不粘炊具及其制造方法与流程

1.本发明构思涉及不粘技术领域，更具体地讲，涉及一种不粘炊具及其制造方法。

背景技术：

2.锅具在烹饪食物的过程中会发生“粘锅”现象，现有的锅具主要通过在锅体内表面上喷涂不粘材料来达到不粘的目的，其实现不粘的方法主要有三个方向：1)自身的低表面能；2)微观凹凸结构，形成类似于荷叶疏水疏油表面；3)多孔储油形成稳定油膜，利用油作为中介物实现不粘。
3.现有的锅具用不粘材料主要包括含氟涂料、陶瓷涂料和有机硅树脂。三者主要以喷涂形式在锅体内表面形成不粘涂层，以达到不粘的目的。氟涂料主要有ptfe(聚四氟乙烯)、pfoa(全氟辛酸铵)、pfa(全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物)、fep(聚全氟乙丙烯共聚物)、etfe(乙烯-四氟乙烯共聚物)等，其不粘原理主要是含氟聚合物具有极低的表面自由能。陶瓷涂料是硅氧键、无机硅占主要成分的涂料，其不粘原理主要是在锅体表面形成纳米结构从而达到不粘的效果。有机硅树脂主要是利用其表面能低的特点达到不粘的效果。
4.以上三种涂料虽有不粘效果，但是都有明显的缺陷。含氟涂料不粘涂层不耐磨损，炒菜不能用铁铲，也不能用钢丝球、百洁布等清洗，高温下分解会产生有害物质，磨损后不粘性下降。陶瓷涂料不粘效果较含氟涂料差，持久不粘性也不好，一般使用3～6个月涂层容易脱落。有机硅涂料不粘效果也较含氟涂料差，接触高温或明火后颜容易发黄或发灰，并且在高温下硬度下降，容易产生“回粘”现象。
5.在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明构思的背景的理解，因此，以上信息可能包含不构成对于本领域技术人员来说在该国家已经知晓的现有技术的信息。

技术实现要素：

6.为了解决现有技术中存在的上述问题中的一个或多个，本发明提供了一种不粘炊具及其制造方法。
7.本发明构思的示例性实施例提供了一种不粘炊具，该不粘炊具包括：基材；以及不粘层，位于基材的表面上，其中，不粘层包含层状硅酸盐以及聚硅氧烷类化合物。
8.根据本发明构思的示例性实施例，聚硅氧烷类化合物包括聚甲基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
9.根据本发明构思的示例性实施例，层状硅酸盐包括叶蜡石、高岭石、白云母、海绿石、葡萄石、绿泥石、伊利石、铁锂云母、锂云母、羟铁云母、黑云母、金云母、蛭石、蒙脱石、滑石和蛇纹石中的至少一种。
10.根据本发明构思的示例性实施例，该不粘炊具还包括：过渡层，位于基材与不粘层之间。
11.本发明构思的示例性实施例提供了一种不粘炊具的制造方法，该方法包括以下步骤：准备基材；以及在基材的表面上形成不粘层，其中，不粘层包含层状硅酸盐以及聚硅氧烷类化合物。
12.根据本发明构思的示例性实施例，形成不粘层的步骤包括：采用敷设层的工艺将层状硅酸盐敷设到基材的表面，以在基材的表面形成包括层状硅酸盐的初始不粘层；以及利用聚硅氧烷类化合物对初始不粘层进行填充。
13.根据本发明构思的示例性实施例，该方法还包括在形成不粘层之前对层状硅酸盐进行预处理的步骤，预处理步骤包括：对层状硅酸盐进行酸洗；以及/或者对层状硅酸盐进行碱洗。
14.根据本发明构思的示例性实施例，所述预处理步骤还包括：在酸洗或碱洗之前对层状硅酸盐进行球磨。
15.根据本发明构思的示例性实施例，所述填充的步骤包括：使初始不粘层与聚硅氧烷类化合物的溶液接触，以使聚硅氧烷类化合物进入初始不粘层中的层状硅酸盐的层结构间。
16.根据本发明构思的示例性实施例，所述填充的步骤还包括：在280℃～300℃下对填充了聚硅氧烷类化合物的初始不粘层进行烧结。
17.根据本发明构思的示例性实施例，准备基材的步骤包括：对基材的表面进行喷丸处理；以及对经过喷丸处理的基材的表面进行喷砂处理。
18.根据本发明构思的示例性实施例，方法还包括在形成不粘层之前在基材的表面上形成过渡层的步骤。
具体实施方式
19.下面将详细描述根据发明构思的示例性实施例，以解释本发明。然而，本发明可以以多种不同的形式来实施，不应该被理解为局限于在此提出的示例性实施例。提供这些实施例使本发明的公开将是彻底的和完整的，并将本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。
20.如前文所述，在现有技术中，各种不粘涂层均具有一定缺陷，或者耐磨性较差，导致磨损后不粘性下降，而且容易释放有害物质；或者初始不粘性较差；或者持久不粘性较差，使用寿命较短。
21.因此，为了解决至少包括上述问题的技术问题，本发明构思提供了一种不粘炊具及其制造方法。
22.下面将详细描述根据发明构思的不粘炊具。
23.本发明构思的示例性实施例的不粘炊具可以用于各种需要进行不粘处理的器具或设备。例如，本发明构思的示例性实施例的不粘炊具可以用于诸如锅具、锅铲、烤盘等的各种厨房用具，本发明构思对此没有限制。在下文中将以锅具为例对根据本发明构思的示例性实施例的不粘炊具进行描述。
24.根据本发明构思的示例性实施例的不粘炊具可以包括：基材以及形成在基材的表面上的不粘层。
25.在本发明构思的示例性实施例中，基材可以包括需要进行不粘处理的任何合适的
材料。例如，基材可以包括铁、铝、不锈钢、钛及其合金，但本发明构思不限于此。此外，可以利用但不限于上述材料中的至少一种形成的具有一定形状的坯层来提供具有容置空间的基材。这里，基材可以具有内表面和外表面，内表面用于敷设不粘层，而外表面可以选择性地敷设导磁层、防锈层等。
26.在本发明构思的示例性实施例中，不粘层可以形成在基材的表面上。可以理解的是，不粘层可以至少位于基材的至少部分内表面(例如，与容置的食材邻近的部分内表面或者整个内表面)上，即，不粘层可以仅位于基材的内表面上，也可以同时位于基材的内表面和外表面上。
27.不粘层可以包含层状硅酸盐以及聚硅氧烷类化合物。在本发明构思的示例性实施例中，不粘层的主体可以由层状硅酸盐构成，也就是说，层状硅酸盐可以形成不粘层的“骨架”。聚硅氧烷类化合物可以位于层状硅酸盐的各种空位空间中，例如，层状硅酸盐自身的孔隙中、横向方向相邻的层间的缝隙中、纵向方向相邻的层之间等。
28.层状硅酸盐是一种天然矿物，天然生成的层状硅酸盐的每一个晶层约1nm厚，层与层之间通过范德华力结合在一起。由于其层状结构，当通过诸如热喷涂的形成层的工艺将层状硅酸盐敷设在基材上时，可以形成致密的微观上具有层状结构的涂层。与现有技术中通过热喷涂金属或非金属颗粒形成的涂层相比，由层状硅酸盐形成的涂层可以具有更小的孔隙，因此可以具有更好的阻隔性，从而更有效地保护基材或下面将描述的过渡层免受外界物质的影响。因此，在本发明构思的示例性实施例中，当在基材与不粘层间形成过渡层时，由于层状硅酸盐的上述结构特点，可以将过渡层形成为具有较薄的厚度。
29.此外，层状硅酸盐可以具有类似于鳞片结构的层状结构，并且“单个鳞片”的面积可以在1μm2～5μm2的范围内。如果“单个鳞片”的面积过小，最终形成的不粘层的强度会降低，如果“单个鳞片”的面积过大，容易出现最终形成的不粘层的不粘性不佳的问题。
30.此外，由于热喷涂层状硅酸盐形成的不粘层具有层状结构而不是颗粒结构的微观形貌，因此其耐磨性能更加优异。也就是说，本发明构思的不粘层具有更持久的不粘性能。
31.在本发明构思的示例性实施例中，层状硅酸盐至少可以包括叶蜡石、高岭石、白云母、海绿石、葡萄石、绿泥石、伊利石、铁锂云母、锂云母、羟铁云母、黑云母、金云母、蛭石、蒙脱石、滑石和蛇纹石中的至少一种，并且其化学式的示例可以表示但不限于如下：
32.蛇纹石mg6[si4o
10
](oh)8；
[0033]
高岭石al4[si4o
10
](oh)8；
[0034]
滑石mg3[si4o
10
](oh)2；
[0035]
叶蜡石al2[si4o
10
](oh)2；
[0036]
蒙脱石(na,ca)
0.33
(al,mg,fe)2[(si,al)4o
10
](oh)2·
nh2o；
[0037]
蛭石[(mg,ca)
0.5
(h2o)4](mg,fe,al)3[(si,al)4o
10
](oh)2；
[0038]
金云母kmg3[si3alo
10
](oh,f)2；
[0039]
黑云母k(mg,fe)3[si3alo
10
](oh,f)2；
[0040]
羟铁云母kfe3[si3alo
10
](oh,f)2；
[0041]
白云母kal2[si3alo
10
](oh,f)2；
[0042]
锂云母k(li,al)
2.5-3
[si
3.5-3
al
0.5-1o10
](oh,f)2；
[0043]
铁锂云母k(li,fe,al)3[si
3-3.5
al
1-0.5o10
](oh,f)2；
[0044]
伊利石(k,h3o)(al,mg,fe)2[(si,al)4o
10
](oh)2；
[0045]
绿泥石(mg,al,fe)6[(si,al)4o
10
](oh)8；
[0046]
葡萄石ca2al[si3alo
10
](oh)2；
[0047]
海绿石k(fe,mg,al)2[si4o
10
](oh)2。
[0048]
聚硅氧烷类化合物具有由si-o-si形成的主链结构以及包含有机基团的侧链。由于其主链是由si和o形成的多个多面体结构，该结构与层状硅酸盐的晶格结构类似，因此聚硅氧烷类化合物中的si和o可以与层状硅酸盐中的si和o等发生键合，从而稳定地结合在层状硅酸盐上。
[0049]
此外，聚硅氧烷类化合物中的包含有机基团的侧链具有良好的亲油疏水性，因此，包含层状硅酸盐以及聚硅氧烷类化合物的不粘层可以具有良好的不粘性。
[0050]
在本发明构思中，为了增加形成在层状硅酸盐中的聚硅氧烷类化合物的量，从而使不粘层具有更优异的不粘性能，可以对层状硅酸盐进行预处理，在下文中将进行更详细地描述。
[0051]
不粘层的厚度可以在20μm～60μm的范围内，并且可以具有基本上均匀的厚度，也可以根据形成在基材上的具体位置而具有变化的厚度。
[0052]
根据优选示例，可以在基材与不粘层之间进一步包括过渡层。过渡层可以至少位于基材的内表面上，即，过渡层可以仅位于基材的内表面上，也可以同时位于基材的内表面和外表面上。例如，当本发明构思的不粘炊具用于锅具时，过渡层可以仅位于基材的内表面上；当本发明构思的不粘炊具用于锅铲、勺子等时，过渡层可以同时位于基材的内表面和外表面上。
[0053]
过渡层可以通过但不限于热喷涂工艺形成，因此过渡层可以具备一定的硬度、耐磨性和耐蚀性。过渡层的材料可以为金属和/或金属合金，对应的过渡层可以为热喷涂金属层和/或热喷涂金属合金层。进一步地，过渡层可以为热喷涂铝层、热喷涂铝合金层、热喷涂锌层、热喷涂锌合金层、热喷涂钛层、热喷涂钛合金层、热喷涂铜层、热喷涂铜合金层、热喷涂镍层、热喷涂镍合金层、热喷涂不锈钢层中的至少一种。
[0054]
过渡层的厚度可以在10μm～20μm的范围内。过渡层可以具有基本上均匀的厚度，也可以根据形成在基材上的具体位置而具有变化的厚度。例如，当本发明构思的不粘炊具用于锅具时，在对应于锅底的位置处，过渡层可以具有相对较厚的厚度，在对应于锅沿的位置处，过渡层可以具有相对较薄的厚度。
[0055]
根据本发明构思的不粘炊具包括基材、可选的过渡层和不粘层，不粘层包括层状硅酸盐以及与层状硅酸盐结合的聚硅氧烷类化合物，因此可以使不粘炊具具备优异的不粘性，而且可以使过渡层形成为具有较薄的厚度。
[0056]
在下文中，将描述根据本发明构思的不粘炊具的制造方法，并且将省略与前文相同或类似的冗余描述。
[0057]
根据本发明构思的不粘炊具的制造方法包括：准备基材；以及在所述基材的表面上形成不粘层。
[0058]
首先，准备基材，基材可以包括需要进行不粘处理的任何合适的材料。例如，基材可以包括铁、铝、不锈钢、钛及其合金，但本发明构思不限于此。
[0059]
在本发明构思的示例性实施例中，可以对基材的表面进行喷丸处理，从而可以在
基材的表面上形成密度为2～6个/cm2的凹部，每个凹部的直径可以在1.0mm～1.5mm的范围内，深度在0.3mm～0.7mm的范围内。
[0060]
然后可以对经过喷丸处理的基材的表面进行喷砂处理，以使基材的表面具有一定的微观粗糙度，从而可以提升后续形成在基材上的层与基材之间的附着力，而且可以去除基材表面的污垢。然而，示例性实施例不限于此，也就是说，可以省略喷丸和喷砂处理的步骤。
[0061]
在提供基材后，可以优选地在经喷丸和喷砂处理或未经喷丸和喷砂处理的基材表面上形成过渡层。例如，可以采用热喷涂工艺在基材表面形成过渡层。热喷涂工艺的具体工艺参数如下：电流为250a～350a；电压为30v～60v；主气(氩气)流量为1500l/h～2000l/h；氢气流量为30l/h～50l/h；送粉气流量为20l/h～40l/h；送粉量为20g/min～50g/min；喷涂(嘴离工件距离)距离为15cm～25cm；喷涂角度为30
°
～80
°
；工件温度为10℃～40℃。
[0062]
在本发明构思的示例性实施例中，可以在基材的内表面上形成过渡层，也可以同时在基材的内表面和外表面上形成过渡层。此外，可以采用金属和/或金属合金粉末作为热喷涂材料来形成过渡层。相应地，过渡层可以为热喷涂金属层和/或热喷涂金属合金层。例如，过渡层可以为热喷涂铝层、热喷涂铝合金层、热喷涂锌层、热喷涂锌合金层、热喷涂钛层、热喷涂钛合金层、热喷涂铜层、热喷涂铜合金层、热喷涂镍层、热喷涂镍合金层、热喷涂不锈钢层中的至少一种。
[0063]
形成过渡层的热喷涂颗粒的粒径可以在20μm～35μm的范围内。可以将过渡层形成为具有在10μm～20μm的范围内的厚度。过渡层可以具有基本上均匀的厚度，也可以根据形成在基材上的具体位置而具有变化的厚度。例如，可以在热喷涂工艺中通过调节各工艺参数来实现具有变化的厚度的过渡层。然而，示例性实施例不限于此，也就是说，可以省略形成过渡层的步骤。
[0064]
接下来，可以在经喷丸和喷砂处理或未经喷丸或喷砂处理的基材上或在过渡层的表面上形成不粘层。
[0065]
以下，将描述形成不粘层的步骤。
[0066]
首先，准备合适的层状硅酸盐粉末。层状硅酸盐可以包括如上所述的叶蜡石、高岭石、白云母、海绿石、葡萄石、绿泥石、伊利石、铁锂云母、锂云母、羟铁云母、黑云母、金云母、蛭石、蒙脱石、滑石和蛇纹石中的至少一种。粉末的粒径可以在20μm～100μm的范围内。
[0067]
然后，可以对层状硅酸盐粉末进行球磨(例如，湿法球磨)。例如，可以将层状硅酸盐粉末与溶剂(例如，水或乙醇)按照1:1的比例进行混合，然后在20r/min的转速下转动2小时～4小时。通过球磨可以使层状硅酸盐粉末相互摩擦，从而增加层状硅酸盐表面的孔隙结构，为后续对层状硅酸盐粉末进行酸洗和碱洗工艺提供更好的反应条件。然而，可以省略球磨的步骤。
[0068]
接下来，可以对经球磨处理或未经球磨处理的层状硅酸盐粉末进行酸洗。例如，可以按照如下步骤进行酸洗：将经球磨或未经球磨后的层状硅酸盐粉末放入质量浓度为10％～30％的盐酸溶液中，盐酸溶液的体积为层状硅酸盐的体积的3～5倍；在50℃～70℃下，将混合液放置1～4小时；然后对混合液进行过滤，对层状硅酸盐粉末进行水洗；在120℃～150℃下对层状硅酸盐粉末进行干燥。通过酸洗，可以去除层状硅酸盐中的fe。
[0069]
然后，可以对酸洗后的层状硅酸盐进行碱洗。例如，可以按照如下步骤进行，将酸
洗后的层状硅酸盐粉末放入浓度为1mol/l～2mol/l的氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的体积为层状硅酸盐的体积的3～5倍。在常温下将混合液放置1～4小时；然后对混合液进行过滤，对层状硅酸盐粉末进行水洗；在120℃～150℃下对层状硅酸盐粉末进行干燥。通过碱洗，可以去除层状硅酸盐中的al。
[0070]
通过上述酸洗和碱洗步骤，可以去除层状硅酸盐中的含fe化合物和含al化合物(例如，主要是层状硅酸盐的层间的含fe化合物和含al化合物)。从而增大层状硅酸盐内的空位空间。然而，示例性实施例不限于此，并且可以省略酸洗和碱洗中的至少一者。
[0071]
此外，在层状硅酸盐粉末经酸洗和/或碱洗后，还可以对经过酸洗和/或碱洗的层状硅酸盐粉末进行二次球磨。例如，可以按照上述球磨工艺的工艺参数来进行二次球磨。从而可以进一步增加层状硅酸盐中的孔隙结构。
[0072]
下一步，可以采用诸如热喷涂工艺的敷设工艺将层状硅酸盐粉末敷设在基材或过渡层的表面，以形成初始不粘层。例如，热喷涂工艺的具体工艺参数如下：电流为450a～600a；电压为50v～80v；主气(氩气)流量为1000l/h～2000l/h；氢气流量为50l/h～100l/h；送粉气流量为20l/h～40l/h；送粉量为20g/min～50g/min；喷涂距离(嘴离工件距离)为15cm～25cm；喷涂角度为30
°
～80
°
；工件温度为10℃～40℃。形成厚度在20μm～60μm的范围内的初始不粘层。
[0073]
在本发明构思的示例性实施例中，可以在基材的内表面上形成初始不粘层，也可以同时在基材的内表面和外表面上同时形成初始不粘层。
[0074]
在热喷涂工艺中，功率取决于电流值与电压值的乘积。当功率值过小时，层状硅酸盐难以熔融，导致无法形成涂层；当功率过大时，又会破坏层状硅酸盐的层状结构，导致无法形成在微观上具有层状结构的涂层。因此，与现有技术相比，本发明构思的不粘炊具的制造方法采用450a～600a的电流值，以在过渡层上形成微观上具有层状结构的初始不粘层。
[0075]
在本发明构思的示例性实施例中，可以将初始不粘层形成为具有在20μm～60μm的范围内的厚度。初始不粘层可以具有基本上均匀的厚度，也可以根据形成在基材上的具体位置而具有变化的厚度。例如，可以在形成不粘层的工艺中通过调节各工艺参数来实现具有变化的厚度的初始不粘层。
[0076]
在基材或过渡层上形成初始不粘层之后，可以对初始不粘层的表面进行处理，使其表面粗糙度ra≤3μm。例如，可以对初始不粘层的表面进行砂光处理，使其表面粗糙度ra≤3μm。
[0077]
下一步，可以对初始不粘层进行聚硅氧烷填充。例如，聚硅氧烷填充可以包括：使初始不粘层与聚硅氧烷类化合物的溶液接触，以使聚硅氧烷类化合物进入初始不粘层中的层状硅酸盐的层间。此外，聚硅氧烷填充还可以包括：在280℃～300℃下对吸附了聚硅氧烷类化合物的初始不粘层进行烧结。
[0078]
在本发明构思的示例性实施例中，可以将包含聚甲基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷中的至少一种的溶液(例如，溶剂为丙二醇甲基醚乙酯)均匀涂覆在经过上述工艺步骤处理的初始不粘层的表面，然后，将所得的基材在80℃～120℃下放置3min～10min，以使初始不粘层中的层状硅酸盐充分吸附聚甲基硅氧烷和/或聚二甲基硅氧烷。然后，去除初始不粘层表面的多余溶液。将基材放置在280℃～300℃的环境下烧结4min～6min。
[0079]
通过上述步骤，可以使聚甲基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷中的至少一种容纳到层状
硅酸盐内的空位中，并且与层状硅酸盐结合，形成包含层状硅酸盐以及聚甲基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷中的至少一种的不粘层。
[0080]
通过本发明构思的不粘炊具的制造方法，可以制备具有更优异的不粘性能和改善的强度的不粘炊具，并且可以减小不粘炊具中的防腐涂层(即，过渡层和不粘层)的厚度。
[0081]
下面将结合具体实施例来描述根据本发明构思的不粘炊具的制造方法。
[0082]
实施例1
[0083]
准备由熟铁制成的锅具基材。
[0084]
接下来，通过热喷涂工艺在基材内表面喷涂平均粒径为28μm的铝合金粉末，形成热喷涂铝合金层作为过渡层。具体工艺参数如下：电流为300a；电压为45v；主气(氩气)流量为1750l/h；氢气流量为40l/h；送粉气流量为30l/h；送粉量为35g/min；喷涂(嘴离工件距离)距离为20cm；喷涂角度为55
°
；工件温度为25℃。形成厚度为约15μm的过渡层。
[0085]
选取平均粒径为60μm的叶蜡石粉末，通过热喷涂工艺在过渡层的表面喷涂叶蜡石粉末，以形成初始不粘层。具体工艺参数如下：电流为525a；电压为65v；主气(氩气)流量为1500l/h；氢气流量为75l/h；送粉气流量为30l/h；送粉量为35g/min；喷涂(嘴离工件距离)距离为20cm；喷涂角度为55
°
；工件温度为25℃。形成厚度为约40μm的初始不粘层。
[0086]
将聚二甲基硅氧烷的丙二醇甲基醚乙酯溶液均匀涂覆在经过上述工艺步骤处理的初始不粘层的表面，然后，将带有过渡层和初始不粘层的基材在℃下放置7min，以使初始不粘层中的层状硅酸盐充分吸附聚甲基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷。然后，去除初始不粘层表面的多余溶液。将上述基材放置在290℃的环境下烧结5min。得到包括基材、过渡层和不粘层的不粘锅。
[0087]
实施例2
[0088]
与实施例1的不同之处在于，还包括对基材的表面进行喷丸和喷砂处理的步骤。按照如下工艺参数执行喷丸处理，对基材表面进行喷丸处理，从而在基材的表面上形成密度约为4个/cm2的凹部，每个凹部的平均直径为1.25mm，平均深度为0.5mm。然后，对经过喷丸处理的基材的表面进行喷砂处理。
[0089]
实施例3
[0090]
与实施例2的不同之处在于，还包括对叶蜡石粉末进行酸洗和碱洗的步骤。
[0091]
将层状硅酸盐粉末放入质量浓度为20％的盐酸溶液中，盐酸溶液的体积为层状硅酸盐的体积的4倍；在60℃下，将混合液放置2.5小时；然后对混合液进行过滤，对层状硅酸盐粉末进行水洗；在135℃下对层状硅酸盐粉末进行干燥。
[0092]
然后，将酸洗后的层状硅酸盐粉末放入浓度为1.5mol/l的氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的体积为层状硅酸盐的体积的4倍。在常温下将混合液放置2.5小时；然后对混合液进行过滤，对层状硅酸盐粉末进行水洗；在135℃下对层状硅酸盐粉末进行干燥。
[0093]
实施例4
[0094]
与实施例3的不同之处在于，对叶蜡石粉末进行酸洗和碱洗之前还对叶蜡石粉末进行湿法球磨，将叶蜡石粉末与水进行1:1的比例混合，在20r/min的转速下转动3小时。
[0095]
实施例5
[0096]
与实施例4的不同之处在于，对叶蜡石粉末进行酸洗和碱洗之后还对叶蜡石粉末进行湿法球磨，将叶蜡石粉末与水进行1:1的比例混合，在20r/min的转速下转动3小时。
[0097]
实施例6
[0098]
与实施例5的不同之处在于，热喷涂叶蜡石粉末的电流值为450a。
[0099]
实施例7
[0100]
与实施例5的不同之处在于，热喷涂叶蜡石粉末的电流值为600a。
[0101]
实施例8
[0102]
与实施例5的不同之处在于，将上述基材放置在280℃的环境下烧结5min。
[0103]
实施例9
[0104]
与实施例5的不同之处在于，将上述基材放置在300℃的环境下烧结5min。
[0105]
实施例10
[0106]
与实施例5的区别在于，形成的初始不粘层的厚度为20μm。
[0107]
实施例11
[0108]
与实施例5的区别在于，形成的初始不粘层的厚度为60μm。
[0109]
实施例12
[0110]
与实施例5的区别在于，采用高岭石作为层状硅酸盐在过渡层表面进行热喷涂，以形成初始不粘层。
[0111]
实施例13
[0112]
与实施例5的区别在于，采用蒙脱土作为层状硅酸盐在过渡层表面进行热喷涂，以形成初始不粘层。
[0113]
实施例14
[0114]
与实施例1的区别在于，省略了过渡层。
[0115]
对比例1
[0116]
与实施例1的区别在于，使用包括ptfe的氟涂料形成不粘层。
[0117]
对比例2
[0118]
与实施例1的区别在于，使用陶瓷涂料形成不粘层。
[0119]
对比例3
[0120]
与实施例1的区别在于，使用有机硅树脂形成不粘层。
[0121]
对上述实施例1至实施例13以及对比例1至对比例3的锅具进行涂层强度、初始不粘性和持久不粘性测试，结果如表1中所示。
[0122]
涂层强度测试
[0123]
采用500g实心不锈钢球，每隔5cm高度落下，记录锅内平面上不锈钢球与锅内平面冲击处出现崩落的高度，高度越高，涂层强度越高，不得低于30cm。
[0124]
初始不粘性测试
[0125]
参照gb/t 32095.2-2015中的煎蛋不粘性测试方法进行，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。
[0126]
持久不粘性测试
[0127]
参照gb/t32095中耐磨测试方法，每磨1000次进行国标煎蛋，直到涂层磨穿露底或者连续2000次国标煎蛋iii级结束，记录耐磨次数，次数越多，持久不粘性越好。
[0128]
表1
[0129]
方案涂层强度(cm)初始不粘性持久不粘性(次)
实施例160ⅰ7000实施例290ⅰ7000实施例390ⅰ12000实施例490ⅰ15000实施例590ⅰ18000实施例695ⅰ15000实施例780ⅰ15000实施例880ⅰ17000实施例980ⅰ17000实施例1090ⅰ14000实施例1160ⅰ21000实施例1295ⅰ17000实施例1385ⅰ19000实施例1440ⅰ18000对比例1不能耐铁铲ⅰ7000对比例250ⅰ1000对比例350ⅰ1000
[0130]
从表1可以看出，与对比例1相比，根据本发明构思的实施例1至实施例13制备的不粘锅具有更好的涂层强度。与对比例2和对比例3相比，根据本发明构思的实施例1至实施例13制备的不粘锅具有更好的持久不粘性。
[0131]
将实施例6和实施例7与实施例5进行对比可以看出：电流越大涂层越致密，耐磨性越好，但涂层强度会变差，此外，由于涂层吸附的不粘材料变少，因此持久不粘性降低。电流越小涂层越疏松，虽然吸附的不粘材料变多，但耐磨性差，因此持久不粘性也会降低。
[0132]
将实施例8和实施例9与实施例5进行对比可以看出：当温度较高时，烧结的涂层变致密，不粘性降低；当温度较低时，烧结的涂层相对不致密，耐磨性降低，因此，实施例8和实施例9的不粘锅的持久不粘性均低于实施例5。
[0133]
将实施例10和实施例11与实施例5进行对比可以看出：当涂层厚度增加时，持久不粘性提升，但是涂层强度会降低。
[0134]
此外，实施例3制备的不粘锅的持久不粘性高于实施例1制备的不粘锅。说明对层状硅酸盐进行酸洗和碱洗可以提高不粘锅的持久不粘性能。
[0135]
与实施例3相比，实施例4和实施例5制备的不粘锅的持久不粘性有了进一步提升，说明对层状硅酸盐进行球磨处理也可以提高不粘锅的持久不粘性能。
[0136]
此外，从实施例12和实施例13可以看出，采用高岭石和蒙脱土作为层状硅酸盐形成热喷涂涂层均可以使不粘锅具备良好的涂层强度和持久不粘性。
[0137]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

技术特征：

1.一种不粘炊具，其特征在于，所述不粘炊具包括：基材；以及不粘层，位于所述基材的表面上，其中，所述不粘层包含层状硅酸盐以及聚硅氧烷类化合物。2.根据权利要求1所述的不粘炊具，其特征在于，所述聚硅氧烷类化合物包括聚甲基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷中的至少一种。3.根据权利要求1所述的不粘炊具，其特征在于，所述层状硅酸盐包括叶蜡石、高岭石、白云母、海绿石、葡萄石、绿泥石、伊利石、铁锂云母、锂云母、羟铁云母、黑云母、金云母、蛭石、蒙脱石、滑石和蛇纹石中的至少一种。4.根据权利要求1所述的不粘炊具，其特征在于，所述不粘炊具还包括：过渡层，位于所述基材与所述不粘层之间。5.一种不粘炊具的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：准备基材；以及在所述基材的表面上形成不粘层，其中，所述不粘层包含层状硅酸盐以及聚硅氧烷类化合物。6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，形成不粘层的步骤包括：采用敷设层的工艺将层状硅酸盐敷设到所述基材的表面，以在所述基材的表面形成包括层状硅酸盐的初始不粘层；以及利用聚硅氧烷类化合物对初始不粘层进行填充。7.根据权利要求5或6所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括在形成不粘层之前对层状硅酸盐进行预处理的步骤，所述预处理步骤包括：对层状硅酸盐进行酸洗；以及/或者对层状硅酸盐进行碱洗。8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述预处理步骤还包括：在酸洗或碱洗之前对层状硅酸盐进行球磨。9.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述填充的步骤包括：使初始不粘层与聚硅氧烷类化合物的溶液接触，以使聚硅氧烷类化合物进入初始不粘层中的层状硅酸盐的层结构间。10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述填充的步骤还包括：在280℃～300℃下对填充了聚硅氧烷类化合物的初始不粘层进行烧结。11.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，准备基材的步骤包括：对所述基材的表面进行喷丸处理；以及对经过喷丸处理的所述基材的所述表面进行喷砂处理。12.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述方法还包括在形成不粘层之前在所述基材的表面上形成过渡层的步骤。

技术总结

本发明提供了一种不粘炊具及其制造方法。所述不粘炊具包括：基材；以及不粘层，位于所述基材的表面上，其中，所述不粘层包含层状硅酸盐以及聚硅氧烷类化合物。本发明的不粘炊具具备良好的不粘性和持久不粘性。备良好的不粘性和持久不粘性。

技术研发人员：

张明 瞿义生

受保护的技术使用者：

武汉苏泊尔炊具有限公司

技术研发日：

2022.09.28

技术公布日：

2022/12/27