[发明专利]一种包埋有金属发热片的羟基磷灰石基多孔陶瓷雾化芯的制备方法

说明书

本发明涉及一种包埋有金属发热片的羟基磷灰石基多孔陶瓷雾化芯的制备方法，将羟基磷灰石粉末与高岭土粉末和水共混后配置成固含量55～63wt％的膏状物料，将所述膏状物料以包埋金属发热片的方式进行成型，得到生坯体，然后将所述生坯体在惰性气氛下在450～700℃下处理1～2h，接着在惰性气氛中升温至1100‑1260℃并烧结2～6小时，得到包埋有金属发热片的羟基磷灰石基多孔陶瓷材料。

技术领域

本发明属于电子烟雾化器具领域，特别涉及一种包埋有金属发热片的羟基磷灰石基多孔陶瓷雾化芯的制备方法。

背景技术

电子烟中的陶瓷芯雾化器多采用多孔陶瓷体搭载金属发热片的组合方式，其中多孔陶瓷体靠其多孔导油性能将电子烟的储油仓中的烟油传递给金属发热片，金属发热片则通电后靠电阻发热来将烟油雾化，雾化产生的烟雾还可以通过多孔陶瓷的孔隙向外扩散，最终汇总到烟嘴中供用户抽吸。

当前陶瓷雾化芯生产中，都是先将粘土生坯成型后再高温烧制成多孔陶瓷体以后，再将金属发热片装配到多孔陶瓷体的表面或埋设于多孔陶瓷体内部，且人们更希望金属发热片被装配到多孔陶瓷体内部，因为装配到内部比装配到表面更能保护金属发热片且烟油到发热片的传递路径更短。之所以要先烧制多孔陶瓷体再装配金属发热片，是因为多孔陶瓷体制备过程中需要加入有机粘合剂(诸如石蜡、聚丙烯、植物油、硬脂酸、羧甲基纤维素、淀粉糊、生物胶等等)和有机造孔剂(诸如淀粉颗粒、聚合物微球、泡沫塑料屑、植物粉末等)，其中粘合剂用来将粘土颗粒(例如氧化铝、粘土、氧化硅颗粒)粘结成型，使得到的陶瓷生坯具有预定的形状；其中造孔剂在生坯中起到体积占位作用，后续在高温烧制过程中，造孔剂被完全烧掉，则空出的体积构成多孔陶瓷体中的孔。由于高温烧制过程通常是在有氧气氛例如空气气氛下进行，高温加上氧气会导致金属发热片被氧化而影响电阻的控制，故目前都是先将多孔陶瓷体烧制好以后，再装配金属发热片。将金属发热片装配到多孔陶瓷发热体表面相对容易，但装配到内部却在生产工艺上实现起来比较困难，要么在多孔陶瓷体上预留一个装配空间，要么用两个多孔陶瓷体相互适配构造出一个装配空间，以供金属发热片插入，但这样不仅多孔陶瓷体制备过程复杂化，而且金属发热片往往与多孔陶瓷体之间有配合间隙，严重影响传热。因此人们希望直接将金属发热片包埋入多孔陶瓷体使二者紧密接触，但包埋只能是在多孔陶瓷体烧制前的生坯阶段进行包埋，由于多孔陶瓷体生坯后续还要经历烧制过程，烧制过程的强氧化性又会导致金属发热片电阻受损。如果要使金属发热片不氧化而采用惰性气氛或还原气氛烧制，则有机粘合剂和有机造孔剂又不能被完全氧化除去，既影响造孔又形成有害残留物。故当前很难做到将多孔陶瓷体与电阻发热片共同烧制以制备包埋有金属发热片的多孔陶瓷体。

本发明旨在解决该问题。

发明内容

本发明提供了一种包埋有金属发热片的羟基磷灰石基多孔陶瓷雾化芯的制备方法，该方法包括将羟基磷灰石粉末与高岭土粉末和水共混后配置成固含量55～63wt％的膏状物料，将所述膏状物料以包埋金属发热片的方式进行成型，得到生坯体，然后将所述生坯体在惰性气氛下在450～700℃下处理1～2h，接着在惰性气氛中升温至1100-1260℃并烧结2～6小时，得到包埋有金属发热片的羟基磷灰石基多孔陶瓷材料。

优选地，所述羟基磷灰石与高岭土的重量比为1:0.12～1:0.28，按不含游离水的干物质计算。优选地，所述高岭土的粒径为1250目～4000目，包括端点值。所述羟基磷灰石的目数为100目～625目，包括端点值。发明人发现，具备以上粒径范围的羟基磷灰石和高岭土与水制成在固含量为55～63wt％的膏状物料，即便没有外加粘合剂就具有自塑性，即无需外加粘合剂就能形成具有形状自我维持性的膏状物料，故可以避免有机粘合剂的使用。

优选地，所述膏状物料中还含有分散剂六偏磷酸钠，其量占所述膏状物料的0.4-0.8wt％。六偏磷酸钠是一种无机分散剂，可用于将粉体物料均匀分散于水中，避免出现化不开的粉体团块。当然也可以使用其他分散剂例如聚丙烯酸钠，但其为有机物，后续在惰性气氛烧制过程中难以将其完全烧掉，故不如用六偏磷酸钠这种无机分散剂更好。