一种烹饪器具的保温罩及其制造工艺的制作方法

本技术属于厨房电器，具体涉及一种烹饪器具的保温罩及其制造工艺。

背景技术：

1、对电器产品的能耗要求也越来越高。为此，很多产品都在不断的优化。饭煲、压力煲等烹饪器具做为老百姓日常一日三餐所必须要的厨房小家电，其能效提升需求也越来越迫切。

2、现有技术中，为了提高烹饪器具的能效，通常的办法就是在内胆外侧的保温罩的外侧，增加保温棉或者保温膜，以提高保温罩的保温效果，将加热装置的热量以及内胆散发的热量汇聚在保温罩内部，防止热量大量流失到保温罩外侧。这样的做法虽然可以提升一定的能效，但是这种设计成本较高，人工贴保温膜操作较为困难。且对保温膜、保温棉的均匀性具有较高的要求，若均匀性不一致则存在不同区域能效差异明显的问题。

3、此外，还有些厂商通过在保温罩的表面喷涂保温层的方式提高保温罩的保温效果，这种加工方式虽然使得保温层能够均匀地附着在保温罩表面，但是却无法控制保温层内部的保温材料的均匀分布，导致保温层涂覆后，仍会有不同区域能效存在差异化的问题。因此，通常只能加厚保温层的厚度，使保温材料尽可能地包裹保温罩，这无疑导致了加工的成本大大增加，且使得保温罩整体更加厚重，不利于轻薄化发展。

技术实现思路

1、本技术提供了一种烹饪器具的保温罩及其制造工艺，以解决保温罩的保温效果较差，导致烹饪器具的能效难以有效提升，且保温罩的加工困难，保温层、保温材料在保温罩表面的分布不均匀导致不同区域能效存在差异化的问题。

2、本技术所采用的技术方案为：

3、一种烹饪器具的保温罩，保温罩围成用于放置内胆的容置腔，保温罩包括本体以及设置于本体内壁和/或外壁的保温层，保温层包括沿本体的表面排布的气凝胶颗粒，气凝胶颗粒具有相对设置的宽端和窄端，窄端朝向本体，宽端远离本体。

4、本技术中，保温层包括气凝胶颗粒，由于气凝胶具有独特的纳米多孔结构和极低的密度，因此具有良好的隔热性能。具体的，气凝胶的固体骨架由纳米级颗粒构成，形成三维网络结构。固体颗粒间的接触点极少，且纳米尺度的骨架显著延长了热量通过固体的传导路径。热量在固体中通过声子(晶格振动)传递，而纳米尺度的孔隙和骨架缺陷会强烈散射声子，大幅降低固态热导率。并且，气凝胶的孔径远小于空气分子的平均自由程。气体分子在孔隙中频繁碰撞孔壁而非其他分子，导致气体导热系数显著降低。气凝胶孔隙率较高，但孔隙被封闭或半封闭，气体难以流动，进一步减少气体传热。基于此，通过使气凝胶颗粒排布在本体的表面，能够显著提高保温罩的保温隔热效果，使热量集中在保温罩围成的容置腔内，更难向容置腔外部流失，达到提高能效的效果。

5、但是，通常情况下，气凝胶颗粒在保温层的涂料基材中的排布往往是无序的状态，导致气凝胶颗粒对本体的遮蔽率和遮盖性都是随机的，这样会造成能量从气凝胶颗粒之间不规则的间隙处流失。本技术通过设计气凝胶颗粒的结构，其中，宽端的宽度大于窄端的宽度，进而使其为一端较宽另一端较窄的结构，并且保温层成型在本体表面后，窄端朝向本体，与本体表面更加接近，宽端远离本体。如此使气凝胶颗粒在本体表面有规律的排布形成一层气凝胶层，这种有序的排布，可以大大提高气凝胶对本体表面的遮盖率，减小相邻两个气凝胶颗粒之间的间隙，使得气凝胶层中相邻气凝胶颗粒的空隙率大大减小，因此能够高效的防止能量从气凝胶颗粒的间隙中流失，提高了保温层对本体的保温效果。

6、保温层还包括涂料基材，气凝胶颗粒混合于涂料基材内，其中，气凝胶颗粒在气凝胶颗粒和涂料基材所形成的混合物中的占比为0.5％-20％。

7、本方案中，若气凝胶颗粒在混合物中的占比较小，则等量的混合物中，气凝胶颗粒的数量较少，将保温层与本体结合后，气凝胶颗粒可能无法将本体表面完全覆盖，或者相邻两个气凝胶颗粒之间的间隙过大，热量易从间隙中流失，保温隔热效果不佳。而若是气凝胶颗粒的数量过多，则会在本体的厚度方向上发生气凝胶颗粒的堆叠，导致至少部分区域出现双层甚至多层气凝胶层的现象，虽然提高了保温隔热效果，但是无法保证各区域的气凝胶层厚度均匀，因此会出现不同区域保温效果存在差异的现象，影响各区域的能效均匀性。同时，多层的气凝胶层也会大大增加气凝胶的加工难度和生产成本。将气凝胶颗粒在混合物中的占比设计为0.5％-20％，能够在保证气凝胶颗粒至少对本体表面形成单层全覆盖的基础上，减小气凝胶层的厚度，以达到节约成本，降低加工难度的效果。

8、涂料基材的密度为0.6g/cm3-1.5g/cm3。

9、本方案中，涂料基材的密度越高，其分子结构通常越致密，可能导致导热系数增加，这样会削弱保温层的整体隔热性能，因为热量更容易通过高密度涂料基材传导。同时，气凝胶颗粒的隔热性能依赖于其多孔结构(低密度、高孔隙率)。若高密度的涂料基材填充气凝胶颗粒间的空隙，可能阻碍气凝胶的孔隙形成有效隔热网络，导致气凝胶的作用受限，降低复合材料的整体保温效率。此外，高密度的涂料基材黏度更高，将其与气凝胶颗粒混合时，会导致气凝胶颗粒在其中分散困难，需优化搅拌工艺以避免局部团聚，影响保温效果一致性。但是，高密度的涂料基材通常具有更高的强度和刚性，可以提升保温层的抗压和抗形变能力。同时，密度会影响涂料基材与气凝胶颗粒的界面结合强度，密度过低可能导致二者结合不牢，气凝胶颗粒易脱落，密度过高则可能因涂料基材脆性导致微裂纹扩展。本技术通过将涂料基材的密度设计为0.6g/cm3-1.5g/cm3，在保证保温层的机械强度同时，最小化其对气凝胶隔热性能的负面影响。并且能够在加工过程中降低气凝胶颗粒与涂料基材的混合难度，使气凝胶颗粒更加均匀且分散地混合在涂料基材内部，有助于气凝胶颗粒在本体表面均匀附着。

10、涂料基材能够在高温下融化以包覆于气凝胶颗粒的表面，并且能够将气凝胶颗粒与本体结合，以使保温层包覆于本体的表面。

11、本方案中，涂料基材的初始状态为粉状，若以粉状的形态与气凝胶颗粒直接混合，则会出现二者混合不均、气凝胶颗粒在涂料基材的局部堆积的现象。通过将涂料基材高温加热使其融化为液态，进而包裹在气凝胶颗粒的表面，使得涂料基材能够均匀地对每个气凝胶颗粒形成包裹，进而大大提高涂料基材和气凝胶颗粒的混合均匀性。混合完成后，涂料基材冷却恢复为粉状，从而方便保存并且便于通过喷涂的方式涂覆在本体的表面。并且，涂料基材为熔融的结构，使得其在后续与本体表面加工时，同样能够以高温加工的方式，使其再次融化，与本体的表面完全结合，提高保温层与本体的结合稳定性。

12、气凝胶颗粒在本体的表面形成气凝胶层，气凝胶层的厚度与气凝胶颗粒自窄端到宽端的等效圆直径相同。

13、本方案中，气凝胶颗粒在本体的表面排布，形成气凝胶层，且气凝胶颗粒的排布姿态统一，使得气凝胶层与气凝胶颗粒的等效圆直径相同，厚度即为自窄端到宽端的长度(等效圆直径)。如此使得气凝胶颗粒单层排布在本体表面。在保证气凝胶层对本体表面均匀全覆盖的同时，减小保温层的整体厚度，以节约成本。

14、气凝胶颗粒为多个且沿本体的表面排布，相邻气凝胶颗粒的宽端相接触。

15、本方案中，相邻气凝胶颗粒之间的缝隙会构成热量流失的通道，而相邻的气凝胶颗粒的宽端接触，从而一定程度上能够将二者之间的缝隙尽可能的减小甚至使缝隙消失，从而将通道封堵，减少热量流失至保温层外侧。同时，各个气凝胶颗粒紧密布置，还能够提高其形成的气凝胶层的结构强度和稳定性，使其能够抵御一定的外力，避免因保温罩发生碰撞或者刮擦导致局部气凝胶颗粒姿态和位置发生变化，使得局部保温效果下降。

16、本体包括侧壁、底壁以及自侧壁的顶部向外翻折的翻边，保温层设置于侧壁和底壁的表面，以在翻边形成裸露区。

17、本方案中，保温层设置在底壁和侧壁，而翻边表面无保温层覆盖。在使用过程中，内胆通常放置在侧壁和底壁围成的空间内，进而对应在侧壁和底壁设置保温层，能够使保温层尽可能的围绕内胆，保证保温效果。而翻边部分暴露在锅体外部，在用户抓握内胆时，手部容易与翻边发生接触，而翻边不被保温层覆盖，失去了保温层的隔热保温作用，使得本体能够直接与外界空气接触，传递至翻边的热量也能够快速流失，从而使得翻边的散热效果更好，有助于保持较低的温度，在烹饪结束后的短时间内，翻边能够快速降温，从而避免用户触碰时被烫伤。

18、本技术还公开了一种保温罩的制造工艺，用于制造上述的烹饪器具的保温罩，其包括以下步骤：气凝胶制备阶段：将胶体和液体混合的凝胶构造为一端为窄端，一端为宽端的颗粒结构；将凝胶颗粒烘干，使凝胶内部的液体溶剂和水蒸发，形成多孔结构的气凝胶颗粒；混合阶段：将气凝胶颗粒与涂料基材混合；成型阶段：采用静电涂装将气凝胶颗粒与涂料基材的混合物通过静电吸附在本体的表面，此过程中，气凝胶颗粒在静电作用下，窄端贴近本体表面，宽端远离本体表面；通过高温烧结使粉状的涂料基材融化，与本体结合在一起，冷却形成保温层。

19、本技术中，在凝胶还处于液体和胶体混合的阶段便将其构造成为一端款另一端窄的结构造型，再通过烘干使其内部的水分蒸发。使得气凝胶颗粒的结构成型在液态状态下完成，造型更加简单，且造型过程中不易发生碎裂，保证气凝胶颗粒的结构和造型稳定性。并且由于气凝胶颗粒的造型特性，采用静电喷涂使其吸附在本体表面，加工过程中，窄端更加容易积累电荷，而宽端不容易积累电荷，进而在静电吸附作用下，会自然地使窄端相对于宽端更加靠近本体，使各个气凝胶颗粒都按照理想的姿态排布。最后，通过加热使涂料基材融化，进而与本体表面完全结合，将气凝胶颗粒牢牢固定在本体表面，相较于简单喷涂、粘贴等方式而言，气凝胶颗粒与本体的固定更加牢固，且涂料基材融化后呈液态在本体表面流动，使得在本体表面的分布也更加均匀一致，从而保证各区域保温效果趋于一致。

20、在气凝胶制备阶段，将胶体和液体混合的凝胶置于挤出筒中，挤出筒的挤出口位于一个封闭腔室的顶部，通过挤出口向封闭腔室内挤出颗粒状的凝胶，以使颗粒状的凝胶在重力作用下形成一端为窄端，另一端为宽端的结构。

21、本方案中，在凝胶处于液态时，利用挤出筒自上向下挤出至封闭腔室内，在重力作用下，凝胶呈水滴状滴落至封闭腔室内，进而自然地形成底端为宽端，顶端为窄端的结构。利用此方式，可简单方便地将凝胶构造为理想的造型，而无需借助额外的造型工具以及复杂的造型步骤，大大简化工艺步骤，降低加工难度。

22、在混合阶段，通过高温使粉状的涂料基材融化，再将气凝胶颗粒搅拌混入其中，冷却后，使涂料基材包裹在气凝胶颗粒的表面。

23、本方案中，通过将涂料基材高温加热使其融化为液态，进而包裹在气凝胶颗粒的表面，使得涂料基材能够均匀地对每个气凝胶颗粒形成包裹，进而大大提高涂料基材和气凝胶颗粒的混合均匀性。