用于蒸发器的吸附材料的制备方法技术

一种用于蒸发器的多孔可渗透吸附材料的制备方法利用混合步骤；揉捏步骤；塑型步骤；干燥步骤；第一保持步骤；煅烧步骤；第二保持步骤；成型步骤；第三保持步骤；以及生产步骤。原料混合物包括50

【技术实现步骤摘要】
用于蒸发器的吸附材料的制备方法


[0001]物质组合物领域，用于在多孔可渗透吸附材料孔隙内促进由液态到气态的相变的多孔可渗透吸附材料。

技术介绍

[0002]多孔可渗透吸附材料是任何用于医疗或娱乐用途的蒸发装置的重要组成部分，所述蒸发装置用于蒸发油或其他液体(称为液体)。蒸发装置通常包括容纳液体的储液罐、电池电源和加热部件。将液体吸入由电池供电的加热部件，并且液体与加热部件接触或接近，其中液体被蒸发，随后在使用者吸入前与空气混合。
[0003]加热部件由加热丝元件和固体吸附材料组成，其中加热丝元件嵌入、缠绕固体吸附材料，或者与固体吸附材料直接接触或邻接触。加热丝元件通常是由镍和铬的金属合金制成的欧姆电阻加热丝，能够在氧化条件下加热到1200摄氏度。
[0004]吸附材料通常是多孔圆柱体，能够通过毛细管力将液体吸入吸附材料的孔隙中，并在蒸发之前将液体暂时保存在孔隙中。通过由加热丝至吸附材料的直接热传导，由加热丝元件将吸附材料加热到所需的温度。
[0005]热导率是用于蒸发装置领域的吸附材料的一个重要性能。热导率是指在稳态条件下，当单位温度梯度驱动热传导时，单位时间内沿垂直于单位表面的方向通过该表面的热量。与金属不同，例如堇青石、玻璃和石英等陶瓷材料由于其无法形成自由电子的离子共价键而具有较低的热导率。
[0006]低热导率减缓了加热元件产生的热量向吸附材料的耗散，导致吸附材料内部温度分布不均匀，靠近加热元件的区域温度较高，而远离加热元件的区域温度较低。使用具有低热导率吸附材料的蒸发装置会导致液体中某些低沸点成分局部过热或燃烧，并且由于液体中活性成分的分解或降解而导致不宜的烧焦味道和健康相关问题。另一方面，远离加热元件的位置温度较低，不足以使液体中某些高沸点的成分汽化，导致液体汽化不完全，不纯净的味道，以及液体流失和泄漏。
[0007]室温下非结晶熔融硅玻璃的热导率为1.3瓦/米开氏度，结晶硅石英的热导率为6.1瓦/米开氏度，堇青石陶瓷的热导率为3.0瓦/米开氏度，与这些材料相比，碳化硅材料的热导率为262瓦/米开氏度。碳化硅材料的这种独特的热性能使得热量能够快速从加热丝元件传导至本文公开的多孔碳化硅吸附材料的整个主体。它们进一步促进吸附材料内的温度分布均匀，而不受吸附材料相对于加热丝元件的位置的影响。
[0008]一些液体植物油含有超过100种化学成分或菌株，每种成分的沸腾温度在21至200摄氏度之间。液体油的宽泛化学特性强调了在整个吸附材料体内实现快速热传导和温度均匀分布的重要性，从而确保保持天然风味和健康效果，并且避免吸入不良味道。

技术实现思路

[0009]用于蒸发器的多孔可渗透吸附材料的制备方法利用混合步骤；揉捏步骤；塑型步
骤；干燥步骤；第一保持步骤；煅烧步骤；第二保持步骤；成型步骤；第三保持步骤；以及生产步骤。混合步骤产生原料混合物，该混合物包括50
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85重量百分比的碳化硅颗粒，1
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30重量百分比的粘合剂，5
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35重量百分比的成孔剂，以及0.15
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7.5重量百分比的表面活性剂。一旦这些原料组分混合，然后加入5重量百分比至35重量百分比的水，同时揉捏以形成可塑混合物。
[0010]随后对可塑混合物进行塑型，优选压力挤压，以形成成形体，也称为生坯。然后以每分钟0.5
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2.5摄氏度的加热速率将成形体加热至120和200摄氏度之间的干燥温度。然后在干燥温度下保持2
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10小时。然后，以每分钟1至6摄氏度的加热速率将干燥温度提高至550
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650摄氏度的煅烧温度。然后，保持煅烧温度1至5小时，之后以每分钟1至15摄氏度的加热速率将煅烧温度提高至750
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1100摄氏度的最终成型温度。然后，保持最终成型温度0.5至5小时。最后，将成形体冷却至室温以产生多孔可渗透吸附材料。
[0011]所述方法的可选步骤和限定包括：将碳化硅颗粒中每个颗粒的平均直径限定为小于250微米或小于150微米；将吸附材料中碳化硅颗粒的质量限定为70重量百分比或更大，或者80重量百分比或更大；将粘合剂限定为无机粘合剂，该无机粘合剂的熔融温度低于1250摄氏度，或低于1100摄氏度；或低于1000摄氏度；将粘合剂限定为小于20微米的颗粒形式，并选自由碳酸钠、碳酸钙和硅酸钠组成的组；将粘合剂的质量限定为5至30重量百分比之间；丢弃平均孔径在10至250微米范围以外时产生的多孔可渗透吸附材料；丢弃孔隙度在15％至65％范围以外时产生的多孔可渗透吸附材料；丢弃压缩强度低于2兆帕时产生的多孔可渗透吸附材料；粘合剂选自无机颗粒，该无机颗粒由熔融温度低于1250摄氏度且粒径小于20微米的氧化物组成；粘合剂选自无机颗粒，该无机颗粒由熔融温度低于1000摄氏度且粒径小于5微米的氧化物组成；成孔剂选自由淀粉、纤维素、碳或煤粉、木粉和纤维、树脂、聚合物、石墨组成的组；将成孔剂限定为平均直径在10至250微米范围内的颗粒；将成孔剂限定为平均直径在20至120微米范围内的颗粒；表面活性剂选自由十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、乙二醇和聚氧烷基醚组成的组；以及在将湿的原料混合物塑型为成形体时将加热丝嵌入成形体中。
[0012]技术问题
[0013]蒸发装置中使用的现有的吸附材料，例如多孔陶瓷、烧结玻璃和多孔石英，都有热导率非常低的缺点，在25摄氏度下热导率通常在0.5至5.5W
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‑1的范围内，导致加热丝元件与所述吸附材料之间传热不良，吸附材料内部温度分布不均匀，吸入的蒸汽味道差。
[0014]现有的碳化硅材料存在例如制备温度高、多孔性不足、生产成本高等问题，限制了其在蒸发装置中的应用。
[0015]为了在吸附材料内实现温度均匀分布，消除热点或局部温度峰值(spikes)，并确保液体均匀且受控地蒸发，吸附材料应具有较高的导热性，以便将丝元件产生的热量快速且均匀地散发到吸附材料，并产生具有良好性质(包括味道和风味)的蒸汽。
[0016]问题的解决方案
[0017]解决方案是一种物质组合物的制备方法，通过将碳化硅粉末、粘合剂、成孔剂和表面活性剂颗粒按特定重量百分比混合，然后与水混合，并以特定方式加热。在塑型步骤中，碳化硅粉末与低熔融温度的无机粘合剂结合。最终产品具有广泛分布的微型互连的孔隙，以提供(deliver)增强的孔隙度。孔隙之间的孔隙和结构化支撑壁为蒸发应用提供机械强
度和导热性。所述方法生产的多孔可渗透吸附材料压制简单，生产成本低，适用于实际的蒸发应用。
[0018]专利技术的有益效果
[0019]本文公开了一种物质组合物的制备方法，该物质组合物用作液体吸附材料，例如在蒸发器或蒸发装置中应用的液体吸附材料。通过所公开的方法生产的多孔可渗透吸附材料允许液体进入并渗透其孔隙，其中液体可被加热并转化为气态，然后容易通过多孔可渗透吸附材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于蒸发器的多孔可渗透吸附材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：产生原料混合物，所述混合物包括：碳化硅颗粒；粘合剂；成孔剂；以及表面活性剂；所述混合物具有以下重量百分比：碳化硅粉末50
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85重量百分比，粘合剂1
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30重量百分比，成孔剂5
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35重量百分比，以及表面活性剂0.15
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7.5重量百分比；向所述原料混合物加入水，同时揉捏，以形成湿的原料混合物，所述水占原料混合物的5重量百分比至35重量百分比；将湿的原料混合物塑型为成形体；以每分钟0.5
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2.5摄氏度的加热速率将成形体加热至120和200摄氏度之间的干燥温度；保持干燥温度2
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10小时；以每分钟1至6摄氏度的加热速率将干燥温度提高至550
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650摄氏度的煅烧温度；保持煅烧温度1至5小时；以每分钟1至15摄氏度的加热速率将煅烧温度提高至750
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1100摄氏度的最终成型温度；保持最终成型温度0.5至5小时；以及冷却至室温以产生多孔可渗透吸附材料。2.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述碳化硅颗粒中每个颗粒的平均直径限定为小于250微米的步骤。3.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述碳化硅颗粒中每个颗粒的平均直径限定为小于150微米的步骤。4.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述原料混合物中碳化硅颗粒的质量限定为70重量百分比或更大的步骤。5.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述原料混合物中碳化硅颗粒的质量限定为80重量百分比或更大的步骤。6.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述粘合剂限定为熔融温度低于1250摄氏度的无机粘合剂的步骤。7.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：A，
类型：发明
国别省市：