[发明专利]一种热致原位反应转化型纳米吸热涂层材料及其制备方法

说明书

本申请公开了一种热致原位反应转化型纳米吸热涂层材料，其特征在于，所述的热致原位反应转化型吸热涂层材料，是由质量比为1～1:20的锡铜合金和含硅化合物在300～600℃热空气中煅烧，其中所述的锡铜合金原位转变为CuO和SnO₂功能物、所述含硅化合物原位转变为非晶态SiO₂基体而形成的CuO‑SnO₂‑SiO₂涂层材料。该涂层材料，通过低熔点纳米锡铜合金和含硅化合物的复合及热致原位反应转变过程，获得由纳米氧化铜、纳米氧化锡和非晶态二氧化硅共同组成的吸热涂层材料，实现不锈钢锅具或铝合金锅具的选择性吸热强化节能功能。

技术领域

本申请涉及一种家用金属锅具用纳米吸热节能涂层材料，更具体地说，涉及一种热致原位反应转化型纳米吸热涂层材料及其制备方法。

背景技术

不锈钢和铝合金材质的锅具由于具有优异的造型、丰富的表现力和耐腐蚀性能，在现代厨房中得以广泛的应用。然而，由于不锈钢和铝合金材料对光的高反射特性，降低了锅具对燃气火焰能量的吸收利用，不利于民用燃气领域的节能减排。

高温材料表面强的热辐射作用会降低材料的热能利用效能，通过降低材料高温热辐射波长区间的红外发射率，可以抑制相应的热能辐射损失，具有这种热辐射抑制功能特性的吸热材料，通常称之为选择性吸收材料。选择性吸收材料，目前主要多用在太阳能热水器领域，并且多为采用磁控溅射或真空镀膜等方法制备的薄膜材料，这些薄膜材料制备工艺复杂且易于高温氧化失效。

2015年，专利号为201310520658.0，名称为“一种选择吸收型光热转换陶瓷复合材料及其制备方法”中公开了一种可满足大气环境以及中高温使用要求的选择吸收型光热转换陶瓷复合材料材料及其制备方法。

现有技术中，对于复合材料，原位合成法是近年来发展迅速的方法。其基本原理是利用不同元素或化学物之间在一定条件下发生化学反应，而在金属基体内生成一种或几种陶瓷相颗粒，以达到改善单一金属合金性能的目的。通过这种方法制备的复合材料，增强体是在金属基体内形核、自发长大，因此，增强体表面无污染，基体和增强体的相溶性良好，界面结合强度较高。同时，不像其它复合材料，省去了繁琐的增强体预处理工序，简化了制备工艺。

到目前为止，制备工艺简单、低温成膜性能和抗高温氧化性能好的选择性吸热涂层材料，特别是可用于家用不锈钢锅具和铝合金锅具的选择性吸热节能涂层材料仍未见报道。

因此，为了克服现有技术中所存在的上述缺陷，特提出此申请。

发明内容

本申请的目的之一在于，针对现有技术中的不足，提供一种热致原位反应转化型纳米吸热涂层材料。该涂层材料，通过低熔点纳米锡铜合金和含硅化合物的复合及热致原位反应转变过程，获得由纳米氧化铜、纳米氧化锡和非晶态二氧化硅共同组成的吸热涂层材料，实现不锈钢锅具或铝合金锅具的选择性吸热强化节能功能。

为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种热致原位反应转化型纳米吸热涂层材料，其特征在于，所述的热致原位反应转化型吸热涂层材料，是由质量比为1～1:20的锡铜合金和含硅化合物在300～600℃热空气中煅烧，其中所述的锡铜合金原位转变为CuO和SnO₂功能物、所述含硅化合物原位转变为非晶态SiO₂基体而形成的CuO-SnO₂-SiO₂涂层材料。

优选地，所述锡铜合金的颗粒尺寸为20-200纳米，优选所述颗粒尺寸为50～150纳米。

优选地，所述锡铜合金熔点介于300～500℃；且所述锡铜合金中铜含量为10～50wt％；优选锡铜合金中铜含量为40～50wt％。