本技術(shù)涉及炊具不粘，更具體地，涉及一種用于炊具或杯具的不粘層、不粘炊具及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、在本領(lǐng)域中，氟涂料為常見的不粘涂料。然而，使用氟涂料制造的不粘涂層具有極好的初始不粘性，但卻極易被鍋鏟破壞、并且在使用過程中易因高溫老化或者分解。這些問題已經(jīng)嚴(yán)重影響到氟涂料形成的涂層的使用壽命，導(dǎo)致其形成的涂層的持久不粘性一般。

2、為此，開發(fā)出兼具初始不粘性、持久不粘性性質(zhì)的層的不粘材料依然是一個(gè)需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本技術(shù)的目的在于提供一種不粘層、不粘炊具及其制造方法，以解決現(xiàn)有的不粘材料形成的層不能兼具初始不粘性和持久不粘性的問題。

2、根據(jù)本技術(shù)的第一方面，提供了一種不粘層，用于炊具或者杯具，其中，所述不粘層包括具有非晶結(jié)構(gòu)的復(fù)合金屬氧化物層以及分散在所述復(fù)合金屬氧化物層中的金屬材料，其中，所述復(fù)合金屬氧化物層中的金屬元素包括不同價(jià)態(tài)的鐵元素和不同價(jià)態(tài)的鈦元素。

3、根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例提供的不粘層包括具有非晶結(jié)構(gòu)的復(fù)合金屬氧化物層以及分散在所述復(fù)合金屬氧化物層中的金屬材料，具有非晶結(jié)構(gòu)的復(fù)合金屬氧化物層具備一定的初始不粘性能，且不會(huì)隨著使用時(shí)間的延長而老化，具有較好的物理和化學(xué)穩(wěn)定性，金屬材料分散在所述復(fù)合金屬氧化物層中，能夠使得形成的不粘層整體脆性較低，因此，該不粘層具備更加耐用的持久不粘性能。此外，金屬材料能夠因自身性質(zhì)使得不粘層具備良好的結(jié)合力。

4、在一些實(shí)施例中，所述復(fù)合金屬氧化物層中的金屬元素還包括水溶性金屬元素和/或能夠與油脂中脂肪酸進(jìn)行反應(yīng)的金屬元素。在復(fù)合金屬氧化物層中的金屬元素包括水溶性金屬元素(例如，鉀元素、鈉元素)的情況下，這些水溶性金屬元素在產(chǎn)品使用的過程中會(huì)溶出和交換，使得不粘層的表面產(chǎn)生一些納米級空穴，從而能夠形成微納米疏水結(jié)構(gòu)，如此，在油類分子的浸潤下能夠產(chǎn)生更好的不粘性。在復(fù)合金屬氧化物層中的金屬元素包括能夠與油脂中脂肪酸進(jìn)行反應(yīng)的金屬元素(例如，鈣元素、鎂元素)的情況下，會(huì)使得不粘層易于與后續(xù)過程中作為油類分子的油脂中的脂肪酸進(jìn)行反應(yīng)，在不粘層表面接枝脂肪酸鹽改性層，以進(jìn)一步提升不粘性。

5、具體地，所述水溶性金屬元素包括鉀元素和/或鈉元素，所述能夠與油脂中脂肪酸進(jìn)行反應(yīng)的金屬元素包括鈣元素和/或鎂元素。

6、在這些實(shí)施例中，這些金屬元素能夠?qū)崿F(xiàn)對應(yīng)的功能(可水溶或者可以與油脂反應(yīng))，并且能夠符合食品衛(wèi)生要求。另外，鉀、鈉、鈣、鎂的尺寸能夠易于進(jìn)入由四氧化三鐵和氧化鈦形成的復(fù)合物的晶格中，從而能夠形成非晶相體積占比更大的復(fù)合金屬氧化物顆粒。

7、在一些實(shí)施例中，所述具有非晶結(jié)構(gòu)的復(fù)合金屬氧化物層還分散有粘結(jié)劑的碳化產(chǎn)物，所述粘結(jié)劑的碳化產(chǎn)物與所述金屬材料交錯(cuò)布置。一方面，粘結(jié)劑的碳化產(chǎn)物的存在能夠便于連接形成復(fù)合金屬氧化物層的各個(gè)復(fù)合金屬氧化物顆粒，保證各個(gè)復(fù)合金屬氧化物顆粒的結(jié)合力；另一方面，以粘結(jié)劑的碳化產(chǎn)物作為復(fù)合金屬氧化物的各個(gè)顆粒間的連接橋梁，能夠因自身硬度使得復(fù)合金屬氧化物層整體呈現(xiàn)較高的硬度以及穩(wěn)定性。

8、在一些實(shí)施例中，所述粘結(jié)劑的碳化產(chǎn)物和所述復(fù)合金屬氧化物層的重量比為(0.4-3.5):(96.5-99.6)。粘結(jié)劑的碳化產(chǎn)物和復(fù)合金屬氧化物具有合適的重量比，如此，可以避免過多的粘結(jié)劑的碳化產(chǎn)物影響不粘層的整體強(qiáng)度。

9、在一些實(shí)施例中，所述不粘層的孔隙率為5％-30％，并且孔隙尺寸為500納米-4微米。不粘層的孔隙可以吸附和儲(chǔ)存食用油，從而能夠進(jìn)一步增強(qiáng)具備該不粘層的產(chǎn)品的不粘性能。

10、在一些實(shí)施例中，所述不粘層的非晶相體積占比為30％-70％，如此非晶相體積占比的不粘層，具有低的表面能以及更高的耐磨性和穩(wěn)定性。和/或，所述金屬材料的平均粒徑在60μm至100μm的范圍內(nèi)，細(xì)小的金屬材料分散在復(fù)合金屬氧化物層中，不至于影響其性能，并且能夠滿足提升結(jié)合性的需求。和/或，所述金屬材料包括鈦顆粒、鈦合金顆粒和不銹鋼顆粒中的至少一種，這些金屬材料具備較好的塑性，能夠易于與基體結(jié)合，并符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)。

11、根據(jù)本技術(shù)的第二方面，提供了一種不粘炊具的制造方法，其中，所述不粘炊具的制造方法包括：形成包括粘結(jié)劑和基料的混合漿料，所述基料包括氧化鈦和四氧化三鐵；對所述混合漿料進(jìn)行噴霧干燥，得到不粘顆粒；對所述不粘顆粒進(jìn)行燒結(jié)，使得所述不粘顆粒中的基料微融，從而得到包括不同價(jià)態(tài)的鐵元素和不同價(jià)態(tài)的鈦元素且具有非晶結(jié)構(gòu)的復(fù)合金屬氧化物；將所述復(fù)合金屬氧化物與金屬材料混合，得到所述不粘材料；通過在基體上噴涂所述不粘材料以形成不粘層，從而制造得到所述不粘炊具。

12、在一些實(shí)施例中，所述基料還包括水溶性金屬氧化物和/或能夠與油脂中脂肪酸反應(yīng)的金屬氧化物。

13、在一些實(shí)施例中，水溶性金屬氧化物和/或能夠與油脂中脂肪酸反應(yīng)的金屬氧化物能夠使得形成的復(fù)合金屬氧化物中具有水溶性的金屬元素和/或能夠與油脂中脂肪酸反應(yīng)的金屬元素，從而使得復(fù)合金屬氧化物具備利于儲(chǔ)油的孔隙或能夠接枝脂肪酸鹽改性層以利于不粘性。

14、在一些實(shí)施例中，所述水溶性金屬氧化物包括氧化鉀和/或氧化鈉，所述能夠與油脂中脂肪酸反應(yīng)的金屬氧化物包括氧化鈣和/或氧化鎂。

15、在這些實(shí)施例中，鉀、鈉、鈣、鎂的尺寸能夠易于進(jìn)入四氧化三鐵和氧化鈦的復(fù)合物的晶格中，從而能夠形成非晶相體積占比更大的復(fù)合金屬氧化物。

16、在一些實(shí)施例中，所述基料和粘結(jié)劑的重量比為(52-70):(30-48)，在混合漿料中，粘結(jié)劑的重量占比與基料相當(dāng)，如此多的粘結(jié)劑會(huì)在后續(xù)步驟中揮發(fā)，以能夠確保在保證不粘材料的整體強(qiáng)度的情況下易于形成具有三維宏孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合金屬氧化物，從而使得通過此不粘材料形成不粘層能夠保留不粘材料的三維宏孔結(jié)構(gòu)，進(jìn)而保證不粘層的三維孔隙結(jié)構(gòu)的形成。和/或，所述氧化鈦和四氧化三鐵的重量比為(13-39):(13-39)，在這個(gè)比例范圍內(nèi)，氧化鈦和四氧化三鐵能夠易于在后續(xù)燒結(jié)的高溫下通過化學(xué)反應(yīng)形成復(fù)合金屬氧化物，并能夠盡可能地減少未反應(yīng)部分對整體的不粘材料的影響。另外，在這個(gè)比例范圍內(nèi)，氧化鈦和四氧化三鐵的協(xié)同作用能夠有利于增加復(fù)合金屬氧化物的非晶化程度。

17、在一些實(shí)施例中，所述粘結(jié)劑包括醇類粘結(jié)劑和/或纖維素類粘結(jié)劑，具體地，所述纖維素類粘結(jié)劑包括羥甲基纖維素類粘結(jié)劑、羥乙基纖維素類粘結(jié)劑和羥丙基纖維素類粘結(jié)劑中的至少一種，所述醇類粘結(jié)劑包括聚乙烯醇類粘結(jié)劑、聚丙烯醇類粘結(jié)劑和含六個(gè)碳原子以上的高級醇類粘結(jié)劑中的至少一種。上述粘接劑能夠利于連接基料的各個(gè)顆粒，從而利于形成預(yù)期的復(fù)合金屬氧化物。

18、在一些實(shí)施例中，所述燒結(jié)的步驟包括將不粘顆粒以15℃/分鐘-20℃/分鐘的升溫速度升溫至500℃-650℃，保溫6h-8h，然后以55℃/分鐘-100℃/分鐘的升溫速度升溫至1200℃-1250℃，保溫12h-24h，在這個(gè)參數(shù)下，不粘顆粒中的基料能夠微熔，并形成預(yù)期的復(fù)合金屬氧化物。

19、在一些實(shí)施例中，所述基料的粒徑為0.05微米-5微米。當(dāng)基料在0.05微米-5微米的范圍內(nèi)時(shí)，更易于形成上述的具有非晶結(jié)構(gòu)和三維宏孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合金屬氧化物，使得由復(fù)合金屬氧化物和金屬材料的混合料形成的不粘層的孔隙率易于符合鎖定油類分子的需求。

20、在一些實(shí)施例中，在所述不粘材料中，所述復(fù)合金屬氧化物和金屬材料的重量比為7:3至9:1，如此重量比，能夠形成包括合適重量占比的復(fù)合金屬氧化物的不粘材料，使得該不粘材料形成的層在確保具備良好的初始不粘性和耐用的持久不粘性能的情況下，兼具良好的結(jié)合性。

21、在一些實(shí)施例中，所述復(fù)合金屬氧化物的熔點(diǎn)低于所述金屬材料的熔點(diǎn)，并且所述復(fù)合金屬氧化物的熱導(dǎo)率低于所述金屬材料的熱導(dǎo)率。當(dāng)采用復(fù)合金屬氧化物的噴涂參數(shù)噴涂不粘材料時(shí)，熱量無法快速傳導(dǎo)到復(fù)合金屬氧化物內(nèi)部，會(huì)導(dǎo)致僅復(fù)合金屬氧化物表面發(fā)生微熔融，沉積到基材表面后仍保持了混合料中的“球體密排堆積”的結(jié)構(gòu)，從而能夠因致密表現(xiàn)出良好的耐蝕性。

22、根據(jù)本技術(shù)的第三方面，提供了一種不粘炊具，其中，所述不粘炊具包括根據(jù)上述的不粘層，或者所述不粘炊具為根據(jù)上述的不粘炊具的制造方法制造得到的不粘炊具。