[發明專利]一種金屬陶瓷耐磨涂層不粘鍋的制備方法

有效

• 申請號: 201410446416.6
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN104172902A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 黃立波
• 申請（專利權）人: 黃立波
• 主分類號: A47J27/00
• 分類號: A47J27/00;A47J36/02
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

本發明是申請號：201210374979X，申請日：2012-09-29，發明名稱：一種耐磨涂層不粘鍋，的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種不粘鍋，具體的說，涉及一種基底為不銹鋼、鋁、鋁合金、鑄鐵或鋼的耐磨不粘鍋及其制備方法。

背景技術

長期以來人們一直使用傳統的金屬鍋(鑄鐵、不銹鋼、鋁以及鋁合金)烹飪食品，但是在烹飪過程中時常發生食物粘鍋現象。這不僅破壞了食物外形，而且粘鍋的食物容易發生焦糊，甚至產生有害物質，影響人體健康。此外也增加了炊具洗刷難度，給烹飪帶來不便。因此不粘鍋自發明以來就因為其易清洗、可輕松煎、炒食物而不粘鍋，能最大限度的減少油煙，符合現代人們追求綠色食品，低脂肪、低熱量的需要的性能而備受大眾的喜愛。

但是目前市場主流的不粘鍋都是依靠在表面噴涂一層聚氟樹脂類的不粘涂料，依靠其強疏水性和低摩擦系數的特性，來實現食物不粘的，它的確能滿足人們烹飪過程中不發生食物粘鍋的要求，不過它也存在許多缺陷。首先是聚四氟乙烯涂層的強度較差，容易脫落和損壞，而且烹飪過程中會發生軟化，只能用木鏟，也不能烹飪較硬的食物；同時這種不粘鍋也不宜烹飪酸性食物，否則會影響不粘鍋的使用壽命；此外聚四氟乙烯涂層的使用溫度一般不能超過250℃，人們在使用時難以嚴格控制，容易因干燒而損壞。對于聚四氟乙烯涂層不粘鍋在使用過程中對人體健康是否存在危害也一直存在爭議，不斷引發爭端；而且一旦不粘涂料脫落，就會導致不粘性能的大大降低。

隨著中國廚衛革命的興起，“安全、健康、節能、綠色、環保”等成為備受消費者廣泛關注和21世紀廚衛革命發展的主流。廚房水、電、氣等配套設施的改善，安全環保炊具的發展己成為炊具行業的亮點和熱點。從整體上看，目前我國家庭廚房中不粘鍋市場尚處于剛剛起步階段。據調查，城市家庭的擁有率還非常低，不足1％，農村基本上處于空白。因此，炊具產品的節能化、自動化、智能化、美觀化將是炊具行業的又一發展趨勢。

陶瓷材料在國防、機械、化工、冶金、電子等領域具有廣泛的用處。其中，碳化鈦TiC陶瓷具有熔點高，導熱性能好，硬度大，化學穩定好，不水解，高溫抗氧化性好，熱膨脹系數小、抗熱震和耐化學腐蝕性強等優點，一直是世界各國材料學者研究的熱點。近年來，對不粘鍋的陶瓷涂層也大有進展，已經有將氧化鈦或氮化物陶瓷用于不粘鍋的報道，且已取得了可觀的經濟和社會效益(如Arcopal，Vision等品牌)。

基于上述需求，本發明提供一種碳化硅類金屬陶瓷的耐磨涂層不粘鍋。

發明內容

本發明的目的是提供一種碳化鈦類金屬陶瓷耐磨涂層不粘鍋及其制備方法。

本發明所述的耐磨涂層不粘鍋包括鍋體以及位于鍋內表面的石墨層和金屬陶瓷涂層，石墨層的厚度為5-8μm，所述金屬陶瓷層厚度為10-30μm，包括碳化鈦金屬陶瓷涂層。

所述金屬陶瓷涂層還包括硼化鈦，所述硼化鈦的重量為金屬陶瓷涂層的4-30％；。

碳化鈦陶瓷硬度大，并具有良好的力學性能，是非常好的耐磨材料，但近年來，由于三氧化二鋁極為穩定，不粘鍋的基材常常選用鋁或鋁合金，而在碳熱反應過程中，碳有可能和鋁發生反應生成碳化鋁，碳化鋁的存在會大大降低材料的力學性能和化學穩定性。因此，本發明人在噴涂復合陶瓷粉末之前，在鍋底基體先涂覆一層石墨，一方面能夠為復合陶瓷粉末的制備提供原料，另一方面也防止噴涂過程中碳與鋁接觸結合生成碳化鋁。

另外，發明人還發現硼化鈦的存在將大大抑制碳化鋁的生成，為保證本發明所述鍋底耐磨涂層的性能，本發明所述的耐磨涂層中還包括硼化鈦；

硼化鈦(TiB₂)是硼和鈦最穩定的化合物，純硼化鈦粉末是灰色或灰黑色的，具有六方(AlB2)的晶體結構，這種類似于石墨的硼原子層狀結構和Ti外層電子決定了TiB₂具有良好的導電性和金屬光澤，而硼原子面和鈦原子面之間Ti-B鍵決定了這種材料的高硬度和脆性的特點。因此，其在金屬陶瓷涂層中的含量不易過高，優選4-10％；

本發明所述的涂層材料可采用本領域常用的方法進行涂覆，如等離子噴涂，火焰噴涂等。噴涂原料可選擇碳化鈦，二氧化硅及硅酸鹽等，硼粉；噴涂原料可以市購，也可按本領域常用的方法自制，例如碳化鈦粉末一般情況下由TiO₂與炭黑在通氫氣的碳管爐或調頻真空爐內于1600℃-1800℃高溫下反應制得。

特別的，本發明提供一種上述金屬陶瓷耐磨涂層的制備方法。

所述金屬陶瓷耐磨涂層不粘鍋的制備方法，包括如下步驟：

1)鍋體成型：選擇金屬板制成鍋胚；