一种多孔陶瓷组合物及其制备方法和应用该陶瓷组合物的电子烟雾化芯
阅读说明：本技术 一种多孔陶瓷组合物及其制备方法和应用该陶瓷组合物的电子烟雾化芯 (Porous ceramic composition, preparation method thereof and electronic cigarette atomization core applying same ) 是由 赵波洋 赵贯云 屈雪平 胡勇齐 聂革 宋文正 齐会龙 李俊辉 于 2020-12-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种多孔陶瓷组合物及其制备方法和应用该陶瓷组合物的电子烟雾化芯,涉及多孔陶瓷技术领域。该多孔陶瓷组合物,按质量百分比计,包括紫砂土0-40％；硅藻土30-70％；石英砂1-20％；玻璃粉1-20％；造孔剂10-50％；其中,石英砂与玻璃粉的总量之和≤25％。本发明通过在多孔陶瓷组合物中添加紫砂土以提高多孔陶瓷与烟油的亲和性,提升抽烟口感。通过添加石英砂与玻璃粉以提高多孔陶瓷的抗折强度。解决了现有技术方案的多孔陶瓷强度较差,在装配时多孔陶瓷容易破损和掉粉,多孔陶瓷与金属发热线路的结合力差,容易导致金属发热线路与多孔陶瓷脱离而糊味的问题。本发明提供的多孔陶瓷制备方法简单,生产效率高。(The invention discloses a porous ceramic composition, a preparation method thereof and an electronic cigarette atomization core applying the ceramic composition, and relates to the technical field of porous ceramics. The porous ceramic composition comprises, by mass, 0-40% of purple sandy soil; 30-70% of diatomite; 1-20% of quartz sand; 1-20% of glass powder; 10-50% of pore-forming agent; wherein the sum of the total amount of the quartz sand and the glass powder is less than or equal to 25 percent. According to the invention, the purple sandy soil is added into the porous ceramic composition to improve the affinity of the porous ceramic and the tobacco tar and improve the smoking taste. The flexural strength of the porous ceramic is improved by adding quartz sand and glass powder. The problem of prior art scheme's porous ceramic intensity relatively poor, porous ceramic is damaged easily and fall the powder when the assembly, and porous ceramic is poor with the binding force of metal heating line, leads to metal heating line and porous ceramic to break away from easily and paste the flavor is solved. The preparation method of the porous ceramic provided by the invention is simple and has high production efficiency.)
技术领域
本发明涉及多孔陶瓷技术领域，尤其涉及一种多孔陶瓷组合物及其制备方法和应用该陶瓷组合物的电子烟雾化芯。
背景技术
现有的多孔陶瓷以硅藻土为主体，添加一定的粘结剂和造孔剂进行烧结制得，其强度较差。在装配时此类多孔陶瓷容易破损和掉粉，而掉粉会影响烟雾口感；此外，此类多孔陶瓷与金属发热线路的结合力差，容易导致金属发热线路与陶瓷基体脱离而产生糊味，导致产品使用寿命大大缩短，也极大地影响了用户使用体验，而且糊味会产生某些有害气凝胶，对用户的身体健康造成损害。
发明内容
本发明旨在解决现有的电子烟用多孔陶瓷强度差、与金属线路结合力差的问题。
为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种多孔陶瓷组合物，按质量百分比计，包括以下组分：
其中，石英砂与玻璃粉的总量之和≤25％。
需要说明的是，本发明通过调配石英砂与玻璃粉的占比以提高多孔陶瓷的抗折强度。石英砂与玻璃粉的总量之和不大于25％，如二者占比过大，孔隙率较小，导致多孔陶瓷的孔径小，烧结后容易变形，且抽烟口感差，同时容易有糊味。
进一步地，所述紫砂土包括Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3以及K2O；且各组分在所述紫砂土中的质量百分比如下：
Na2O≤1.5％；
MgO≤2.5％；
Al2O3≥15％；
SiO2≥18％；
Fe2O3≥5％；
K2O≤7％。
需要说明的是，本发明所述的紫砂土是经过特殊组分调配的，各组分的用量在本发明的限定下可以提高陶瓷基体与烟油的亲和性，同时提高陶瓷基体的透气不漏油性能，提升抽烟口感。调配好的紫砂土经过球磨、练泥等工艺后可投入使用。
进一步地，所述多孔陶瓷组合物还包括以下组分：
进一步地，所述造孔剂选自聚苯乙烯、聚氯乙烯、甲基丙烯酸甲脂以及聚乙烯醇中的至少一种。
第二方面，本发明提供一种多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
S1，按第一方面所述多孔陶瓷组合物的比例配料，并混匀物料；
S2，将溶剂放入密炼机中融化，待溶剂完全融化后加入S1中的物料进行混合密炼，得到坯泥；所述坯泥的固含量为40-70％；
S3，对坯泥进行注塑、脱脂以及烧结，得到多孔陶瓷。
进一步地，定义所述坯泥注塑成型后的质量为m1，烧结后的质量为m2，其满足m2/m1≥40％。
需要说明的是，当m2/m1比值小于40％时，坯泥在脱脂与烧结工序后容易发生变形，同时成品强度较低，影响产品使用寿命，降低产品合格率。
进一步地，所述溶剂包括石蜡、蜂蜡、硬脂酸以及增塑剂，其在坯泥中的质量百分比如下：
进一步地，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二甲酯中的至少一种。
第三方面，本发明还提供一种多孔陶瓷，根据第一方面所述多孔陶瓷组合物制得。
进一步地，所述多孔陶瓷的孔隙率为35-80％，抗折强度为6-45Mpa。
需要说明的是，所述多孔陶瓷的孔隙率为35-80％较佳，当孔隙率小于35％时，多孔陶瓷的吸油速度较慢，容易导致糊味，当孔隙率大于80％时，陶瓷基体强度不够，在装配时容易破损开裂，同时存在漏油的风险。
所述多孔陶瓷的抗折强度为6-45Mpa较佳，当抗折强度小于6Mpa时，陶瓷基体强度不够，在装配时容易破损开裂，陶瓷基体存在表面掉粉的情况，同时陶瓷基体表面上的金属发热线路与陶瓷基体的结合强度差，容易导致金属发热线路与陶瓷基体脱落，抽吸时容易糊味，影响产品使用体验和使用寿命；当抗折强度大于45Mpa时，陶瓷基体的吸油能力较差，容易导致在抽吸时下油不及时而糊味。
本发明还提供所述的多孔陶瓷在电子烟雾化芯中的应用。
本发明还提供一种电子烟雾化芯，包括第三方面所述的多孔陶瓷。
与现有技术相比，本发明所能达到的技术效果包括：
本发明提供的多孔陶瓷通过在多孔陶瓷组合物中添加紫砂土以提高多孔陶瓷与烟油的亲和性，提升抽烟口感。通过添加石英砂与玻璃粉以提高多孔陶瓷的抗折强度。解决了现有技术方案的多孔陶瓷强度较差，在装配时多孔陶瓷容易破损和掉粉，多孔陶瓷与金属发热线路的结合力差，容易导致金属发热线路与多孔陶瓷脱离而糊味的问题。
本发明提供的多孔陶瓷制备方法简单，生产效率高。
具体实施方式
下面将对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
本发明实施例提供一种多孔陶瓷组合物，按质量百分比计，包括以下组分：
其中，石英砂与玻璃粉的总量之和≤25％。
具体地，所述紫砂土包括Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3以及K2O；且各组分在所述紫砂土中的质量百分比如下：
Na2O≤1.5％；
MgO≤2.5％；
Al2O3≥15％；
SiO2≥18％；
Fe2O3≥5％；
K2O≤7％。
需要说明的是，本发明实施例所述的紫砂土是经过特殊组分调配的，各组分的用量在本发明的限定下可以提高陶瓷基体与烟油的亲和性，同时提高陶瓷基体的透气不漏油性能，提升抽烟口感。调配好的紫砂土经过球磨、练泥等工艺后可投入使用。
所述造孔剂选自聚苯乙烯、聚氯乙烯、甲基丙烯酸甲脂以及聚乙烯醇中的至少一种。
本发明实施例提供的多孔陶瓷的制备方法，可采用本领域技术人员所熟知的各种方法制备。
本发明的多孔陶瓷的制备工艺是本领域技术人员所熟知的，典型的制备工艺是通过配料、混料、密炼、注塑、脱脂以及烧结得到多孔陶瓷。
例如，在一实施例中，本发明的多孔陶瓷制备方法包括以下步骤：
S1，按所述多孔陶瓷组合物的比例配料，并混匀物料；
S2，将溶剂放入密炼机中融化，待溶剂完全融化后加入S1中的物料进行混合密炼，得到坯泥；所述坯泥的固含量为40-70％；
S3，对坯泥进行注塑、脱脂以及烧结，得到多孔陶瓷。
定义所述坯泥注塑成型后的质量为m1，烧结后的质量为m2，其满足m2/m1≥40％。
需要说明的是，当m2/m1比值小于40％时，坯泥在脱脂与烧结工序后容易发生变形，同时成品强度较低，影响产品使用寿命，降低产品合格率。
本发明实施例中，所述溶剂包括石蜡、蜂蜡、硬脂酸以及增塑剂，其在坯泥中的质量百分比如下：
进一步地，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二甲酯中的至少一种。
本发明实施例中，多孔陶瓷的孔隙率测试方法为真空饱和水法，具体测试方法如下：
将样品进行干燥，在分析天平上称量样品重量记为干燥重量，在真空条件下将样品放入纯净水中吸水，样品表面不断有气泡冒出，当无气泡冒出时样品吸满水分，在分析天平上称量吸满水分样品在水中的质量，记为饱和样品湿重，取出样品用海绵吸干表面水分，重新称量样品重量，记为饱和样品干重，通过干燥重量、饱和样品湿重、饱和样品干重计算孔隙率。
本发明实施例中，多孔陶瓷的抗折强度测试方法如下：
将多孔陶瓷组合物的固体粉末干压成条，干压模具长宽为30*3mm，长条高度由加入的固体粉末重量决定，一般加入2g，因不同配方收缩率不一致，长条尺寸不固定，得到长条尺寸一般为30*3*4mm，烧结成型后进行三点抗折强度测试。
本发明实施例中，多孔陶瓷的亲油性测试方法如下：
1、培养皿(圆形，内径4cm)中加入测试烟油，总重12±0.05g；
2、用镊子取一颗多孔陶瓷，放入培养皿中心，同时秒表计时；
3、观察烟油吸入多孔陶瓷，直至烟油全部吸满多孔陶瓷，同时停止计时；
4、记录秒表显示数据为吸油时间。
亲油性评价标准
根据多孔陶瓷的吸油速度来判断其亲油性，多孔陶瓷吸油的速度越快其亲油性就越好。
实施例1-3和对比例1-3制备多孔陶的具体组分以及相应地对多孔陶瓷的孔隙率、抗折强度以及亲油性的性能指标测试结果见下表。
表1实施例1-3与对比例1-3的多孔陶瓷的具体组分
需要说明的是，表1中，溶质的各组分的百分含量是以多孔陶瓷组合物(溶质)的总量为基准；溶剂的各组分的百分含量是以坯泥的总量为基准。
表2实施例1-3与对比例1-3的多孔陶瓷的性能测试结果
由上表1-2可知，对比例1中没有添加紫砂土，制备得多孔陶瓷经测试其孔隙率为48％，抗折强度为7MPa，但是吸油的速度为78s，相对于实施例1的吸油速度31s来说，效果很不理想，实施例1中添加了10％的紫砂土，制备得多孔陶瓷经测试其孔隙率为67％，抗折强度为12MPa，吸油的速度为31s。可见通过在多孔陶瓷中添加紫砂土可以提高多孔陶瓷与烟油的亲和性，提升抽烟口感。
对比例2中石英砂与玻璃粉的总质量百分比为30％，制备得多孔陶瓷的孔隙率为22％，抗折强度为51MPa，吸油的速度为203s，虽然取得了很好地抗折强度，但是牺牲了吸油速度。实施例2中石英砂与玻璃粉的总质量百分比为20％，制备得多孔陶瓷的孔隙率为61％，抗折强度为37MPa，吸油的速度为38s，三项性能指标都能满足需求。可见在多孔陶瓷中添加石英砂与玻璃粉可以提高多孔陶瓷的抗折强度且具有良好的吸油性能。
对比例3中的固含量为30％，制备得多孔陶瓷的孔隙率为81％，抗折强度为2.5MPa，吸油的速度为27s，其抗折强度小于7，不满足要求，无法使用。在实施例3中的固含量为45％，制备得多孔陶瓷的孔隙率为67％，抗折强度为12MPa，吸油的速度为31s，三项性能指标均优良。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述，为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
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