一种多孔玻璃发热体及其制备方法和电子烟

技术领域

本申请属于电子烟雾化器技术领域，尤其涉及一种多孔玻璃发热体及其制备方法和电子烟。

背景技术

电子烟作为一种烟草替代品，在保留抽烟感觉的前提下，能最大限度的降低其危害。电子烟主要包括烟杆和雾化器，烟杆设置有电池，电池向雾化器供电使雾化器的发热体工作，以加热烟油形成气溶胶，供用户抽吸，从而来代替烟草燃烧产生的烟气。

电子烟雾化器大部分采用多孔陶瓷作为雾化芯，其主要以硅藻土、氧化硅、氧化铝等为原料，并添加玻璃粉、造孔剂等，通过烧结形成颗粒堆积产生的多孔陶瓷。多孔陶瓷雾化芯微观表面粗糙且含有一定比例的半闭孔和微细孔隙，容易吸附雾化介质中的低粘度成分，从而影响抽吸口感和香气还原度。

与多孔陶瓷相比，多孔玻璃具有微观结构光滑连续、微纳孔比例较低的优点，不易对雾化介质产生吸附。目前，多孔玻璃通常采用造孔剂法或者发泡法制备。多孔玻璃内部同样存在较多的闭孔，容易导致供油不足，产生糊味。

因此，有必要开发一种孔隙贯通性好和孔隙率高的多孔玻璃发热体的制备方法。

发明内容

本申请的目的在于提供一种多孔玻璃发热体及其制备方法和电子烟，旨在解决现有的电子烟雾化器的多孔玻璃发热体存在闭孔率较高的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种多孔玻璃发热体的制备方法，包括以下步骤：

将玻璃粉分散在有机溶剂中，形成浆料；

将有机模板置于浆料中进行浸渍处理，得到带浆料的浸渍模板；

将浸渍模板进行热处理以去掉有机模板，得到多孔玻璃基体；

在多孔玻璃基体上设置发热层，得到多孔玻璃电热体。

第二方面，本申请提供一种多孔玻璃发热体，该多孔玻璃发热体包括本申请提供的制备方法制得的多孔玻璃发热体。

第三方面，本申请提供一种电子烟，该电子烟包括本申请提供的制备方法制得的多孔玻璃发热体或本申请提供的多孔玻璃发热体。

与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：

本申请第一方面提供的多孔玻璃发热体的制备方法，通过将玻璃粉分散在有机溶剂中制成浆料，然后将有机模板置于浆料中进行浸渍处理得到带浆料的浸渍模板，再将浸渍模板进行热处理以去掉有机模板得到多孔玻璃基体，最后在多孔玻璃基体上设置发热层，即可得到多孔玻璃电热体。本申请采用模板法不仅容易控制玻璃基体的孔径大小和孔隙率，使制得的多孔玻璃基体孔隙率高，而且还具有开孔三维空间网状骨架结构，贯通性好，因此，本申请制得的多孔玻璃电热体供油稳定，不易烧糊。另外，其制备工艺简单，易于操作，成本低，适合大规模工业生产。

本申请第二方面提供的多孔玻璃发热体，由于该多孔玻璃发热体是由本申请提供的制备方法制备得到，因此本申请多孔玻璃发热体具有开孔三维空间网状骨架结构，孔隙率高，贯通性好，因此，本申请的多孔玻璃电热体具有供油稳定、不易烧糊的优点。

本申请第三方面提供的电子烟，由于该电子烟含有本申请提供的制备方法制得的多孔玻璃发热体或本申请提供的多孔玻璃发热体，因此本申请电子烟具有供油稳定，不易烧糊。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的多孔玻璃发热体的制备工艺流程图。

具体实施方式

为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

本申请实施例第一方面提供一种多孔玻璃发热体的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：

S01：将玻璃粉分散在有机溶剂中，形成浆料；

S02：将有机模板置于浆料中进行浸渍处理，得到带浆料的浸渍模板；

S03：将浸渍模板进行热处理以去掉有机模板，得到多孔玻璃基体；

S04：在多孔玻璃基体上设置发热层，得到多孔玻璃电热体。

本申请实施例提供的多孔玻璃发热体的制备方法，通过将玻璃粉分散在有机溶剂中制成浆料，然后将有机模板浸渍在浆料中得到带浆料的浸渍模板，再将浸渍模板进行热处理以去掉有机模板得到多孔玻璃基体，最后在多孔玻璃基体上设置发热层，即可得到多孔玻璃电热体。本申请采用模板法不仅容易控制玻璃基体的孔径大小和孔隙率，使制得的多孔玻璃基体孔隙率高，而且还具有开孔三维空间网状骨架结构，贯通性好，因此，本申请制得的多孔玻璃电热体供油稳定，不易烧糊。另外，其制备工艺简单，易于操作，成本低，适合大规模工业生产。

在上述步骤S01中，玻璃粉可以选自钠硅二元玻璃体系或钠硼硅三元玻璃体系的玻璃粉。在一些实施例中，玻璃粉的直径为1μm～50μm，例如1μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm等。如果玻璃粉的直径小于1μm，难以分散均匀，而如果玻璃粉的直径大于50μm，玻璃粉容易发生沉淀难以配制成浆料，因此，在本实施例的玻璃粉体的直径范围内，有利于玻璃粉充分分散均匀，并且制成浆料稳定。

在一些实施例中，玻璃粉和有机溶剂的固液比为(0.1～1)g：1mL，例如0.1g：1mL、0.2g：1mL、0.4g：1mL、0.6g：1mL、0.8g：1mL、1g：1mL等，在本实施例的玻璃粉和有机溶剂的固液比范围内，有利于有机溶剂将玻璃粉分散均匀。

在一些实施例中，有机溶剂选自硅酸乙酯，硅酸乙酯能更好地将玻璃粉分散均匀。

在上述步骤S02中，有机模板的材料选自聚氨酯、聚苯乙烯、聚酰胺、环氧树脂、酚醛树脂中的任意一种，例如有机模板可以选自聚氨酯模板、聚苯乙烯模板、聚酰胺模板、环氧树脂模板、酚醛树脂模板等，这些有机模板能在高温热处理形成CO

在一些实施例中，将有机模板置于浆料中进行浸渍处理的方法包括：将有机模板置于浆料中进行浸渍，吹掉多余浆料后干燥；反复浸渍2-8次，可以使有机模板上附着更多的浆料，以便得到的多孔玻璃基体的孔径更均匀。

在一些实施例中，将有机模板置于浆料中进行浸渍处理之前，还包括将有机模板浸泡于氢氧化钠溶液中，然后烘干的步骤。通过氢氧化钠溶液的浸泡，可以对有机模板进行清洗，能使浆料更容易附着在有机模板上。

在上述步骤S03中，将浸渍模板进行热处理的步骤包括：将浸渍模板在550℃～1400℃的空气条件下进行热处理0.5h～12h，该步骤可以将有机模板烧结形成CO

在上述步骤S04中，将浸渍模板进行热处理以去掉有机模板，得到多孔玻璃基体的步骤之后还包括：将多孔玻璃基体在1000℃～1300℃条件下进行热处理。多孔玻璃基体经过一次高温烧结，可以进一步提高产品强度和耐高温性能。

在一些实施例中，在多孔玻璃基体上制备发热层的步骤包括：将电热材料浆料印刷或涂覆于多孔玻璃基体上，然后进行烧结处理，形成发热层。

在一些实施例中，电热材料浆料包括石墨烯浆料、银浆料、镍浆料、铂浆料、镍铬合金浆料中的至少一种，例如，电热材料浆料可以选自石墨烯浆料、银浆料、镍浆料、铂浆料、镍铬合金浆料及不锈钢浆料中一种或多种混合。

在一些实施例中，烧结处理的温度为500℃～1400℃，例如500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1400℃等。

在另一些实施例中，在多孔玻璃基体上制备发热层的步骤可以包括：将网片发热丝通电烧红，然后与所述多孔玻璃基体进行结合，形成发热层。具体地，网片发热丝选自预制mesh网片发热丝，可以市场上直接购买。

本申请实施例第二方面提供一种多孔玻璃发热体，该多孔玻璃发热体包括本申请提供的制备方法制得的多孔玻璃发热体。

本申请实施例提供的多孔玻璃发热体，由于该多孔玻璃发热体是由本申请提供的制备方法制备得到，因此本申请多孔玻璃发热体具有开孔三维空间网状骨架结构，孔隙率高，贯通性好，因此，本申请的多孔玻璃电热体具有供油稳定、不易烧糊的优点。

在实施例中，多孔玻璃发热体包括多孔玻璃基体和结合在多孔玻璃基体上的发热层；其中，多孔玻璃基体的孔径为5μm～40μm，例如5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm等。多孔玻璃基体的孔隙率为30～70％，例如30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％等。在多孔玻璃基体的孔径和孔隙率范围内，本实施例的多孔玻璃发热体具有电阻稳定，强度高，不易掉粉，因此其供油稳定，不易烧糊。

本申请实施例第三方面提供一种电子烟，该电子烟包括本申请提供的制备方法制得的多孔玻璃发热体或本申请提供的多孔玻璃发热体。

本申请实施例提供的电子烟，由于该电子烟含有本申请提供的制备方法制得的多孔玻璃发热体或本申请提供的多孔玻璃发热体，因此本申请电子烟具有供油稳定，不易烧糊。

下面结合具体实施例进行说明。

实施例1

本实施例提供一种的多孔玻璃电热体制备方法，包括以下步骤：

S11：按照玻璃粉和有机溶剂的固液比为0.1g：1mL，将直径为30μm～50μm的玻璃粉分散在硅酸乙酯有机溶剂中，形成浆料；

S12：将孔隙率为70％的聚氨酯泡沫模板置于浆料中进行浸渍处理，得到浸渍模板；

S13：将浸渍模板在550℃的空气条件下进行热处理12h，得到多孔玻璃基体；

S14：将镍浆料印刷在多孔玻璃基体上，然后在500℃下烧结，得到多孔玻璃电热体。

经检测，本实施例制得的多孔玻璃电热体的孔径为30μm，孔隙率为30％。

实施例2

本实施例提供一种的多孔玻璃电热体制备方法，包括以下步骤：

S21：按照玻璃粉和有机溶剂的固液比为0.5g：1mL，将直径为10μm～30μm的玻璃粉分散在硅酸乙酯有机溶剂中，形成浆料；

S22：将孔隙率为40％的聚氨酯泡沫模板置于浆料中进行浸渍处理，得到浸渍模板；

S23：将浸渍模板在1000℃的空气条件下进行热处理5h，得到多孔玻璃基体；

S24：将镍浆料印刷在多孔玻璃基体上，然后在1000℃下烧结，得到多孔玻璃电热体。

经检测，本实施例制得的多孔玻璃电热体的孔径为20μm，孔隙率为60％。

实施例3

本实施例提供一种的多孔玻璃电热体制备方法，包括以下步骤：

S31：按照玻璃粉和有机溶剂的固液比为1g：1mL，将直径为1μm～10μm的玻璃粉分散在硅酸乙酯有机溶剂中，形成浆料；

S32：将孔隙率为30％的聚氨酯泡沫模板置于浆料中进行浸渍处理，得到浸渍模板；

S33：将浸渍模板在1400℃的空气条件下进行热处理0.5h，得到多孔玻璃基体；

S34：将镍浆料印刷在多孔玻璃基体上，然后在1400℃下烧结，得到多孔玻璃电热体。

经检测，本实施例制得的多孔玻璃电热体的孔径为5μm，孔隙率为70％。

相关性能测试分析：

1、采用MAM-KJ30陶瓷雾化芯孔径分析仪分别对实施例1～3提供的多孔玻璃电热体的孔径和孔隙率进行测试，测试结果如下表1所示：

表1

从表1可以看出，实施例1～3制得的多孔玻璃电热体的孔径为8μm～40μm，孔隙率为30％～70％，说明本申请采用模板法可以很容易地控制多孔玻璃电热体的孔径和孔隙率，所制得的多孔玻璃电热体不仅其孔隙率高，而且具有开孔三维空间网状骨架结构，贯通性好，从而赋予多孔玻璃发热体强度高，供油稳定，不易掉粉。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。