1.本技术涉及陶瓷材料的领域，尤其是涉及一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷及其制造方法。
背景技术：2.便携式中草药精油雾化器是一种以可方便携带且可充电锂聚合物电池供电驱动的微型雾化器，通过加热“药囊”中的本草精油使其产生蒸馏气体，替代传统煮中药的新型产品。便携式中草药精油雾化器改变了传统中草药需要在瓦罐中煮沸饮用的摄取方式，通过高温将已经提炼萃取好的中草药精油雾化成小颗粒，再用吸食的方式从口腔进入人体，且小颗粒中的药物成分更容易被人体吸收，而且由于体积很小，可放在裤袋里进行携带，大大提高了便利性，是一款革命性的产品。
3.药囊是雾化器的核心部件，目前药囊大多采用的是多孔陶瓷作为导油介质，在多孔陶瓷内部内嵌一片发热片，工作时，依靠电池提供能源，让发热片发热，将多孔陶瓷中吸附的草本精油雾化。但传统用于雾化的多孔陶瓷多用于电子烟烟油，导热率很低，导热温度较高。烟油成分主要为丙二醇，丙三醇，粘度较高，有较高的附着力，且可承受200多度的高温，而草本精油的为纯天然中草药提炼，浓度较低，蒸馏雾化的温度仅为100度左右，因此现有多孔陶瓷不是中草药雾化器的最佳选择。
4.针对上述相关技术，发明人认为目前采用当前常规的多孔陶瓷作为中草药雾化器的导热介质，较易导致中草药药液焦化，即多孔陶瓷存在导热效率低，导热效果不佳的缺陷，雾化器存在雾化效果不佳的缺陷。
技术实现要素：5.为了，本技术提供一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷及其制造方法。
6.第一方面，本技术提供一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷，采用如下的技术方案：一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷，由包括陶瓷粉体组成，所述陶瓷粉体包括质量比为45-75:20-45:5-10的硅藻土、超细氧化铝和造孔剂，所述硅藻土的孔径为5μm-100μm，所述超细氧化铝的孔径为100μm
ꢀ‑
300μm。
7.通过采用上述技术方案，本技术技术方案采用硅藻土、超细氧化铝以及造孔剂配合，由于硅藻土具有较多的孔隙结构以及较高的吸附性，因此硅藻土能够负载至超细氧化铝的孔隙结构中，适当密封部分超细氧化铝的孔隙，一方面，阻断了超细氧化铝中的贯穿孔隙，减少连通的孔隙结构，即降低孔隙率，降低草本精油进入多孔陶瓷孔径导致雾化不均匀的可能性；另一方面，使得硅藻土位于超细氧化铝表面，即细小孔隙位于多孔陶瓷外侧，虽然降低了多孔陶瓷对本草精油的吸收效果，但是细小孔径仍能够对草本精油进行储存以及锁定，改善了多孔陶瓷的储油效果以及锁油效果。
8.同时，由于硅藻土具有较佳的吸附效果，能够将造孔剂一同吸附至超细氧化铝的
孔隙内，在多孔陶瓷烧结后，造孔剂气化烧除，进而连通多孔陶瓷的孔径以及超细氧化铝的孔径，形成了大小连通的孔洞结构，因此多孔陶瓷吸收的热量，能够有效通过大小连通的孔径传输至超细氧化铝处，超细氧化铝能够加速多孔陶瓷的散热效果；并且，草本精油不易经连通的孔径进入多孔陶瓷内部，提高了多孔陶瓷的散热效果，即雾化过程中，草本精油不易焦化，改善了多孔陶瓷对草本精油的雾化效果。
9.最后，本技术技术方案中优化了硅藻土、超细氧化铝以及造孔剂的配比，适宜的配比能够优化多孔陶瓷中的孔隙结构，减小孔隙的尺寸，并适当降低多孔陶瓷的孔隙率，降低多孔陶瓷的吸油率，改善了雾化器对草本精油的雾化效果。
10.优选的，所述造孔剂包括木屑、石墨、木炭、ps微球、pmma微球、pbma微球、葡萄糖、纤维素、淀粉中的一种或多种，所述造孔剂的粒径为800-1000目。
11.通过采用上述技术方案，本技术技术方案中优化了造孔剂的粒径，多孔陶瓷烧结后，造孔剂被烧除形成孔隙，因此适宜的造孔剂粒径能够有效连接硅藻土上的孔隙以及超细氧化铝上的孔隙，形成大小孔连通的特殊孔隙结构；而且，由于造孔剂的粒径较小，进一步降低了草本精油通过造孔剂细小孔径进入多孔陶瓷内部的可能性，而热量能够稳定传输，提高了多孔陶瓷的散热效果，增强了雾化器对草本精油的雾化效果。
12.本技术技术方案中优选了造孔剂的种类，适宜的造孔剂能够在硅藻土的吸附负载下，转移至超细氧化铝的孔隙中，因此能够形成大小连通的孔洞结构。
13.优选的，所述陶瓷粉体还包括粘结粉体，所述粘结粉体包括氧化硼和磷酸二氢铝中的一种或两种。
14.通过采用上述技术方案，首先，本技术技术方案中优选在陶瓷粉体中添加氧化硼，氧化硼在烧结过程中能够转变液相，并且由于氧化硼逐步转变为液态，因此氧化硼逐步渗入至超细氧化铝中，直至氧化硼完全转变为液体，对粘结粉体中的其余组分进行包裹，有效提高了陶瓷粉体中各组分之间的结合效果，降低陶瓷粉体中因粒子之间间距较大导致孔隙增大的可能性，稳定降低了多孔陶瓷的孔隙直径以及孔隙率，提高了雾化器的雾化效果。
15.其次，本技术采用在陶瓷粉体中添加磷酸二氢铝作为粘结粉体，首先，磷酸二氢铝转变为磷酸铝，磷酸铝具有粘结效果，并且通过相似相容原理，粘结粉体可均匀包覆陶瓷粉体中的其余组分，即有效减少多孔陶瓷中的孔隙，降低孔隙率。并且，在烧结过程中，磷酸二氢铝能够部分转换为活性氧化铝，进一步提高陶瓷粉体中的吸附效果，进一步提高了陶瓷粉体各组分之间的结合效果，减少了多孔陶瓷的孔隙率。
16.最后，本技术技术方案优选采用氧化硼和磷酸二氢铝配合作为粘结粉体，粘结粉体在烧结过程中均能转变为液态，实现对陶瓷粉体中的其余组分进行包裹粘结，并且在烧结过程中，氧化硼会产生少量气泡，气泡能够在陶瓷粉体中起到滚珠的作用，提高陶瓷粉体之间的紧密度；同时，通过磷酸二氢铝转变为活性氧化铝，增加粘结粉体的吸附效果，进一步密实多孔陶瓷，降低多孔陶瓷中因粒子间间距产生孔隙的可能性，有效提高雾化器的雾化效果。
17.优选的，还包括粘结剂、阻燃剂、增塑剂，所述陶瓷粉体、粘结剂、阻燃剂、增塑剂的质量比为90-95:3-7:3-5:1-2，所述粘结剂包括pva溶液。
18.通过采用上述技术方案，本技术技术方案中添加的pva溶液作为粘结剂，由于pva溶液具有较佳的粘结效果，并且粘结剂中的粒子为球形粒子，能够进一步提高粘结剂在陶
瓷粉体中的分散均匀性，进而与粘结粉体配合，均匀粘结陶瓷粉体中的各组分，改善多孔陶瓷的致密性。
19.同时，本技术技术方案优化了粘结剂在多孔陶瓷中的占比，适宜的粘结剂含量能够稳定粘结陶瓷粉体中的其余组分，降低多孔陶瓷的孔隙率，并提高多孔陶瓷的强度。粘结剂的含量过高，将导致陶瓷粉体中的流动性变差，即粘结剂较易使部分陶瓷粉体团聚，即多孔陶瓷中获得均匀性较差的孔隙率。而粘结剂的含量较低，将导致陶瓷粉体中各组分之间的粘结效果不佳。
20.第二方面，本技术提供一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷的制备方法，采用如下的技术方案：一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：s1、胚块制备：按上述配方取硅藻土和氧化铝，混合，再加入造孔剂，搅拌混合，冷等静压，得到胚块；s2、初步烧结：将胚块置于烧结炉中，于600-800℃保温烧结，得到预制体，取预制体进行破碎、过筛，得陶瓷骨架；s3、多孔陶瓷制备：取陶瓷骨架和粘结粉体混合，得到陶瓷粉体；将陶瓷粉体、增塑剂、粘结剂、阻燃剂，混合混炼，得到泥料；对泥料进行陈腐处理，挤出成型，得到成型品；对成型品进行烧结处理，得到多孔陶瓷。
21.通过采用上述技术方案，本技术技术方案中优化了胚块的烧结温度，在600-800℃的烧结温度下，能够使造孔剂完全烧除，形成了大小孔连通的特殊孔隙结构，节省能源。通过造孔剂形成的连通孔隙能够使热量稳定传输至超细氧化铝处，提高多孔陶瓷散热效果，形成均匀的温场，因此雾化器能够均匀雾化草本精油。
22.优选的，所述烧结处理中以0.5-2℃/min升温至600-700℃，所述冷等静压中，压力控制为70-140mpa，保压2-10min。
23.通过采用上述技术方案，本技术技术方案中优化了多孔陶瓷的烧结温度，适宜的温度下，粘结粉体能够转化的液相，粘结包裹陶瓷粉体，并且磷酸二氢铝能够生成活性氧化铝，进一步提高了陶瓷粉体中各组分之间的结合效果，降低多孔陶瓷的孔隙率。并且，粘结剂与粘结粉体的配合，能够形成交联的胶黏网络，有效提高多孔陶瓷的强度。此外，适宜的温度能够降低多孔陶瓷内部微气孔闭合的可能性，提高了多孔陶瓷的吸水率。
24.优选的，所述步骤s3中粘结粉体包括氧化硼和磷酸二氢铝，所述氧化硼、磷酸二氢铝与陶瓷骨架之间的质量比为4-8:3-9:83-93。
25.通过采用上述技术方案，本技术技术方案优化了粘结粉体各组分与陶瓷粉体之间其余组分之间的配比，适宜的粘结粉体的加入，能够有效粘结陶瓷粉体中的其余组分。粘结粉体过多会导致陶瓷粉体中出现团聚，而粘结粉体过少，会导致陶瓷粉体间各组分之间的粘结效果不佳，会导致多孔陶瓷无法获得较为均匀的孔隙率。
26.优选的，在多孔陶瓷上涂覆有疏水涂料，于120-180℃保温1-5h，得到涂覆有疏水涂料的多孔陶瓷，所述疏水涂料包括耐高温硅烷偶联剂。
27.通过采用上述技术方案，本技术技术方案通过在多孔陶瓷表面涂覆耐高温硅烷偶联剂，即在多孔陶瓷表面接枝有亲水基团，使多孔陶瓷表面获得较佳的亲水性，即获得较佳的疏油性，降低了多孔陶瓷对草本精油的浸润性，提高了多孔陶瓷的锁水性，有利于雾化器对草本精油的雾化完全性，即雾化器获得了较佳的雾化效果。
28.综上所述，本技术具有以下有益效果：
1、由于本技术采用硅藻土、超细氧化铝以及造孔剂配合，造孔剂会被硅藻土一同吸附至超细氧化铝的孔隙中，经烧结后，造孔剂被烧除，能够形成大小连通的特殊孔隙结构，位于多孔陶瓷表面的细小孔隙能够对草本精油进行储存以及锁定，但草本精油不易通过造孔剂形成的连通通道进入氧化铝的大孔中，即在雾化过程中，草本精油始终位于多孔陶瓷表面，降低草本精油位于多孔陶瓷内部不易被雾化的可能性，提高了多孔陶瓷对草本精油的雾化效果；并且，通过多孔陶瓷的大小连通的特殊孔隙结构，使得热量能够有效传输至超细氧化铝处，加快热量传递，使雾化器内获得均匀的温场，降低草本精油焦化的可能性。
29.2、本技术中优化了造孔剂的粒径，适宜的粒径，一方面，能够有效连通超细氧化铝的大孔隙以及硅藻土的小孔隙，另一方面，连通孔隙的孔径较小，使得热量能够传输至超细氧化铝处，加快多孔陶瓷的散热效果；此外适宜的造孔剂粒径，能够在烧结处理中，完全烧除，减少造孔剂残留对大小孔隙连通的影响，使多孔陶瓷获得优异的锁油性以及导热效果。
30.3、本技术的方法，采用适宜的烧结温度对多孔陶瓷进行预烧结，在较低的温度下，能够将多孔陶瓷中的造孔剂烧除，并且优化了多孔陶瓷的烧结温度，适宜的温度不仅能够使粘结粉体转变为液态，对陶瓷粉体中的其余组分进行包裹，形成交联的网络结构，提高陶瓷粉体中各组分之间的结合紧密性，并且降低陶瓷粉体的因烧结温度高，导致多孔陶瓷内部微气孔闭合的可能性，稳定改善了多孔陶瓷的雾化效果。
具体实施方式
31.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
32.制备例造孔剂制备例制备例1取10kg粒径为800目的石墨粉，作为造孔剂1。
33.其中，值得说明的是，造孔剂包括但不限于木屑、石墨、木炭、ps微球、pmma微球、pbma微球、葡萄糖、纤维素、淀粉中的任意一种或多种的组合。
34.制备例2取10kg粒径为1000目的石墨粉，作为造孔剂1。
实施例
35.实施例1一方面，本技术提供一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷，包含陶瓷粉体和助剂，陶瓷粉体包括硅藻土、超细氧化铝、造孔剂1，助剂包括粘结剂、阻燃剂以及增塑剂。其中，粘结剂为质量分数为5％的聚苯乙烯溶液，阻燃剂为dopo，增塑剂为dop，具体质量见表1。
36.另一方面，本技术提供一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷的制造工艺，包括以下步骤：将平均孔径为5um硅藻土与平均孔径为100um超细氧化铝加入混料机，加入造孔剂1，搅拌混合均匀，得到混合粉料。将混合粉料装入橡皮套中，密封放入冷等静压机，控制压
力为120mpa，保压10min，得到胚块。
37.将胚块放置于中温炉中，以5℃/min的升温速度，升温至600℃，保温5h，得到预制体。将预制体放入球磨机中进行球磨破碎，过350目筛，得到陶瓷骨架。
38.将陶瓷骨架、氧化硼和磷酸二氢铝，具体质量见表3，加入混料机，搅拌，得到陶瓷粉体。将陶瓷粉体放入真空练泥机中，加入助剂，混炼均匀，得到泥料。将泥料进行陈腐处理40h后，放入挤出成型机中，压力为2mpa，挤出成型，得到成型品。
39.将成型品置于高温炉中，以2℃/min，升温至700℃，低温烧结2h，得到多孔陶瓷。
40.其中，值得说明的是：粘结粉体包括但不限于氧化硼和磷酸二氢铝中的任意一种或两种的组合。
41.表1实施例1-5陶瓷骨架组成表2实施例1-5多孔陶瓷组成表3实施例1-5成型品组成实施例6与实施例3的区别在于：在多孔陶瓷上涂覆耐高温硅烷偶联剂，于180℃的温度下，
保温5h，得到涂覆有疏水涂料的多孔陶瓷。
42.其中，耐高温硅烷偶联剂包括但不限于：硅烷偶联剂kh-580、kbm-303型环氧硅烷偶联剂中的任意一种或几种的组合，本实施例中选用硅烷偶联剂kh-580作为耐高温硅烷偶联剂。
43.实施例7与实施例2的区别在于：将混合粉料装入橡皮套中，密封放入冷等静压机，控制压力为80mpa，保压8min，得到胚块。
44.将胚块放置于中温炉中，以10℃/min的升温速度，升温至650℃，保温5h，得到预制体。将预制体放入球磨机中进行球磨破碎，过350目筛，得到陶瓷骨架。
45.将陶瓷骨架加入混料机，搅拌，得到陶瓷粉体。将陶瓷粉体放入真空练泥机中，加入助剂，混炼均匀，得到泥料。将泥料进行陈腐处理40h后，放入挤出成型机中，压力为2mpa，挤出成型，得到成型品。
46.将成型品置于高温炉中，以1.5℃/min，升温至700℃，低温烧结2h，得到多孔陶瓷。
47.在多孔陶瓷上涂覆耐高温硅烷偶联剂，于180℃的温度下，保温5h，得到涂覆有疏水涂料的多孔陶瓷。
48.实施例8与实施例3的区别在于：将混合粉料装入橡皮套中，密封放入冷等静压机，控制压力为80mpa，保压8min，得到胚块。
49.将胚块放置于中温炉中，以5℃/min的升温速度，升温至800℃，保温5h，得到预制体。将预制体放入球磨机中进行球磨破碎，过400目筛，得到陶瓷骨架。
50.将陶瓷骨架加入混料机，搅拌，得到陶瓷粉体。将陶瓷粉体放入真空练泥机中，加入助剂，混炼均匀，得到泥料。将泥料进行陈腐处理40h后，放入挤出成型机中，压力为2mpa，挤出成型，得到成型品。
51.将成型品置于高温炉中，以2℃/min，升温至700℃，低温烧结2h，得到多孔陶瓷。
52.在多孔陶瓷上涂覆耐高温硅烷偶联剂，于180℃的温度下，保温5h，得到涂覆有疏水涂料的多孔陶瓷。
53.对比例对比例1本对比例与实施例1的不同之处在于，本对比例中未添加超细氧化铝，制备多孔陶瓷。
54.对比例2本对比例与实施例1的不同之处在于，本对比例中未添加粘结粉体，制备多孔陶瓷。
55.性能检测试验（1）吸水率测试：采用陶瓷吸水率测定仪测试多孔陶瓷的吸水率。
56.（2）孔径检测：按《多孔陶瓷孔道直径试验方法（gb/t 1967-1996)》测试多孔陶瓷的孔径；
（3）锁油能力检测：采用接触角测试仪，将油滴滴至多孔陶瓷上，检测接触角，接触角大于150
°
为强，接触角大于120
°
为较强；表4实施例1-8、对比例1-2性能检测结合表2性能检测对比可以发现：（1）结合实施例1-5和对比例1-2对比可以发现：实施例1-5中制得多孔陶瓷的吸水率、平均孔径均有所降低，锁油能力有所提升，这说明本技术中采用硅藻土、超细氧化铝以及造孔剂配合，通过硅藻土的吸附效果，将造孔剂吸附至超细氧化铝的孔隙内，经烧结去除造孔剂，形成了大小连通的特殊孔隙结构；故多孔陶瓷吸收的热量，能够通过大小连通的孔径传输至超细氧化铝，加速多孔陶瓷的散热效果；而且，草本精油不易经连通的孔径进入多孔陶瓷内部，降低草本精油堵塞孔隙结构的可能性，维持多孔陶瓷的散热效果，即雾化过程中，草本精油不易焦化，进一步提高多孔陶瓷的雾化效果。根据表4可以看出，实施3中制得的多孔陶瓷的吸水率以及孔径较小，锁油能力较强，说明此时多孔陶瓷中各组分配比较为合适。
57.（2）结合实施例6和实施例3对比可以发现：实施例6中制得多孔陶瓷的吸水率、平均孔径均有所降低，锁油能力有所提升，这说明本技术采用在多孔陶瓷外涂覆耐高温的硅烷偶联剂，通过偶联接枝在多孔陶瓷上接枝亲水基团，提高了多孔陶瓷的亲水效果，即降低了多孔陶瓷的疏油效果，降低多孔陶瓷对草本精油的吸收，稳定改善多孔陶瓷的雾化效果。
58.（3）结合实施例8-9和实施例3对比可以发现：实施例8-9中制得多孔陶瓷的吸水率、平均孔径均有所降低，锁油能力有所提升，这说明本技术中优化了多孔陶瓷的预烧结温度、烧结温度以及冷等静压的压力，适宜的烧结温度下，能够将造孔剂完全烧除，降低造孔剂对大小连通的特殊孔径的堵塞，维持热量传输通道稳定。使得，制得的多孔陶瓷具有表面储油、锁油，热量传输稳定，维持稳定温场的效果，即多孔陶瓷能够均匀雾化草本精油。根据
表4可以看出，实施8中制得的多孔陶瓷的吸水率以及孔径较小，锁油能力较强，说明此时多孔陶瓷的烧结温度、预烧结温度以及冷等静压的压力比较为合适。
59.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。
技术特征：1.一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷，其特征在于，由包括陶瓷粉体组成，所述陶瓷粉体包括质量比为45-75:20-45:5-10的硅藻土、超细氧化铝和造孔剂，所述硅藻土的孔径为5μm-100μm，所述超细氧化铝的孔径为100μm
ꢀ‑
300μm。2.根据权利要求1所述的一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷，其特征在于：所述造孔剂包括木屑、石墨、木炭、ps微球、pmma微球、pbma微球、葡萄糖、纤维素、淀粉中的一种或多种，所述造孔剂的粒径为800-1000目。3.根据权利要求1所述的一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷，其特征在于：所述陶瓷粉体还包括粘结粉体，所述粘结粉体选自氧化硼和磷酸二氢铝中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷，其特征在于：还包括粘结剂、阻燃剂、增塑剂，所述陶瓷粉体、粘结剂、阻燃剂、增塑剂的质量比为90-95:3-7:3-5:1-2，所述粘结剂包括pva溶液。5.权利要求1-4任一项所述的一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、胚块制备：按上述配方取硅藻土和氧化铝，混合，再加入造孔剂，搅拌混合，冷等静压，得到胚块；s2、初步烧结：将胚块置于烧结炉中，于600-800℃保温烧结，得到预制体，取预制体进行破碎、过筛，得陶瓷骨架；s3、多孔陶瓷制备：取陶瓷骨架和粘结粉体混合，得到陶瓷粉体；将陶瓷粉体、增塑剂、粘结剂、阻燃剂，混合混炼，得到泥料；对泥料进行陈腐处理，挤出成型，得到成型品；对成型品进行烧结处理，得到多孔陶瓷。6.根据权利要求5所述的一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷的制造方法，其特征在于：所述烧结处理中以0.5-2℃/min升温至600-700℃，所述冷等静压中，压力控制为70-140mpa，保压2-10min。7.根据权利要求5所述的一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷的制造方法，其特征在于：所述步骤s3中粘结粉体包括氧化硼和磷酸二氢铝，所述氧化硼、磷酸二氢铝与陶瓷骨架之间的质量比为4-8:3-9:83-93。8.根据权利要求5所述的一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷的制造方法，其特征在于：在多孔陶瓷上涂覆有疏水涂料，于120-180℃保温1-5h，得到涂覆有疏水涂料的多孔陶瓷，所述疏水涂料包括耐高温硅烷偶联剂。
技术总结本申请涉及陶瓷的领域，具体公开了一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷及其制造方法。一种应用于便携式中草药雾化器的多孔陶瓷，由包括陶瓷粉体组成，所述陶瓷粉体包括质量比为45-75:20-45:5-10的硅藻土、超细氧化铝和造孔剂，所述硅藻土的孔径为5μm-100μm，所述超细氧化铝的孔径为100μm-300μm。其制备方法为：S1、胚块制备；S2、初步烧结；S3、多孔陶瓷制备。本申请的多孔陶瓷可用于草本精油的雾化，其具有雾化完全、雾化迅速、精油不易焦化的优点；另外，本申请的制备方法具有烧结温度低，能源损耗少，操作简单的优点。操作简单的优点。
技术研发人员：徐斌 杨辉 罗杰锋
受保护的技术使用者：深圳零雾科技有限公司
技术研发日：2022.07.22
技术公布日：2022/11/1
