CN110713379B - 一种多孔陶瓷雾化芯及其制备方法 - Google Patents

一种多孔陶瓷雾化芯及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种多孔陶瓷雾化芯及其制备方法。多孔陶瓷雾化芯的配方由混合料和熔融料组成，其中混合料包括40%～69%硅藻土、20%～35%低温玻璃粉、10%～20%造孔剂、1%～2%蛭石和/或珍珠岩；其中熔融料包括混合料质量40%～50%的石蜡和5%～10%的蜂蜡。多孔陶瓷雾化芯的制备方法，包括混料、制胚和烧结。本发明使用的多孔陶瓷雾化芯材料采用与导油杆一体化焙烧成型，显著提高了生产效率，工艺流程简单，成本低廉，所制多孔陶瓷雾化芯尺寸稳定性极高，雾化芯与导油杆紧密贴合，不会发生漏油现象。

Description

一种多孔陶瓷雾化芯及其制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷材料领域，具体涉及一种多孔陶瓷雾化芯及其制备方法。
背景技术
多孔陶瓷由于其孔隙率高、储油性好、吸油率高，且具有耐高温的特性，不宜产生焦糊，因此被广泛应用于电子烟雾化芯领域中。电子烟加热汽化模块是电子烟的核心部件，通常包括导油杆和雾化芯。目前生产加热汽化模块的方法是先将雾化芯焙烧成型，然后在雾化芯四周缠上棉布，再将雾化芯塞入导油杆中，这种生产工艺效率低，并且导油杆与雾化芯之间会产生间隙，导致使用时常有漏油现象产生，严重影响电子烟的口感。
发明内容
基于上述背景，本发明提供一种可在导油杆中焙烧成型且尺寸稳定性极高的多孔陶瓷雾化芯及其制备方法，所述雾化芯可在焙烧成型过程中产生微膨胀，与导油杆紧密贴合，解决漏油现象的产生，同时通过与导油杆一体化焙烧成型提高生产效率。
本发明提供了一种多孔陶瓷雾化芯,所述多孔陶瓷雾化芯包括混合料和熔融料，所述混合料包括硅藻土、低温玻璃粉和造孔剂，还包括蛭石或珍珠岩中的任意一种；所述熔融料包括石蜡与蜂蜡。
优选的，按质量百分比计，所述硅藻土的质量百分比为40%~69%，所述低温玻璃粉的质量百分比为20%~35%，所述造孔剂的质量百分比为10%~20%，所述蛭石或珍珠岩的质量百分比为1%~2%；所述石蜡的加入量为混合料总质量的40%~50%，所述蜂蜡加入量为混合料总质量的5%～10%。
优选的，所述硅藻土的中位粒径为15～50μm，所述低温玻璃粉的中位粒径为
20～40μm，所述造孔剂的中位粒径为10～30μm，所述蛭石或珍珠岩的中位粒径为10～20μm。
优选的，所述造孔剂为聚甲基丙烯酸甲酯、木屑和淀粉中的一种或两种或三种。
硅藻土主要化学成分为SiO2，是一种具有多孔结构的物质，它是实现雾化芯储油的关键成分。玻璃粉在焙烧过程中的高温下熔融成为液相，将各粉末互相粘接，使得焙烧后的雾化芯具有一定强度。蛭石或珍珠岩在高温下会产生膨胀，可使焙烧成型后的雾化芯与导油杆紧密贴合，雾化芯与导油杆之间无间隙的配合可避免使用时漏油现象的产生。造孔剂在高温下可挥发而形成孔洞，提高雾化芯的气孔率。
本发明同时还提供了所述多孔陶瓷雾化芯的制备方法，包括如下步骤：
（1）混料：按照配比量取所述硅藻土、所述低温玻璃粉、所述造孔剂、所述蛭石或珍珠岩，将其机械搅拌均匀后进行球磨2h，将球磨后的粉料放入烘箱中设定温度为85~90℃，干燥5~7h去除水分，并在80~95℃范围内保温，即制得混合料。
（2）制胚：按照配比量取所述熔融料，放入容器中并于95℃下融化成液体，将步骤（1）所制的混合料加入到容器中并持续搅拌2～3h，得到均匀浆料，将浆料倒入导油杆中热压铸成型，冷却后形成预制坯体。
具体的，将混合浆料制作成坯体前，先将电阻丝插入准备好的雾化芯模具中。
（3）烧结：将步骤（2）制得的预制胚体进行变阶升温烧结，优选的，将预制胚体以50～145℃/h的升温速率升温至160～180℃，然后以30～145℃/h的升温速率升温至210～340℃，接着以30～180℃/h的升温速率升温至410～430℃，最后以60～180℃/h的升温速率升温至690～730℃，并保温1小时，即制得所述的多孔陶瓷雾化芯材料成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用与导油杆一体化焙烧成型，显著提高了生产效率，工艺流程简单，成本低廉，采用变阶升温烧结，所制得的多孔陶瓷雾化芯尺寸稳定性极高，雾化芯与导油杆紧密贴合，不会发生漏油现象。
附图说明
图1为多孔陶瓷雾化芯材料制备方法的流程图。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
实施例1
按照质量百分比，称取55%的硅藻土、25%的低温玻璃、19%的PMMA、1%的蛭石，并称量上述硅藻土、低温玻璃、PMMA和蛭石总质量的40%的石蜡和5%的蜂蜡，其中，硅藻土的中位粒径为20μm，低温玻璃的中位粒径为25μm，PMMA的中位粒径为15μm，蛭石的中位粒径为12μm。
将硅藻土、低温玻璃粉、PMMA和蛭石混合均匀后球磨2小时，在90℃下干燥5小时，得到混合料，将石蜡和蜂蜡在95℃下熔融成液体，并与混合料混合，搅拌2h，将混合均匀的浆料倒入导油杆中，热压铸成型制作成预制坯体，将坯体以130℃/h的升温速率升温至160℃，然后以145℃/h的升温速率升温至340℃，接着以180℃/h的升温速率升温至410℃，最后以180℃/h的升温速率升温至690℃，并保温1h。
实施例2
按照质量百分比，称取60%的硅藻土、25%的低温玻璃、14%的PMMA、1%的蛭石，并称量与上述硅藻土、低温玻璃、PMMA和蛭石总质量的42%的石蜡和6%的蜂蜡，其中，硅藻土的中位粒径为25μm，低温玻璃的中位粒径为30μm，PMMA的中位粒径为20μm，蛭石的中位粒径为15μm。
将硅藻土、低温玻璃粉、PMMA和蛭石混合均匀后球磨3小时，在85℃下干燥5小时，得到混合料，将石蜡和蜂蜡在95℃下熔融成液体，并与混合料混合，搅拌2.5h，将混合均匀的浆料倒入导油杆中，热压铸成型制作成预制坯体，将坯体以145℃/h的升温速率升温至180℃，然后以145℃/h的升温速率升温至310℃，接着以150℃/h的升温速率升温至420℃，最后以60℃/h的升温速率升温至700℃，并保温1h。
实施例3
按照质量百分比，称取65%的硅藻土、20%的低温玻璃、13.5%的PMMA、1.5%的蛭石，并称量与上述硅藻土、低温玻璃、PMMA和蛭石总质量的45%的石蜡和7%的蜂蜡，其中，硅藻土的中位粒径为30μm，低温玻璃的中位粒径为35μm，PMMA的中位粒径为25μm，蛭石的中位粒径为15μm。
将硅藻土、低温玻璃粉、PMMA和蛭石混合均匀后球磨3小时，在90℃下干燥5小时，得到混合料，将石蜡和蜂蜡在95℃下熔融成液体，并与混合料混合，搅拌2.5h，将混合均匀的浆料倒入导油杆中，热压铸成型制作成预制坯体，将坯体以130℃/h的升温速率升温至180℃，然后以145℃/h的升温速率升温至340℃，接着以60℃/h的升温速率升温至430℃，最后以180℃/h的升温速率升温至710℃，并保温1h。
实施例4
按照质量百分比，称取65%的硅藻土、23%的低温玻璃、10.5%的PMMA、1.5%的珍珠岩，并称量与上述硅藻土、低温玻璃、PMMA和珍珠岩总质量的45%的石蜡和8%的蜂蜡，其中，硅藻土的中位粒径为35μm，低温玻璃的中位粒径为35μm，PMMA的中位粒径为20μm，珍珠岩的中位粒径为15μm。
将硅藻土、低温玻璃粉、PMMA和珍珠岩混合均匀后球磨3小时，在90℃下干燥6小时，得到混合料，将石蜡和蜂蜡在95℃下熔融成液体，并与混合料混合，搅拌3h，将混合均匀的浆料倒入导油杆中，热压铸成型制作成预制坯体，将坯体以145℃/h的升温速率升温至160℃，然后以120℃/h的升温速率升温至210℃，接着以180℃/h的升温速率升温至410℃，最后以60℃/h的升温速率升温至720℃，并保温1h。
实施例5
按照质量百分比，称取65%的硅藻土、22%的低温玻璃、14%的木屑、2%的珍珠岩，并称量与上述硅藻土、低温玻璃、木屑和珍珠岩总质量的48%的石蜡和9%的蜂蜡，其中，硅藻土的中位粒径为35μm，低温玻璃的中位粒径为35μm，木屑的中位粒径为30μm，珍珠岩的中位粒径为20μm。
将硅藻土、低温玻璃粉、木屑和珍珠岩混合均匀后球磨3小时，在90℃下干燥7小时，得到混合料，将石蜡和蜂蜡在95℃下熔融成液体，并与混合料混合，搅拌3h，将混合均匀的浆料倒入导油杆中，热压铸成型制作成预制坯体，将坯体以145℃/h的升温速率升温至160℃，然后以145℃/h的升温速率升温至320℃，接着以180℃/h的升温速率升温至430℃，最后以60℃/h的升温速率升温至730℃，并保温1h。
实施例6
按照质量百分比，称取54%的硅藻土、27%的低温玻璃、17%的淀粉、2%的珍珠岩，并称量与上述硅藻土、低温玻璃、淀粉和珍珠岩总质量的50%的石蜡和10%的蜂蜡，其中，硅藻土的中位粒径为40μm，低温玻璃的中位粒径为40μm，淀粉的中位粒径为30μm，珍珠岩的中位粒径为20μm。
将硅藻土、低温玻璃粉、淀粉和珍珠岩混合均匀后球磨3小时，在90℃下干燥7小时，得到混合料，将石蜡和蜂蜡在95℃下熔融成液体，并与混合料混合，搅拌3h，将混合均匀的浆料倒入导油杆中，热压铸成型制作成预制坯体，将坯体以145℃/h的升温速率升温至180℃，然后以140℃/h的升温速率升温至330℃，接着以180℃/h的升温速率升温至410℃，最后以60℃/h的升温速率升温至690℃，并保温1h。
根据《GBT1996-1996多孔陶瓷显气孔率、容重试验方法》分别测试实施例1～6多孔陶瓷雾化芯的显气孔率和吸水率，同时检测了实施例1～6多孔陶瓷雾化芯的体积密度，检测结果见表1。
表1 实施例1～6测试结果
显气孔率% 吸水率% 体积密度g/cm3
实施例1 59 39 1.5
实施例2 56 34 1.6
实施例3 58 38 1.5
实施例4 60 39 1.5
实施例5 57 36 1.6
实施例6 60 40 1.5
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种多孔陶瓷雾化芯，其特征在于,所述多孔陶瓷雾化芯包括混合料和熔融料，所述混合料包括硅藻土、低温玻璃粉和造孔剂，还包括蛭石或珍珠岩中的任意一种；所述熔融料包括石蜡与蜂蜡；
按质量百分比计，所述硅藻土的质量百分比为40%~69%，所述低温玻璃粉的质量百分比为20%~35%，所述造孔剂的质量百分比为10%~20%，所述蛭石或珍珠岩的质量百分比为1%~2%；所述石蜡的加入量为混合料总质量的40%~50%，所述蜂蜡加入量为混合料总质量的5%～10%；
所述硅藻土的中位粒径为15～50μm，所述低温玻璃粉的中位粒径为20～40μm，所述造孔剂的中位粒径为10～30μm，所述蛭石或珍珠岩的中位粒径为10～20μm；
所述造孔剂为聚甲基丙烯酸甲酯、木屑和淀粉中的一种或两种或三种；
上述多孔陶瓷雾化芯的制备方法包括如下步骤：
（1）混料：按照配比先量取所述硅藻土、低温玻璃粉和造孔剂，再量取所述蛭石或珍珠岩中的任意一种，将其机械搅拌均匀后进行球磨，将球磨后的粉料放入烘箱中设定温度为85~90℃，干燥5~7h去除水分，并在80~95℃范围内保温，即制得混合料；
（2）制胚：按照配比量取所述熔融料，放入容器中并于95℃下融化，将步骤（1）所制的混合料加入到容器中并持续搅拌2～3h，形成均匀浆料，将浆料倒入导油杆中热压铸成型，冷却后形成预制坯体；
（3）烧结：将步骤（2）制得的预制胚体进行变阶升温烧结，即制得所述的多孔陶瓷雾化芯材料成品。
2.根据权利要求1所述的一种多孔陶瓷雾化芯的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中所述变阶升温烧结为：以50～145℃/h的升温速率升温至160～180℃，然后以30～145℃/h的升温速率升温至210～340℃，接着以30～180℃/h的升温速率升温至410～430℃，最后以60～180℃/h的升温速率升温至690～730℃，并保温1小时。
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