g。
氧化钛粉末购自北京桑尧科技开发有限公司，粒径分布在42-54μm，流动性为25s/50g。
普通PFA粉末购自大金氟涂料(上海)有限公司，粒径D50为15μm， 95％的粉末的球形度为18％，流动性为78s/50g，纯度为94％，熔点为345℃，表面粗糙度为Ra0.6μm。
改性PFA粉末A1，制备方法包括：(1)将47.6kg普通PFA粉末、0.4kg 聚乙烯醇(购自上海福思春化工科技有限公司，型号为PVA1788)、2kg甘油和50kg水混合，制备浆料；(2)将浆料进行气流雾化干燥处理，其中，气流雾化干燥的条件包括：雾化压力为0.4MPa，雾化气流流量为2m3/h，进口温度为320℃，出风口温度为100℃，得到改性PFA粉末A1。经测定，改性PFA粉末A1的粒径D50为52μm，流动性为15s/50g，纯度为99.9％，熔点为410℃，表面粗糙度为Ra0.2μm。
改性PFA粉末A2，制备方法包括：(1)将54.8kg普通PFA粉末、0.2kg 聚氯乙烯(购自上海纪宁实业有限公司，型号为K55-59)、3kg石蜡和42kg 水混合，制备浆料；(2)将浆料进行气流雾化干燥处理，其中，气流雾化干燥的条件包括：雾化压力为0.3MPa，雾化气流流量为1m3/h，进口温度为 300℃，出风口温度为60℃，得到改性PFA粉末A2。经测定，改性PFA粉末的粒径D50为46μm，流动性为13s/50g，纯度为99.5％，熔点为405℃，表面粗糙度为Ra0.15μm。
实施例1
本实施例用于说明采用等离子喷涂法制备不粘涂层的方法。
(1)将铝锅基体(厚度为2.5mm)进行预处理，其中预处理的方法包括：a)在55℃温度下除油8分钟；b)用去离子水清洗；c)100℃烘干5min； d)采用60-80目的棕钢砂，在0.6MPa的喷气气流压力下对铝锅基体内表面进行喷砂处理使其表面粗糙度为Ra3μm，然后用气流(空气)将锅体基体内表面残留的粉末颗粒吹干净；e)用40重量％的NaOH溶液在80℃下碱洗1 分钟；f)用20重量％的硝酸溶液中和3分钟；g)用去离子水清洗后，300℃下烘干12分钟；
(2)将步骤(1)得到的基体表面预热至120℃；
(3)以氧化铝粉末A1和改性PFA粉末A1为原料，通过等离子喷涂处理，在基体表面形成不粘涂层；其中，等离子喷涂处理的条件包括：等离子喷枪的喷涂功率为45kW，喷涂电流为580A，工作气体中氢气流量为4L/min，氩气流量为45L/min；等离子喷枪距离基体的喷涂距离为100mm，喷涂角度为80°±1°，喷枪移动速度为80mm/s；在等离子喷枪形成的焰流中距离喷枪出口D1(焰流长度的1/4)处送入氧化铝粉末A1，送粉量为4.2g/min，距离喷枪出口D2(焰流长度的1/2)处送入改性PFA粉末A1，送粉量为 2.8g/min；形成厚度为200μm的不粘涂层，记为S1。
通过扫描电子显微镜在不同放大倍数下观测所制备的不粘涂层S1的横向切面和纵向切面，可以看出该不沾涂层是由颗粒物堆积形成，且每个颗粒物中包括芯部和包覆层；通过分区测量(每个区域统计10个颗粒物，随机选取5个不同区域进行统计)的方法统计不粘涂层中颗粒物的横向直径与厚度，经测量统计不粘涂层S1中颗粒物中芯部(陶瓷颗粒)的横向直径R为分布在98-142μm范围内，厚度D分布在3.2-3.8μm范围内，1/4R2D分布在 0.9×104-1.6×104，含氟树酯材料包覆层的单侧厚度分布为0.48-0.52μm范围内。
实施例2
本实施例用于说明采用等离子喷涂法制备不粘涂层的方法。
(1)参照实施例1中方法对铝锅基体(厚度为2.5mm)进行预处理；
(2)将步骤(1)得到的基体表面预热至100℃；
(3)以氧化钛粉末和改性PFA粉末A2为原料，通过等离子喷涂处理，在基体表面形成不粘涂层；其中，等离子喷涂处理的条件包括：等离子喷枪的喷涂功率为40kW，喷涂电流为560A，工作气体中氢气流量为3L/min，氩气流量为40L/min；等离子喷枪距离基体的喷涂距离为110mm，喷涂角度为80°±1°，喷枪移动速度为85mm/s；在等离子喷枪形成的焰流中距离喷枪出口D1(焰流长度的1/3)处送入氧化钛粉末，送粉量为5g/min，距离喷枪出口D2(焰流长度的2/3)处送入改性PFA粉末A2，送粉量为2.5g/min；形成厚度为200μm的不粘涂层，记为S2。
经测量统计不粘涂层S2中颗粒物中芯部(陶瓷颗粒)的横向直径R为分布在100-154μm范围内，厚度D分布在4.5-4.8μm范围内，1/4R2D分布在 1.2×104-2.6×104，含氟树酯材料包覆层的单侧厚度分布为0.45-0.52μm范围内。
实施例3
本实施例用于说明采用等离子喷涂法制备不粘涂层的方法。
(1)参照实施例1中方法对铝锅基体(厚度为2.5mm)进行预处理；
(2)将步骤(1)得到的基体表面预热至150℃；
(3)以氧化铝粉末A1和改性PFA粉末A1为原料，通过等离子喷涂处理，在基体表面形成不粘涂层；其中，等离子喷涂处理的条件包括：等离子喷枪的喷涂功率为50kW，喷涂电流为600A，工作气体中氢气流量为5L/min，氩气流量为50L/min；等离子喷枪距离基体的喷涂距离为90mm，喷涂角度为80°±1°，喷枪移动速度为75mm/s；在等离子喷枪形成的焰流中距离喷枪出口D1(焰流长度的1/4)处送入氧化铝粉末A1，送粉量为3.5g/min，距离喷枪出口D2(焰流长度的1/2)处送入改性PFA粉末A2，送粉量为 3.5g/min；形成厚度为200μm的不粘涂层，记为S3。
经测量统计不粘涂层S3中颗粒物中芯部(陶瓷颗粒)的横向直径为分布在134-162μm范围内，厚度分布在2.0-2.5μm范围内，1/4R2D分布在0.9 ×104-1.6×104，含氟树酯材料包覆层的单侧厚度分布为0.45-0.48μm范围内。
实施例4
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)中，采用等量的氧化铝粉末A2代替氧化铝粉末A1；形成厚度为200μm的不粘涂层，记为S4。
经测量统计不粘涂层S4中颗粒物中芯部(陶瓷颗粒)的横向直径为分布在130-185μm范围内，厚度分布在4.6-5.2μm范围内，1/4R2D分布在2.3 ×104-3.9×104，含氟树酯材料包覆层的单侧厚度分布为0.54-0.58μm范围内。
实施例5
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)中，在等离子喷枪形成的焰流中距离喷枪出口D1(焰流长度的1/4)处送入氧化铝粉末，距离喷枪出口D2(焰流长度的2/3)处送入改性PFA粉末A1；形成厚度为200μm的不粘涂层，记为S5。
经测量统计不粘涂层S5中颗粒物中芯部(陶瓷颗粒)的横向直径R为分布在98-142μm范围内，厚度D分布在3.2-3.8μm范围内，1/4R2D分布在 0.9×104-1.6×104，含氟树酯材料包覆层的单侧厚度分布为0.42-0.48μm范围内。
实施例6
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)中，在等离子喷枪形成的焰流中距离喷枪出口D1(焰流长度的1/3)处送入氧化铝粉末距离喷枪出口 D2(焰流长度的1/2)处送入改性PFA粉末A1，形成厚度为200μm的不粘涂层，记为S6。
经测量统计不粘涂层S6中颗粒物中芯部(陶瓷颗粒)的横向直径R为分布在108-150μm范围内，厚度D分布在2.8-3.2μm范围内，1/4R2D分布在 0.9×104-1.6×104，含氟树酯材料包覆层的单侧厚度分布为0.42-0.46μm范围内。
实施例7
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)中，在等离子喷枪形成的焰流中距离喷枪出口D1(焰流长度的1/4)处送入氧化铝粉末，距离喷枪出口D2(焰流长度的5/6)处送入改性PFA粉末A1；形成厚度为200μm的不粘涂层，记为S7。
经测量统计不粘涂层S7中颗粒物中芯部(陶瓷颗粒)的横向直径R为分布在98-142μm范围内，厚度D分布在3.2-3.8μm范围内，1/4R2D分布在 0.9×104-1.6×104，含氟树酯材料包覆层的单侧厚度分布为0.38-0.42μm范围内。
实施例8
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)中，等离子喷枪的喷涂功率为30kW，喷涂电流为500A，工作气体中氢气流量为2L/min，氩气流量为35L/min，喷涂距离为80mm，形成厚度为200μm的不粘涂层，记为S8。
经测量统计不粘涂层S8中颗粒物中芯部(陶瓷颗粒)的横向直径R为分布在81-115μm范围内，厚度D分布在5.0-5.6μm范围内，1/4R2D分布在 0.9×104-1.6×104，含氟树酯材料包覆层的单侧厚度分布为0.48-0.52μm范围内。
实施例9
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)中，等离子喷枪的喷涂功率为50kW，喷涂电流为650A，工作气体中氢气流量为6L/min，氩气流量为55L/min，喷涂距离为80mm，形成厚度为200μm的不粘涂层，记为S9。
经测量统计不粘涂层S9中颗粒物中芯部(陶瓷颗粒)的横向直径R为分布在126-166μm范围内，厚度D分布在1.6-2.0μm范围内，1/4R2D分布在 0.9×104-1.6×104，含氟树酯材料包覆层的单侧厚度分布为0.35-0.4μm范围内。
对比例1
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)中未添加改性PFA粉末A1，形成厚度为200μm的不粘涂层。
对比例2
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)-(4)中形成不粘涂层的方法为：采用普通PFA粉末(商购自大金PFA的ACX-33粉末)进行静电喷涂处理，以在基体表面形成PFA不粘涂层D1，其中，静电喷涂处理的条件包括：采用静电喷枪进行粉末喷涂，电压为35kV，静电电流为15μA，流速压力为0.45MPa，雾化压力为0.4MPa，喷涂涂层厚度为40μm，喷涂完成后，在红外炉中干燥，在120℃低温段干燥10min，在400℃高温段保温20min。
对比例3
采用空气压力喷涂方式喷涂PTFE不粘涂层，该涂层包括底层和面层；底油包括氟树脂、粘结剂、颜料和助剂，面油包括氟树脂、耐磨颗粒和成膜助剂。具体步骤包括：
(1)按照实施例1的步骤(1)对铝锅基体进行预处理；
(2)将步骤(1)得到的基体表面预热至85℃；
(3)底油喷涂：喷涂压力为0.3MPa，喷涂角度为70°，喷涂距离为30cm，膜层厚度为20μm，烘干温度为130℃，保温12min；
(4)面油喷涂：喷涂压力为0.4MPa，喷涂角度为70°，喷涂距离为35μm，膜厚为30μm，烘干固化温度为420℃，保温15min。
对比例4
采用空气压力喷涂方式喷涂陶瓷不粘涂层，该涂层包括底层和面层；底油包括粘结剂、颜料和助剂，面油包括氧化硅和氧化铝。具体步骤包括：
(1)按照实施例1的步骤(1)对铝锅基体进行预处理；
(2)将步骤(1)得到的基体表面预热至60℃；
(3)底油喷涂：喷涂压力为0.3MPa，喷涂角度为70°，喷涂距离为25cm，膜层厚度为25μm，预干燥温度为70℃，保温10min；
(4)面油喷涂：喷涂压力为0.3MPa，喷涂距离为25cm，喷涂角度为 70°，膜层厚度为10μm，喷涂完成后280℃烧结，保温15min。
试验例
1、涂层表面硬度：根据GB/T9790-1988采用维氏硬度计(购自上海长方光学仪器有限公司，型号为HX-1000)测定各涂层的维氏硬度。结果见表 1。
2、涂层结合力：根据G98642-88测定涂层结合力。结果见表1。
3、涂层孔隙率：根据中华人民共和国机械行业标准JB/T7509-94测定涂层孔隙率。结果见表1。
4、涂层喷涂效率：按照公式：喷涂效率＝(喷涂后工件重量-喷涂前工件重量)/(粉末送粉量·沉积率)计算，其中，沉积率固定为70％。计算结果见表1。
5、涂层耐刮擦性：用洗洁精配制浓度为5重量％的洗涤水，3M(7447C) 百洁布，负重2.5kgf，左右摆动单程为1次，每250次更换百洁布，检查每次刮擦后涂层是否脱落或者是否露出基材(以露出≥10条线条为终止试验)，并记录耐磨次数。结果见表1。
6、耐酸、碱、盐：
耐酸：将浓度为5重量％的醋酸溶液加入至内锅中直至内锅内壁最大刻度水位处，把内锅放入对应煲中通电合盖连续加热煮沸(保持沸腾状态)10 分钟，然后100℃保温浸泡24小时，试验结束后将内锅清洗干净，目视检查涂层表面变化状况，结果见表2。
耐碱：将浓度为0.5重量％的氢氧化钠溶液加入至内锅中直至内锅内壁最大刻度水位处，把内锅放入对应煲中通电合盖连续加热煮沸(保持沸腾状态)10分钟，然后100℃保温浸泡24小时，试验结束后将内锅清洗干净，目视检查涂层表面变化状况，结果见表2。
耐盐：将浓度为5重量％的氯化钠溶液加入至内锅中直到内锅内壁最大刻度水位处，把内锅放入对应煲中通电合盖连续加热煮沸8小时(每2小时补充水量1次，将液面保持在试验开始时的位置)，80℃保温16小时为一个周期，每周期试验后目视检查涂层表面变化状况，记录涂层出现起泡、凸点等不良现象的周期数，结果见表2。
7、耐磨损性和润湿性：根据GB/T1768-79(89)进行摩擦磨损试验，测定和称量摩擦磨损试验前后的接触角(分别为原始接触角和摩擦后接触角)和重量，根据公式计算失重比，其中，失重比＝(摩擦前重量-摩擦后重量)/ 摩擦前重量，结果见表3。其中，试验结果显示：本实用新型的不粘涂层在表面磨损后内部仍具有良好的润湿性，并且只要未露出基体，其润湿性一直保持良好，对PTFE不粘涂层、陶瓷不粘涂层和本实用新型的不粘涂层这三种样品进行摩擦磨损试验，可以发现：本实用新型的不粘涂层在摩擦磨损过程中仅仅有部分粉状脱落，不影响使用性能，而PTFE不粘涂层和陶瓷不粘涂层均为片状层间脱落，差异较大。
表1
表2
| 耐酸 | 耐碱 | 耐盐 | |
| 实施例1 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 20周期 |
| 实施例2 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 20周期 |
| 实施例3 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 20周期 |
| 实施例4 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 18周期 |
| 实施例5 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 18周期 |
| 实施例6 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 20周期 |
| 实施例7 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 16周期 |
| 实施例8 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 12周期 |
| 实施例9 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 20周期 |
| 对比例1 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 10周期 |
| 对比例2 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 6周期 |
| 对比例3 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 4周期 |
| 对比例4 | 无白化、起泡等现象 | 无白化、起泡等现象 | 2周期 |
表3
| 摩擦次数 | 失重比(％) | 原始接触角(°) | 摩擦后接触角(°) | |
| 实施例1 | 1000 | 1.2 | 116 | 112 |
| 实施例1 | 2000 | 2.0 | 116 | 109 |
| 实施例1 | 3000 | 2.9 | 116 | 106 |
| 实施例2 | 1000 | 1.2 | 119 | 112 |
| 实施例3 | 1000 | 1.1 | 112 | 105 |
| 实施例4 | 1000 | 1.2 | 108 | 103 |
| 实施例5 | 1000 | 1.5 | 120 | 112 |
| 实施例6 | 1000 | 1.3 | 110 | 99 |
| 实施例7 | 1000 | 1.8 | 123 | 115 |
| 实施例8 | 1000 | 2.2 | 113 | 107 |
| 实施例9 | 1000 | 0.9 | 102 | 92 |
| 对比例1 | 1000 | 0.8 | 20 | 20 |
| 对比例2 | 1000 | 6.0 | 125 | 90 |
| 对比例3 | 1000 | 8.9 | 121 | 87 |
| 对比例4 | 1000 | 4.8 | 110 | 78 |
通过表1-3的结果可以看出，本实用新型的采用等离子喷涂技术制备不粘涂层的方法中，PFA粉末和陶瓷粉末的混合物能够在基体表面喷涂一层不粘涂层，能够得到性能优异的不粘涂层，且得到的不粘涂层具有表面硬度高、涂层结合力高、耐刮擦性能好、耐腐蚀性能好、润湿性好、使用寿命长等优点。
其中，将实施例1与实施例4-6的结果比较可知，在将陶瓷粉末和含氟树酯粉末在特定间距内(即：焰流长度的1/6≤D2-D1≤焰流长度的1/2，优选焰流长度的1/4≤D2-D1≤焰流长度的1/3)进行加料，有利于进一步使得不粘涂层的表面硬度与润湿性实现综合优化。
其中，将实施例1与实施例7-8的结果比较可知，在特定的等离子喷涂处理条件下(即喷涂功率为40-40kW；喷涂电流为560-600A；工作气体中主气流量为40-50L/min，辅气流量为3-5L/min；喷涂距离为90-110mm)，能够进一步提高不粘涂层的表面硬度、涂层结合力、耐刮擦性能、耐腐蚀性能、润湿性和使用寿命。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型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实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种锅具，其特征在于，该锅具包括基体(2)和形成在基体(2)上的不粘涂层(1)，所述不粘涂层(1)为具有扁平结构的颗粒物(10)的堆积层，所述颗粒物(10)包括陶瓷颗粒芯核(11)、以及包覆在所述陶瓷颗粒芯核(11)外周的含氟树酯材料包覆层(12)；所述陶瓷颗粒芯核(11)的厚度D分布在1-10μm范围内、横向直径R分布在50-400μm范围内、且1/4R2D分布在8000-40000μm3范围内。
2.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述陶瓷颗粒芯核(11)的厚度D分布在2-5μm范围内、横向直径R分布在80-280μm范围内。
3.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述颗粒物(10)的含氟树酯材料包覆层(12)的单侧厚度分布在0.2-2μm范围内。
4.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述不粘涂层(1)中以其总重量为基准包括：55-90重量％的陶瓷颗粒和10-45重量％的含氟树脂材料。
5.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述陶瓷颗粒芯核(11)中陶瓷材料为氧化铝和/或氧化钛。
6.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述含氟树酯包覆层(12)中含氟树脂材料为PTFE和/或PFA。
7.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述基体(2)的厚度为0.5-6mm，所述不粘涂层(1)的厚度为50-2000μm。
8.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述不粘涂层(1)的厚度为100-300μm。
9.一种煮食设备，其特征在于，该煮食设备包括权利要求1-8中任意一项所述的锅具。
10.根据权利要求9所述的煮食设备，其特征在于，所述煮食设备为炒锅、煎锅、空气炸锅、煎烤机、面包机、电饭煲、电压力锅或豆浆机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201720628033.XU CN207575006U (zh) | 2017-06-01 | 2017-06-01 | 锅具和煮食设备 |
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