[发明专利]一种耐磨涂层不粘锅

说明书

技术领域

本发明涉及一种不粘锅，具体的说，涉及一种基底为不锈钢、铝、铝合金、铸铁或钢的耐磨不粘锅及其制备方法。

背景技术

长期以来人们一直使用传统的金属锅(铸铁、不锈钢、铝以及铝合金)烹饪食品，但是在烹饪过程中时常发生食物粘锅现象。这不仅破坏了食物外形，而且粘锅的食物容易发生焦糊，甚至产生有害物质，影响人体健康。此外也增加了炊具洗刷难度，给烹饪带来不便。因此不粘锅自发明以来就因为其易清洗、可轻松煎、炒食物而不粘锅，能最大限度的减少油烟，符合现代人们追求绿色食品，低脂肪、低热量的需要的性能而备受大众的喜爱。

但是目前市场主流的不粘锅都是依靠在表面喷涂一层聚氟树脂类的不粘涂料，依靠其强疏水性和低摩擦系数的特性，来实现食物不粘的，它的确能满足人们烹饪过程中不发生食物粘锅的要求，不过它也存在许多缺陷。首先是聚四氟乙烯涂层的强度较差，容易脱落和损坏，而且烹饪过程中会发生软化，只能用木铲，也不能烹饪较硬的食物；同时这种不粘锅也不宜烹饪酸性食物，否则会影响不粘锅的使用寿命；此外聚四氟乙烯涂层的使用温度一般不能超过250℃，人们在使用时难以严格控制，容易因干烧而损坏。对于聚四氟乙烯涂层不粘锅在使用过程中对人体健康是否存在危害也一直存在争议，不断引发争端；而且一旦不粘涂料脱落，就会导致不粘性能的大大降低。

随着中国厨卫革命的兴起，“安全、健康、节能、绿色、环保”等成为备受消费者广泛关注和21世纪厨卫革命发展的主流。厨房水、电、气等配套设施的改善，安全环保炊具的发展己成为炊具行业的亮点和热点。从整体上看，目前我国家庭厨房中不粘锅市场尚处于刚刚起步阶段。据调查，城市家庭的拥有率还非常低，不足1％，农村基本上处于空白。因此，炊具产品的节能化、自动化、智能化、美观化将是炊具行业的又一发展趋势。

陶瓷材料在国防、机械、化工、冶金、电子等领域具有广泛的用处。其中，碳化钛TiC陶瓷具有熔点高，导热性能好，硬度大，化学稳定好，不水解，高温抗氧化性好，热膨胀系数小、抗热震和耐化学腐蚀性强等优点，一直是世界各国材料学者研究的热点。近年来，对不粘锅的陶瓷涂层也大有进展，已经有将氧化钛或氮化物陶瓷用于不粘锅的报道，且已取得了可观的经济和社会效益（如Arcopal，Vision等品牌）。

基于上述需求，本发明提供一种碳化硅类金属陶瓷的耐磨涂层不粘锅。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳化钛类金属陶瓷耐磨涂层不粘锅及其制备方法。

本发明所述的耐磨涂层不粘锅包括锅体以及位于锅内表面的石墨层和金属陶瓷涂层，石墨层的厚度为5-8μm，所述金属陶瓷层厚度为10-30μm，包括碳化钛金属陶瓷涂层。

所述金属陶瓷涂层还包括硼化钛，所述硼化钛的重量为金属陶瓷涂层的4-30%；。

碳化钛陶瓷硬度大，并具有良好的力学性能，是非常好的耐磨材料，但近年来，由于三氧化二铝极为稳定，不粘锅的基材常常选用铝或铝合金，而在碳热反应过程中，碳有可能和铝发生反应生成碳化铝，碳化铝的存在会大大降低材料的力学性能和化学稳定性。因此，本发明人在喷涂复合陶瓷粉末之前，在锅底基体先涂覆一层石墨，一方面能够为复合陶瓷粉末的制备提供原料，另一方面也防止喷涂过程中碳与铝接触结合生成碳化铝。

另外，发明人还发现硼化钛的存在将大大抑制碳化铝的生成，为保证本发明所述锅底耐磨涂层的性能，本发明所述的耐磨涂层中还包括硼化钛；

硼化钛(TiB₂)是硼和钛最稳定的化合物，纯硼化钛粉末是灰色或灰黑色的，具有六方(A1B2)的晶体结构，这种类似于石墨的硼原子层状结构和Ti外层电子决定了TiB₂具有良好的导电性和金属光泽，而硼原子面和钛原子面之间Ti-B键决定了这种材料的高硬度和脆性的特点。因此，其在金属陶瓷涂层中的含量不易过高，优选4-10%；

本发明所述的涂层材料可采用本领域常用的方法进行涂覆，如等离子喷涂，火焰喷涂等。喷涂原料可选择碳化钛，二氧化硅及硅酸盐等，硼粉；喷涂原料可以市购，也可按本领域常用的方法自制，例如碳化钛粉末一般情况下由TiO₂与炭黑在通氢气的碳管炉或调频真空炉内于1600℃-1800℃高温下反应制得。

特别的，本发明提供一种上述金属陶瓷耐磨涂层的制备方法。

所述金属陶瓷耐磨涂层不粘锅的制备方法，包括如下步骤：

1）锅体成型：选择金属板制成锅胚；