一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料及其制备方法.pdf

本发明公开了一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料，包括如下重量百分比的组份：堇青石50%-70%、高岭土10%-20%、氧化铝15%-20%、碳酸钙1%-5%、碳酸钡3%-8%、碳酸锶1%-5%的比例称取各组份；其制备方法的步骤包括称量、球磨、造孔、加蜡制浆料、注浆成型、排蜡、烧结，通过造孔剂、球磨时间、烧结温度的设计，制得的开气孔陶瓷材料可广泛应用于电子烟的高开孔隙率陶瓷净化器。本发明提供的开气孔陶瓷材料孔隙率大于或等于65%，能吸收一支香烟焦油且无害烟气能正常从气孔中通过，气孔陶瓷抗折强度不少于160Mpa，能满足电子烟装配及使用要求。

权利要求书
1.  一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料，其特征是：包括如下重量百分比的组份：
堇青石: 50%-70%
高岭土: 10%-20%
氧化铝：15%-20%
碳酸钙: 1%-5%
碳酸钡：3%-8%
碳酸锶：1%-5%。

2.  一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
（1）称量：按照堇青石50%-70%、高岭土10%-20%、氧化铝15%-20%、碳酸钙1%-5%、碳酸钡3%-8%、碳酸锶1%-5%的比例称取各组份；
（2）球磨：使用100Kg数控干式滚筒球磨机按球料比为2：1的方式，将称量好的堇青石、高岭土、氧化铝、碳酸钙、碳酸钡、碳酸锶和氧化铝球放入球磨坛中混磨8小时，得到基体材料，随着球磨时间的延长，所得气孔陶瓷的强度逐渐增大，气孔孔径逐渐减少； 
（3）造孔：在基体材料中加入5wt%玉米粉和10wt%精炼焦炭混合而成的造孔剂，并混合30分钟，使之均匀，得到混合料；
 (4)加蜡制浆料：取混合料总量13%wt%的白蜡加入盛有的快速搅拌机内加热溶解，加热最高温度为85℃，待白蜡全部溶解后且有轻微黑烟冒出时，加入混合料总量0.3%wt%油酸提高流动性，然后将球磨混合后所得混合料缓缓放入快速搅拌机内充分搅拌1h，然后保持加热温度为65℃再搅拌2h，得到混合浆料；
(5)注浆成型：将搅拌好的混合浆料加入压铸机台内，按照要求制得陶瓷坯件；
(6)排蜡：用匣钵将陶瓷坯件固定掩埋在活性排蜡粉中进行排蜡，其升温曲线为：200℃以内每小时升温15℃；200℃-500℃每小时升温30℃；500℃-900℃每小时升温200℃，最后将温度控制在900℃保温1h，自然冷却至室温得到素烧坯体；
（7）烧结：将素烧坯体放于四温区单孔推板中温电窑中进行烧结，气孔孔径随着温度的升高逐渐减少，其烧成温度曲线为：300℃以内每小时升温150℃；300℃-800℃每小时升温200℃；800℃-1310℃每小时升温100℃，最后将温度控制在1310℃保温30分钟，自然冷却至室温，既得电子烟净化器用开气孔陶瓷材料。

3.  根据权利要求2所述的一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料的制备方法，其特征是：所述电子烟净化器用开气孔陶瓷材料制造成带有圆孔的棒状。

说明书一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种开气孔陶瓷材料，尤其涉及一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料及其制备方法。
背景技术
电子烟又名虚拟香烟、电子香烟，主要用于戒烟和替代香烟。电子烟中的焦油、悬浮微粒等其他有害成分主要靠雾化器和陶瓷净化器去除。开气孔陶瓷是一种内部含有大量气孔的新型陶瓷材料，它具有化学稳定性好、耐腐蚀、耐高温等优点。随着科技和工业化生产的发展，该材料被普遍应用于净化材料、保温材料、吸声材料等多个化工、环保领域。但是在高孔隙率下，难以制备出高强度的气孔陶瓷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料及其制备方法，从而解决背景技术中存在的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料，包括如下重量百分比的组份：
堇青石: 50%-70%
高岭土: 10%-20%
氧化铝：15%-20%
碳酸钙: 1%-5%
碳酸钡：3%-8%
碳酸锶：1%-5%。
一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）称量：按照堇青石50%-70%、高岭土10%-20%、氧化铝15%-20%、碳酸钙1%-5%、碳酸钡3%-8%、碳酸锶1%-5%的比例称取各组份；
（2）球磨：使用100Kg数控干式滚筒球磨机按球料比为2：1的方式，将称量好的堇青石、高岭土、氧化铝、碳酸钙、碳酸钡、碳酸锶和氧化铝球放入球磨坛中混磨8小时，得到基体材料，随着球磨时间的延长，所得气孔陶瓷的强度逐渐增大，气孔孔径逐渐减少；
（3）造孔：在基体材料中加入5wt%玉米粉和10wt%精炼焦炭混合而成的造孔剂，并混合30分钟，使之均匀，得到混合料；
(4)加蜡制浆料：取混合料总量13%wt%的白蜡加入盛有的快速搅拌机内加热溶解，加热最高温度为85℃，待白蜡全部溶解后且有轻微黑烟冒出时，加入混合料总量0.3%wt%油酸提高流动性，然后将球磨混合后所得混合料缓缓放入快速搅拌机内充分搅拌1h，然后保持加热温度为65℃再搅拌2h，得到混合浆料；
(5)注浆成型：将搅拌好的混合浆料加入压铸机台内，按照要求制得陶瓷坯件；
(6)排蜡：用匣钵将陶瓷坯件固定掩埋在活性排蜡粉中进行排蜡，其升温曲线为：200℃以内每小时升温15℃；200℃-500℃每小时升温30℃；500℃-900℃每小时升温200℃，最后将温度控制在900℃保温1h，自然冷却至室温得到素烧坯体；
（7）烧结：将素烧坯体放于四温区单孔推板中温电窑中进行烧结，气孔孔径随着温度的升高逐渐减少，其烧成温度曲线为：300℃以内每小时升温150℃；300℃-800℃每小时升温200℃；800℃-1310℃每小时升温100℃，最后将温度控制在1310℃保温30分钟，自然冷却至室温，既得电子烟净化器用开气孔陶瓷材料。
所述电子烟净化器用开气孔陶瓷材料制造成带有圆孔的棒状。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料，选用优质堇青石、氧化铝、高岭土作为主要原料，通过造孔剂、球磨时间、烧结温度的设计，从而制备出可广泛应用于电子烟的高开孔隙率陶瓷净化器。其开气孔陶瓷材料孔隙率大于或等于65%，能吸收一支香烟焦油且无害烟气能正常从气孔中通过，气孔陶瓷抗折强度不少于160Mpa，能满足电子烟装配及使用要求。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。
实施例1：
一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料，包括如下重量百分比的组份：
堇青石: 50份
高岭土: 17份
氧化铝：15份
碳酸钙: 5份
碳酸钡：8份
碳酸锶：5份。
一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料的制备方法，其制备方法包括如下步骤：
（1）称量：称取堇青石50份，高岭土17份，氧化铝15份，碳酸钙5份，碳酸钡8份，碳酸锶5份；
（2）球磨：使用100Kg数控干式滚筒球磨机按球料比为2：1的方式，将称量好的堇青石、高岭土、氧化铝、碳酸钙、碳酸钡、碳酸锶和氧化铝球放入球磨坛中混磨8小时；
（3）造孔：在基体材料中加入5wt%玉米粉和10wt%精炼焦炭混合而成的造孔剂，并混合30分钟，使之均匀，得到混合料；
 (4)加蜡制浆料：取混合料总量13%wt%的白蜡加入盛有的快速搅拌机内加热溶解，加热最高温度为85℃，待白蜡全部溶解后且有轻微黑烟冒出时，加入混合料总量0.3%wt%油酸提高流动性，然后将球磨混合后所得混合料缓缓放入快速搅拌机内充分搅拌1h，然后保持加热温度为65℃再搅拌2h，得到混合浆料；
(5)注浆成型：将搅拌好的混合浆料加入压铸机台内，按照要求制得陶瓷坯件；
(6)排蜡：用匣钵将陶瓷坯件固定掩埋在活性排蜡粉中进行排蜡，其升温曲线为：200℃以内每小时升温15℃；200℃-500℃每小时升温30℃；500℃-900℃每小时升温200℃，最后将温度控制在900℃保温1h，自然冷却至室温得到素烧坯体；
（7）烧结：将素烧坯体放于四温区单孔推板中温电窑中进行烧结，气孔孔径随着温度的升高逐渐减少，其烧成温度曲线为：300℃以内每小时升温150℃；300℃-800℃每小时升温200℃；800℃-1310℃每小时升温100℃，最后将温度控制在1310℃保温30分钟，自然冷却至室温，既得电子烟净化器用开气孔陶瓷材料。
实施例2：
一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料，包括如下重量百分比的组份：
堇青石: 50份
高岭土: 17份
氧化铝：15份
碳酸钙: 5份
碳酸钡：8份
碳酸锶：5份。
一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料的制备方法，其制备方法包括如下步骤：
（1）称量：称取堇青石50份，高岭土17份，氧化铝15份，碳酸钙5份，碳酸钡8份，碳酸锶5份；
（2）球磨：使用100Kg数控干式滚筒球磨机按球料比为2：1的方式，将称量好的堇青石、高岭土、氧化铝、碳酸钙、碳酸钡、碳酸锶和氧化铝球放入球磨坛中混磨12小时；
（3）造孔：在基体材料中加入5wt%玉米粉和10wt%精炼焦炭混合而成的造孔剂，并混合30分钟，使之均匀，得到混合料；
 (4)加蜡制浆料：取混合料总量13%wt%的白蜡加入盛有的快速搅拌机内加热溶解，加热最高温度为85℃，待白蜡全部溶解后且有轻微黑烟冒出时，加入混合料总量0.3%wt%油酸提高流动性，然后将球磨混合后所得混合料缓缓放入快速搅拌机内充分搅拌1h，然后保持加热温度为65℃再搅拌2h，得到混合浆料；
(5)注浆成型：将搅拌好的混合浆料加入压铸机台内，按照要求制得陶瓷坯件；
(6)排蜡：用匣钵将陶瓷坯件固定掩埋在活性排蜡粉中进行排蜡，其升温曲线为：200℃以内每小时升温15℃；200℃-500℃每小时升温30℃；500℃-900℃每小时升温200℃，最后将温度控制在900℃保温1h，自然冷却至室温得到素烧坯体；
（7）烧结：将素烧坯体放于四温区单孔推板中温电窑中进行烧结，气孔孔径随着温度的升高逐渐减少，其烧成温度曲线为：300℃以内每小时升温150℃；300℃-800℃每小时升温200℃；800℃-1310℃每小时升温100℃，最后将温度控制在1310℃保温30分钟，自然冷却至室温，既得电子烟净化器用开气孔陶瓷材料。
实施例3：
一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料，包括如下重量百分比的组份：
堇青石: 55份
高岭土: 15份
氧化铝：20份
碳酸钙: 2份
碳酸钡：5份
碳酸锶：3份。
一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料的制备方法，其制备方法包括如下步骤：
（1）称量：称取堇青石55份，高岭土15份，氧化铝20份，碳酸钙2份，碳酸钡5份，碳酸锶3份；
（2）球磨：使用100Kg数控干式滚筒球磨机按球料比为2：1的方式，将称量好的堇青石、高岭土、氧化铝、碳酸钙、碳酸钡、碳酸锶和氧化铝球放入球磨坛中混磨8小时；
（3）造孔：在基体材料中5wt%玉米粉和10wt%精炼焦炭与造孔剂一起混合加入，并混合30分钟，使之均匀，得到混合料；
（3）造孔：在基体材料中加入5wt%玉米粉和10wt%精炼焦炭混合而成的造孔剂，并混合30分钟，使之均匀，得到混合料；
(4)加蜡制浆料：取混合料总量13%wt%的白蜡加入盛有的快速搅拌机内加热溶解，加热最高温度为85℃，待白蜡全部溶解后且有轻微黑烟冒出时，加入混合料总量0.3%wt%油酸提高流动性，然后将球磨混合后所得混合料缓缓放入快速搅拌机内充分搅拌1h，然后保持加热温度为65℃再搅拌2h，得到混合浆料；
(5)注浆成型：将搅拌好的混合浆料加入压铸机台内，按照要求制得陶瓷坯件；
(6)排蜡：用匣钵将陶瓷坯件固定掩埋在活性排蜡粉中进行排蜡，其升温曲线为：200℃以内每小时升温15℃；200℃-500℃每小时升温30℃；500℃-900℃每小时升温200℃，最后将温度控制在900℃保温1h，自然冷却至室温得到素烧坯体；
（7）烧结：将素烧坯体放于四温区单孔推板中温电窑中进行烧结，气孔孔径随着温度的升高逐渐减少，其烧成温度曲线为：300℃以内每小时升温150℃；300℃-800℃每小时升温200℃；800℃-1310℃每小时升温100℃，最后将温度控制在1310℃保温30分钟，自然冷却至室温，既得电子烟净化器用开气孔陶瓷材料。
实施例4：
一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料，包括如下重量百分比的组份：
堇青石: 55份
高岭土: 15份
氧化铝：20份
碳酸钙: 2份
碳酸钡：5份
碳酸锶：3份。
一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料的制备方法，其制备方法包括如下步骤：
（1）称量：称取堇青石55份，高岭土15份，氧化铝20份，碳酸钙2份，碳酸钡5份，碳酸锶3份；
（2）球磨：使用100Kg数控干式滚筒球磨机按球料比为2：1的方式，将称量好的堇青石、高岭土、氧化铝、碳酸钙、碳酸钡、碳酸锶和氧化铝球放入球磨坛中混磨8小时；
（3）造孔：在基体材料中加入8wt%玉米粉和15wt%精炼焦炭混合而成的造孔剂，并混合30分钟，使之均匀，得到混合料；
(4)加蜡制浆料：取混合料总量13%wt%的白蜡加入盛有的快速搅拌机内加热溶解，加热最高温度为85℃，待白蜡全部溶解后且有轻微黑烟冒出时，加入混合料总量0.3%wt%油酸提高流动性，然后将球磨混合后所得混合料缓缓放入快速搅拌机内充分搅拌1h，然后保持加热温度为65℃再搅拌2h，得到混合浆料；
(5)注浆成型：将搅拌好的混合浆料加入压铸机台内，按照要求制得陶瓷坯件；
(6)排蜡：用匣钵将陶瓷坯件固定掩埋在活性排蜡粉中进行排蜡，其升温曲线为：200℃以内每小时升温15℃；200℃-500℃每小时升温30℃；500℃-900℃每小时升温200℃，最后将温度控制在900℃保温1h，自然冷却至室温得到素烧坯体；
（7）烧结：将素烧坯体放于四温区单孔推板中温电窑中进行烧结，气孔孔径随着温度的升高逐渐减少，其烧成温度曲线为：300℃以内每小时升温150℃；300℃-800℃每小时升温200℃；800℃-1310℃每小时升温100℃，最后将温度控制在1310℃保温30分钟，自然冷却至室温，既得电子烟净化器用开气孔陶瓷材料。
实施例5：
一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料，包括如下重量百分比的组份：
堇青石: 70份
高岭土: 10份
氧化铝：15份
碳酸钙: 1份
碳酸钡：3份
碳酸锶：1份
一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料的制备方法，其制备方法包括如下步骤：
（1）称量：称取堇青石70份，高岭土10份，氧化铝15份，碳酸钙1份，碳酸钡3份，碳酸锶1份；
（2）球磨：使用100Kg数控干式滚筒球磨机按球料比为2：1的方式，将称量好的堇青石、高岭土、氧化铝、碳酸钙、碳酸钡、碳酸锶和氧化铝球放入球磨坛中混磨8小时，随着球磨时间的延长，所得气孔陶瓷的强度逐渐增大，气孔孔径逐渐减少；
（3）造孔：在基体材料中加入5wt%玉米粉和10wt%精炼焦炭混合而成的造孔剂，并混合30分钟，使之均匀，得到混合料；
 (4)加蜡制浆料：取混合料总量13%wt%的白蜡加入盛有的快速搅拌机内加热溶解，加热最高温度为85℃，待白蜡全部溶解后且有轻微黑烟冒出时，加入混合料总量0.3%wt%油酸提高流动性，然后将球磨混合后所得混合料缓缓放入快速搅拌机内充分搅拌1h，然后保持加热温度为65℃再搅拌2h，得到混合浆料；
(5)注浆成型：将搅拌好的混合浆料加入压铸机台内，按照要求制得陶瓷坯件；
(6)排蜡：用匣钵将陶瓷坯件固定掩埋在活性排蜡粉中进行排蜡，其升温曲线为：200℃以内每小时升温15℃；200℃-500℃每小时升温30℃；500℃-900℃每小时升温200℃，最后将温度控制在900℃保温1h，自然冷却至室温得到素烧坯体；
（7）烧结：将素烧坯体放于四温区单孔推板中温电窑中进行烧结，气孔孔径随着温度的升高逐渐减少，其烧成温度曲线为：300℃以内每小时升温150℃；300℃-800℃每小时升温200℃；800℃-1310℃每小时升温100℃，最后将温度控制在1310℃保温30分钟，自然冷却至室温，既得电子烟净化器用开气孔陶瓷材料。
实施例6：
一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料，包括如下重量百分比的组份：
堇青石: 70份
高岭土: 10份
氧化铝：15份
碳酸钙: 1份
碳酸钡：3份
碳酸锶：1份
一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料的制备方法，其制备方法包括如下步骤：
（1）称量：称取堇青石70份，高岭土10份，氧化铝15份，碳酸钙1份，碳酸钡3份，碳酸锶1份；
（2）球磨：使用100Kg数控干式滚筒球磨机按球料比为2：1的方式，将称量好的堇青石、高岭土、氧化铝、碳酸钙、碳酸钡、碳酸锶和氧化铝球放入球磨坛中混磨8小时；
（3）造孔：在基体材料中加入5wt%玉米粉和10wt%精炼焦炭混合而成的造孔剂，并混合30分钟，使之均匀，得到混合料；
 (4)加蜡制浆料：取混合料总量13%wt%的白蜡加入盛有的快速搅拌机内加热溶解，加热最高温度为85℃，待白蜡全部溶解后且有轻微黑烟冒出时，加入混合料总量0.3%wt%油酸提高流动性，然后将球磨混合后所得混合料缓缓放入快速搅拌机内充分搅拌1h，然后保持加热温度为65℃再搅拌2h，得到混合浆料；
(5)注浆成型：将搅拌好的混合浆料加入压铸机台内，按照要求制得陶瓷坯件；
(6)排蜡：用匣钵将陶瓷坯件固定掩埋在活性排蜡粉中进行排蜡，其升温曲线为：200℃以内每小时升温15℃；200℃-500℃每小时升温30℃；500℃-900℃每小时升温200℃，最后将温度控制在900℃保温1h，自然冷却至室温得到素烧坯体；
（7）烧结：将素烧坯体放于四温区单孔推板中温电窑中进行烧结，气孔孔径随着温度的升高逐渐减少，其烧成温度曲线为：300℃以内每小时升温150℃；300℃-800℃每小时升温200℃；800℃-1500℃每小时升温100℃，最后将温度控制在1500℃保温30分钟，自然冷却至室温，既得电子烟净化器用开气孔陶瓷材料。
实施例1与实施例2的不同之处是实施例1步骤（2）的球磨时间为8小时，实施例2步骤（2）的球磨时间为12小时，实施例1相对实施例2所得的电子烟净化器用开气孔陶瓷材料强度相对较低，但孔隙率相对较高。
实施例3与实施例4的不同之处是实施例3步骤（3）造孔时在基体材料中加入5wt%玉米粉和10wt%精炼焦炭混合而成造孔剂，实施例4步骤（3）造孔时在基体材料中加入8wt%玉米粉和15wt%精炼焦炭混合而成的造孔剂，其玉米粉和精炼焦炭的加入比例不相同，实施例3相对实施例4所得的电子烟净化器用开气孔陶瓷材料的强度相对较低，但孔隙率相对较高。
实施例5与实施例6的不同之处是实施例5步骤（7）烧结时最后将温度控制在1310℃保温，实施例6步骤（7）烧结时最后将温度控制在1500℃保温，实施例5相对实施例6所得的电子烟净化器用开气孔陶瓷材料的强度相对较高，但孔隙率相对较小。
根据实施例可得，气孔陶瓷孔隙大小和陶瓷材料的强度与基体原料的球磨时间、造孔剂及烧结温度有关。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。