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CN115975410B - 不粘材料、不粘炊具及不粘材料和不粘炊具的制造方法 - Google Patents

不粘材料、不粘炊具及不粘材料和不粘炊具的制造方法 Download PDF

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CN115975410B
CN115975410B CN202211714622.1A CN202211714622A CN115975410B CN 115975410 B CN115975410 B CN 115975410B CN 202211714622 A CN202211714622 A CN 202211714622A CN 115975410 B CN115975410 B CN 115975410B
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袁华庭
张浪
瞿义生
张明
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Wuhan Supor Cookware Co Ltd
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Wuhan Supor Cookware Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种不粘材料、制造不粘材料的方法、不粘炊具及不粘炊具的制造方法。所述不粘炊具包括:金属基材;以及不粘层,设置在金属基材的表面上,不粘层包括不粘材料,不粘材料包括多个不粘颗粒,所述多个不粘颗粒中的至少一些中的每个包括:金属氧化物;金属的脂肪酸盐,至少部分地形成在金属氧化物上。本发明的不粘炊具具备良好的不粘性和持久不粘性。

Description

不粘材料、不粘炊具及不粘材料和不粘炊具的制造方法
技术领域
本发明构思涉及不粘技术领域,更具体地讲,涉及一种不粘材料、不粘炊具及不粘材料和不粘炊具的制造方法。
背景技术
不粘技术的实现主要有三个方向:1)自身的低表面能;2)通过微观凹凸结构形成类似于荷叶表面的疏水疏油表面;3)多孔储油形成稳定油膜,以利用油作为中介物实现不粘。
现有用于锅具的不粘涂层的材料主要包括含氟涂料、陶瓷涂料和有机硅树脂。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。
然而,以上几种涂料虽能够实现不粘效果,但是都存在明显的缺陷。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色容易发黄或发灰,并且在高温下硬度下降,容易产生“回粘”现象。
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。
发明内容
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材料、不粘炊具及不粘材料和不粘炊具的制造方法。
根据本发明的示例性实施例,不粘材料包括多个不粘颗粒,所述多个不粘颗粒中的至少一些中的每个包括:金属氧化物;所述金属的脂肪酸盐,至少部分地形成在所述金属氧化物上。
在本发明的示例性实施例中,所述金属包括镁、锰、铁、铜、铝、锡和钛中的至少一种。
在本发明的示例性实施例中,形成所述脂肪酸盐的脂肪酸包括硬脂酸、软脂酸、月桂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸中的至少一种。
在本发明的示例性实施例中,形成所述脂肪酸盐的脂肪酸包括不饱和脂肪酸。
根据本发明的示例性实施例,制造不粘材料的方法包括:分别提供金属氧化物和脂肪酸;将金属氧化物与脂肪酸接触并反应,以得到所述不粘材料。
在本发明的示例性实施例中,提供金属氧化物的步骤还包括:对金属氧化物中的至少部分进行活化。
在本发明的示例性实施例中,采用湿法球磨工艺进行所述活化。
根据本发明的示例性实施例,不粘炊具包括:金属基材;以及不粘层,设置在所述金属基材的表面上,其中,所述不粘层包括权利要求1-4中任一项所述的不粘材料。
根据本发明的示例性实施例,不粘炊具的制造方法包括以下步骤:准备金属基材;以及利用上述不粘材料在所述金属基材的表面上形成不粘层。
在本发明的示例性实施例中,形成所述不粘层的步骤包括:采用等离子喷涂工艺将所述不粘材料喷涂在所述金属基材的所述表面上。
具体实施方式
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。
以锅具为例的炊具在烹饪食物的过程中会发生“粘锅”现象,“粘锅”的食物主要包括淀粉类和蛋白质类。在烹饪的过程中,淀粉会发生吸水、溶胀、糊化、最后碳化的过程,蛋白质会发生肽链解离变性、水解失活、最后脱水碳化的过程。在上述过程中,从淀粉凝胶和蛋白质凝胶与炊具表面结合开始出现“粘锅”现象,至食物与炊具的接触面碳化后,它们之间的粘接力达到顶峰。“粘锅”机理主要包括以下理论:
(1)机械结合理论:粘接力来自于两表面的机械互锁,靠锚固、钩合、楔合等作用粘接在一起,实际上这种机械结合并非导致“粘锅”现象的主要原因;
(2)吸附理论:两材料之间的分子接触和界面力所产生的粘接力,粘接力的主要来源是分子间作用力,包括氢键力和范德华力;
(3)化学键理论:两材料间原子形成化学键,化学键的键能比分子间的作用大得多,粘结力更强,该作用力在“粘锅”现象中处于主导地位。
为了解决“粘锅”现象,已经进行了各种研究。例如,针对机械结合理论,可以通过改善锅具表面的粗糙度来解决,例如,可以将锅具表面形成为具有微观凹凸结构,以形成类似于荷叶疏水疏油表面。针对表面吸附理论,可以通过在锅具表面上形成一层油膜来显著减弱食物与锅具表面的分子间作用力。因此,针对化学键理论来解决食物与锅具表面之间的粘结是研究的主要方向。
因此,本发明构思针对化学键理论提供了一种不粘材料、制造不粘材料的方法、不粘炊具及不粘炊具的制造方法。
下面将详细描述根据发明构思的包括利用不粘材料形成的不粘层的不粘炊具。
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。
根据本发明构思的示例性实施例的不粘炊具可以包括:金属基材以及形成在金属基材的表面上的不粘层。
在本发明构思的示例性实施例中,金属基材可以包括需要进行不粘处理的任何合适的金属材料。例如,金属基材可以包括镁、锰、铁、铜、铝、锡、钛、钛合金、不锈钢、抗菌不锈钢和铸铁中的至少一种,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金属基材。这里,金属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。另外,可以根据工艺、美学外观、具体需求而将基材形成为具有带角度的形状和/或圆滑的形状。
在本发明构思的示例性实施例中,不粘层可以形成在金属基材的表面上。可以理解的是,不粘层可以至少位于金属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,不粘层可以仅位于金属基材的内表面上,也可以同时位于金属基材的内表面和外表面上。
在本发明构思的示例性实施例中,不粘层可以包括不粘材料。根据本发明构思的示例性实施例的不粘材料包括多个不粘颗粒,多个不粘颗粒中的至少一些中的每个包括:金属氧化物;该金属的脂肪酸盐,至少部分地形成在金属氧化物上。例如,不粘颗粒可以由金属的氧化物和该金属的脂肪酸盐形成。这里,金属的脂肪酸盐可以由脂肪酸和金属形成。具体地,脂肪酸是天然油脂中正常水解的产物,其通式为RCOOH,其中R基团为长链烷基(包括不饱和烷基),属于亲油基团,可与油脂相容,另一端为羧基,属于亲水基团,可与金属或金属的氧化物发生化学反应进而生成该金属的脂肪酸盐。
根据本发明构思,一方面,由脂肪酸盐形成的不粘层可以隔绝食物与炊具的微观接触,避免食物与基材的金属原子之间的化学键结合。另一方面,脂肪酸盐中的脂肪基团(即,长链烷基)是亲油基团,可以牢固锁住烹饪过程中的食用油以形成油膜,使食物与基材的金属原子之间的化学键结合变为食物与油脂的接触,避免食物粘锅,从而提高炊具的不粘效果。再一方面,脂肪酸盐中的金属可以与金属基材中的金属原子具有一定的亲和性,例如,二者可以形成一定的金属键,从而使得由脂肪酸盐形成的不粘层与金属基材之间具备良好的结合力,不粘层不容易脱落。此外,由于脂肪酸盐的不粘层与金属基材具有良好的结合力,因此,本申请的不粘炊具不需要在基材与不粘层之间设置过渡层,从而可以简化不粘炊具的制造工艺并且减小不粘炊具的厚度。例如,在基材的表面粗糙度Ra为8μm-11μm的范围内的情况下,由脂肪酸金属盐形成的不粘层可以与金属基材具有良好的结合力。
基于脂肪酸盐的这种性质,可以在金属基材的表面上设置包含脂肪酸盐的不粘层。
例如,可以使用脂肪酸对金属基材的表面直接进行改性。然而,由于脂肪酸的酸性较弱,外加金属的活泼性不足,因此使用脂肪酸将0价态的金属原子氧化成高价态的金属离子较为困难,导致金属基材与脂肪酸直接键合较为困难,需要长时间的处理活化。而且金属基材光滑的表面导致其在微观上的比表面积较小,使得只有表面的一层或几层金属原子能够与脂肪酸发生反应生成脂肪酸盐,因此最终形成的脂肪酸盐不粘层较为薄弱。另外,现有炊具可使用的基材较少,通常只包括铝、铁、钛三种金属元素,因此,如果采用直接对基材进行脂肪酸改性的方法得到的不粘层种类也较少。
此外,也可以将金属的脂肪酸盐粉末喷涂在金属基材的表面上,以形成不粘层。这种方法虽然可以使相对多的脂肪基团形成在金属基材的表面上,并且形成相对厚的不粘层,但是采用液相化学法制备金属的脂肪酸盐的工艺较为复杂,而且难度也较大。此外,单独由脂肪酸金属盐形成的不粘层的硬度较低,在烹饪过程中容易被铁铲等烹饪器具的损坏。
因此,在本发明构思的示例性实施例中,不粘层包括不粘材料,不粘材料包含金属氧化物和该金属的脂肪酸盐。也就是说,形成不粘层的不粘颗粒中的至少一些包含金属的氧化物和该金属的脂肪酸盐。例如,不粘层通过采用形成层的工艺(等离子喷涂工艺)将不粘材料敷设在金属基材的表面上而形成。
一方面,金属氧化物中高价态的金属更容易与脂肪酸发生化学反应,可以简化不粘材料的制备方法;另一方面,金属氧化物的硬度较高,可以提高不粘层的耐用性。此外,由包含金属氧化物和该金属的脂肪酸盐的不粘材料形的不粘层表面具有微米级甚至纳米级的孔隙,因此比表面积较大,可以形成空间上较厚的脂肪酸盐不粘层,在经过抛光处理后,仍然可以在不改变表面粗糙度的情况下保持较大的比表面积和较厚的脂肪酸盐不粘层。
根据示例性实施例,在包含金属的氧化物和该金属的脂肪酸盐的不粘颗粒中,金属的脂肪酸盐可以敷设(例如,包覆)在金属的氧化物外。也就是说,不粘材料的至少部分不粘颗粒既包含金属的氧化物,又包含该金属的脂肪酸盐,并且该金属的脂肪酸盐形成在颗粒的表面。例如,不粘颗粒具有由金属氧化物形成的主体,在该主体的表面形成有该金属的脂肪酸盐。
不粘材料包含金属的氧化物和该金属的脂肪酸盐。根据示例性实施例,金属氧化物中的金属和脂肪酸盐中的金属可以与金属基材的金属相同或不同,例如,金属可以包括镁、锰、铁、铜、铝、锡和钛中的至少一种。例如,金属氧化物可以包括氧化镁、氧化锰、氧化铝、氧化亚铁、四氧化三铁、钛酸亚铁、氧化铝、氧化锡、氧化钛和亚氧化钛中的至少一种。形成脂肪酸盐的脂肪酸可以包括硬脂酸、软脂酸、月桂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸中的至少一种。
在本发明构思的示例性实施例中,形成脂肪酸盐的脂肪酸优选地包括不饱和脂肪酸。这是因为:在诸如等离子喷涂的热喷涂过程中,活化的高温等离子体会使不饱和脂肪酸中的双键一定程度上氧化交联,最终形成的不粘层表面的脂肪基团交联更致密,使得不粘层的不粘性更好。
不粘层的厚度可以在10μm~200μm的范围内,例如,在10μm~160μm的范围内,在10μm~120μm的范围内,在10μm~80μm的范围内,在20μm~60μm的范围内,在30μm~50μm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。
以上,结合示例性实施例描述了根据本发明构思的包括由不粘材料形成的不粘层的不粘炊具,在下文中,将结合示例性实施例来详细描述本发明构思的制造该不粘材料的方法。
首先,分别提供金属氧化物和脂肪酸。
然后,将金属氧化物与脂肪酸接触并反应,以得到所述不粘材料。金属氧化物中的金属和脂肪酸盐中的金属以及形成脂肪酸盐的脂肪酸在前文已经描述,为了避免冗余,这里不做过多描述。
具体地,可以通过活化和脂肪酸改性来制造不粘材料。例如,可以先对金属氧化物进行活化;然后使部分活化后的金属氧化物与脂肪酸反应生成脂肪酸盐,以得到不粘材料。
根据示例,可以在球磨机中通过磨球高速搅拌对金属氧化物原料粗颗粒进行高能球磨活化。球磨过程在惰性气氛中进行,待球磨得到的粉末粒度完全大于或等于300目且不超过600目后停止球磨。球磨介质可以为乙醇,球磨工艺的参数包括:转速100r/min-500r/min,球料比2:1-20:1,球磨时间4h-8h,球磨机中惰性气氛为99.999%的氩气气氛。然后将脂肪酸溶液与球磨活化后的金属氧化物粉末混合后加热至100℃~200℃,脂肪酸与表面活化的金属原子结合生成脂肪酸盐,从而得到改性后的包含金属氧化物和脂肪酸盐的粉末。然而,示例性实施例不限于此,本领域技术人员可以利用其他方式使金属氧化物颗粒或活化的金属氧化物颗粒与脂肪酸的各种形态(例如,气态)接触,以实现金属的脂肪酸盐的形成。
金属氧化物颗粒中的金属原子与其他原子(例如,其他金属原子或氧原子)形成的键(金属键或化学键)较为稳定,而脂肪酸的酸性较弱。要想使金属和脂肪酸键合,可以使金属原子处于活化状态,即,必须使金属原子与其他原子的键断裂打开。通过球磨工艺,金属氧化物颗粒在机械力的作用下破碎,比表面积增大,断裂面处的化学键断裂打开,金属原子被活化,同时可以借助于球磨介质产生大量羟基。此时,将脂肪酸溶液与其混合,脂肪酸与表面活化的金属原子结合生成脂肪酸盐,从而完成对金属氧化物的改性。经改性后,至少部分金属氧化物颗粒上可以通过与脂肪酸接触并反应而形成金属的脂肪酸盐,然而,由于限制于反应实际条件(例如,一些金属氧化物颗粒被其他金属氧化物颗粒围绕而未能与脂肪酸接触)等,可以存在未包覆有金属的脂肪酸盐的金属氧化物颗粒或者脂肪酸未与金属氧化物反应而未形成脂肪酸盐的情况,然而在这样的情况下金属氧化物颗粒由于处于极少部分而不会影响本发明构思的不粘材料的性能,因此,本发明构思的不粘颗粒可以单独地包括未被改性的金属氧化物。
之后,可以对改性后的粉末进行真空干燥,从而得到包含金属的氧化物该金属的脂肪酸盐的不粘材料。根据示例,真空干燥条件为80℃~200℃下保持2h~4h。在不粘材料中,金属的脂肪酸盐可以包覆在金属的氧化物外。不粘材料的粒度为300目以上。
在下文中,将结合示例性实施例来详细描述本发明构思的制造不粘炊具的方法。
首先,可以提供金属基材。
金属基材用于为炊具的诸如烹饪的操作提供容纳空间。因此,金属基材可以利用合适的金属材料被制造成各种形状。上面已经详细描述了金属基材,因此,为了避免冗余,这里对金属基材不做过多描述。
在提供金属基体后,可以对金属基材的内表面进行前处理。这里,前处理可以包括对金属基材的内表面进行除油、砂光、酒精擦拭等处理,以提供优异的表面性质。然而,本发明构思不限于此,也就是说,可以省略金属基材的前处理步骤。
然后,利用上述不粘材料在金属基材的表面上形成不粘层。
例如,可以采用诸如等离子喷涂工艺的形成层的工艺将包含金属的氧化物该金属的脂肪酸盐的不粘材料喷涂在金属基材的表面上。然而,示例性实施例不限于此,并且本领域技术人员可以根据本发明构思而选择适当的形成包含金属的氧化物该金属的脂肪酸盐的不粘层的工艺。在下文中,将以等离子喷涂工艺作为示例来详细描述本发明构思。
根据示例性实施例,等离子喷涂工艺的参数包括:送粉速度25g/min-40g/min,喷涂距离110mm-150mm,电弧电流350A-550A,氢气压力0.5MPa-0.7MPa,氢气流量50L/h-150L/h,氩气压力1.2MPa,氩气流量2000L/h。在以上参数下,喷枪出口处形成的高压等离子焰流将包含金属的氧化物该金属的脂肪酸盐的粉末加热至熔融,然后使熔融的粉末沉积在金属基材表面,形成不粘层。
之后,还可以对所形成的不粘层进行砂光和抛光。例如,可以采用思高96#百洁布对不粘层进行砂光至其粗糙度Ra为4μm-6μm之间,然后采用布轮进行抛光,以使不粘层的表面光滑。
在本发明的示例性实施例中,通过采用诸如等离子喷涂的形成层的工艺将包含金属的氧化物该金属的脂肪酸盐的粉末喷涂在金属基材的表面上,从而在金属基材的表面上形成包含金属的氧化物该金属的脂肪酸盐的不粘层。一方面,由金属的氧化物该金属的脂肪酸盐形成的不粘层可以隔绝食物与炊具的微观接触,避免食物与基材的金属原子之间的化学键结合。另一方面,脂肪酸盐中的脂肪基团(即,长链烷基)是亲油基团,可以牢固锁住烹饪过程中的食用油以形成油膜,使食物与基材的金属原子之间的化学键结合变为食物与油脂的接触,避免食物粘锅,从而提高炊具的不粘效果。再一方面,脂肪酸盐中的金属可以与金属基材中的金属原子具有一定的亲和性,例如,二者可以形成一定的金属键,从而使得不粘层与金属基材之间具备良好的结合力,不粘层不容易脱落。此外,通过等离子喷涂工艺在金属基材表面上形成的不粘层具有较厚的厚度,与仅形成一个或几个原子层的脂肪酸金属盐不粘层相比,可以使不粘层具有更长的使用寿命。此外,金属氧化物的硬度较高,也可以提高不粘层的耐用性和使用寿命。
在下面,将结合具体示例来描述本发明构思的有益效果。
实施例1
通过下面的方法来制造根据实施例1的不粘锅具。
步骤一,准备锅具基材:铁片拉深成型,表面碱洗除油、烘干;
步骤二,准备不粘材料:首先在球磨机中对氧化亚铁粉末进行球磨活化,球磨介质为乙醇,球磨工艺的参数包括:转速300r/min,球料比10:1,球磨时间6h,球磨气氛为99.999%的氩气气氛;然后将球磨活化后的氧化亚铁粉末与适量的油酸混合,使二者反应生成油酸铁;之后,将得到的粉末在140℃下保持3h,得到粒度为450目的不粘材料;
步骤三,采用等离子喷涂工艺将步骤二得到的不粘材料喷涂在步骤一得到的锅具基材内表面,从而形成厚度为40μm的包含氧化亚铁和油酸铁的不粘层,以完成实施例1的不粘锅具的制造。这里,等离子喷涂工艺的参数包括:送粉速度32g/min,喷涂距离130mm,电弧电流450A,氢气压力0.6MPa,氢气流量100L/h,氩气压力1.2MPa,氩气流量2000L/h;
步骤四,采用思高96#百洁布对不粘层进行砂光至其粗糙度Ra为5μm,然后采用布轮进行抛光,以使不粘层的表面光滑。
实施例2
除了基材为不锈钢之外,采用与实施例1的方法相同的方法制造根据实施例2的锅具。
实施例3
除了采用包含氧化铜和油酸铜的不粘材料来形成不粘层之外,采用与实施例1的方法相同的方法制造根据实施例3的锅具。
实施例4
除了基材为铝,并且采用包含氧化铝和油酸铝的不粘材料来形成不粘层之外,采用与实施例1的方法相同的方法制造根据实施例4的锅具。
实施例5
除了基材为铝,并且采用包含氧化钛和油酸钛的不粘材料来形成不粘层之外,采用与实施例1的方法相同的方法制造根据实施例5的锅具。
实施例6
除了采用包含氧化亚铁和硬脂酸铁的不粘材料来形成不粘层之外,采用与实施例1的方法相同的方法制造根据实施例6的锅具。
实施例7
除了采用包含氧化亚铁和亚麻酸铁的不粘材料来形成不粘层之外,采用与实施例1的方法相同的方法制造根据实施例7的锅具。
实施例8
与实施例1的区别在于,形成的不粘层的厚度为20μm。
实施例9
与实施例1的区别在于,形成的不粘层的厚度为60μm。
实施例10
与实施例1的区别在于,油酸铁粉末的粒度为300目。
实施例11
与实施例1的区别在于,油酸铁粉末的粒度为600目。
对比例1
使用涂覆有PTFE不粘层的铁锅作为对比例1的不粘锅具。
对比例2
通过下面的方法来制造根据对比例2的不粘锅具。
步骤一,准备锅具基材:铁片拉深成型,表面碱洗除油、烘干;
步骤二,对锅具基材的内表面进行电解抛光;
步骤三,使用油酸对基材的经电解抛光的内表面进行改性,得到经过表面脂肪酸改性的不粘锅具,从而完成对比例1的锅具的制造。
对比例3
通过下面的方法来制造根据对比例3的不粘锅具。
步骤一,准备锅具基材:铁片拉深成型,表面碱洗除油、烘干;
步骤二,对粗油酸铁粉末进行球磨,得到粒度为450目的油酸铁粉末;
步骤三,采用等离子喷涂工艺将步骤二得到的油酸铁粉末喷涂在步骤一得到的锅具基材内表面,从而形成厚度为40μm的包含油酸铁的不粘层,以完成对比例3的不粘锅具的制造。这里,等离子喷涂工艺的参数包括:送粉速度32g/min,喷涂距离130mm,电弧电流450A,氢气压力0.6MPa,氢气流量100L/h,氩气压力1.2MPa,氩气流量2000L/h。
对比例4
通过下面的方法来制造根据对比例4的不粘锅具。
步骤一,准备锅具基材:铁片拉深成型,表面碱洗除油、烘干;
步骤二,对氧化亚铁粉末进行球磨,得到粒度为450目的氧化亚铁粉末;
步骤三,采用等离子喷涂工艺将步骤二得到的氧化亚铁粉末喷涂在步骤一得到的锅具基材内表面,从而形成厚度为40μm的包含氧化亚铁的不粘层,以完成对比例4的不粘锅具的制造。这里,等离子喷涂工艺的参数包括:送粉速度32g/min,喷涂距离130mm,电弧电流450A,氢气压力0.6MPa,氢气流量100L/h,氩气压力1.2MPa,氩气流量2000L/h。
性能指标测试
对上述实施例1至实施例11以及对比例1至对比例4的锅具进行性能测试,并记录在下表1中,具体性能测试方法如下:
初始不粘性测试
参照GB/T 32095.2-2015中的煎蛋不粘性测试方法进行,测试结果分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。其中,
I级:用塑料铲可使鸡蛋无损伤取出并不留残渣;
II级:用塑料铲不能使鸡蛋无损伤取出,但用湿海绵或抹布轻拭即可去除残渣;
III级:用湿海绵或抹布轻拭不能去除残渣。
持久不粘性测试
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。
涂层强度测试
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。
涂层硬度测试
采用维氏硬度计测量表层的硬度
在表1中示出了实施例1至实施例10以及对比例1至对比例4的锅具的性能指标测试数据。
表1
从表1可以看出,实施例1至实施例11制造的不粘锅具均具有良好的初始不粘性,其初始不粘性与涂覆有PTFE不粘层的锅具的初始不粘性相当。
此外,实施例1至实施例11制造的不粘锅具的持久不粘性明显优于涂覆有PTFE不粘层的锅具的持久不粘性。这说明本申请的示例性实施例的不粘层具有优异的耐磨性,并且与金属基材具有优异的结合力,从而具有更长的使用寿命。
与对比例2中的直接对基材表面进行脂肪酸改性相比,实施例1至实施例11中的不粘层也明显具有更加优异的持久不粘性。
与对比例3中的只包含油酸铁的不粘层相比,实施例1至实施例11中的不粘层的硬度更高,持久不粘性更好。
与对比例4中的只包含氧化亚铁不粘层相比,实施例1至实施例11中的不粘层的初始不粘性更好。
此外,实施例1至实施例11制造的不粘锅具的不粘层的涂层强度明显优于涂覆有PTFE不粘层的锅具的涂层强度。这说明在本申请的示例性实施例中,采用等离子喷涂工艺对硬脂酸金属盐粉末进行喷涂形成的不粘层具有良好的强度,硬脂酸金属盐之间形成牢固的结合力,涂层不易脱落。
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。

Claims (6)

1.一种不粘材料,其特征在于,所述不粘材料包括不粘颗粒,所述不粘颗粒包括:
金属氧化物,构成所述不粘颗粒的主体;
所述金属的脂肪酸盐,包覆在所述金属氧化物外,
所述不粘颗粒通过包括以下步骤的方法制备:对所述金属氧化物的粉末进行球磨活化,然后将球磨活化后的所述金属氧化物的粉末与脂肪酸混合,使二者反应生成所述金属的脂肪酸盐,得到包括所述金属氧化物和所述金属的脂肪酸盐的所述不粘颗粒,
球磨活化的工艺参数为:转速100r/min至500r/min,球料比2:1至20:1,球磨时间4h至8h,球磨气氛为99.999%的氩气气氛,
所述金属包括镁、锰、铁、铜、铝、锡和钛中的至少一种,
所述脂肪酸包括硬脂酸、软脂酸、月桂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的不粘材料,其特征在于,所述脂肪酸包括油酸、亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的不粘材料,其特征在于,所述球磨活化采用湿法球磨工艺进行。
4.一种不粘炊具,其特征在于,所述不粘炊具包括:
金属基材;以及
不粘层,设置在所述金属基材的表面上,
其中,所述不粘层包括权利要求1和2中任一项所述的不粘材料。
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:
准备金属基材;以及
利用权利要求1和2任一项所述的不粘材料在所述金属基材的表面上形成不粘层。
6.根据权利要求5所述的制造方法,其特征在于,形成所述不粘层的步骤包括:
采用等离子喷涂工艺将所述不粘材料喷涂在所述金属基材的所述表面上。
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