CN109602095A - 石墨烯导油材料、导油组、电子烟、导油装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种石墨烯导油材料、导油组、电子烟、导油装置，用于解决现有技术中导油材料稳定性差或者导油速率低或者储油量低的问题。本发明提供一种石墨烯导油材料，包括若干层叠加的石墨烯。所述石墨烯导油材料为颗粒状石墨烯、丝状石墨烯或者片状石墨烯。具有热稳定性高、导油率高和储油量高的特点。

Description

石墨烯导油材料、导油组、电子烟、导油装置

技术领域

本发明涉及导油技术领域，特别是涉及一种石墨烯导油材料、导油组、电子烟、导油装置。

背景技术

1.1现有技术一的技术方案

目前的电子雾化烟中通常用聚酯纤维、玻璃纤维或者金属纤维(如不锈钢绳)作为导油网吸取烟油到高温区从而进一步实现烟油的雾化。

1.2现有技术一的缺点

第一，聚酯纤维、玻璃纤维作为导油材料的时候，其导热性能有限，发生热分解后不仅会造成导油功能(如储油量、导油速率等)的下降，而且容易产生对人身体有害的物质(如焦油、CO等)。第二，金属纤维作为导油材料时，因金属在纤维化之后的热稳定性下降，热传导能力大幅度下降，会造成导油功能(如储油量、导油速率等)的下降，而且金属分子渗入烟油和烟雾中，容易进入人体从而对人身体有害。

2与本发明相关的现有技术二

2.1现有技术二的技术方案

已有专利技术中有一种复合导油棉，石墨烯均匀的裹附在导油棉的纤维表面，提高了导油速率和储油率，并提高了热稳定性。

2.2现有技术二的缺点

现有技术是在导油棉的纤维表面简单包裹石墨烯，第一，热稳定性受导油棉纤维的限制，存在在高温下分解产生不利于人体的有害碳化物的风险；第二，在复合导油棉制备过程中用到如二甲基亚砜等的有害物质，二甲基亚砜在加热会产生甲基硫醇、甲醛、二甲基硫、甲磺酸等对身体非常有害的化合物；第三，简单包裹石墨烯，对导油棉的改性可调节性有限，难以对导油棉的表面和内部结构做出全面的调控，因此大大限制了其导油速率和储油量的提高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种石墨烯导油材料、导油组、电子烟、导油装置，用于解决现有技术中导油材料的热稳定性差、导油速率低或者储油量低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种石墨烯导油材料，包括若干层叠加的石墨烯。

可选的，若干层叠加的石墨烯叠加且形成颗粒状石墨烯、丝状石墨烯或者片状石墨烯。

可选的，所述石墨烯导油材料上设有若干导油孔,所述导油孔无序排列；

或者所述导油孔孔径从大到小依次排列。

可选的，所述导油孔的孔径小于100微米。

可选的，所述片状石墨烯的厚度为0.1微米到1毫米。

可选的，所述丝状石墨烯的单根直径为0.1微米到50微米。

一种导油组，包括：

若干所述的石墨烯导油材料，各个所述石墨烯导油材料之间的间隔形成导油通道。

可选的，各个所述石墨烯导油材料形成：片状叠加的层状结构和/或颗粒组合成的粉末状结构和/或丝状纺织成的纤维层状结构和/或丝状纺织成的纤维细线结构。

一种导油组，包括：

若干所述的石墨烯导油材料，所述导油孔为导油通道。

可选的，各个所述石墨烯导油材料形成：片状叠加的层状结构和/或颗粒组合成的粉末状结构和/或丝状纺织成的纤维层状结构和/或丝状纺织成的纤维细线结构。

一种电子烟，包括：

所述的导油组，

还包括：

加热组件，所述加热组件位于所述导油组的一侧，所述导油组的另一侧为烟油容纳空间；

所述导油组靠近所述加热组件一端的导油通道小于所述导油组靠近所述烟油容纳空间一端的导油通道。

一种导油装置，包括：

所述的导油组，所述导油组用于将油从一个地方导入到另一个地方。

如上所述，本发明的石墨烯导油材料、导油组、电子烟、导油装置，至少具有以下有益效果：

石墨烯的良好热导性能能够给电子烟带来热管理上的如下优势：第一，能够大大加快电阻丝到烟油的热传导，因而大幅度提高电子烟的雾化速率。与聚酯纤维和玻璃纤维的导油网相比，同样条件下，石墨烯导油棉无抽吸状态的雾化速率提高50％；与石墨烯包裹的聚酯纤维和玻璃纤维的导油网相比，同样条件下，石墨烯导油棉无抽吸状态的雾化速率提高30％。第二，能够大大增加导油棉的耐热温度，因而大幅度提高导油棉的热稳定性。玻璃纤维和石墨烯包覆玻璃纤维的导油网的耐热温度是350℃左右，空气气氛下石墨烯导油棉的耐热温度是600℃左右，是玻璃纤维和石墨烯包覆玻璃纤维的2.8倍。

通过调控石墨烯导油网的孔结构，可精确控制烟油输送量和输送方向，加快其导油速率，改善或解决炸油、干烧、雾化量和感官的稳定性和一致性差的缺陷。

石墨烯在高温受热时，其也不会分解出对身体有害的物质。

石墨烯的导油材料具有导油率高和储油率高的特点。

附图说明

图1显示为本发明的石墨烯导油材料一种实施方式的示意图。

图2显示为本发明的石墨烯导油材料一种实施方式的示意图。

图3显示为本发明的石墨烯导油材料一种实施方式的示意图。

图4显示为本发明的电子烟的一种实施方式的示意图。

图5显示为本发明的导油组有若干片状的石墨烯叠加形成层状结构时和现有导油材料的在相同重量下储油量和导油速率对比示意图。

图6显示为本发明的导油组有若干片状的石墨烯卷曲时和现有导油材料的在相同重量下储油量和导油速率对比示意图。

图7显示为本发明的导油组有若干颗粒状的石墨烯组合形粉末状结构时和现有导油材料的在相同重量下储油量和导油速率对比示意图。

图8显示为本发明的导油组有若干片状的石墨烯叠加形成层状结构且开有导油孔时和现有导油材料的在相同重量下储油量和导油速率对比示意图。

图9显示为本发明的导油组有丝状形成的纤维层状结构且开设有有导油孔结构时和现有导油材料的在相同重量下储油量和导油速率对比示意图。

图10为本发明的颗粒状的石墨烯组合形粉末状结构孔径分布对储油量和导油速率的影响示意图。

元件标号说明

1 加热组件

2 导油组

3 烟油容纳空间

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图10。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。

一种导油组的实施方式，请参阅图1，包括：若干若干层石墨烯叠加制成的石墨烯导油材料，石墨烯本身在微观上是为层状结构，其在宏观上可以体现为不同的形状，所述石墨烯导油材料为片状石墨烯。即，本方案是纯石墨烯结构，且为片状。各个所述石墨烯导油材料之间的间隔形成导油通道。即可以通过片状结构的叠加形成层状结构从在各片状结结构之间形成导油通道，如图1的方案，其有三层，各层之间形成导油通道，此处层数仅是为了举例说明。除了叠加的方式，还可以是单片或者多片结构的任意组合形成，比如形成褶皱结构，对其组合的形式可以多种多样，此处不再赘述。

从图5可以看到，片状叠加为层状结构石墨烯的储油量和导油速率均高于玻璃纤维；且随着片层的增厚，储油量和导油速率逐渐升高。

一种导油组的实施方式，请参阅图2，包括：若干层石墨烯叠加制成的石墨烯导油材料，石墨烯本身在微观上是为层状结构，其在宏观上可以体现为不同的形状，所述石墨烯导油材料为片状石墨烯。即，本方案是纯石墨烯结构，且为片状。各个所述石墨烯导油材料之间的间隔形成导油通道。即可以通过片状结构的叠加形成导油通道，如图2的方案，片状石墨烯卷曲形成螺旋形状，螺旋形状内形成若干导油通道，除了图2中的螺旋卷曲的形式外，还可以是多个片状结构形成的同心圆的卷曲结构。

从图6可以看到，卷曲后的片状石墨烯的储油量和导油速率与卷曲前的相当，且均高于玻璃纤维。

一种导油组的实施方式，请参阅图3，包括：若干层石墨烯叠加制成的石墨烯导油材料，石墨烯本身在微观上是为层状结构，其在宏观上可以体现为不同的形状，所述石墨烯导油材料为丝状石墨烯烯。丝状石墨烯可以是片状的石墨烯剪成的丝状，也可以是通过工艺直接形成的丝状，即，本方案是纯石墨烯结构，且为丝状。各个所述石墨烯导油材料之间的间隔形成导油通道。如图3的方案，石墨烯导热材料为丝状结构，丝状结构凝聚成型后，成型的结构可以是纺织形成的细线结构，也可以是纺织成型的纤维层结构，也可以是单纯的丝状结构的错乱排列结构，在成型的结构内可以形成若干导油通道，实现导油，其凝聚的方式不做限制，可以是平行的排列也可以是交叉的排列，也可以是弯曲褶皱的排列。

一种导油组的实施方式，包括：若干层石墨烯叠加制成的石墨烯导油材料，所述石墨烯导油材料为颗粒状石墨烯。即，本方案是纯石墨烯结构，且为颗粒状。颗粒状的导油材料凝聚在一起形成导油组，各个颗粒之间的间隙即为导油通道，颗粒越大间隙越大，颗粒越小间隙越小。石墨烯的良好热导性能能够给电子烟带来热管理上的如下优势：第一，能够大大加快电阻丝到烟油的热传导，因而大幅度提高电子烟的雾化速率。与聚酯纤维和玻璃纤维的导油网相比，同样条件下，石墨烯导油棉无抽吸状态的雾化速率提高50％；与石墨烯包裹的聚酯纤维和玻璃纤维的导油网相比，同样条件下，石墨烯导油棉无抽吸状态的雾化速率提高30％。第二，能够大大增加导油棉的耐热温度，因而大幅度提高导油棉的热稳定性。玻璃纤维和石墨烯包覆玻璃纤维的导油网的耐热温度是350℃左右，空气气氛下石墨烯导油棉的耐热温度是600℃左右，是玻璃纤维和石墨烯包覆玻璃纤维的2.8倍。石墨烯导油材料还可以作为其他需要导油的领域，比如涂油器的导油材料，其导油率和储油率均可以得到有效体现。

从图7可以看到，石墨烯颗粒的储油量和导油速率高于玻璃纤维。

一种导油组的实施例，所述石墨烯导油材料上设有若干导油孔。其设置的导油孔作为导油通道。石墨烯导油材料的结构可以是丝状、颗粒状或者片状。以及丝状、颗粒状或者片状的任意两两组合以及三个的组合。即除了石墨烯导油材料之间的间隙可以作为导油通道外，其设置的导油孔也可以作为导油通道。

一种导油组的实施例，所述导油孔的孔径小于100微米。具体可以为小于2纳米，具体可选为0.1纳米、0.2纳米、0.8纳米、纳米、1.5纳米、2纳米等；2纳米到100纳米之间，具体可限位2纳米，10纳米，50纳米、90纳米、100纳米等；100纳米到100微米之间，具体可选为110纳米、500纳米、800纳米、1000纳米、2微米、20微米、50微米、100微米等。

如图10拥有微孔(小于2纳米的孔)、介孔(2纳米到100纳米之间)、大孔(大于100纳米)的有序多节孔结构的石墨烯材料有最好的储油量和导油速率。孔径分布对储油量的影响不大；孔径分布对导油速率的影响较大，单一孔径分布的石墨烯材料的导油速率增长不大，甚至对于微孔来说，烟油在微孔中进出不畅通，会降低导油速率。有序分布的多节孔结构能够在烟油流经时产生压强差，所以大大加速导油速率。通过颗粒结构的组合实现分布。

一种导油组的实施例，所述石墨烯导油材料上设有若干导油孔。其设置的导油孔作为导油通道。墨烯导油材料的结构是片状石墨烯，所述片状石墨烯的厚度为0.1微米到1毫米。具体可以选为0.1微米、0.2微米、0.5微米、1微米、2微米、3微米、5微米等。

从图8可以看到，片状石墨烯形成的层状结构造孔后的储油量和导油速率均大幅度提高，且高于玻璃纤维。

一种导油组的实施例，所述石墨烯导油材料上设有若干导油孔。其设置的导油孔作为导油通道。石墨烯导油材料的结构是丝状石墨烯，丝状石墨烯纺织形成细绳、纤维层状结构或者杂乱无章的排列方式，所述丝状石墨烯的单根直径为0.1微米到50微米。具体可选为0.1微米、0.2微米、0.5微米、1微米、2微米、3微米、5微米等。

从图9可以看到，丝状形成的纤维层状石墨烯的储油量和导油速率与卷曲前相当，且高于玻璃纤维。

一种实施例,一个丝状或者片状的石墨烯导油材料上可以孔径大到小依次设置，从而实现单个导油材料也能形成负压，提高导油效率。

一种导油组的实施例，里面包括片状叠加的层状结构的石墨烯导油材料和颗粒组合成的粉末状结构石墨烯导油材料和丝状纺织成的纤维层状结构的石墨烯导油材料和丝状纺织成的纤维细线结构的石墨烯导油材料。

一种导油组的实施例，里面包括颗粒组合成的粉末状结构石墨烯导油材料和丝状纺织成的纤维层状结构的石墨烯导油材料和丝状纺织成的纤维细线结构的石墨烯导油材料。

一种导油组的实施例，里面包括片状叠加的层状结构的石墨烯导油材料和丝状纺织成的纤维层状结构的石墨烯导油材料和丝状纺织成的纤维细线结构的石墨烯导油材料。

一种导油组的实施例，里面包括片状叠加的层状结构的石墨烯导油材料和颗粒组合成的粉末状结构石墨烯导油材料和丝状纺织成的纤维细线结构的石墨烯导油材料。

一种导油组的实施例，里面包括片状叠加的层状结构的石墨烯导油材料和颗粒组合成的粉末状结构石墨烯导油材料和丝状纺织成的纤维层状结构的石墨烯导油材料。

以上只是作为举例说明，导油组在实施时还可以是其他多种石墨烯导油材料的混合。

在颗粒组合成的粉末状结构石墨烯导油材料作为导油材料时，还可以在导油组的两端设置滤网，避免粉末状结构的石墨烯到处扩散。

一种实施方式，请参阅图4，一种电子烟。包括：

以上未开设导油孔的任一实施例及任一组合实施例的所述的导油组，各个所述石墨烯导油材料之间的间隔形成导油通道。

还包括：

加热组件1，加热组件1为可以为电加热丝，所述加热组件1位于所述导油组2的一侧，所述导油组2的另一侧为烟油容纳空间3；

所述导油组2靠近所述加热组件1一端的导油通道大于所述导油组2靠近所述烟油容纳空间3一端的导油通道。在加热组件1端由于烟油的雾化使得石墨烯内部造成负压，并通过该负压在远离烟油容纳空间3的一端不断吸入烟油，达到控制导油速率的目的。

一种实施方式，请参阅图4，一种电子烟，包括：

以上开设导油孔的任一实施例及任一组合实施例的所述的导油组2，

还包括：

加热组件1，加热组件1为可以为电加热丝，所述加热组件1位于所述导油组2的一侧，所述导油组2的另一侧为烟油容纳空间3；

所述导油组2靠近所述加热组件1一端的导油通道小于所述导油组2靠近所述烟油容纳空间3一端的导油通道。在加热组件1端由于烟油的雾化使得石墨烯内部造成负压，并通过该负压在远离烟油容纳空间3的一端不断吸入烟油，达到控制导油速率的目的。

一种导油装置，包括：

以上任一实施例及组合实施例的所述的导油组，所述导油组用于将油从一个地方导入到另一个地方。

综上所述，本发明石墨烯的良好热导性能能够给电子烟带来热管理上的如下优势：第一，能够大大加快电阻丝到烟油的热传导，因而大幅度提高电子烟的雾化速率。与聚酯纤维和玻璃纤维的导油网相比，同样条件下，石墨烯导油棉无抽吸状态的雾化速率提高50％；与石墨烯包裹的聚酯纤维和玻璃纤维的导油网相比，同样条件下，石墨烯导油棉无抽吸状态的雾化速率提高30％。第二，能够大大增加导油棉的耐热温度，因而大幅度提高导油棉的热稳定性。玻璃纤维和石墨烯包覆玻璃纤维的导油网的耐热温度是350℃左右，空气气氛下石墨烯导油棉的耐热温度是600℃左右，是玻璃纤维和石墨烯包覆玻璃纤维的2.8倍。通过调控石墨烯导油网的孔结构，可精确控制烟油输送量和输送方向，加快其导油速率，改善或解决炸油、干烧、雾化量和感官的稳定性和一致性差的缺陷。石墨烯在高温受热时，其也不会分解出有害物质。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种石墨烯导油材料，其特征在于，包括若干层叠加的石墨烯。

2.根据权利要求1所述的石墨烯导油材料，其特征在于：若干层叠加的石墨烯叠加且形成颗粒状石墨烯、丝状石墨烯或者片状石墨烯。

3.根据权利要求2所述的石墨烯导油材料，其特征在于：所述石墨烯导油材料上设有若干导油孔,所述导油孔无序排列；

或者所述导油孔孔径从大到小依次排列。

4.根据权利要求3所述的石墨烯导油材料，其特征在于：所述导油孔的孔径小于100微米。

5.根据权利要求3或4所述的石墨烯导油材料，其特征在于：所述片状石墨烯的厚度为0.1到1毫米。

6.根据权利要求3或4所述的石墨烯导油材料，其特征在于：所述丝状石墨烯的单根直径为0.1微米到50微米。

7.一种导油组，其特征在于，包括：

若干如权利要求1-2任一所述的石墨烯导油材料，各个所述石墨烯导油材料之间的间隔形成导油通道。

8.根据权利要求7所述的导油组，其特征在于：各个所述石墨烯导油材料形成：片状叠加的层状结构和/或颗粒组合成的粉末状结构和/或丝状纺织成的纤维层状结构和/或丝状纺织成的纤维细线结构。

9.一种导油组，其特征在于，包括：

若干如权利要求1-6任一所述的石墨烯导油材料，所述导油孔为导油通道。

10.根据权利要求9所述的导油组，其特征在于：各个所述石墨烯导油材料形成：片状叠加的层状结构和/或颗粒组合成的粉末状结构和/或丝状纺织成的纤维层状结构和/或丝状纺织成的纤维细线结构。

11.一种电子烟，其特征在于，包括：

权利要求7-10任一所述的导油组，

还包括：

加热组件，所述加热组件位于所述导油组的一侧，所述导油组的另一侧为烟油容纳空间；

所述导油组靠近所述加热组件一端的导油通道小于所述导油组靠近所述烟油容纳空间一端的导油通道。

12.一种导油装置，其特征在于，包括：

权利要求7至10任一所述的导油组，所述导油组用于将油从一个地方导入到另一个地方。