CN106588087A

CN106588087A - 一种多孔陶瓷及其制作工艺

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Publication number: CN106588087A
Application number: CN201510658110.1A
Authority: CN
Inventors: 李安成; 李翀
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2017-04-26

Abstract

本发明公开了一种具有很强引流性能的多孔陶瓷及其制作工艺，所述多孔陶瓷以碳化硅、陶土、莫来石、堇青石作为骨料，以硅灰石、锂辉石作为辅料，以低温陶瓷釉粉作为助熔剂，以竹炭、木屑作为造孔剂，按一定比例制备成原料，以石蜡为粘结剂制成浆料，经过热压铸成型机压制成生坯，再经过窑炉一次性排蜡烧结成品。与现有技术相比，该产品除具备一般多孔陶瓷的过滤、隔热、消声等功能外，最大的特点是具有液体引流、渗透、吸附及精密过滤等优良功能，同时耐高温、耐急冷急热、导热性好；此外，选用一般性的陶瓷原料，低能耗、环保、无二次污染、成本低廉，工艺简单，适合规模化生产。因此，本发明所提供的多孔陶瓷用途广泛，具有极好的发展前景。

Description

一种多孔陶瓷及其制作工艺

技术领域

本发明涉及一种多孔陶瓷及其制作工艺，具体涉及一种可作为引流载体的多孔陶瓷及其制作工艺，属于陶瓷生产技术领域。

背景技术

多孔陶瓷一般是由骨料、粘结剂和造孔剂等组分经过高温烧成，体内具有大量彼此相通并且与材料表面也相贯通的孔道结构的一种新型陶瓷材料。由于多孔陶瓷具有气孔率高、化学稳定性良好、体积密度小、比表面积大、导热性低以及耐高温、耐腐蚀、强度和刚度高等特点，因此能够广泛应用于冶金、化工、环保等多个领域。

目前，市面上现有的多孔陶瓷产品都是以氧化铝等高温材料作为骨料，烧结温度高达1350-1700℃，能耗高，生产成本高，并且在生产过程中产品容易变形开裂；同时，大多数都采取机械挤压成贯通孔，以化工原料作为造孔剂或以发泡剂作为造孔剂，在高温烧结后形成无数个开口或闭口孔洞，也有部分产品选择木屑作为造孔剂，但由于烧结温度太高而使木屑造孔剂彻底挥发干净，产品烧结后只剩骨料形成坚硬骨架，由此形成的多孔陶瓷只能发挥简单的过滤、隔热、消声的作用，而不能起到真正的渗透、净化的作用，更不能像酒精灯芯和电子烟的雾化芯一样具有好的液体引流的作用。

此外，电子烟的核心部分是可以产生烟雾的雾化芯，而雾化芯的工作原理是将替代烟草的毒性较小的烟油供给引流导油载体，然后让安装在引流载体上的发热装置发热，从而使烟油受热雾化而产生烟雾效果。目前市面上电子烟都是采用了玻璃纤维棉作为引流载体，而由于生产工艺的需要，在玻璃纤维棉生产过程中通常会加入含有有害物质的化学粘结剂，从而用于电子烟时导致消费者在使用过程中释放出有害物质，并且在加热时会有化学物质被烤焦的异味，严重地影响了口感以及损害使用者的身体健康。同时，电子烟的雾化芯在工作过程中是一个需要反复加热的装置，一般的陶瓷制品由于热膨胀系数较大，在反复加热过程中容易炸裂，因此使用寿命短，存在一定的安全隐患。

综上可知，本领域急需一种成本低、性能良好、用途广泛、安全无毒害、能够用于电子烟领域的多孔陶瓷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是要克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种多孔陶瓷及其制作工艺，具体技术方案如下所述：

一种多孔陶瓷，由以下原料制备而成：碳化硅2％-20％、陶土5％-30％、莫来石5％-30％、堇青石10％-40％、硅灰石1％-10％、锂辉石2％-10％、低温陶瓷釉粉5％-40％、竹炭10％-70％、木屑1％-20％，各原料的质量总和为100％；

优选地，所述多孔陶瓷由以下原料制备而成：碳化硅5％-15％、陶土10％-25％、莫来石10％-25％、堇青石12％-25％、硅灰石3％-8％、锂辉石3％-8％、低温陶瓷釉粉10％-30％、竹炭15％-50％、木屑5％-15％，各原料的质量总和为100％；

更优选地，所述多孔陶瓷由以下原料制备而成：碳化硅8％-15％、陶土10％-15％、莫来石10％-15％、堇青石15％-20％、硅灰石3％-5％、锂辉石3％-5％、低温陶瓷釉粉12％-20％、竹炭18％-30％、木屑5％-12％，各原料的质量总和为100％。

上述多孔陶瓷的制备方法如下所述：

(1)按比例称取各原料，混合均匀后置于烘箱中烘干2-20小时；

(2)将烘干的原料加入到滚筒式球磨机，原料与球石的重量比为1∶(1.2-2.0)，加入油酸作为助磨剂，油酸加入量为原料质量的0.1-0.8％，球磨拌合3-20小时；

(3)过筛，使得筛上原料的剩余量为0.2％，取过筛得到的原料备用；

(4)称取原料总质量10％-60％的石蜡放入和蜡桶里，再加石蜡质量5％的油酸或蜂蜡，加热至60-160℃形成蜡浆；

(5)将步骤(3)得到的原料徐徐加入蜡浆里，边搅拌边加入，制备成流动性很好的料浆，然后将料浆冷却成蜡饼备用；

(6)将热压铸成型机浆缸温度加热至60-100℃，然后将蜡饼放入搅浆桶后加热融化，搅拌，待浆料冷却后加入至热压铸成型机的浆缸里，采用模具压制成型坯体；

(7)将步骤(6)得到的坯体成型后置于排蜡窑炉里，按常规陶瓷制品的排蜡烧成温度曲线一次性排蜡烧结，所述烧结温度为900-1350℃。

优选地，所述步骤(1)中烘干的温度为100-150℃，时间为5-15小时；所述步骤(2)中原料与球石的重量比为1.5，油酸的添加量为原料质量的0.5％，球磨拌合的时间为8-15小时。

较优选地，所述步骤(4)中石蜡占原料总质量的25％-40％，所述步骤(6)中待浆料冷却至70℃左右时加入至热压铸成型机的浆缸里。

更优选地，所述步骤(7)中的烧结温度为980℃左右。

本发明还提供了一种多孔陶瓷在电子烟具中的用途，其中所述多孔陶瓷用作电子烟具中的引流导油载体。

本发明所提供的多孔陶瓷选择碳化硅、陶土、莫来石、堇青石作为骨料，选择硅灰石、锂辉石作为辅料，选择低温陶瓷釉粉作为助溶剂，选择竹炭、木屑作为造孔剂，按一定比例制备成原料，再以石蜡为粘结剂制成浆料，经过热压铸成型机压制成生坯，再经过窑炉一次性排蜡烧结成品。

由于在原料中添加低温陶瓷釉粉作为助溶剂，添加锂辉石和硅灰石作为辅料，大大降低了产品的烧结温度，使得烧结温度只有980℃左右，并且采用一次性烧结，从而大幅度降低了生产能耗，节约了生产成本，所得产品由于是低温烧结，因而在烧结过程中也不容易变形开裂，大大降低了次品率；同时，本发明所提供的多孔陶瓷引入了有机生物材料竹炭作为主要造孔剂，由于竹炭是用生长多年的竹子经过1100℃焙烧而成，内部形成无数的微气孔，具有很强的吸附、过滤功能，再加之制作工艺中的烧结温度只有980℃左右，不会导致竹炭或木屑彻底挥发，绝大部分在碳化后仍留在产品的坯体之中，因此本发明所提供的多孔陶瓷除了具有一般多孔陶瓷的性能外，也具有了竹炭自身所具有的极强的吸附功能和精细的过滤功能，从而使本发明所提供的多孔陶瓷具有对液体很强的引流导油作用。

此外，本发明所提供的多孔陶瓷取代玻璃纤维作为引流载体可解决现有技术中电子烟的雾化芯有毒害和异味、口感差、易炸裂等问题，由于原料均选择可以生产陶瓷餐具的硅酸盐材料和有机生物材料，从而在使用过程中既能满足吸油雾化的效果又无毒无害、安全可靠，更不会产生异味。本发明所提供的多孔陶瓷在原料中还引入了导热性好、膨胀系数低的碳化硅、锂辉石，使得多孔陶瓷的热膨胀系数减小，在需要反复加热的电子烟的使用中不容易炸裂，因此大大延长了使用寿命。

综上可知，与现有技术相比，本发明所提供的产品除了具备一般多孔陶瓷所具备的过滤、隔热、消声等功能之外，最大的特点是具有液体引流、渗透、吸附以及精密过滤等优良功能，同时还具有耐高温、耐急冷急热即抗热震、导热性良好等性能指标；改变造孔剂竹炭的和木屑用量可以调整产品结构中的孔隙率；改变造孔剂竹炭和木屑的颗粒直径，可以调整产品结构中孔径的大小，这样就可以满足不同使用领域对本产品的孔隙率和孔径的要求；此外，由于所选用的均为一般性原料，生产成本低廉、低能耗、环保、无二次污染、制作工艺简单，适合规模化生产。因此，本发明所提供的多孔陶瓷用途广泛，具有极好的发展前景。

具体实施方式

下面结合几个实施例对本发明提供的多孔陶瓷及其制作工艺作出进一步的描述，这些实施例仅用来说明本发明，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

一种多孔陶瓷，其制备工艺如下所述：

(1)按比例称取各原料，其中碳化硅5％、陶土18％、莫来石8％、堇青石9％、硅灰石1％、锂辉石2％、低温陶瓷釉粉17％、竹炭35％、木屑5％混合均匀后置于烘箱中100℃烘干20小时；

(2)将烘干的原料加入到滚筒式球磨机，原料与球石的重量比为1∶1.2，加入原料质量0.5％的油酸作为助磨剂，球磨拌合8小时；

(3)过120目筛，使得筛上原料的剩余量为0.2％，取过筛得到的原料备用；

(4)称取原料总质量20％的石蜡放入和蜡桶里，再加石蜡质量5％的油酸或蜂蜡，加热至100℃形成蜡浆；

(5)将步骤(3)得到的原料徐徐加入蜡浆里，边搅拌边加入，原料加完后，继续搅拌1小时，制备成流动性很好的料浆，然后将料浆放至不锈钢托盘中，冷却成蜡饼备用；

(6)将热压铸成型机浆缸温度加热至80℃，然后将蜡饼放入搅浆桶后加热至100℃融化，搅拌1小时，待浆料冷却至70℃左右时加入至热压铸成型机的浆缸里，采用所需产品的金属模具压制成型坯体；

(7)将步骤(6)得到的坯体成型后置于排蜡窑炉里，按常规陶瓷制品的排蜡烧成温度曲线一次性排蜡烧结，所述烧结温度为1000℃。

实施例2

一种多孔陶瓷，其制备工艺如下所述：

(1)按比例称取各原料，其中碳化硅8％、陶土12％、莫来石12％、堇青石15％、硅灰石5％、锂辉石5％、低温陶瓷釉粉15％、竹炭20％、木屑8％混合均匀后置于烘箱中120℃烘干15小时；

(2)将烘干的原料加入到滚筒式球磨机，原料与球石的重量比为1∶1.5，加入原料质量0.5％的油酸作为助磨剂，球磨拌合12小时；

(3)过100目筛，使得筛上原料的剩余量为0.2％，取过筛得到的原料备用；

(4)称取原料总质量35％的石蜡放入和蜡桶里，再加石蜡质量5％的油酸或蜂蜡，加热至120℃形成蜡浆；

(7)将步骤(6)得到的坯体成型后置于排蜡窑炉里，按常规陶瓷制品的排蜡烧成温度曲线一次性排蜡烧结，所述烧结温度为980℃。

实施例3

一种多孔陶瓷，其制备工艺如下所述：

(1)按比例称取各原料，其中碳化硅8％、陶土10％、莫来石18％、堇青石20％、硅灰石8％、锂辉石8％、低温陶瓷釉粉8％、竹炭10％、木屑10％混合均匀后置于烘箱中150℃烘干2小时；

(2)将烘干的原料加入到滚筒式球磨机，原料与球石的重量比为1∶2.0，加入原料质量0.5％的油酸作为助磨剂，球磨拌合20小时；

(4)称取原料总质量60％的石蜡放入和蜡桶里，再加石蜡质量5％的油酸或蜂蜡，加热至160℃形成蜡浆；

(6)将热压铸成型机浆缸温度加热至100℃，然后将蜡饼放入搅浆桶后加热至100℃融化，搅拌1小时，待浆料冷却至70℃左右时加入至热压铸成型机的浆缸里，采用所需产品的金属模具压制成型坯体；

(7)将步骤(6)得到的坯体成型后置于排蜡窑炉里，按常规陶瓷制品的排蜡烧成温度曲线一次性排蜡烧结，所述烧结温度为1050℃。

本发明所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明，同时，以上仅为本发明实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本发明实施例，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims

1.一种多孔陶瓷，其特征在于，所述多孔陶瓷由以下原料制备而成：碳化硅2％-20％、陶土5％-30％、莫来石5％-30％、堇青石10％-40％、硅灰石1％-10％、锂辉石2％-10％、低温陶瓷釉粉5％-40％、竹炭10％-70％、木屑1％-20％，各原料的质量总和为100％。

2.根据权利要求1所述的一种多孔陶瓷，其特征在于，所述多孔陶瓷由以下原料制备而成：碳化硅5％-15％、陶土10％-25％、莫来石10％-25％、堇青石12％-25％、硅灰石3％-8％、锂辉石3％-8％、低温陶瓷釉粉10％-30％、竹炭15％-50％、木屑5％-15％，各原料的质量总和为100％。

3.根据权利要求2所述的一种多孔陶瓷，其特征在于，所述多孔陶瓷由以下原料制备而成：碳化硅8％-15％、陶土10％-15％、莫来石10％-15％、堇青石15％-20％、硅灰石3％-5％、锂辉石3％-5％、低温陶瓷釉粉12％-20％、竹炭18％-30％、木屑5％-12％，各原料的质量总和为100％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种多孔陶瓷，其特征在于，所述多孔陶瓷的制备方法如下所述：

(1)按比例称取各原料，混合均匀后置于烘箱中烘干2-20小时；

(2)将烘干的原料加入到滚筒式球磨机，原料与球石的重量比为1∶(1.2-2.0)，加入油酸作为助磨剂，油酸加入量为原料质量的0.1％-0.8％，球磨拌合3-20小时；

(4)称取原料总质量10％-60％的石蜡放入和蜡桶里，再加石蜡质量5％的油酸或蜂蜡，加热至60-160℃熔化成蜡浆；

(5)将步骤(3)得到的原料徐徐加入蜡浆里，边搅拌边加入，制备成流动性很好的料浆，然后将料浆放入铁盘冷却成蜡饼备用；

5.根据权利要求4所述的一种多孔陶瓷，其特征在于，所述步骤(1)中烘干的温度为100-150℃，时间为5-15小时。

6.根据权利要求4所述的一种多孔陶瓷，其特征在于，所述步骤(2)中原料与球石的重量比为1.5，油酸的添加量为原料质量的0.5％，球磨拌合的时间为8-15小时。

7.根据权利要求4所述的一种多孔陶瓷，其特征在于，所述步骤(4)中石蜡占原料总质量的25％-40％。

8.根据权利要求4所述的一种多孔陶瓷，其特征在于，所述步骤(6)中待浆料冷却至70℃左右时加入至热压铸成型机的浆缸里。

9.根据权利要求4所述的一种多孔陶瓷，其特征在于，所述步骤(7)中的烧结温度为980℃左右。

10.权利要求1-9任一项所述的多孔陶瓷在电子烟具中的用途，其特征在于，所述多孔陶瓷用作电子烟具中的引流导油载体。