CN113912413B - 一种陶瓷雾化芯及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种陶瓷雾化芯及其制备方法和应用，属于雾化技术领域。本发明通过减少陶瓷雾化芯中金属含量达到减少有害物质的产出的效果，同时通过限定多孔陶瓷材料的制备方法，通过球磨控制球磨料的粒径，以石蜡为造孔剂，在第一烧结的过程中发生了排蜡，控制多孔陶瓷材料的孔隙和孔隙率，制得的多孔陶瓷材料的孔隙为25～35μm，孔隙率为40～70％，进而提高烟油的流通性，达到在降低金属含量的情况下，不影响陶瓷雾化芯的使用寿命。

Description

一种陶瓷雾化芯及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及雾化技术领域，尤其涉及一种陶瓷雾化芯及其制备方法和应用。
背景技术
雾化芯通过将烟油加热气化，产生雾状颗粒，模仿传统烟草燃烧后的烟雾效果，现有技术的雾化芯中金属的含量在90wt％以上，烟油的主要成份是丙三醇及丙二醇，在将烟油雾化的过程产生了较多的有害物质，例如加入金属当催化剂容易产生甲醛，乙醛等有害物质，若降低金属的含量，则雾化芯会存在不导电的问题，影响雾化芯的使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种陶瓷雾化芯及其制备方法和应用。本发明提供的陶瓷雾化芯中金属的含量低，能够减少有害物质的产出，同时不影响使用寿命。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种陶瓷雾化芯的制备方法，包括以下步骤：
将二氧化硅、刚玉砂和白土混合后依次进行干燥和球磨，得到球磨料；
将部分所述球磨料与石蜡混合后进行真空和蜡，得到浆料；
将所述浆料进行依次进行成型、埋粉、第一烧结、清粉和干燥，得到多孔陶瓷材料；
将发热浆料涂覆在所述多孔陶瓷材料的表面后进行第二烧结，得到所述陶瓷雾化芯；所述发热浆料包括以下重量含量的组分：有机添加物10～30％和无机添加物70～90％，所述有机添加物包括乙基纤维素、松油醇、柠檬酸三丁酯和乙酸丁酯，所述无机添加物包括镍、铬和剩余所述球磨料，所述无机添加物中剩余所述球磨料的质量含量为5～30％，所述无机添加物中镍和铬的质量含量总和为70～95％。
优选地，所述球磨料中二氧化硅的含量为80～97wt％，刚玉砂的含量为0～5wt％，白土的含量为3～15wt％，且所述刚玉砂的含量不为0。
优选地，所述球磨的料球比为1:0.1～1，时间为1～5h。
优选地，所述部分所述球磨料与石蜡的质量比为5:2～10。
优选地，所述第一烧结的温度为700～1500℃，时间为2～5h。
优选地，所述有机添加物中乙基纤维素的含量为5～15wt％，松油醇的含量为50～70wt％，柠檬酸三丁酯的含量为10～30wt％，乙酸丁酯的含量为5～15wt％。
优选地，所述第二烧结的温度为500～1500℃，时间为10～180min。
优选地，所述镍和铬的质量比为1～9:9～1。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的陶瓷雾化芯。
本发明还提供了上述技术方案所述的陶瓷雾化芯在处理烟油中的应用。
本发明提供了一种陶瓷雾化芯的制备方法，包括以下步骤：将二氧化硅、刚玉砂和白土混合后依次进行干燥和球磨，得到球磨料；将部分所述球磨料与石蜡混合后进行真空和蜡，得到浆料；将所述浆料进行依次进行成型、埋粉、第一烧结、清粉和干燥，得到多孔陶瓷材料；将发热浆料涂覆在所述多孔陶瓷材料的表面后进行第二烧结，得到所述陶瓷雾化芯；所述发热浆料包括以下重量含量的组分：有机添加物10～30％和无机添加物70～90％，所述有机添加物包括乙基纤维素、松油醇、柠檬酸三丁酯和乙酸丁酯，所述无机添加物包括镍、铬和剩余所述球磨料，所述无机添加物中剩余所述球磨料的质量含量为5～30％，所述无机添加物中镍和铬的质量含量总和为70～95％。本发明通过减少陶瓷雾化芯中金属含量达到减少有害物质的产出的效果，同时通过限定多孔陶瓷材料的制备方法，通过球磨控制球磨料的粒径，以石蜡为造孔剂，在第一烧结的过程中发生了排蜡，控制多孔陶瓷材料的孔隙和孔隙率，制得的多孔陶瓷材料的孔隙为25～35μm，孔隙率为40～70％，进而提高烟油的流通性，达到在降低金属含量的情况下，不影响陶瓷雾化芯的使用寿命。
附图说明
图1为实施例1中陶瓷雾化芯在低放大倍率下的电镜图；
图2为实施例1中陶瓷雾化芯在中放大倍率下的电镜图；
图3为实施例1中陶瓷雾化芯在高放大倍率下的电镜图；
图4为实施例1中市售雾化芯在低放大倍率下的电镜图；
图5为实施例1中市售雾化芯在中放大倍率下的电镜图；
图6为实施例1中市售雾化芯在高放大倍率下的电镜图。
具体实施方式
本发明提供了一种陶瓷雾化芯的制备方法，包括以下步骤：
将二氧化硅、刚玉砂和白土混合后依次进行干燥和球磨，得到球磨料；
将部分所述球磨料与石蜡混合后进行真空和蜡，得到浆料；
将所述浆料进行依次进行成型、埋粉、第一烧结、清粉和干燥，得到多孔陶瓷材料；
将发热浆料涂覆在所述多孔陶瓷材料的表面后进行第二烧结，得到所述陶瓷雾化芯；所述发热浆料包括以下重量含量的组分：有机添加物10～30％和无机添加物70～90％，所述有机添加物包括乙基纤维素、松油醇、柠檬酸三丁酯和乙酸丁酯，所述无机添加物包括镍、铬和剩余所述球磨料，所述无机添加物中剩余所述球磨料的质量含量为5～30％，所述无机添加物中镍和铬的质量含量总和为70～95％。
本发明将二氧化硅、刚玉砂和白土混合后依次进行干燥和球磨，得到球磨料。
本发明对所述二氧化硅、刚玉砂和白土的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述球磨料中二氧化硅的含量优选为80～97wt％，刚玉砂的含量优选为0～5wt％，白土的含量优选为3～15wt％，且所述刚玉砂的含量不为0。
在本发明中，所述干燥优选为烘干，所述烘干的温度优选为100～200℃，时间优选为30～60分钟；所述烘干优选在烘箱中进行。
在本发明中，所述球磨的料球比优选为1:0.1～1，时间优选为1～5h。
得到球磨料后，本发明将部分所述球磨料与石蜡混合后进行真空和蜡，得到浆料。
在本发明中，所述部分球磨料与石蜡的质量比优选为5:2～10。
在本发明中，所述石蜡优选溶解后再与部分所述球磨料混合。在本发明中，所述溶解优选为加热，所述加热的温度优选为50～350℃。
在本发明中，所述混合优选为机械搅拌，所述机械搅拌的时间优选为1～5h。
在本发明中，所述真空和蜡优选在真空和蜡机中进行，所述真空和蜡的作用是保证消除气泡，避免成型时产品包气；所述真空和蜡的时间优选为1～5h。
得到浆料后，本发明将所述浆料进行依次进行成型、埋粉、第一烧结、清粉和干燥，得到多孔陶瓷材料。
在本发明中，所述成型优选为热压铸成型，本发明对所述热压铸成型的具体方式没有特殊的限定，能够保证成型即可。
在本发明中，所述埋粉优选为将成型得到的蜡胚埋入排蜡粉中，本发明对所述排蜡粉的种类和用量没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
在本发明中，所述第一烧结的温度优选为700～1500℃，更优选为80～1200℃，时间优选为2～5h，在所述第一烧结的过程中，蜡胚中的石蜡经高温排除后得到特定孔隙率和孔径的多孔陶瓷材料。本发明得到的所述多孔陶瓷材料的孔隙优选为25～35μm，孔隙率优选为40～70％，更优选为50～60％。
在本发明中，所述清粉的作用是去除排蜡粉。
在本发明中的具体实施例中，所述清粉优选为取2～10mm的球和所得第一烧结产物一同放入振抛机，进行1～2h的清粉。
所述清粉完成后，本发明优选还包括超声波清洗的步骤，本发明对所述超声波清洗的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
在本发明中，所述干燥优选为烘干，所述烘干的温度优选为100～300℃，时间优选为30～90分钟，所述烘干优选在烘箱中进行。
得到多孔陶瓷材料后，本发明将发热浆料涂覆在所述多孔陶瓷材料的表面后进行第二烧结，得到所述陶瓷雾化芯；所述发热浆料包括以下重量含量的组分：有机添加物10～30％和无机添加物70～90％，所述有机添加物包括乙基纤维素、松油醇、柠檬酸三丁酯和乙酸丁酯，所述无机添加物包括镍、铬和剩余所述球磨料，所述无机添加物中剩余所述球磨料的质量含量为5～30％，所述无机添加物中镍和铬的质量含量总和为70～95％。
本发明对所述涂覆的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
在本发明中，所述发热浆料与多孔陶瓷材料的质量比优选为1～1.2:0.1～0.3。
在本发明中，所述涂覆后湿膜的厚度优选为0.05～0.25mm。
在本发明中，所述有机添加物中乙基纤维素的含量优选为5～15wt％，松油醇的含量优选为50～70wt％，柠檬酸三丁酯的含量优选为10～30wt％，乙酸丁酯的含量优选为5～15wt％。
在本发明中，所述镍和铬的质量比优选为1～9:9～1，更优选为1:1。
在本发明中，所述第二烧结的温度优选为500～1500℃，更优选为800～1200℃，时间优选为10～180min，更优选为60～120min；在所述第二烧结的过程中，镍和铬形成镍铬合金，剩余所述球磨料形成多孔陶瓷。在本发明中，所述第二烧结优选在真空炉中进行。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的陶瓷雾化芯，包括多孔陶瓷载体和金属，所述金属负载在所述多孔陶瓷载体的表面以及孔隙中，所述金属包括镍和铬。
本发明还提供了上述技术方案所述的陶瓷雾化芯在处理烟油中的应用。本发明对所述应用的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明提供的陶瓷雾化芯及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
多孔陶瓷材料配方：二氧化硅80wt％，刚玉砂5wt％，白土15wt％；
按配方称取原辅料；
烘干：放入烘箱，设定100℃，烘烤时间30分钟；
球磨：将烘干好的原辅料总重25公斤，放入50L球磨桶，加入球磨石料球比1:0.1，球磨1小时；
快速和腊：加入石蜡10公斤，设定温度50℃，等待蜡溶解后加入球磨好的原辅料，设定时间1小时；
真空和蜡：取快速和蜡好的浆料放入真空和蜡机脱泡保证将料里没有气泡，避免成型时产品包气，设定时间1小时；
热压铸成型:真空和蜡好的浆料放入成型机成型；
埋粉：将成型好的蜡胚埋入排蜡粉中；
第一烧结：设定温度700℃，保温时间5小时，将蜡胚中的蜡经高温排除；
清粉：取2mm的球和产品一同放入振抛机，设定时间2小时；
清洗:用超声波清洗产品
烘干：将产品用不绣钢网兜装起，放入烘箱，设定温度100℃，时间90分钟，得到多孔陶瓷材料；
印刷:把多孔陶瓷材料放入治具，将发热浆料印刷在多孔陶瓷材料表面，发热浆料与多孔陶瓷材料的质量比为1:0.3，发热浆料包括有机添加物30wt％和无机添加物70wt％，有机添加物包括乙基纤维素、松油醇、柠檬酸三丁酯和乙酸丁酯，有机添加物中乙基纤维素的含量为15wt％，松油醇的含量为70wt％，柠檬酸三丁酯的含量为10wt％，乙酸丁酯的含量为5wt％；所述无机添加物包括镍、铬和球磨料，无机添加物中球磨料的质量含量为30％，无机添加物中镍和铬的质量含量总和为70％，镍和铬的质量比为1:1；
插线：用插线机将引线插入多孔陶瓷材料的两个预留孔；
第二烧结：把产品放入真空炉，设定温度500℃，保温时间180分钟，得到陶瓷雾化芯。
图1～3为陶瓷雾化芯在不同放大倍率下的电镜图，图4～6为市售雾化芯在不同放大倍率下的电镜图，图1～6中白色的部份为金属，灰色的部份为多孔陶瓷材料，可知，本实施例制得的陶瓷雾化芯中金属含量低。
本实施例制得的多孔陶瓷材料的孔隙为25μm，孔隙率为70％；金属包括镍和铬。
将烟油分别经过本实施例制得的陶瓷雾化芯以及市售雾化芯雾化后，收集烟雾，然后做甲醛和乙醛的含量分析，通过对比可知，本实施例制得的陶瓷雾化芯产生的甲醛和乙醛的含量低。
对本实施例制得的陶瓷雾化芯的使用寿命进行测试，测试条件：55mL/每口，每口间隔30秒，测试电流1.7A。
测试结果如表1所示。由表1可知，本发明制得的陶瓷雾化芯使用寿命好。
表1使用寿命测试结果
Figure BDA0003320988990000071
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种陶瓷雾化芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将二氧化硅、刚玉砂和白土混合后依次进行干燥和球磨，得到球磨料；
将部分所述球磨料与石蜡混合后进行真空和蜡，得到浆料；所述部分所述球磨料与石蜡的质量比为5:2～10；
将所述浆料进行依次进行成型、埋粉、第一烧结、清粉和干燥，得到多孔陶瓷材料；
将发热浆料涂覆在所述多孔陶瓷材料的表面后进行第二烧结，得到所述陶瓷雾化芯；所述发热浆料包括以下重量含量的组分：有机添加物10～30％和无机添加物70～90％，所述有机添加物包括乙基纤维素、松油醇、柠檬酸三丁酯和乙酸丁酯，所述无机添加物包括镍、铬和剩余所述球磨料，所述无机添加物中剩余所述球磨料的质量含量为5～30％，所述无机添加物中镍和铬的质量含量总和为70～95％；所述镍和铬的质量比为1～9:9～1；所述第二烧结的温度为500～1500℃，时间为10～180min。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球磨料中二氧化硅的含量为80～97wt％，刚玉砂的含量为0～5wt％，白土的含量为3～15wt％，且所述刚玉砂的含量不为0。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球磨的料球比为1:0.1～1，时间为1～5h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一烧结的温度为700～1500℃，时间为2～5h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机添加物中乙基纤维素的含量为5～15wt％，松油醇的含量为50～70wt％，柠檬酸三丁酯的含量为10～30wt％，乙酸丁酯的含量为5～15wt％。
6.权利要求1～5任一项所述制备方法制得的陶瓷雾化芯。
7.权利要求6所述的陶瓷雾化芯在处理烟油中的应用。
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