多孔陶瓷材料的制备方法和多孔陶瓷材料及其应用技术

本发明专利技术涉及一种多孔陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：将硅酸盐原料和造孔剂混合，得到预混料，其中所述硅酸盐原料包括硅酸钠和其他化合物，其他化合物为氧化物、氮化物、碳化物中的至少一种；将预混料干燥，得到硅酸盐骨料；将硅酸盐骨料与粘结剂进行混炼，得到注射原料，其中按质量百分比计，硅酸盐骨料为50％～60％、粘结剂为40％～50％；将注射原料进行注射成型得到素坯；及将素坯依次进行脱胶处理、煅烧处理，得到多孔陶瓷材料。上述多孔陶瓷材料的制备方法，将添加造孔剂法与注射成型法相结合，制备的多孔陶瓷材料孔隙率高、孔径可控且具有良好的力学性能，由于采用注射成型工艺，相比于采用干压成型工艺，生产效率得到明显提高，适合规模化生产。

Method for preparing porous ceramic material, porous ceramic material and application thereof

The invention relates to a preparation method of a porous ceramic material, which comprises the following steps: mixing raw materials, silicate and pore forming agent by premix, wherein the silicate materials including sodium silicate and other compounds and other compounds for at least one kind of oxides, nitrides and carbides in the premix; drying, Portland will aggregate; silicate aggregate and binder mixing, injection obtained raw materials, which according to the weight percentage of aggregate is 50% ~ 60%, the silicate binder is 40% ~ 50%; the injection raw materials for injection molding are blank; and the blank in degumming treatment, calcination, obtained porous ceramic materials. The preparation method of the porous ceramic material, adding pore forming agent and injection molding method, porous ceramic material and preparation of high porosity and controllable pore size and has good mechanical properties, the injection molding process, compared to the dry pressing molding process, the production efficiency is improved, which is suitable for large scale production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷材料制备领域，特别是涉及一种多孔陶瓷材料的制备方法和多孔陶瓷材料及其应用。
技术介绍
陶瓷材料为用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料，其用途非常广泛。目前工业上常用的多孔陶瓷材料的制备方法主要有添加造孔剂法、有机泡沫浸渍法、发泡法、注射成型法、颗粒堆积法等。但以上制备方法均有其局限性，比如添加造孔剂法制得的多孔陶瓷材料的孔分布均匀性差，力学性能差，生产效率低；有机泡沫浸渍法得到的制品形状密度不易控制；发泡法对原料要求较高，工艺条件不易控制；颗粒堆积法的获得的制品气孔率较低。因此，如何制备孔隙率高、孔径可控、力学性能良好的多孔陶瓷材料是急需解决的问题。电子烟作为一种用于戒烟或替代香烟的电子产品，模仿了传统香烟外观，且其中储存的烟液在加热雾化时，不产生香烟中的焦油、悬浮颗粒等其他有害成分，也不会带来二次吸烟的危害或燃烧烟头处理不当容易引起火灾的问题。电子烟雾化器是电子烟中储存烟液及产生烟雾的主要部件。但是目前常见的电子烟雾化器，采用多种组件构成、结构复杂，生产工艺复杂且使用寿命低。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种得到孔隙率高、孔径可控、力学性能良好的多孔陶瓷材料的制备方法和多孔陶瓷材料。还有必要提供一种孔隙率高、孔径可控、力学性能良好的多孔陶瓷材料。还有必要提供一种生产效率高、使用时间长的电子烟雾化器。一种多孔陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：将硅酸盐原料和造孔剂混合，得到预混料，其中所述硅酸盐原料包括硅酸
钠和其他化合物，其他化合物为氧化物、氮化物、碳化物中的至少一种，按质量百分比计，硅酸钠为20％～40％、其他化合物为45％～75％，造孔剂为3％～20％；将所述预混料干燥，得到硅酸盐骨料；将所述硅酸盐骨料与所述粘结剂进行混炼，得到注射原料，其中，按质量百分比计，硅酸盐骨料为50％～60％、粘结剂为40％～50％；将所述注射原料进行注射成型得到素坯；及将所述素坯依次进行脱胶处理、煅烧处理，得到所述多孔陶瓷材料。上述多孔陶瓷材料的制备方法，将添加造孔剂法与注射成型法相结合，制备的多孔陶瓷材料孔隙率高、孔径可控且具有良好的力学性能，由于采用注射成型工艺，相比于采用干压成型工艺，生产效率得到明显提高，适合规模化生产。在其中一个实施例中，所述造孔剂为木屑、淀粉、石墨中的至少一种。在其中一个实施例中，所述预混料干燥的条件为：于70℃～110℃干燥200min～400min。在其中一个实施例中，按质量百分比计，所述粘结剂包括：60％～80％的石蜡、5％～15％的聚丙烯、5％～15％的硬脂酸和5％～15％的邻苯二甲酸二丁酯。在其中一个实施例中，所述硅酸盐骨料与所述粘结剂进行混炼的条件为：于180℃～220℃混炼3h～5h。在其中一个实施例中，所述注射原料的注射成型条件为：注射温度为100℃～160℃；注射压力为50MPa～140MPa；保压压力为10MPa～30MPa。在其中一个实施例中，所述素坯的脱胶处理的条件为：于200℃～800℃下保温3h～10h。在其中一个实施例中，所述素坯的煅烧处理的条件为：于800℃～1600℃下保温1h～4h。一种多孔陶瓷材料，采用上述的多孔陶瓷材料的制备方法制得。上述的多孔陶瓷材料在电子烟雾化器中的应用。附图说明图1为一实施方式的多孔陶瓷材料的制备方法的流程图；图2为一实施方式的电子烟雾化器的分解结构示意图；图3为图2所示的电子烟雾化器的剖面结构示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。参阅图1，一实施方式的多孔陶瓷制备方法，包括以下步骤：步骤S100：提供原料。原料包括硅酸盐原料、造孔剂和粘结剂，硅酸盐原料包括硅酸钠和其他化合物，其他化合物为氧化物、氮化物、碳化物中的至少一种。采用资源丰富且无污染的无机硅酸盐材料作为多孔陶瓷材料的骨料，烧结的条件较为温和，可实现在较低温度、空气气氛及常压下烧结。特别地，氧化物包括氧化铝、氧化锆、二氧化硅、氧化铁、氧化钠、氧化钾、氧化钙和氧化镁等。特别地，氮化物包括氮化硅等。特别地，碳化物包括碳化硅、碳化硼等。特别地，将其他化合物粉碎至粒径为60μm～250μm。优选的，将其他化合物研磨过筛。具体的，将其他化合物研磨过筛过60目、200目等规格的标准筛。其中，硅酸钠作为原料的同时，还具有助熔剂的作用。作为原料的硅酸钠同时用作助熔剂可以有效的降低烧结温度，并在高温产生具有粘结作用的玻璃相，提高多孔陶瓷基体的强度。特别地，硅酸钠可由无水硅酸钠、九水合硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)或模数为1.5～3.5的硅酸钠提供。其中，模数是水玻璃(主要成分硅酸钠)中二氧化硅与氧化钠的物质的量之比。优选的，硅酸钠由模数为2.6～2.8的硅酸钠提供。步骤S200：将硅酸盐原料和造孔剂混合，得到预混料。步骤S200的具体步骤为：在其他化合物中依次加入造孔剂、助熔剂混合得到预混料。特别地，硅酸钠以水溶液的形式加入，因此得到的预混料为湿料。特别地，按质量百分比计，将20％～40％的硅酸钠，45％～75％的其他化合物，3％～20％的造孔剂混合，得到预混料。特别地，硅酸盐原料和造孔剂混合的时间为0.5h～2h。优选地，将硅酸盐原料、造孔剂混合时采用滚筒球磨机或行星球磨机干混。可以理解，还可采用其他方式混合，只要保证几种材料混合均匀即可，如使用搅拌机或捏合机搅拌干混。特别地，造孔剂为木屑、淀粉、石墨中的至少一种。采用木屑、淀粉、蔗糖、木纤维及短碳纤维这种大粒径的复杂有机物或无机物作为造孔剂，可以根据需求控制最终形成的多孔陶瓷材料的孔径及孔隙率，得到适于储存、传导液体和产生烟雾的连通孔结构。特别地，造孔剂的粒径为10μm～800μm。优选的，采用具有不同形状及结构的造孔剂，得到多孔陶瓷材料的连通孔形状。例如：采用具有长条状的木屑做造孔剂时，得到的多孔陶瓷材料的孔结构具有大量的纤维状结构；采用球形的淀粉做造孔剂时，得到的多孔陶瓷材料的孔结构多为椭球型。优选的，控制造孔剂的粒度则可以控制多孔陶瓷材料的孔结构大小。优选的，控制造孔剂的加入量，可控制多孔陶瓷材料的孔结构的数量及分布密度。因此通过调节造孔剂的种类、粒度、掺入量，可制备不同的多孔陶瓷材料，以满足不同产品的需求。步骤S300：将预混料干燥，得到硅酸盐骨料。预混料干燥的条件为：于70℃～110℃干燥200min～400min。优选地，预混料的干燥在干燥箱中进行。步骤S400：将硅酸盐骨料与粘结剂进行混炼，得到注射原料。特别地，按质量百分比计，将50％～60％的硅酸盐骨料与40％～50％的粘结剂
进行混炼，得到注射原料。特别地，按质量百分比计，粘结剂包括：60％～80％的石蜡(PW)、5％～15％的聚丙烯(PP)、5％～15％的硬脂酸(SA)和5％～15％的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。步骤S400具体为：在180℃～220℃下，将PP完全融化后，冷却至170℃～190℃，加入硅酸盐骨料、石蜡，混合0.5h～1h，继续加入硬脂酸、DBP，混合1h～2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硅酸盐原料和造孔剂混合，得到预混料，其中所述硅酸盐原料包括硅酸钠和其他化合物，其他化合物为氧化物、氮化物、碳化物中的至少一种，按质量百分比计，硅酸钠为20％～40％、其他化合物为45％～75％，造孔剂为3％～20％；将所述预混料干燥，得到硅酸盐骨料；将所述硅酸盐骨料与所述粘结剂进行混炼，得到注射原料，其中，按质量百分比计，硅酸盐骨料为50％～60％、粘结剂为40％～50％；将所述注射原料进行注射成型得到素坯；及将所述素坯依次进行脱胶处理、煅烧处理，得到所述多孔陶瓷材料。

【技术特征摘要】
1.一种多孔陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硅酸盐原料和造孔剂混合，得到预混料，其中所述硅酸盐原料包括硅酸钠和其他化合物，其他化合物为氧化物、氮化物、碳化物中的至少一种，按质量百分比计，硅酸钠为20％～40％、其他化合物为45％～75％，造孔剂为3％～20％；将所述预混料干燥，得到硅酸盐骨料；将所述硅酸盐骨料与所述粘结剂进行混炼，得到注射原料，其中，按质量百分比计，硅酸盐骨料为50％～60％、粘结剂为40％～50％；将所述注射原料进行注射成型得到素坯；及将所述素坯依次进行脱胶处理、煅烧处理，得到所述多孔陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的多孔陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述造孔剂为木屑、淀粉、石墨中的至少一种。3.根据权利要求1所述的多孔陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述预混料干燥的条件为：于70℃～110℃干燥200min～400min。4.根据权利要求1所述的多孔陶瓷材料的制备方法，其特征在于，按质量百分比计，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宏明，夏庆路，肖凯文，李荐，刘平昆，
申请(专利权)人：深圳麦克韦尔股份有限公司，周宏明，李荐，
类型：发明
国别省市：广东;44