CN113896564A - 一种球形材料、多孔陶瓷材料及雾化芯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及陶瓷领域,具体公开了一种球形材料、多孔陶瓷材料及雾化芯及其制备方法。球形材料选自球形氧化硅、球形氧化铝、球形氧化锆、球形碳化硅或球形氮化铝中任一种,球形材料的中位粒径为D50=10‑200μm;用球形材料烧结而成的多孔陶瓷的微观形貌呈蚁穴状;多孔陶瓷材料包括以下重量份的组分:球形材料35‑65份;粘结剂10‑25份;促进剂1‑5份;石蜡12‑25份。本申请的多孔陶瓷材料可用于制作成雾化芯,其具有在寿命允许范围内,抽吸口感无变淡、烟油还原度高以及安装过程中不易碎的优点。
Description
技术领域
本申请涉及多孔陶瓷领域,更具体地说,它涉及一种球形材料、多孔陶瓷材料及雾化芯及其制备方法。
背景技术
雾化芯是雾化器的核心部件,在工作时,烟油借助毛细微孔作用渗透至雾化芯表面,雾化芯上设置的发热电极发热,热量将表面附着的烟油雾化成烟雾。最初制作雾化芯的材料是玻纤绳,但因为玻纤绳特别容易破碎,所以又推出棉芯雾化芯,棉芯的口感还原好,但容易烧糊,烧糊后会产生致癌物质,对健康不利。而多孔陶瓷雾化芯因为能够均匀加热,有效地减少局部碳化现象,再结合多孔陶瓷较好的导液性,能有效减少“焦味”的产生,基于多孔陶瓷雾化芯的特性使其在行业内逐渐被应用。
目前市面上对雾化芯的要求包括充分雾化、较高程度还原烟油香味、足够的烟雾量和烟雾饱和度(即口感)等,而且由于陶瓷材料在安装过程中容易碎,因此,对多孔陶瓷的强度也提出了要求,上述这些要求均与多孔陶瓷的自身性质密切相关。
但多孔陶瓷雾化芯的矛盾点在于吸油能力、口感和强度不能兼顾,这是因为吸油速度快需要较大的孔径,而大的孔径出烟不够细腻,形成的气溶胶颗粒不够小,烟雾分散不均匀,影响口感;如果为了口感设计较小的孔径,在较小孔径的前提下提高雾化芯的吸油速度,通常会提高多孔陶瓷的孔隙率来实现,但这样就会影响多孔陶瓷的强度;而且不论是吸油速度、口感还是强度,多孔陶瓷的气孔均匀度也是非常重要的。
发明人认为虽然有很多技术对多孔陶瓷不断改进,但很少有相关技术能够较好地平衡多孔陶瓷雾化芯的吸油速度、口感和强度,并不能满足消费者对雾化芯的要求,限制了多孔陶瓷在电子烟领域的应用,因此,急需改善。
发明内容
为了较好地平衡雾化芯的吸油速度、口感和强度三方面的性能,本申请提供一种球形材料、多孔陶瓷材料及雾化芯及其制备方法。
第一方面,本申请提供一种球形材料,采用如下的技术方案:
一种球形材料,球形材料的中位粒径为D50=10-200μm。
为了平衡雾化芯的吸油速度、口感和强度,特意选择粒度为10-200 μm的球形材料,烧结后的多孔陶瓷的孔径分布在0.02-0.35mm之间,使用该多孔陶瓷做成的雾化芯在加热烟油后会形成细小均匀的气溶胶颗粒,产生的烟雾分散均匀,使电子烟的口感较好;另外由于烧结成的多孔陶瓷的孔隙率超过35%,能够满足雾化芯的吸油率;结合球形材料作为多孔陶瓷的骨架材料,相对比于天然材料,由于球形材料表面较为规则,球形材料在分散过程中不易团聚,颗粒间堆积方式比较接近,在烧结过程中不易出现异常长大的晶粒,气孔容易排出;生成的气孔中开孔多于贯通孔、闭孔,减少了无效孔的比例,在雾化芯的孔隙率较大的前提下多孔陶瓷的致密度较大,即雾化芯的强度较大,从而使得雾化芯的吸油速度、口感和强度得到了很好的平衡。为市场提供了符合消费者需求的雾化芯,拓展了多孔陶瓷在电子烟领域的应用。
优选的,所述球形材料的中位粒径为D50=38-48μm或D50=160-200μm。
粒径为D50=40-48μm、D50=160-200μm的球形材料使得雾化芯的吸油速度、口感和强度进一步得到平衡,从而使得雾化芯的性能得以提升。
第二方面,本申请提供一种多孔陶瓷材料,采用如下技术方案:
一种多孔陶瓷材料,包括以下重量份的组分:
上述球形材料35-65份
粘结剂10-25份
促进剂1-5份
石蜡12-25
造孔剂10-25份
所述球形材料选自球形氧化硅、球形氧化铝、球形氧化锆、球形碳化硅或球形氮化铝中任一种。
由于烧结是一个比较复杂的过程,原料之间的配比对多孔陶瓷的性能影响较大。为了获得雾化性能优异、口感好且强度较好的陶瓷雾化芯,本申请选择球形材料与粘结剂、促进剂、石蜡之间以特定比例配合。
为了提升雾化芯的吸油速度,在烧结过程中加入造孔剂。由于造孔剂的添加量对多孔陶瓷的孔隙率和致密度的影响是矛盾的,因此选择合适的添加量显得尤为重要。为了配合本申请的陶瓷材料而选择重量份为10-20份的造孔剂,造孔剂改变了球形材料的堆积状态,大孔比例提升的同时对雾化性即口感的影响在允许的范围内,同时球形材料堆积的连续性不易受到影响,多孔陶瓷的强度不易受到影响,使得多孔陶瓷强度、口感基本不变的前提下提高了雾化芯的吸油速度。
通过粘结剂、促进剂、石蜡以及造孔剂以特定比例配合,使得制备的雾化芯内部孔洞连通性好,在抽吸过程中积碳情况不明显,在寿命允许范围内,抽吸口感无变淡的现象出现;而且雾化芯孔径更均匀,雾化效果更好,烟油还原度进一步变高;同时球形粉体能很好地分散,使陶瓷材料的稳定性好,从而制得各方面性能稳定的雾化芯。
优选的,所述陶瓷材料还包括重量份为0.5-5份、粒径为D50=0.5-25μm的无机填料A和重量份为0.5-5份、粒径为D50=0.5-20μm的无机填料B中的一种或两种,所述无机填料A为碳化硅、氮化硅和氧化铝中的至少一种,所述无机填料B为氧化硅和氧化铝中的至少一种。
为了与粒径为D50=10-200μm的球形材料更好地配合,特定选择了粒径为D50=0.5-25μm的碳化硅、氮化硅或氧化铝,有助于改善雾化芯耐高温性能的同时提高多孔陶瓷预成型的密度,烧结后获得耐高温且致密的陶瓷,使得雾化芯在长时间使用后不易损坏,延长了雾化芯的使用寿命。
为了与粒径为D50=10-200μm的球形材料更好地配合,选择粒径为D50=0.5-20μm的氧化硅和氧化铝配合,烧结后获得光洁度好且致密的陶瓷,使得雾化芯在长时间使用后不易损坏,延长了雾化芯的使用寿命。
优选的,所述多孔陶瓷材料所述多孔陶瓷材料还包括重量份为0.5-1.5份的分散剂,所述分散剂为聚丙烯酸铵类分散剂。
聚丙烯酸铵类分散剂易溶于石蜡,能够较好地分散多孔陶瓷材料的其他成分,使用较少的用量便能起到较好的分散效果,能促进球形材料、粘结剂、造孔剂分散均匀,且在搅拌过程中不易使熔融的石蜡产生过多的气泡,减少由于气泡导致各种粉体分散不均以及烧结过程中产生闭孔的问题。由于油烟是无法通过闭孔的,而且闭孔的增多会降低多孔陶瓷材料的致密度。因此,聚丙烯酸铵类分散剂通过减少闭孔能够提升多孔陶瓷材料的致密度,长时间使用后不易损坏,延长了多孔陶瓷材料的使用寿命。
优选的,所述粘结剂为玻璃粉,所述促进剂为油酸和硬脂酸中的至少一种,所述造孔剂为碳粉、木屑、PMMA和淀粉中的任一种。
多孔陶瓷以氧化硅、氧化铝、氧化锆、碳化硅或氮化铝等高温材料作为骨架料,玻璃粉的熔点低,在多孔陶瓷中起高温粘结剂的作用,在高温下熔融将骨架料粘结在一起。由于造孔剂在高温下挥发或者燃烧形成孔洞,烧结温度高达1350-1700℃,能耗高,生产成本高,并且在生产过程中产品容易变形开裂,而采用低熔点玻璃粉作为粘接剂,烧结温度可以降至600℃左右,使得生产能耗和成本大大降低。
碳粉、木屑、PMMA或者淀粉在中位粒径为D50=10-200μm的球形材料中分散比较均匀,燃烧后形成的孔洞较为均匀,制备成陶瓷雾化芯具有均匀、细腻的抽吸口感,提高了消费者的使用体验。
陶瓷材料在干燥过程中,会从粘流态到失去流动性变为不流动的凝胶,最后变成固体。干燥后,硬脂酸或者油酸的分子结构仍然为长链状,而分子长链可以在陶瓷颗粒之间架桥,产生交联作用而形成不规则的网状结构,将陶瓷颗粒紧紧包裹,起到纤维增加坯体强度的作用。同时油酸或者硬脂酸在本申请的球形材料中还具有优异的降粘效果,在材料表面形成一层保护膜可以防止粒子团聚,改善物料流动性,从而使得陶瓷材料分散均匀,质地均匀,使材料的稳定性增强,陶瓷颗粒能够较长时间保持相对稳定和良好的分散状态,便于在成型过程中陶瓷颗粒能够密实化堆积,从而能得到孔隙率较大且强度较高的陶瓷雾化芯。
第三方面,本申请提供一种多孔陶瓷材料的制备方法,采用如下的技术方案:
一种多孔陶瓷材料的制备方法,加热石蜡至完全溶解,之后边搅拌边注射促进剂,搅拌均匀后加入球形材料、粘结剂、造孔剂,加料速度控制在10g/s-50g/s完全加入后保持在60-75℃温度下搅拌5-12h,然后出料冷却至室温,获得多孔陶瓷材料。
优选的,与所述球形材料一起加入的还有无机填料A、无机填料B和分散剂中的至少一种;无机填料A的加入量为0.5-5份,无机材料B的加入量为0.5-5份,分散剂的加入量为0.5-1.5份。
经过上述加工步骤获得的多孔陶瓷材料的稳定性较高,使得多孔陶瓷成型性好,从而使得制备多孔陶瓷的合格率高、性能稳定,节约了生产成本。
第四方面,本申请提供一种雾化芯,采用如下的技术方案:
一种雾化芯,由上述的多孔陶瓷材料烧结而成,所述雾化芯的微观形貌呈蚁穴状,气孔的大小及陶瓷微观结构均匀且是较为规则的类球形。
一种雾化芯,由以下步骤制备而成:
步骤1),成型:将多孔陶瓷材料加热至物料完全溶解后开始搅拌,搅拌30-60min后在0.5-2Mpa的压力下注射成型,得到成型的雾化芯;
步骤2),排胶烧结:将成型的雾化芯掩埋在埋烧粉中先进行排胶,排胶温度360-450℃,排胶时间12-24h,之后在580-1200℃的温度下烧结,烧结到最高温度后保温15-150min,获得成瓷的雾化芯;
步骤3),清洗:取出成瓷雾化芯在沸水中清洗干净、干燥,获得雾化芯。
陶瓷材料烧结为陶瓷的过程复杂,多孔陶瓷的性能受到温度、压力、时间、人的因素、机器因素等多方面的影响,不同的陶瓷材料并不能常规地选择时间、温度、压力等,而是要结合陶瓷材料的具体组成成分以及配比设计,通过上述的烧结方法并控制成型压力、排胶温度时间、烧结温度时间等参数,进一步提高成型稳定性,减少排胶不完全或烧结不完全而导致多孔陶瓷容易形变,使得到的多雾化芯效果孔径均匀,内部孔洞连通性好,抽吸吸阻小,吸油速度快,烟油还原度高,在抽吸过程中积碳情况不明显,在寿命允许范围内,抽吸口感无变淡的现象出现,从而获得雾化效果、口感和强度三方面效果均优异的雾化芯。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
1、由于本申请采用选择粒度为10-200μm以及形状为球形的材料作为多孔陶瓷的主体骨料,使得雾化芯的雾化性能、口感和强度得到了很好的平衡,为市场提供了满足消费者需求的雾化芯,拓展了多孔陶瓷在电子烟领域的应用。
2、本申请中优选采用球形材料与粘结剂、促进剂、石蜡之间以特定比例配合,制得的陶瓷材料稳定性好,从而制得各方面性能稳定的雾化芯,在雾化芯寿命允许范围内,抽吸口感无变淡的现象出现,烟油还原度进一步提高。
3、本申请制备多孔陶瓷材料的方法,获得的多孔陶瓷材料的稳定性较高,使得多孔陶瓷成型性好、合格率高、性能稳定,节约了生产成本。
4、本申请制备雾化芯的方法,得到的多雾化芯效果孔径均匀,内部孔洞连通性好,抽吸吸阻小,吸油速度快,烟油还原度高,从而获得雾化效果、口感和强度三方面效果均优异的雾化芯。
附图说明
图1(a)是实施例1中位粒径D50=10μm的球形材料制备的雾化芯的SEM图。
图1(b)是实施例2中位粒径D50=14μm的球形材料制备的雾化芯的SEM图。
图1(c)是实施例4中位粒径D50=38μm的球形材料制备的雾化芯的SEM图。
图1(d)是实施例5中位粒径D50=48μm的球形材料制备的雾化芯的SEM图。
图2是对比例1骨料采用天然锆英石的球形材料制备的雾化芯的SEM图。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例中的聚丙烯酸铵分散剂购自广州市汇翔化工有限公司型号为SN5027的聚丙烯酸铵分散剂和上海中基行化工有限公司型号为XA450的聚丙烯酸铵分散剂。
实施例中的氧化硅、球形氧化铝、球形氧化锆、球形碳化硅和球形氮化铝均为市售的工业材料。
陶瓷材料的制备例
制备例1
本制备例公开一种多孔陶瓷材料,制备方法为:
将石蜡投入至配料桶中,加热石蜡至60℃,待石蜡完全溶解后开始搅拌,边搅拌边注射促进剂,搅拌均匀后加入球形材料、粘结剂混合而成的粉体混合物,加料速度控制在10g/s,粉体混合物加入完毕后保持60℃,搅拌5h后出料冷却,获得多孔陶瓷材料。
制备例2、4-6
本制备例公开一种多孔陶瓷材料,制备方法为:
将石蜡投入至配料桶中,加热石蜡至70℃,待石蜡完全溶解后开始搅拌,边搅拌边注射促进剂,搅拌均匀后加入球形材料、粘结剂混合而成的粉体混合物,加料速度控制在30g/s,粉体混合物加入完毕后保持65℃,搅拌8h后出料冷却,获得多孔陶瓷材料。
制备例3
本制备例公开一种多孔陶瓷材料,制备方法为:
将石蜡投入至配料桶中,加热石蜡至90℃,待石蜡完全溶解后开始搅拌,边搅拌边注射促进剂,搅拌均匀后加入球形材料、粘结剂混合而成的粉体混合物,加料速度控制在50g/s,粉体混合物加入完毕后保持75℃,搅拌12h后出料冷却,获得多孔陶瓷材料。
制备例1-6的原料投入量见表1,单位:Kg。
表1
制备例7
与制备例4的区别在于,球形材料为球形氧化铝。
制备例8
与制备例4的区别在于,球形材料为球形氧化锆。
制备例9
与制备例4的区别在于,球形材料为球形碳化硅。
制备例10
与制备例4的区别在于,球形材料为球形氮化铝。
制备例11
与制备例4的区别在于,促进剂为硬脂酸。
制备例7-11中各原料的投入量见表2,投入量:Kg。
表2
制备例12
与制备例4的区别在于,与球形氧化硅一起加入的还有中位粒径为0.5μm的碳化硅和氮化硅。
制备例13
与制备例4的区别在于,与球形氧化硅一起加入的还有中位粒径为10μm氮化硅。
制备例14
与制备例4的区别在于,与球形氧化硅一起加入的还有中位粒径为25μm碳化硅、氧化铝。
制备例15
与制备例4的区别在于,与球形氧化硅一起加入的还有中位粒径为0.5μm氧化硅。
制备例16
与制备例4的区别在于,与球形氧化硅一起加入的还有中位粒径为20μm氧化铝。
制备例17
与制备例13的区别在于,与球形氧化硅一起加入的还有中位粒径为10μm氧化硅、氧化铝。
制备例12-17中各原料的投入量见表3,投入量:Kg。
表3
制备例18
与制备例4的区别在于,与球形氧化硅一起加入的还有广州市汇翔化工有限公司型号为SN5027的聚丙烯酸铵分散剂。
制备例19
与制备例4的区别在于,与球形氧化硅一起加入的还有上海中基行化工有限公司型号为XA450的聚丙烯酸铵分散剂。
制备例20
与制备例13的区别在于,与球形氧化硅一起加入的还有上海中基行化工有限公司型号为XA450的聚丙烯酸铵分散剂。
制备例21
与制备例17的区别在于,与球形氧化硅一起加入的还有上海中基行化工有限公司型号为XA450的聚丙烯酸铵分散剂。
制备例22
与制备例5的区别在于,与球形氧化硅一起加入的还有中位粒径为12μm的氮化硅、碳化硅,中位粒径为10μm的氧化硅、氧化铝,上海中基行化工有限公司型号为XA450的聚丙烯酸铵分散剂。
制备例18-22中各原料的投入量见表4,投入量:Kg。
表4
雾化芯的实施例
实施例1-22
实施例1-22公开由上述制备例制备的多孔陶瓷材料加工形成的雾化芯。
实施例1-22所用的多孔陶瓷材料见表5。
表5
雾化芯的制备方法1:
步骤1),成型:将多孔陶瓷材料分别添加至设备物料筒中,加热至60℃,物料完全溶解后开始搅拌,搅拌30min后在0.5Mpa的压力下注射成型,得到成型的雾化芯;
步骤2),排胶烧结:将成型的雾化芯掩埋在埋烧粉中先进行排胶,排胶温度360℃,排胶时间12h,之后在580℃的温度下烧结,烧结到最高温度后保温15min,获得成瓷的雾化芯;
步骤3),清洗:取出成瓷雾化芯在沸水中清洗干净,之后在125℃的烘箱中干燥5h,获得雾化芯。
雾化芯的制备方法2:
步骤1),成型:将多孔陶瓷材料分别添加至设备物料筒中,加热至60℃,物料完全溶解后开始搅拌,搅拌30min后在0.5Mpa的压力下注射成型,得到成型的雾化芯;
步骤2),排胶烧结:将成型的雾化芯掩埋在埋烧粉中先进行排胶,排胶温度360℃,排胶时间12h,之后在580℃的温度下烧结,烧结到最高温度后保温30min,获得成瓷的雾化芯;
步骤3),清洗:取出成瓷雾化芯在沸水中清洗干净,之后在140℃的烘箱中干燥8h,获得雾化芯。
雾化芯的制备方法3:
步骤1),成型:将多孔陶瓷材料分别添加至设备物料筒中,加热至75℃,物料完全溶解后开始搅拌,搅拌60min后在2Mpa的压力下注射成型,得到成型的雾化芯;
步骤2),排胶烧结:将成型的雾化芯掩埋在埋烧粉中先进行排胶,排胶温度450℃,排胶时间24h,之后在1200℃的温度下烧结,烧结到最高温度后保温150min,获得成瓷的雾化芯;
步骤3),清洗:取出成瓷雾化芯在沸水中清洗干净,之后在175℃的烘箱中干燥10h,获得雾化芯。
对比例
对比例1
与实施例2的区别在于,骨料采用天然锆英石。
对比例2
与实施例2的区别在于,球形材料的中位粒径为5μm。
对比例3
与实施例2的区别在于,球形材料的中位粒径为210μm。
性能检测试验
检测方法/试验方法
测试1 测试雾化芯的孔隙率
测试方法:GB/T 1966-1996《多孔陶瓷显气孔率、容重试验方法》。
具体操作:从实施例1-22和对比例1-3取样,将恒重的试样m1放入盛有蒸馏水的煮沸容器中,在试样之间与容器底部垫以干净的纱布,使试样之间不相互接触,煮沸过程中保持水面高出试样50mm。加热蒸馏水至沸腾并保持2h,然后停止加热,冷却至室温。将饱和试样放入金属丝网篮并悬挂在带溢流管的水容器中,称量饱和试样在液体中的质量,精确至0.01g,记为m3。从液体中取出饱和试样,用饱含水的多层纱布,擦去试样表面附着水分,迅速称量饱和试样在空气中的质量,精确至0.01g,记为m2。
测试2测试雾化芯的致密度
依照测试孔隙率中的试样称量数据,
M1 为干燥的雾化芯的重量;
M2为吸满水的饱和试样重量;
M3为饱和试样在水中的重量;
测试3测试雾化芯的吸油速度
将高密度海绵置于油槽中,油槽中加入由甘油和丙二醇以6:4的质量比混合而成烟油主体成分,待高密度海绵吸满油后,烟油低于海绵平面10mm,将油槽温度设置为35℃,待温度稳定后,将样品放置于海绵上,计算样品完全吸满油需要的时间,即为吸油速度,单位:s。
测试4 测试雾化芯的抗压强度
取实施例1-22和对比例1-3制备的雾化芯,放置在压力机的测试位置,压力杆以1mm/s的速度压向雾化芯的侧壁,直至雾化芯被压碎,读取压力机上的显示数据,记为雾化芯的抗压强度,单位:N。
测试5 测试雾化芯的出烟均匀度
10名电子烟爱好者分别对同一多孔陶瓷雾化芯制作的电子烟进行测试打分,(均匀7-10份;一般4-6份;不均匀1-3份)选取分数最接近的三名志愿者对实施例1-22和对比例1-3的多孔陶瓷雾化芯进行评分,最终结果以三人的平均值为准。
表6
根据表6中实施例1与对比例1的数据对比可得,相对于天然锆英石,本申请采用中位粒度为10μm的球形材料,两个材料虽然粒径相同,但最终制备出的陶瓷雾化芯的平均孔径相差较大且是天然锆英石较大,说明天然材料的质地不均匀,得到的材料孔洞不均,存在大孔、小孔互相交错的状态,因而其均匀度仅有2分,抗压强度仅有12MPa,致密度0.5g/cm3,吸油速度过快,达到18s。使用本申请的球形材料作为多孔陶瓷的骨架材料,相对比于天然材料,由于球形材料表面较为规则,球形材料在分散过程中不易团聚,颗粒间堆积方式比较接近,在烧结过程中不易出现异常长大的晶粒,气孔容易排出;生成的气孔中开孔多于贯通孔、闭孔,减少了无效孔的比例,在雾化芯的孔隙率较大的前提下多孔陶瓷的致密度较大,即雾化芯的强度较大,从而使得雾化芯的吸油速度、口感和强度得到了很好的平衡。
根据表6中实施例1-6与对比例2、3的数据对比可得,材料的中位粒径超出10-200μm的范围,对比例2、3最终得到材料的抽吸均匀度一般,抗压强度、致密度很差,说明只有选择材料的中位粒径粒度为10-200 μm,根据图1可以看到,以图1(c)为例,得到的雾化芯效果孔径均匀,内部孔洞连通性好,雾化芯的微观形貌呈蚁穴状,气孔的大小及陶瓷微观结构均匀且是较为规则的类球形,雾化芯在加热烟油后会形成细小均匀的气溶胶颗粒且孔隙率较大,在雾化芯的孔隙率较大的前提下多孔陶瓷的致密度较大,抗压强度大,从而使得雾化芯的吸油速度、口感和强度得到了很好的平衡。为市场提供了符合消费者需求的雾化芯,拓展了多孔陶瓷在电子烟领域的应用。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种球形材料,其特征在于,所述球形材料的中位粒径为D50=10-200μm。
2.根据权利要求1所述的球形材料,其特征在于:所述球形材料的中位粒径为D50=38-48μm或D50=160-200μm。
3.一种多孔陶瓷材料,其特征在于,包括以下重量份的组分:
权利要求1-2任一球形材料35-65份;
粘结剂10-25份;
促进剂1-5份;
石蜡12-25份;
造孔剂10-20份;
所述球形材料选自球形氧化硅、球形氧化铝、球形氧化锆、球形碳化硅或球形氮化铝中任一种。
4.根据权利要求3所述的多孔陶瓷材料,其特征在于:所述陶瓷材料还包括重量份为0.5-5份、粒径为D50=0.5-25μm的无机填料A和重量份为0.5-5份、粒径为D50=0.5-20μm的无机填料B中的一种或两种,所述无机填料A为碳化硅、氮化硅和氧化铝中的至少一种,所述无机填料B为氧化硅和氧化铝中的至少一种。
5.根据权利要求3或4任一所述的多孔陶瓷材料,其特征在于:所述多孔陶瓷材料还包括重量份为0.5-1.5份的分散剂。
6.根据权利要求3或4所述的多孔陶瓷材料,其特征在于:所述粘结剂为玻璃粉,所述促进剂为油酸和硬脂酸中的至少一种,所述造孔剂为碳粉、木屑、PMMA和淀粉中的任一种。
7.一种如权利要求3-6任一所述的多孔陶瓷材料的制备方法,其特征在于:
加热石蜡至完全溶解,之后边搅拌边注射促进剂,搅拌均匀后加入球形材料、粘结剂、造孔剂,加料速度控制在10g/s-50g/s完全加入后保持在60-75℃温度下搅拌5-12h,然后出料冷却至室温,获得多孔陶瓷材料。
8.根据权利要求7所述的多孔陶瓷材料的制备方法,其特征在于:与所述球形材料一起加入的还有无机填料A、无机填料B和分散剂中的至少一种;无机填料A的加入量为0.5-5份,无机材料B的加入量为0.5-5份,分散剂的加入量为0.5-1.5份。
9.一种雾化芯,其特征在于:由权利要求3-8任一多孔陶瓷材料烧结而成,所述雾化芯的微观形貌呈蚁穴状,气孔的大小及陶瓷微观结构均匀且是较为规则的类球形。
10.一种雾化芯的制备方法,其特征在于,由以下步骤制备而成:
步骤1),成型:将多孔陶瓷材料加热至物料完全溶解后开始搅拌,搅拌30-60min后在0.5-2Mpa的压力下注射成型,得到成型的雾化芯;
步骤2),排胶烧结:将成型的雾化芯掩埋在埋烧粉中先进行排胶,排胶温度360-450℃,排胶时间12-24h,之后在580-1200℃的温度下烧结,烧结到最高温度后保温15-150min,获得成瓷的雾化芯;
步骤3),清洗:取出成瓷雾化芯在沸水中清洗干净、干燥,获得雾化芯。
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2021
- 2021-09-25 CN CN202111124896.0A patent/CN113896564A/zh active Pending
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