技术领域
[0001] 本实用新型属于雾化技术领域,特别地,涉及一种导液件、雾化器及气溶胶发生装置。
相关背景技术
[0002] 气溶胶发生装置通常包括雾化器以及与雾化器电性连接的电源装置,雾化器能够在电源装置的电驱动作用下,将存储于雾化器内的雾化液加热并雾化形成气溶胶。当前,雾
化器使用的雾化芯主要包括发热件和导液件,其是通过导液件将雾化液传输至发热件,发
热件在通电发热后将雾化液加热雾化形成气溶胶。然而,导液件的耐高温性能一般较差,降
低了导液件的抗干烧性,容易导致导液件出现干烧碳化的问题。
实用新型内容
[0003] 基于现有技术中存在的上述问题,本实用新型实施例的目的之一在于提供一种导液件,以解决现有技术中存在的导液件的耐高温性能较差,容易导致导液件出现干烧碳化
的问题。
[0004] 为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:提供一种导液件,用于雾化芯,所述雾化芯包括用于在通电后产生热量的发热体和用于向所述发热体传输雾化液的导液
件,所述发热体结合于所述导液件上,所述导液件为多孔气凝胶,以使所述导液件可吸附并
储存雾化液,且所述导液件可将储存的雾化液传输至所述发热体。
[0005] 可选地,所述导液件的耐高温范围为350~500℃。
[0006] 可选地,所述导液件的导液速率为14~16mm/min。
[0007] 可选地,所述导液件的孔隙率范围为85~95%。
[0008] 可选地,所述导液件的孔径范围为15~50μm。
[0009] 可选地,所述多孔气凝胶为采用聚酰胺酸制成的多孔气凝胶基体。
[0010] 可选地,所述多孔气凝胶包括若干层聚酰亚胺气凝胶膜,若干层所述聚酰亚胺气凝胶膜层叠设置以构成所述导液件。
[0011] 可选地,所述聚酰亚胺气凝胶膜的厚度为0.3~0.6mm。
[0012] 基于现有技术中存在的上述问题,本实用新型实施例的目的之二在于提供一种具有上述任一方案提供的导液件的雾化器。
[0013] 为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:提供一种雾化器,包括上述任一方案提供的所述导液件。
[0014] 基于现有技术中存在的上述问题,本实用新型实施例的目的之三在于提供一种具有上述任一方案提供的导液件或雾化器的气溶胶发生装置。
[0015] 为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:提供一种气溶胶发生装置,包括上述任一方案提供的所述导液件或所述雾化器。
[0016] 本实用新型实施例中的上述一个或多个技术方案,与现有技术相比,至少具有如下有益效果之一:
[0017] 本实用新型实施例中的导液件、雾化器及气溶胶发生装置,采用耐温性的第多孔气凝胶层作为导液件,在导液件与发热体直接接触的情形下,增强导液件的抗干烧性,有效
防止导液件出现碳化而导致糊芯,克服了传统导液件因耐高温性能较差而导致导液件容易
出现干烧碳化的缺陷,从而有利于提高雾化芯的雾化效果及使用寿命。此外,通过导液件与
发热体直接接触,利用多孔气凝胶优异的隔热保温性能,使得发热体产生的热量不易散失,
使得发热体产生的热量更加充分且集中地对雾化液进行加热雾化,有利于提高热量利用
率,降低能耗。
具体实施方式
[0023] 为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型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实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0024] 需要说明的是,当元件被称为“连接于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可
以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。此外,术语“第一”、“第二”仅用
于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数
量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。“多
个”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。
[0025] 在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因
此不能理解为对本实用新型的限制。
[0026] 在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电性连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相
连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员
而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0027] 在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征,结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此,“在一个实施例中”、“在一些实施
例中”或“在其中一些实施例中”的短语出现在整个说明书的各个地方,并非所有的指代都
是相同的实施例。此外,在一个或多个实施例中,可以以任何合适的方式组合特定的特征,
结构或特性。
[0028] 请一并参阅图1至2,现对本实用新型实施例提供的导液件1进行说明。本实用新型实施例提供的导液件1用于雾化器的雾化芯,雾化芯包括用于在通电后产生热量的发热体2
和用于向发热体2传输雾化液的导液件1,发热体2结合于导液件1上。发热体2可以是但不限
于网状发热件、螺旋发热丝、发热片或发热膜。导液件1为耐温性的多孔气凝胶,发热体2结
合于多孔气凝胶上,以使多孔气凝胶可向发热体2传输雾化液。由于导液件1采用聚酰亚胺
气凝胶材料制成,多孔气凝胶不仅具有耐温性好的优点,多孔气凝胶还具有丰富的纳米多
孔结构,纳米多孔结构中的微孔孔径处于0.1~50nm时,多孔聚酰亚胺气凝胶具有良好的锁
液性能,可防止漏液;而在纳米多孔结构中的微孔孔径处于50nm~100μm时,多孔聚酰亚胺
气凝胶具有良好的导液性能。此外,多孔聚酰亚胺气凝胶内部的纳米多孔结构中的微孔孔
径可在0.1~100μm之间进行调控,易实现对气溶胶细腻程度和口感的调控。并且,多孔聚酰
亚胺气凝胶易实现表面官能团修饰,拓展表面极性调控的范围与空间,造孔剂添加量可实
现孔径调控,进而控制孔隙率大小,延伸导液件1物理与化学两个层面的调控维度,实现导
液速率与储液量的调节,多角度实现产品的口感优化。此外,多孔聚酰亚胺气凝胶的耐高温
范围为350~500℃,使得导液件1的耐高温范围高达350~500℃,从而使得导液件1具有较
佳的抗干烧性。加上多孔聚酰亚胺气凝胶隔热性能优异,更加增强了导液件1的抗干烧性,
有效防止导液件1出现碳化而导致糊芯。需要说明的是,导液件1可以是但不限于层叠设置
的若干层多孔气凝胶薄膜。此外,导液件1与发热体2直接接触,加上多孔聚酰亚胺气凝胶隔
热保温性能优异,使得发热体2产生的热量不易散失,从而使得发热体2产生的热量更加充
分且集中地对雾化液进行加热雾化,有利于提高热量利用率,降低能耗。
[0029] 本实用新型实施例提供的导液件1,与现有技术相比,采用耐温性的第多孔气凝胶层作为导液件1,在导液件1与发热体2直接接触的情形下,增强导液件1的抗干烧性,有效防
止导液件1出现碳化而导致糊芯,克服了传统导液件1因耐高温性能较差而导致导液件1容
易出现干烧碳化的缺陷,从而有利于提高雾化芯的雾化效果及使用寿命。此外,通过导液件
1与发热体2直接接触,利用多孔气凝胶优异的隔热保温性能,使得发热体2产生的热量不易
散失,使得发热体2产生的热量更加充分且集中地对雾化液进行加热雾化,有利于提高热量
利用率,降低能耗。
[0030] 在其中一些实施例中,多孔气凝胶的导液速率为14~16mm/min,采用多孔气凝胶制作导液件1后,使得导液件1的导液速率可达14~16mm/min,提高了导液件1向发热体2传
输雾化液的导液速率,使得导液件1兼具良好的导液性能和耐温性,有效防止雾化芯出现碳
化而导致糊芯,可提高雾化芯的雾化效果及使用寿命。
[0031] 在其中一些实施例中,多孔气凝胶的孔隙率范围为85~95%,采用多孔气凝胶制作导液件1后,使得导液件1的孔隙率可达为85~95%,提高了导液件1的储液量,使得导液
件1可向发热体2快速传输雾化液,从而有效防止发热体2发生干烧。
[0032] 在其中一些实施例中,多孔气凝胶的孔径范围为15~50μm,采用多孔气凝胶制作导液件1后,导液件1的孔径可达15~50μm,使得导液件1在储液性能与导液性能之间达到平
衡,使得导液件1可向发热体2快速传输雾化液,从而有效防止发热体2发生干烧。
[0033] 在其中一些实施例中,多孔气凝胶为采用聚酰胺酸制成的多孔气凝胶基体。在其中另一些实施例中,多孔气凝胶包括若干层聚酰亚胺气凝胶膜,若干层聚酰亚胺气凝胶膜
层叠设置以构成导液件1,导液件1叠层操作,实现导液件1一体化制备,直接通过制备工艺
实现形状、尺寸和公差可控制。具体地,聚酰亚胺气凝胶膜的厚度为0.3~0.6mm,使得由若
干层聚酰亚胺气凝胶膜层层叠设置构成多孔气凝胶兼具较高的导液速率和较强的结构强
度,从而使得导液件1兼具较高的导液速率和较强的结构强度。
[0034] 本实用新型实施例还提供一种雾化器,雾化器包括上述任一实施例提供的导液件1。因雾化器具有上述任一实施例提供的导液件1的全部技术特征,故其具有导液件1相同的
技术效果。
[0035] 本实用新型实施例还提供一种气溶胶发生装置,气溶胶发生装置包括上述任一实施例提供的导液件1或上述任一实施例提供的雾化器。因气溶胶发生装置具有上述任一实
施例提供的导液件1或雾化器的全部技术特征,故其具有导液件1相同的技术效果。
[0036] 本实用新型实施例还提供一种可制备上述导液件1的导液件1制备方法,本实用新型实施例中的导液件1制备方法包括如下步骤:
[0037] 步骤S01:将二氧六环与叔丁醇溶液进行混合,得到混合溶剂;
[0038] 步骤S02:向混合溶剂中添加含氟芳香二酐单体和二胺单体,通过醚的氨解反应,得到聚酰胺酸溶液;
[0039] 步骤S03:向聚酰胺酸溶液中添加氯化铵颗粒,搅拌均匀,得到PAA‑NH4Cl悬浊液;
[0040] 步骤S04:将PAA‑NH4Cl悬浊液进行涂布处理,通过干燥、剥离处理,得到PAA‑NH4Cl气凝胶膜;
[0041] 步骤S05:将PAA‑NH4Cl气凝胶膜进行加热,通过热亚胺化处理,得到多孔聚酰亚胺气凝胶膜;
[0042] 步骤S06:将若干层聚酰亚胺气凝胶膜进行层叠设置,制备得到导液件1。
[0043] 本实用新型实施例提供的导液件1制备方法,与现有技术相比,通过含氟芳香二酐单体和二胺单体,在二氧六环(Diox)和叔丁醇(TBA)的混合溶剂中进行醚的氨解反应形成
聚酰胺酸(PAA)溶液,以氯化铵颗粒为造孔剂,并将添加有氯化铵颗粒的聚酰胺酸(PAA)溶
液搅拌均匀,混合得到的PAA‑NH4Cl悬浊液进行涂布处理,通过干燥、剥离处理得到PAA‑
NH4Cl气凝胶膜,再将PAA‑NH4Cl气凝胶膜经过热亚胺化处理制备得到多孔聚酰亚胺气凝胶
膜,最后仅需将干层聚酰亚胺气凝胶膜进行层叠设置以制备获得导液件1。本实用新型实施
例提供的导液件1制备方法,在常温常压下干燥后形成PAA‑NH4Cl薄膜,并可根据使用需要
对多孔聚酰亚胺气凝胶的孔径大小进行合理调控,制备流程短,工艺简单,不仅可降低不稳
定因素导致的产品不稳定性,而且能够降低导液件1的制作成本、能耗以及污染物排放。本
实用新型实施例提供的导液件1制备方法,通过引入氯化铵造孔剂,能够抑制气凝胶在热亚
胺化过程中的体积收缩。本实用新型实施例提供的导液件1制备方法,通过热亚胺化过程完
成了羧基和亚胺的脱水缩合反应,减少了气凝胶中疏液基团的数量,并使得氯化铵充分受
热分解,达到去除氯化铵的目的
[0044] 具体的,在步骤S01中,由表1中的测试数据可知,叔丁醇溶液占混合溶剂的体积比重在10~15%,有助于4,4'‑二氨基二苯醚(ODA)和4,4'‑(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)均
匀分散,进而提高了PAA‑NH4Cl膜层均匀性。当叔丁醇溶液占混合溶剂的体积比重小于10%
时,多孔聚酰亚胺气凝胶膜层结构不完整,说明叔丁醇TBA在Diox/TBA混合溶剂体系中的体
积占比过小,4,4'‑二氨基二苯醚(ODA)和4,4'‑(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)分散不均匀,
进而降低了PAA‑NH4Cl膜层均匀性。当叔丁醇溶液占混合溶剂的体积比重大于15%时,虽然
多孔聚酰亚胺气凝胶膜层具有完整性,但多孔聚酰亚胺气凝胶膜的结构强度显著降低,易
脆裂。
[0045] 具体的,在步骤S02中,由表2中的测试数据可知,添加的含氟芳香二酐单体和二胺单体为等摩尔比,反应生成的所述聚酰胺酸溶液占含氟芳香二酐单体和二胺单体的质量百
分比为20~30%。当PAA溶度小于20%时,存在PAA膜层不完整以及PI膜层力学强度差的问
题,归因于在颗粒状造孔剂表面,低浓度PAA分子难以均匀连续的附着,造成3D空间网络的
坍塌。而当PAA浓度大于30%,造成PI膜层吸液较慢,不利于雾化液的传输,这是由于浓度过
高PAA把颗粒造孔剂表面全包覆,致使出现一定量的盲孔。因此,PAA溶液最佳浓度范围在20
~30%。
[0046] 具体的,在步骤S03中,氯化铵颗粒的粒径在50~100μm。造孔剂氯化铵的粒径大于100um时,因造孔剂氯化铵颗粒较大,涂布后制得的PAA‑NH4Cl薄膜的膜层不完整或多孔PI
膜层的力学强度降低。因此,氯化铵D90粒径的最佳范围时50~100um,同时兼顾PAA‑NH4Cl膜
层的完整性以及多孔PI膜层的力学强度。
[0047] 具体的,在步骤S03中,由表3中的测试数据可知,添加氯化铵颗粒的质量为1~4g。造孔剂氯化铵投料量大于4g时,PAA‑NH4Cl浆料出现分层不均匀,且PAA‑NH4Cl浆料易团聚沉
淀,进而影响PAA‑NH4Cl膜层的完整性以及多孔PI膜层的力学强度。此外,氯化铵的投入量,
还会影响多孔PI膜层的孔隙率和孔径分布(D90)。造孔剂氯化铵投料量大于6g,孔隙率和D90
孔径会下降,主要归结于颗粒造孔剂在溶剂中的分布不均导致。所以,在25mLPAA溶液体系
中,氯化铵的投入量控制在1‑4g,多孔PI膜可获得外形完整性、孔隙率达85‑95%、孔径分布
15‑50um以及力学强度满足要求的样品。
[0048] 具体的,在步骤S05中,热亚胺化处理的温度为260~320℃,热亚胺化处理的时间为0.1~0.5h。热亚胺化处理的温度低于260℃,不仅多孔PI膜出现完整性和力学强度变差,
而且多孔PI膜的导液性能也随之下降,这可能是温度过低,导致造孔剂没有完全除去。因
此,在热亚胺化处理的时间为0.1~0.5h时,温度在260~320℃范围内,氯化铵造孔剂热分
解的效率较大,越容易将造孔剂除去完全,同时ODA与6FDA之间形成亚胺键越充分,提高了
力学强度与导液性能。
[0049] 具体的,在步骤S04中,PAA‑NH4Cl悬浊液的涂布厚度为0.3~0.6mm,使得多孔PI膜兼具较高的导液速率和较强的结构强度。
[0050] 具体的,在步骤S04中,在常温常压条件下,干燥8~12h并剥离出PAA‑NH4Cl气凝胶膜。在步骤S05中,以1~5℃/min的升温速率,将PAA‑NH4Cl气凝胶膜加热到260~320℃。
[0051] 实施例1
[0052] (1)向带有机械搅拌的三口烧瓶中加体积分数为0的二氧六环(Diox)和叔丁醇(TBA)溶液,之后添加等摩尔比的4,4'‑二氨基二苯醚(ODA)和4,4'‑(六氟异丙烯)二酞酸酐
(6FDA),待固体完全溶解后形成25wt%的聚酰胺酸(PAA)溶液;
[0053] (2)取上述25mLPAA溶液用涂布器于平整基底上刮涂0.5mm厚,然后常温常压干燥10h并剥离出PAA薄膜;
[0054] (3)将上述PAA薄膜以5℃/min的升温速率加热到270℃并保温0.3h进行热亚胺化过程,得到多孔聚酰亚胺(PI)薄膜。
[0055] 实施例2、实施例3、实施例4、实施例5与实施例1的区别在于调配的TBA体积分数不同,其它的均相同。其中,实施例2中调配出TBA体积分数为5%的混合溶剂溶液,实施例3中
调配出TBA体积分数为10%的混合溶剂溶液,实施例4中调配出TBA体积分数为15%的混合
溶剂溶液,实施例5中调配出TBA体积分数为20%的混合溶剂溶液,并以亚麻材质导液件1样
品作为对比例1。分别观察实施例1至5和对比例1中的样品形状,并分别测试实施例1至5和
对比例1中的样品结构强度。
[0056] 表1实施例1至5和对比例1的样品相关性能测试表。
[0057]
[0058] 实施例6
[0059] (1)向带有机械搅拌的三口烧瓶中加入二氧六环(Diox)和叔丁醇(TBA)溶液,TBA体积占比为10%,之后添加等摩尔比的4,4'‑二氨基二苯醚(ODA)和4,4'‑(六氟异丙烯)二
酞酸酐(6FDA),待固体完全溶解后形成质量百分比为35%的聚酰胺酸(PAA)溶液;
[0060] (2)取上述25mLPAA溶液中,加入2g粒径为70um的造孔剂氯化铵,机械搅拌1h形成PAA‑NH4Cl溶液,用涂布器于平整基底上刮涂0.5mm厚,然后常温常压干燥10h并剥离出PAA
薄膜;
[0061] (3)将上述PAA薄膜以5℃/min的升温速率加热到270℃并保温0.3h进行热亚胺化过程,得到多孔聚酰亚胺(PI)薄膜。
[0062] 实施例7、实施例8、实施例9、实施例10与实施例6的区别在于形成质量百分比不同的聚酰胺酸(PAA)溶液,其它的均相同。其中,实施例7中形成质量百分比为30%的聚酰胺酸
(PAA)溶液,实施例8中形成质量百分比为25%的聚酰胺酸(PAA)溶液,实施例9中形成质量
百分比为20%的聚酰胺酸(PAA)溶液,实施例10中形成质量百分比为15%的聚酰胺酸(PAA)
溶液。分别观察实施例7至10和对比例1中的样品是否完整,并分别测试实施例7至10中的样
品抗压强度和吸液快慢。具体地,将实施例7至10中的样品与对比例1中的样品进行对比,来
界定强弱与快慢的:1、膜层完整性,采用光学显微镜能快速简单的判定,验收标准为表面没
有裂纹或破损;2、力学强度,将PI膜样品与对比例按照实际安装要求分别装配到产品中,组
装过程与中,不出现开裂、掉渣等现象,则判定与对比例一致,属于强的力学性能;3、吸液快
慢,采用在膜平面,定量滴加50微升测试雾化液,若在3s内吸收完全,则判定属于快速吸液。
[0063] 表2实施例7至10和对比例1中的样品相关性能测试表
[0064] 测试项目 PAA含量(%) PAA膜层完整性 PI膜层力学强度 PI膜层吸液快慢实施例6 35% 完整 强 慢
实施例7 30% 完整 强 快
实施例8 25% 完整 强 快
实施例9 20% 完整 强 快
实施例10 15% 略不完整 弱 快
对比例1 无 膜完整 强 快
[0065] 实施例11
[0066] (1)向带有机械搅拌的三口烧瓶中加入二氧六环(Diox)和叔丁醇(TBA)溶液,TBA体积占比为10%,之后添加等摩尔比的4,4'‑二氨基二苯醚(ODA)和4,4'‑(六氟异丙烯)二
酞酸酐(6FDA),待固体完全溶解后形成25wt%的聚酰胺酸(PAA)溶液;
[0067] (2)取上述25mLPAA溶液中,加入1g的粒径为70um造孔剂氯化铵,机械搅拌1h形成PAA‑NH4Cl溶液,用涂布器于平整基底上刮涂0.5mm厚,然后常温常压干燥10h并剥离出PAA
薄膜;
[0068] (3)将上述PAA薄膜以5℃/min的升温速率加热到270℃并保温0.3h进行热亚胺化过程,得到多孔聚酰亚胺(PI)薄膜
[0069] 实施例12、实施例13、实施例14、实施例15与实施例11的区别在于添加的造孔剂氯化铵的质量不同,其它的均相同。其中,实施例12中添加的造孔剂氯化铵的质量为2g,实施
例13中添加的造孔剂氯化铵的质量为4g,实施例14中添加的造孔剂氯化铵的质量为6g,实
施例15中添加的造孔剂氯化铵的质量为8g。分别观察实施例7至10和对比例1中的样品是否
完整,并分别测试实施例7至10中的样品抗压强度、吸液快慢、孔隙率和孔径。
[0070] 表3实施例11至15和对比例1中的样品相关性能测试表
[0071]
[0072] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型
的保护范围之内。