CN111439927B - 一种防烟油变质材料及其制备方法与应用、雾化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子烟产品技术领域，具体公开了一种防烟油变质材料，包括以下重量份原料：二氧化硅65~80份、纯碱5~8份、氧化铝2~4份、石灰石8~10份、硼酸1~3份、锑酸钠0.5~2份、二氧化钛8~15份、氧化锌5~8份。本发明提供防烟油变质材料的制备方法。还提供一种雾化装置，包括由防烟油变质材料制成的油杯。本发明的防烟油变质材料具有好的防紫外性能，烟油完全被包裹在由防烟油变质材料制成的油杯中，太阳光如果需要照射到烟油，必须经过油杯，油杯会吸收与反射对烟油有破坏的太阳光中的紫外线，防止烟油变质。

Description

一种防烟油变质材料及其制备方法与应用、雾化装置
技术领域
本发明属于电子烟产品技术领域，特别涉及一种防烟油变质材料及其制备方法与应用、雾化装置。
背景技术
电子烟又名虚拟香烟，是一种香烟替代品，因其对人体具有低危害，且无二手烟，无明火，不会产生火灾隐患等优点而越来越受到吸烟爱好者的青睐。雾化装置是电子烟中用来将液体烟油进行加热雾化的部件，雾化装置的油杯是装烟油的容器，市场上雾化装置的油杯一般是采用透明的普通玻璃或者塑胶，透明的普通玻璃或者塑胶这些材质都不能保护雾化装置中的烟油，当雾化装置长时间在太阳光下照射，烟油很容易变质，造成烟油颜色变淡，产生沉淀物，口感变差等缺点，太阳光中的紫外线是引起烟油变质的主要因素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防烟油变质材料及其制备方法，从而克服油杯中的烟油长时间在太阳光下照射容易变质的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种防烟油变质材料，包括以下重量份原料：二氧化硅65～80份、纯碱5～8份、氧化铝2～4份、石灰石8～10份、硼酸1～3份、锑酸钠0.5～2份、二氧化钛8～15份、氧化锌5～8份。
优选的，上述防烟油变质材料中，包括以下重量份原料：二氧化硅70～80份、纯碱5～6份、氧化铝2～3份、石灰石8～9份、硼酸1～2份、锑酸钠0.5～1份、二氧化钛10～15份、氧化锌7～8份。
优选的，上述防烟油变质材料中，所述二氧化钛为改性二氧化钛，所述改性二氧化钛的制备方法包括以下步骤：
①硝酸铈、去离子水、无水乙醇和乙酸依次加入反应容器中，搅拌混合；
②将钛酸丁酯与乙醇混合得到混合溶液，所述钛酸丁酯与步骤①硝酸铈摩尔比为1:0.005～0.015；
③将步骤②得到的混合溶液加入步骤①中反应容器中搅拌反应，再静置陈化，最后干燥-热处理，得到改性的二氧化钛。
改性二氧化钛为掺杂铈的二氧化钛，二氧化钛中掺杂铈能够细化晶粒，具有较高的热稳定性，能够在高温下抑制二氧化钛的晶型转变，使二氧化钛晶型保持为锐钛矿型，具有好的紫外吸收性。
优选的，上述防烟油变质材料中，所述步骤①中，每0.001mol硝酸铈，所需去离子水体积为40～60ml，所需乙醇体积120～160ml，所需乙酸体积为35～40ml；
所述步骤②中，钛酸丁酯与乙醇的体积比为10:25～32；
所述步骤③中，搅拌反应时间3～5h，静置陈化时间为12～24h，干燥-热处理工艺参数为：干燥温度为60～120℃，干燥时间为10～36h，热处理温度为450～550℃，热处理时间为5～10h。
一种上述防烟油变质材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：将原料粉末通过粉碎混合得到混合料；
(2)加热熔融：将步骤(1)的混合料加热保温熔融，澄清、均质、排出气泡，得到玻璃液；
(3)成型：将步骤(2)的玻璃液倒入已经预热的容器中形成玻璃毛坯，然后在500℃～600℃保温0.5～1h，冷却得到玻璃体；
(4)热处理：将步骤(3)得到的玻璃体，先在500～550℃下热处理2～4h，然后在600～650℃下热处理2～4h，冷却得到热处理后的玻璃体，即为防烟油变质材料。
将玻璃体进行两步热处理，使玻璃连续相中生成纳米尺寸的二氧化钛微晶颗粒，二氧化钛微晶颗粒，存在的特殊的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和量子隧道效应，使其对光的吸收发生蓝移，吸收的紫外线波长范围变广，效果更好。
优选的，上述防烟油变质材料的制备方法中，所述步骤(1)中，粉碎混合为球磨混合，所述球磨混合工艺参数：混合转速300～400r/min，混合时间12～24h；所述步骤(2)中，加热速度为4～6℃/min，温度为1200～1400℃，保温时间1～2h；所述步骤(3)中，预热的容器预热温度为500～550℃。
一种防烟油变质的雾化装置，包括由上述防烟油变质材料制成的油杯。
优选的，上述防烟油变质的雾化装置，包括雾化芯、通气杆、螺纹杆、吸嘴及吸嘴硅胶，所述雾化芯设于所述通气杆内，所述通气杆与所述雾化芯对应位置设有导油孔；所述通气杆的上端延伸至所述油杯内，所述油杯的下端与所述螺纹杆密封连接；所述吸嘴插接于所述油杯内，所述吸嘴硅胶用于密封所述吸嘴和通气杆之间的空隙。
上述防烟油变质材料在制备油杯中的应用。
优选的，上述应用中，将所述防烟油变质材料通过拉制成型制成玻璃管；玻璃管通过机加切割，两边烧口，经过清洗、压模、清洗、退火、超声清洗、烘干工艺，得到油杯。
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明的防烟油变质材料中添加了二氧化钛和氧化锌，氧化钛也是一种很好的紫外线屏蔽剂，其禁带宽度较大可以吸收紫外线，还可以反射和散射紫外线，中波区紫外屏蔽效果尤为明显；氧化锌具有很好的抗紫外线、防紫外线性能稳定，在长波区紫外屏蔽效果尤佳，二氧化钛和氧化锌两者一起具有广谱紫外屏蔽效果。雾化装置中，烟油完全被包裹在由防烟油变质材料制成的油杯中，太阳光如果需要照射到烟油，必须经过油杯，油杯会吸收与反射对烟油有破坏的太阳光中的紫外线。通过阻止太阳光线中的紫外线透过油杯照射烟油，实现烟油不会变质。同时油杯不影响其他光线的透过，使用者能够透过油杯观察油杯内的烟油量，便于使用者操作，保持好的体验感。
2.本发明的防烟油变质材料中的二氧化钛经过改性制备而成，在二氧化钛中掺杂少量铈，使二氧化钛具有较高的热稳定性，使二氧化钛晶型保持为锐钛矿型，具有好的紫外吸收性。
3.本发明的防烟油变质材料的制备方法中，将玻璃体进行两步热处理，在玻璃连续相中生成纳米尺寸的二氧化钛微晶颗粒，吸收的紫外线波长范围变广，效果更好。
附图说明
图1是本发明实施例1中防烟油变质材料的制备流程图。
图2是本发明实施例1中防烟油变质的雾化装置剖面结构示意图。
主要附图标记说明：
1-油杯，2-烟油，3-通气杆，4-吸嘴，5-螺纹杆，6-陶瓷发热组件，7-无纺布，8-吸嘴硅胶，9-电极，10-绝缘圈，11-导油孔。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1
一种防烟油变质材料，其特征在于，包括以下重量份原料：二氧化硅80份、纯碱6份、氧化铝2份、石灰石8份、硼酸2份、锑酸钠1份、二氧化钛15份、氧化锌7份。
本实施例提供防烟油变质材料的制备方法，具体流程如图1所述，包括以下步骤：
(1)配料：将原料粉末通过球磨粉碎混合得到混合料，球磨转速400r/min，球磨时间12h；
(2)加热熔融：将步骤(1)的混合料加热保温熔融，加热速度为4℃/min，温度为1200℃，保温时间为2h，澄清、均质、排出气泡，得到玻璃液；
(3)成型：将步骤(2)的玻璃液倒入预先加热至500℃的容器中成型成玻璃毛坯，然后放入马弗炉中500℃下保温1h退火处理，消除内应力，自然冷却得到玻璃体；
(4)热处理：将步骤(3)得到的玻璃体，先在500℃下保温3h进行第一次热处理，然后在600℃下保温3h进行第二次热处理，自然冷却得到热处理后的玻璃体，即为防烟油变质材料。对玻璃体进行两次热处理，玻璃连续相中生成纳米尺寸的二氧化钛微晶颗粒，二氧化钛微晶颗粒，存在纳米尺寸效应，实现对紫外光的高吸收。
本实施例还提供一种防烟油变质的雾化装置如图2所示，包括由防烟油变质材料制成的油杯1，油杯内储存烟2油。还包括雾化芯、通气杆3、螺纹杆5、吸嘴4、吸嘴硅胶8，雾化芯包括陶瓷发热丝组件7和包覆陶瓷发热丝组件外的无纺布7，雾化芯设于通气杆3内，通气杆3与雾化芯的对应位置设置有导油孔11。通气杆3的上端延伸至油杯1内，油杯1的下端与螺纹杆5密封连接，防止烟油泄露。螺纹杆5套设在通气杆3下端外部，螺纹杆5内设置电极9，电极9与螺纹杆5通过绝缘圈10隔离，电极9伸入雾化芯内，为雾化芯供电，提供雾化烟油所需的能源。吸嘴4插接于油杯1内，吸嘴硅胶8用于密封吸嘴与通气杆之间的空隙。油杯1内的烟油2通过导油孔11进入雾化芯内，烟油2通过无纺布7分散，提供给陶瓷发热组件6加热雾化，形成烟雾，烟雾通过通气杆3进入吸嘴4，吸烟者通过吸嘴4吸食该烟雾。雾化芯位于通气杆2内，通气2杆将陶瓷发热组件6与烟油2隔离开来，使陶瓷发热组件6产生的热量不会散发到烟油内，避免烟油长时间受热而变质。
烟油2储存在油杯1中，太阳光照射时，油杯1吸收和反射太阳光中对烟油有害的紫外线，防止烟油变质，同时油杯不影响其他光线的透过，使用者能够透过油杯观察油杯内的烟油量，便于使用者操作，保持好的体验感。
防烟油变质材料在制备油杯中的应用，将防烟油变质材料通过拉制成型制成玻璃管；玻璃管通过机加切割，两边烧口，经过清洗、压模、清洗、退火、超声清洗、烘干工艺，得到油杯。
实施例2
一种防烟油变质材料，其特征在于，包括以下重量份原料：二氧化硅80份、纯碱6份、氧化铝2份、石灰石8份、硼酸2份、锑酸钠1份、二氧化钛15份、氧化锌7份。
二氧化钛为改性二氧化钛，改性二氧化钛的制备方法包括以下步骤：
①硝酸铈、去离子水、无水乙醇和乙酸依次加入反应容器中，搅拌混合；每0.001mol硝酸铈，所需去离子水体积为40ml，所需乙醇体积160ml，所需乙酸体积为36ml；
②将钛酸丁酯与乙醇按照体积比为10:28混合得到混合溶液，钛酸丁酯与步骤①中硝酸铈的摩尔比为1:0.005；
③将步骤②得到的混合溶液加入步骤①中反应容器中搅拌反应4h，再静置陈化20h，在100℃下干燥20h，然后在500℃下热处理8h，得到掺杂铈的二氧化钛，即为改性的二氧化钛。二氧化钛中掺杂铈能够细化晶粒，具有较高的热稳定性，能够在高温下抑制二氧化钛的晶型转变，使二氧化钛晶型保持为具有好的紫外吸收性的锐钛矿型。
本实施例提供防烟油变质材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料粉末通过球磨粉碎混合得到混合料，球磨转速为400r/min，球磨时间为12h；
(2)将步骤(1)的混合料放入玻璃窑中加热保温熔融，加热速度为4℃/min，温度为1200℃，保温时间为2h，澄清、均质、排出气泡，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)的玻璃液倒入预先加热至500℃的容器中形成玻璃毛坯，然后放入马弗炉中500℃下保温1h，消除内应力，自然冷却得到玻璃体；
(4)将步骤(3)得到的玻璃体，先在500℃下热处理3h，然后在600℃下热处理3h，自然冷却得到热处理后的玻璃体，即为防烟油变质材料。
本实施例还提供一种防烟油变质的雾化装置，包括由防烟油变质材料制成的油杯。
防烟油变质材料在制备油杯中的应用，将防烟油变质材料通过拉制成型制成玻璃管；玻璃管通过机加切割，两边烧口，经过清洗、压模、清洗、退火、超声清洗、烘干工艺，得到油杯。
实施例3
一种防烟油变质材料，其特征在于，包括以下重量份原料：二氧化硅70份、纯碱5份、氧化铝3份、石灰石9份、硼酸1份、锑酸钠0.5份、二氧化钛12份、氧化锌8份。
二氧化钛为改性二氧化钛，改性二氧化钛的制备方法包括以下步骤：
①硝酸铈、去离子水、无水乙醇和乙酸依次加入反应容器中，搅拌混合；每0.001mol硝酸铈，所需去离子水体积为50ml，所需乙醇体积140ml，所需乙酸体积为40ml；
②将钛酸丁酯与乙醇按照体积比为10:30混合得到混合溶液，钛酸丁酯与步骤①中硝酸铈的摩尔比为1:0.015；
③将步骤②得到的混合溶液加入步骤①中反应容器中搅拌反应3h，再静置陈化24h，在80℃下干燥24h，然后在450℃下热处理10h，得到掺杂铈的二氧化钛，即为改性的二氧化钛。
本实施例提供防烟油变质材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料粉末通过球磨粉碎混合得到混合料，球磨转速为350r/min，球磨时间为20h；
(2)将步骤(1)的混合料加热保温熔融，加热速度为6℃/min，温度为1400℃，保温时间1h，澄清、均质、排出气泡，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)的玻璃液倒入预先加热至500℃的容器中形成玻璃毛坯，然后放入马弗炉中500℃下保温1h，消除内应力，自然冷却得到玻璃体；
(4)将步骤(3)得到的玻璃体，先在550℃下热处理2h，然后在620℃下热处理2h，自然冷却得到热处理后的玻璃体，即为防烟油变质材料。
本实施例还提供一种防烟油变质的雾化装置，包括由防烟油变质材料制成的油杯。
防烟油变质材料在制备油杯中的应用，将防烟油变质材料通过拉制成型制成玻璃管；玻璃管通过机加切割，两边烧口，经过清洗、压模、清洗、退火、超声清洗、烘干工艺，得到油杯。
实施例4
一种防烟油变质材料，其特征在于，包括以下重量份原料：二氧化硅68份、纯碱8份、氧化铝4份、石灰石10份、硼酸3份、锑酸钠2份、二氧化钛8份、氧化锌6份。
二氧化钛为改性二氧化钛，改性二氧化钛的制备方法包括以下步骤：
①硝酸铈、去离子水、无水乙醇和乙酸依次加入反应容器中，搅拌混合；每0.001mol硝酸铈，所需去离子水体积为45ml，所需乙醇体积130ml，所需乙酸体积为38ml；
②将钛酸丁酯与乙醇按照体积比为10:32混合得到混合溶液，钛酸丁酯与步骤①中硝酸铈的摩尔比为1:0.010；
③将步骤②得到的混合溶液加入步骤①中反应容器中搅拌反应5h，再静置陈化20h，在120℃下干燥10h，然后在550℃下热处理5h，得到掺杂铈的二氧化钛，即为改性的二氧化钛。
本实施例提供防烟油变质材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料粉末通过球磨粉碎混合得到混合料，球磨转速350r/min，球磨时间20h；
(2)将步骤(1)的混合料加热保温熔融，加热速度为5℃/min，温度为1300℃，保温时间1h，澄清、均质、排出气泡，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)的玻璃液倒入预先加热至550℃的容器中形成玻璃毛坯，然后放入马弗炉中550℃下保温0.5h，消除内应力，自然冷却得到玻璃体；
(4)将步骤(3)得到的玻璃体，先在520℃下热处理3h，然后在600℃下热处理2h，自然冷却得到热处理后的玻璃体，即为防烟油变质材料。
对比例1
本对比例提供一种材料，其特征在于，包括以下重量份原料：二氧化硅80份、纯碱6份、氧化铝2份、石灰石8份、硼酸2份、锑酸钠1份。本对比例中材料的制备步骤和工艺参数与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种材料，其特征在于，包括以下重量份原料：二氧化硅80份、纯碱6份、氧化铝2份、石灰石8份、硼酸2份、锑酸钠1份、氧化锌22份。本对比例中材料的制备步骤和工艺参数与实施例1相同。
采用紫外分光光度计测试本发明实施例和对比例中防烟油变质材料的紫外光屏蔽性能，测试结果如表1所列。
表1本发明实施例和对比例的材料紫外光透过率
Figure BDA0002421840650000091
从表1中可以看出，本发明材料优异的防紫外光性能，二氧化钛和氧化锌协同增效，中波区和长波区紫外光都能屏蔽掉，具有广谱紫外屏蔽效果。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (9)

1.一种防烟油变质材料的制备方法，其特征在于，所述防烟油变质材料包括以下重量份原料：二氧化硅65～80份、纯碱5～8份、氧化铝2～4份、石灰石8～10份、硼酸1～3份、锑酸钠0.5～2份、二氧化钛8～15份、氧化锌5～8份；
所述防烟油变质材料的制备方法包括以下步骤：
(1)配料：将原料粉末通过粉碎混合得到混合料；
(2)加热熔融：将步骤(1)的混合料加热保温熔融，澄清、均质、排出气泡，得到玻璃液；
(3)成型：将步骤(2)的玻璃液倒入已经预热的容器中形成玻璃毛坯，然后在500℃～600℃保温0.5～1h，冷却得到玻璃体；
(4)热处理：将步骤(3)得到的玻璃体，先在500～550℃下热处理2～4h，然后在600～650℃下热处理2～4h，冷却得到热处理后的玻璃体，即为防烟油变质材料。
2.根据权利要求1所述的防烟油变质材料的制备方法，其特征在于，所述防烟油变质材料包括以下重量份原料：二氧化硅70～80份、纯碱5～6份、氧化铝2～3份、石灰石8～9份、硼酸1～2份、锑酸钠0.5～1份、二氧化钛10～15份、氧化锌7～8份。
3.根据权利要求1或2所述的防烟油变质材料的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛为改性二氧化钛，所述改性二氧化钛的制备方法包括以下步骤：
①硝酸铈、去离子水、无水乙醇和乙酸依次加入反应容器中，搅拌混合；
②将钛酸丁酯与乙醇混合得到混合溶液，所述钛酸丁酯与步骤①硝酸铈摩尔比为1:0.005～0.015；
③将步骤②得到的混合溶液加入步骤①中反应容器中搅拌反应，再静置陈化，最后干燥-热处理，得到改性的二氧化钛。
4.根据权利要求3所述的防烟油变质材料的制备方法，其特征在于，所述步骤①中，每0.001mol硝酸铈，所需去离子水体积为40～60ml，所需乙醇体积120～160ml，所需乙酸体积为35～40ml；
所述步骤②中，钛酸丁酯与乙醇的体积比为10:25～32；
所述步骤③中，搅拌反应时间3～5h，静置陈化时间为12～24h，干燥-热处理工艺参数为：干燥温度为60～120℃，干燥时间为10～36h，热处理温度为450～550℃，热处理时间为5～10h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，粉碎混合为球磨粉碎混合，所述球磨粉碎混合工艺参数：球磨转速300～400r/min，球磨时间12～24h；所述步骤(2)中，加热速度为4～6℃/min，温度为1200～1400℃，保温时间1～2h；所述步骤(3)中，预热的容器预热温度为500～550℃。
6.一种防烟油变质的雾化装置，其特征在于，包括由权利要求1～4任一项所述的防烟油变质材料的制备方法制得的防烟油变质材料制成的油杯。
7.根据权利要求6所述的防烟油变质的雾化装置，其特征在于，包括雾化芯、通气杆、螺纹杆、吸嘴及吸嘴硅胶，所述雾化芯设于所述通气杆内，所述通气杆与所述雾化芯对应位置设有导油孔；所述通气杆的上端延伸至所述油杯内，所述油杯的下端与所述螺纹杆密封连接；所述吸嘴插接于所述油杯内，所述吸嘴硅胶用于密封所述吸嘴和所述通气杆之间的空隙。
8.如权利要求1～4任一项所述的防烟油变质材料的制备方法制得的防烟油变质材料在制备油杯中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，将所述防烟油变质材料通过拉制成型制成玻璃管；玻璃管通过机加切割，两边烧口，经过清洗、压模、清洗、退火、超声清洗、烘干工艺，得到油杯。
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