CN110742314B - 一种电子烟雾化芯多孔陶瓷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子烟技术领域，具体涉及一种电子烟雾化芯多孔陶瓷及其制备方法，该多孔陶瓷是由按质量百分比计的长石50％～70％、助烧剂1％～5％、造孔剂15％～35％和粘结剂14％～30％，经过混合密炼、造粒、注塑成型、高温脱脂等步骤制成。与现有技术相比，本发明的多孔陶瓷孔隙率高，比表面积大，对烟油的吸附能力强，其抗压强度高，稳定性好，而且制备工艺简单，过程易于控制，有利于降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及电子烟技术领域，具体涉及一种电子烟雾化芯多孔陶瓷及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展和人们健康意识的提高，消费者对吸烟安全提出了更高的要求。由于吸烟易产生依赖和成瘾性，短时间内戒烟是非常艰难。为了满足目前市场需求，电子烟已成为烟民摆脱烟瘾的首选替代品。
雾化器作为电子烟的加热元器件，是重要组成部件之一，其原理是：通过电池供电发热，使雾化器中储存的烟油挥发，产生一定量的烟雾，从而让消费者在抽吸的时候达到“吞云吐雾”的效果。随着技术的发展，雾化器中用于吸附烟油的载体主要采用无机非金属多孔陶瓷材料，其不仅具有较好的吸附能力，还具有无毒无害、安全可靠、无可燃性、稳定性等优点，因而，多孔陶瓷是适合用于吸附烟油的良好材料之一。
现有技术中，多孔陶瓷主要有以下两种工艺制备而成，一种是采用溶胶-凝胶法得到多孔陶瓷，其好处是气孔分布较均匀，但缺点是生产效率低，产品形状单一，孔隙率低，比表面积小，强度较弱，故应用受到很大限制；第二种是采用发泡法得到多孔陶瓷，该方法更适用于闭气孔产品，而且对原料要求高、工艺复杂且条件难以控制。故，目前市场上的多孔陶瓷仍存在孔隙率低、比表面积小的问题，无法吸附太多的烟油，而且强度有待提高，稳定性不足，制备工艺较为复杂，这些缺陷使得现有的多孔陶瓷产品无法满足电子烟雾化芯的需求。
发明内容
发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种电子烟雾化芯多孔陶瓷及其制备方法，该方法制备的多孔陶瓷孔隙率高，比表面积大，对烟油的吸附能力强，而且抗压强度高，稳定性好，制备工艺简单。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供一种电子烟雾化芯多孔陶瓷，由以下质量百分比的原料制成：
长石50％～65％
助烧剂1％～5％
造孔剂15％～30％
粘结剂14％～30％。
上述技术方案中，所述一种电子烟雾化芯多孔陶瓷由以下质量百分比的原料制成：
长石50％～60％
助烧剂1％～5％
造孔剂15％～25％
粘结剂14％～24％。
上述技术方案中，所述长石为钠长石、钾长石和钙长石中的至少一种。
上述技术方案中，所述助烧剂为氧化钙、氧化钛和二氧化硅中的至少一种。
上述技术方案中，所述造孔剂为淀粉、蔗糖和纤维中的至少一种。
上述技术方案中，所述淀粉的颗粒度为300～350目。
上述技术方案中，所述粘结剂为石蜡、高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯、硬脂酸和聚乙烯醇缩丁醛中的至少一种。
本发明还提供上述一种电子烟雾化芯多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
S1、按配方量称取所述长石、助烧剂和造孔剂，搅拌混合均匀后形成预混料；
S2、将所述预混料和配方量的粘结剂加入密炼机中进行混合密炼，密炼后得到块状陶瓷密炼料；
S3、将所述块状陶瓷密炼料放入造粒机中造粒，得到适合于注射成形的颗粒料；
S4、将所述颗粒料采用凝胶注膜成型或注塑成型工艺得到坯体；
S5、将所述坯体脱脂烧结以1～5℃/min的速度升温至300～550℃，保温1～5hr，然后以0.5～5℃/min的速度升温至1000～1200℃，保温1～5hr，再以1～10℃/min的速度升温至1300～1500℃，保温1～3hr，然后自然冷却至室温，即得到所述电子烟雾化芯多孔陶瓷。
上述技术方案中，步骤S2中，密炼时间为1-1.5h。
上述技术方案中，步骤S4中，成型压力为55～65MPa，速度为50～60m/s，注射温度为140～150℃。
本明的有益效果：
本发明的一种电子烟雾化芯多孔陶瓷，是由按质量百分比计的长石50％～70％、助烧剂1％～5％、造孔剂15％～35％和粘结剂14％～30％，先经过混合密炼后造粒，然后采用凝胶注膜成型或注塑成型工艺得到坯体，再将该坯体脱脂烧结以1～5℃/min的速度升温至300～550℃，保温1～5hr，然后以0.5～5℃/min的速度升温至1000～1200℃，保温1～5hr，再以1～10℃/min的速度升温至1300～1500℃，保温1～3hr，最后然冷却至室温，即得到所述电子烟雾化芯多孔陶瓷成品现有技术相比，本发明采用上述原材料及特定工艺所制备的多孔陶瓷的孔隙率高，比表面积大，孔隙率达到了57％以上，对烟油的吸附能力强，而且抗压强度高，稳定性更好，该制备工艺简单，过程易于控制，有利于降低成本。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：
本实施例的一种电子烟雾化芯多孔陶瓷的制备方法如下：
S1、按质量百分比计，分别称取钠长石20％、钾长石40％、氧化钙2％和淀粉24％放入行星球磨机预磨1h，混合均匀后形成预混料；该步骤中，控制淀粉的颗粒度为300～350目。
S2、按质量百分比计，将预混料、石蜡7％和高密度聚乙烯7％加入密炼机中进行混合密炼1h，密炼后得到块状陶瓷密炼料。
S3、将块状陶瓷密炼料放入造粒机中造粒，得到适合于注射成形的颗粒料。
S4、将颗粒料采用注塑成型工艺得到坯体；该过程参数为：成型压力为60MPa，速度为54m/s，注射温度为145℃。
S5、将坯体脱脂烧结以2℃/min的速度升温至400℃，保温3hr，然后以3℃/min的速度升温至1100℃，保温3hr，再以6℃/min的速度升温至1420℃，保温2hr，然后自然冷却至室温，即得到电子烟雾化芯多孔陶瓷成品。
实施例2：
本实施例的一种电子烟雾化芯多孔陶瓷的制备方法如下：
S1、按质量百分比计，分别称取钠长石30％、钾长石20％和钙长石15％、氧化钛1％和蔗糖15％放入行星球磨机预磨1h，混合均匀后形成预混料。
S2、按质量百分比计，将预混料和乙烯-醋酸乙烯19％加入密炼机中进行混合密炼1.2h，密炼后得到块状陶瓷密炼料。
S3、将块状陶瓷密炼料放入造粒机中造粒，得到适合于注射成形的颗粒料。
S4、将颗粒料采用注塑成型工艺得到坯体；该过程参数为：成型压力为65MPa，速度为60m/s，注射温度为150℃。
S5、将坯体脱脂烧结以5℃/min的速度升温至550℃，保温1hr，然后以5℃/min的速度升温至1200℃，保温1hr，再以10℃/min的速度升温至1500℃，保温1hr，然后自然冷却至室温，即得到电子烟雾化芯多孔陶瓷成品。
实施例3：
本实施例的一种电子烟雾化芯多孔陶瓷的制备方法如下：
S1、按质量百分比计，分别称取钾长石30％和钙长石25％、二氧化硅5％和纤维20％放入行星球磨机预磨1h，混合均匀后形成预混料；
S2、将预混料、聚乙烯醇缩丁醛5％和硬脂酸15％加入密炼机中进行混合密炼1，密炼后得到块状陶瓷密炼料。
S3、将块状陶瓷密炼料放入造粒机中造粒，得到适合于注射成形的颗粒料。
S4、将颗粒料采用凝胶注膜成型工艺得到坯体；该过程参数为：成型压力为55～65MPa。
S5、将坯体脱脂烧结以1℃/min的速度升温至300℃，保温5hr，然后以0.5℃/min的速度升温至1000℃，保温5hr，再以1℃/min的速度升温至1300℃，保温3hr，然后自然冷却至室温，即得到电子烟雾化芯多孔陶瓷成品。
实施例4：
本实施例的一种电子烟雾化芯多孔陶瓷的制备方法如下：
S1、按质量百分比计，分别称取钙长石50％、氧化钛2％、二氧化硅1％以及淀粉20％和纤维10％放入行星球磨机预磨1h，混合均匀后形成预混料；该步骤中，控制淀粉的颗粒度为300～350目。
S2、按质量百分比计，将预混料、高密度聚乙烯5％、乙烯-醋酸乙烯7％和硬脂酸5％加入密炼机中进行混合密炼1.5h，密炼后得到块状陶瓷密炼料。
S3、将块状陶瓷密炼料放入造粒机中造粒，得到适合于注射成形的颗粒料。
S4、将颗粒料注塑成型工艺得到坯体；该过程参数为：成型压力为55MPa，速度为50m/s，注射温度为140℃。
S5、将坯体脱脂烧结以3℃/min的速度升温至450℃，保温2hr，然后以2℃/min的速度升温至1080℃，保温2hr，再以3℃/min的速度升温至1360℃，保温1.5r，然后自然冷却至室温，即得到电子烟雾化芯多孔陶瓷成品。
性能测试：
1、孔隙率测试：
采用阿基米德排水法测试实施例1至4制备的多孔陶瓷产品的孔隙率，测试结果如下表1所示：
表1.实施例1至4的多孔陶瓷产品的孔隙率
由测试结果可知，本发明的多孔陶瓷材料的孔隙率稳定，开放气孔率达到了57％以上。
2、抗压强度测试：
按照GB/T 4740-1999测试标准，采用电子万能试验机对样品的抗压强度进行测试，测试结果如下表2所示：
表2.实施例1至4的多孔陶瓷产品的抗压强度
| 样品编号 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 抗压强度MPa | 8.48 | 8.71 | 8.53 | 8.68 |
由测试结果可知，本发明的多孔陶瓷材料抗压强度稳定，其抗压强度达到8MP以上。
本实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (5)
1.一种电子烟雾化芯多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：所述多孔陶瓷由以下质量百分比的原料制成：
所述制备方法包括以下步骤：
S1、按配方量称取所述长石、助烧剂和造孔剂，搅拌混合均匀后形成预混料；
S2、将所述预混料和配方量的粘结剂加入密炼机中进行混合密炼，密炼后得到块状陶瓷密炼料；
S3、将所述块状陶瓷密炼料放入造粒机中造粒，得到适合于注射成形的颗粒料；
S4、将所述颗粒料采用凝胶注膜成型或注塑成型工艺得到坯体；
S5、将所述坯体脱脂烧结以1～5℃/min的速度升温至300～550℃，保温1～5hr，然后以0.5～5℃/min的速度升温至1000～1200℃，保温1～5hr，再以1～10℃/min的速度升温至1300～1500℃，保温1～3hr，然后自然冷却至室温，即得到所述电子烟雾化芯多孔陶瓷；
所述造孔剂为淀粉、蔗糖和纤维中的至少一种；
所述长石为钠长石、钾长石和钙长石中的至少一种；
所述助烧剂为氧化钙、氧化钛和二氧化硅中的至少一种；
所述粘结剂为石蜡、高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯、硬脂酸和聚乙烯醇缩丁醛中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种电子烟雾化芯多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：所述多孔陶瓷由以下质量百分比的原料制成：
3.根据权利要求1所述的一种电子烟雾化芯多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：所述淀粉的颗粒度为300～350目。
4.根据权利要求1所述的一种电子烟雾化芯多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤S2中，密炼时间为1-1.5h。
5.根据权利要求1所述的一种电子烟雾化芯多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤S4中，成型压力为55～65MPa，速度为50～60m/s，注射温度为140～150℃。
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