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。
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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