不粘材料及其制备方法、不粘涂层和不粘炊具与流程

本技术涉及不粘材料，具体涉及一种不粘材料及其制备方法、不粘涂层和不粘炊具。

背景技术：

1、现有的炊具不粘材料主要为氟涂料，其主要成分为有机氟树脂材料，这种材料虽然具有一些优良的性能，但也存在一些明显的缺点。

2、首先，有机氟树脂材料的硬度较低，容易被划伤。在烹饪过程中，尤其是翻炒硬质食物时，锅具表面容易被划伤，露出基材，这不仅影响了锅具的美观性，也可能对食物的烹饪效果产生不良影响。

3、其次，由于硬度低，有机氟树脂材料不能很好地适应爆炒、翻炒等烹饪条件，使用体验较差。这在一定程度上限制了其在高端炊具市场的应用。

4、为了克服这些缺点，一些锅具采用了等离子喷涂无机陶瓷形成的涂层，这种涂层在一定程度上提高了锅具的耐划伤性能。然而，无机陶瓷涂层与基材的结合强度是一个普遍存在的问题。在受到外力冲击(如机械冲击和冷热冲击)时，涂层容易发生崩裂脱落，这同样影响了锅具的使用寿命和烹饪效果。

5、因此，需要发掘出新的不粘材料以适应于锅具对于初始不粘性、持久不粘性、硬度以及抗外力冲击等多个方面性质的需求。

技术实现思路

1、因此，本技术的目的在于提供一种不粘材料及其制备方法、不粘涂层和不粘炊具，以适应于锅具对于初始不粘性、持久不粘性、硬度以及抗外力冲击等多个方面的需求的问题。

2、根据本技术的第一方面，提供一种不粘材料，其中，所述不粘材料包括多金属阳离子钛酸盐和辅助材料的混合颗粒，其中，所述辅助材料为磁铁矿和亚氧化钛，或者为亚氧化钛，其中，所述混合颗粒具备非晶结构，以所述混合颗粒的总重量为100％计，所述多金属阳离子钛酸盐的重量占比为80％-90％，所述磁铁矿的重量占比为0％-10％，所述亚氧化钛的重量占比为10％-20％。

3、根据本技术提供的不粘材料，不粘材料包括多金属阳离子钛酸盐，且根据其含量可见其为不粘材料的主体部分，隶属于陶瓷材料并具备非晶结构，因此不粘材料能够整体呈现非晶性，而由于非晶结构相较于晶体结构具备较低的表面能、良好的硬度、化学稳定性以及热稳定性，采用具有非晶结构的包括多金属阳离子钛酸盐的材料作为不粘材料能够满足锅具对于初始不粘性、持久不粘性、硬度以及抗外力冲击等多个方面的需求。不粘材料还包括磁铁矿和亚氧化钛等辅助材料，多种物质的混合体形式的不粘材料，有利于涂层内应力释放，防止使用过程中受到机械冲击、热冲击而出现的不粘层崩落的问题。并且由于不粘材料的颗粒自身具备孔隙以及由于不同材料的热膨胀系数不同，通过此种不粘材料形成的涂层在冷却的过程中会易于形成均匀的小孔隙，使得形成的不粘涂层具备能够储油的孔隙结构，因而不粘涂层能够因为油膜效应而进一步提升炊具的不粘性。

4、在实施例中，所述不粘材料的粒径为300目-500目。

5、在这些实施例中，不粘材料的颗粒粒径相对细小且均匀，因此，有助于在基体表面形成一层致密且均匀的不粘涂层。另外，如此粒径的不粘材料能够保证等离子喷涂设备的正常喷涂，从而保证不粘涂层的质量。

6、在实施例中，不粘材料的颜色为黑色。

7、在这些实施例中，黑色的不粘材料在喷涂后并不会引起颜色的变化，因此能够形成黑色的不粘涂层，黑色的不粘涂层能够在使用时弱化焦黑变色的对比度，提升用户的视觉体验。

8、在实施例中，不粘材料的非晶相体积占比为80％-98％。

9、在这些实施例中，不粘材料中具有高比例的非晶相，因此，材料在硬度、耐磨性、抗蚀性和韧性等性能上表现优异，故在面临高温、化学腐蚀等恶劣环境时，能够保持其结构和性能的稳定性，从而能够延长不粘涂层的使用寿命。

10、根据本技术的第二方面，提供一种不粘材料的制备方法，其中，所述不粘材料的制备方法包括对包括原料磁铁矿和氧化钛的块状物进行固相烧结，得到不粘块体；对不粘块体进行冷却，然后通过粉碎得到包括由多金属阳离子钛酸盐和辅助材料的混合颗粒形成的不粘材料，其中，所述辅助材料为磁铁矿和亚氧化钛，或者为亚氧化钛，其中，所述混合颗粒具备非晶结构，以混合颗粒的总重量为100％计，所述多金属阳离子钛酸盐的重量占比为80％-90％，所述磁铁矿的重量占比为0％-10％，所述亚氧化钛的重量占比为10％-20％。

11、根据本技术提供的不粘材料的制备方法，不粘材料包括多金属阳离子钛酸盐，且根据其含量可见其为不粘材料的主体部分，隶属于陶瓷材料并具备非晶结构，因此不粘材料能够整体呈现非晶性，而由于非晶结构相较于晶体结构具备较低的表面能、良好的硬度、化学稳定性以及热稳定性，采用具有非晶结构的包括多金属阳离子钛酸盐的材料作为不粘材料能够满足锅具对于初始不粘性、持久不粘性、硬度以及抗外力冲击等方面的需求。不粘材料还包括磁铁矿和亚氧化钛等辅助材料，多种物质的混合体形式的不粘材料，有利于涂层内应力的释放，防止使用过程中受到机械冲击、热冲击而出现的不粘层崩落的问题。并且由于不粘材料的颗粒自身具备孔隙以及由于不同材料的热膨胀系数不同，通过此种不粘材料形成的涂层在冷却的过程中会易于形成均匀的小孔隙，使得形成的不粘涂层具备能够储油的孔隙结构，因而不粘涂层能够因为油膜效应而进一步提升炊具的不粘性。

12、在实施例中，以所述原料磁铁矿的总重量为100％计，所述原料磁铁矿的主要成分包括90％-95％四氧化三铁、0.1％-1％的硅酸盐矿物以及余量的无害金属离子。

13、在这些实施例中，如上化学成分的原料磁铁矿，通过其各组分之间的协同作用，为制造性能优异的炊具不粘材料提供了坚实的基础。

14、在实施例中，所述不粘材料的制备方法还包括对天然磁铁矿粉末至少进行酸洗以及焙烧处理，得到所述原料磁铁矿。

15、在这些实施例中，在酸洗和高温焙烧的步骤中，可以尽可能地除去天然磁铁矿中的有害金属离子，以获得适于炊具的根据本技术的原料磁铁矿。

16、在实施例中，所述对包括原料磁铁矿和氧化钛的块状物进行固相烧结包括：将包括原料磁铁矿和氧化钛的块状物置于1100℃-1400℃处理8h-20h。

17、在这些实施例中，在以上的参数下执行固相烧结，大部分的原料磁铁矿会与氧化钛反应，生成适于作为炊具不粘材料的具有非晶结构的产物多金属阳离子钛酸盐(至少包括三种金属阳离子的钛酸盐)，同时，氧化钛会在固相烧结的还原性气氛和高温的影响下失氧而形成亚氧化钛，由于原料磁铁矿粒度比氧化钛粗，发生固相反应时速率比氧化钛慢，在这种情况下，在原料中原料磁铁矿和氧化钛量的限定下，可能会有少部分的磁铁矿保留在最终的产物中，并和亚氧化钛一起均匀地分散在上述的多金属阳离子钛酸盐颗粒间。

18、在实施例中，所述对不粘块体进行冷却包括将不粘块体置于20℃/min-50℃/min的风冷条件下进行冷却。

19、在这些实施例中，将不粘块体置于以上的风冷条件，冷却速率相对较快，不粘块体会快速达到所需的温度，有助于帮助细化材料的晶粒结构，提高材料的力学性能和物理性质。

20、在实施例中，所述原料磁铁矿和氧化钛的质量比为2:3-2:5。

21、在这些实施例中，原料磁铁矿和氧化钛的质量比为2:3-2:5，能够易于形成根据本技术的混合颗粒的不粘材料。

22、在实施例中，所述原料磁铁矿的粒径为500-2000目；所述氧化钛的粒径为1000-2000目。

23、在这些实施例中，对原料磁铁矿和氧化钛的粒径进行精确控制，能够优化不粘材料的制备过程，使得制得的不粘材料中包含各个组成部分(例如，多金属阳离子钛酸盐和辅助材料)，并使得制得的不粘材料具备合适的重量占比范围，以使得不粘材料的性质更为突出，例如，硬度和不粘性。

24、在实施例中，所述磁铁矿包括具有磁性的黑色金属氧化物。

25、在这些实施例中，能够易于形成黑色的不粘涂层，黑色的不粘涂层能够在使用时弱化焦黑变色的对比度，提升用户的视觉体验。

26、根据本技术的第三方面，提供一种不粘涂层，其中，所述不粘涂层由根据上述各个实施例中提供的所述的不粘材料通过热喷涂形成，或者由根据上述各个实施例中提供的所述的不粘材料的制备方法制得的不粘材料通过热喷涂形成。

27、根据本技术的第四方面，提供一种不粘炊具，其中，所述不粘炊具包括基体和形成在所述基体上的根据上述各个实施例中提供的所述的不粘涂层。

28、在实施例中，所述不粘涂层的表层被油脂或者硅油填充。

29、在这些实施例中，不粘涂层的表层被油脂或者硅油填充，因而能够因形成“油膜”而优化不粘性，另外，孔隙被油脂或者硅油填充，能够阻止腐蚀介质的侵蚀，保证不粘炊具的涂层的耐蚀性。