[发明专利]一种耐腐蚀耐磨不粘锅涂层及其制备方法

说明书

本发明提供了一种耐腐蚀耐磨不粘锅涂层，包含底层和面层材料，所述底层材料包括如下各组分：镍铝合金粉末15‑30份、碳化硼3‑6份、硼化钛4‑7份、氮化硅2‑5份、氧化镧0.5‑2.5份、二硼化锆1‑3份；所述面层材料成梯度荷叶式结构，包括有机硅树脂30‑50份、聚醚醚酮8‑12份、乙醇25‑45份、短切纤维3‑7份、纳米银4‑8份、纳米二氧化硅10‑15份；通过合金/氧化物底层+梯度性面层结构，得到了耐腐蚀性好、耐磨性高、不粘锅性能好的涂层。

技术领域

本发明涉及涂层制备技术领域，具体涉及一种耐腐蚀耐磨不粘锅涂层及其制备方法。

背景技术

金属材质的锅作为食品烹饪工具，容易导致食物出现粘锅、烧焦等问题，产生苯并芘、丙烯酰胺等有害成分，危害人体健康。从20世纪60年代起，不粘锅开始进入家庭生活中，其主要原理是：在锅体表面上喷涂一层以聚四氟乙烯为主要原材料的不粘涂料，通过420℃的高温烧结，使不粘涂层与基材紧密结合，利用不粘涂层的强化学惰性将食物和锅体分开，从而起到不粘作用。然而，在聚四氟乙烯的生产过程中会使用PFOA作为原料，可能对人体和环境有害，一度引起消费者的恐慌。为此，有必要研究开发对人体和环境无害的绿色环保不粘炊具涂层。

申请号为201110316124.7的中国专利文献报道了一种炊具用防粘连涂料，由聚醚砜、聚苯硫醚、抗粘连剂、颜料、水和溶剂组成，改善了涂层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，然而其抗粘连剂仍然使用的是特富龙或其他氟涂层，氟涂层与铁等基材，易闪蚀，不能很好保护基材。申请号为201310015258.4的中国专利文献报道了一种纳米SiO2杂化聚酯改性有机硅的不粘涂料，该涂层具有不粘性好、耐温性好、耐化学性能优、耐腐蚀、硬度高等特点，然而其使用的有机溶剂大都对环境有害且施工上不太方便，成本也较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中不粘锅涂层在耐腐蚀、耐摩等方面存在的不足，提供一种耐腐蚀耐磨不粘锅涂层的制备方法，通过合金/氧化物底层+梯度性面层结构，得到了耐腐蚀性好、耐磨性高、不粘锅性能好的涂层。

为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种耐腐蚀耐磨不粘锅涂层，包含底层和面层材料，所述底层材料包括如下各组分：镍铝合金粉末15-30份、碳化硼3-6份、硼化钛4-7份、氮化硅2-5份、氧化镧0.5-2.5份、二硼化锆1-3份；所述面层材料成梯度荷叶式结构，包括有机硅树脂30-50份、聚醚醚酮8-12份、乙醇25-45份、短切纤维3-7份、纳米银4-8份、纳米二氧化硅10-15份。

进一步的，所述底层材料包括镍铝合金粉末23份、碳化硼5份、硼化钛6份、氮化硅3份、氧化镧1.5份、二硼化锆2份；所述面层材料包括有机硅树脂42份、聚醚醚酮10份、乙醇35份、短切纤维5份、纳米银6份、纳米二氧化硅13份。

上述一种耐腐蚀耐磨不粘锅涂层的制备方法，包括如下步骤：

S1：对不粘锅锅体前处理；

S2：按份数比将镍铝合金粉末、碳化硼、硼化钛、氮化硅、氧化镧、二硼化锆充分混合得底层粉末；将步骤S1前处理后的不粘锅锅体预热，使温度维持在200-300℃，采用等离子喷涂粉末方式在锅体内表面预置底层粉末，干燥后得到底层材料；

S3：按份数比将有机硅树脂、聚醚醚酮和乙醇混合，边升温边加入短切纤维、纳米银、纳米二氧化硅，待温度到100-120℃，搅拌反应1-2h；后经干燥粉碎得面层粉末；控制不粘锅锅体温度为180-220℃，采用等离子喷涂粉末方式在步骤S2底层材料上表面从内向外逐渐递减喷涂面层粉末，形成荷叶式面层结构；所述面层结构的中心到边缘的角度为1-5°；

S4：将步骤S3所得面层结构干燥即可得到所述耐腐蚀耐磨不粘锅涂层。

更进一步的，步骤S1具体为：将不粘锅锅体依次放入浓度为30-60％去污粉水溶液，饱和Na₂CO₃水溶液、丙酮、无水乙醇、去离子水中各超声清洗10-20min，然后在温度为80-100℃的干燥箱里鼓风干燥1-2h。