ПОРИСТЫЙ РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЙ СЕРДЕЧНИК, ВЫПОЛНЕННЫЙ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ВЫДЕЛЕНИЯ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ИОНОВ, И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК A24F40/70 C04B38/06 A24F40/44 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение относится к технической области распыления, в частности, к пористому распылительному сердечнику, выполненному с возможностью выделения отрицательных ионов, и способу получения указанного пористого распылительного сердечника.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] С постоянным развитием отрасли распыления использование пористого распылительного сердечника постепенно стало частью жизни людей, но из-за разнообразия распыляемой жидкости в различных областях использования обычный распылительный сердечник не гарантирует распыления в течение длительного времени, а истечение срока годности распыляемой жидкости приводит к росту бактерий, что также значительно сокращает срок службы распылителя, особенно в отрасли распыления электронных сигарет и медицинского распыления. Кроме того, при постоянном стремлении к концепции здоровья особенно важно разработать здоровый и экологически чистый распылительный сердечник.

[0003] В настоящее время одним из решений является выбор экологически чистых материалов и регулярная замена распылительного сердечника, что не только значительно ограничивает использование распылительного сердечника, но и увеличивает стоимость такого использования.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Техническая проблема, решаемая настоящим изобретением, заключается в обеспечении пористого распылительного сердечника, выполненного с возможностью выделения отрицательных ионов, и способу получения указанного пористого распылительного сердечника.

[0005] Техническое решение, предложенное в настоящем изобретении для решения указанной выше технической проблемы, заключается в обеспечении пористого распылительного сердечника, выполненного с возможностью выделения отрицательных ионов, включающего в себя сырьевые материалы, в массовых долях, как указано далее: 50-90 массовых долей турмалина, 0-30 массовых долей керамического порошка, 10-30 массовых долей порообразующего агента, 0-30 массовых долей спекающей добавки, 0-35 массовых долей парафина и 0-2 массовых долей поверхностно-активного вещества;

[0006] При этом керамический порошок включает по меньшей мере одно из порошка-источника отрицательных ионов, порошка-источника дальнего инфракрасного излучения, аттапульгитовой глины, полевого шпата и цеолита.

[0007] Предпочтительно турмалин представляет собой первично модифицированный турмалин.

[0008] Первично модифицированный турмалин предпочтительно получают следующим способом модификации: добавляют 100 массовых долей турмалина в гидратированный раствор нитрата церия с массовой долей 1% -10%, помещают его в хроматографическую колонку для циклической перегрузки в течение 2-5 часов, а затем магнитно перемешивают перегруженную суспензию, медленно капают водный аммиак с массовой долей 5%-10% и прекращают капать, когда значение рН составляет 10, затем добавляют чистую воду и перемешивают и промывают несколько раз, отфильтровывают прозрачную жидкость, сушат в печи при температуре 70°С-90°С, а затем помещают в печь для спекания и прокаливают при температуре 500°С-600°С в течение 4-6 часов.

[0009] Предпочтительно турмалин представляет собой вторично модифицированный турмалин.

[0010] Предпочтительно вторично модифицированный турмалин получают следующим способом модификации: наносят 100 массовых долей первично модифицированного турмалина и 200 массовых долей абсолютного этанола, смешивают их и магнитно перемешивают, а затем добавляют 60 массовых долей бутилтитаната, перемешивают в течение 2-3 часов и отфильтровывают прозрачную жидкость после перемешивания, сушат в печи при температуре 70°С-90°С и помещают ее в печь для спекания и прокаливают при температуре 450°С-550°С в течение 3-4 часов.

[0011] Первично модифицированный турмалин предпочтительно получают следующим способом модификации: добавляют 100 массовых долей турмалина в гидратированный раствор нитрата церия с массовой долей 1%-10%, помещают его в хроматографическую колонку для циклической перегрузки в течение 2-5 часов, а затем магнитно перемешивают перегруженную суспензию, медленно капают водный аммиак с массовой долей 5%-10% и прекращают капать, когда значение рН составляет 10, затем добавляют чистую воду и перемешивают и промывают несколько раз, отфильтровывают прозрачную жидкость, сушат в печи при температуре 70°С-90°С, а затем помещают в печь для спекания и прокаливают при температуре 500°С-600°С в течение 4-6 часов.

[0012] Предпочтительно турмалин имеет размер частиц 100 меш-1500 меш;

[0013] Керамический порошок имеет размер частиц 100 меш-1500 меш.

[0014] Предпочтительно, спекающая добавка представляет собой по меньшей мере одно из оксида металла и стеклянного порошка с размером частиц 325-2000 меш и начальной температурой плавления 300-500°С.

[0015] Порообразующий агент представляет собой по меньшей мере одно из пшеничной муки, полистирольных микросфер, углеродного порошка и порошка зерновой шелухи с размером частиц 80 меш-1000 меш.

[0016] Предпочтительно парафин представляет собой полурафинированный или рафинированный парафин с температурой плавления 40-100°С.

[0017] Поверхностно-активное вещество предпочтительно представляет собой по меньшей мере одно из дегидратированного сложного эфира сорбитола и жирной кислоты, полисорбата, стеариновой кислоты и олеиновой кислоты.

[0018] Способ получения пористого распылительного сердечника, выполненного с возможностью выделения отрицательных ионов, включает следующие этапы:

[0019] S1, перемешивание сырьевых материалов в массовых долях и прессование для образования заготовки;

[0020] S2, помещение заготовки в печь для спекания и нагрев до 600-800°С при скорости нагрева 1°С/мин-10°С/мин для спекания.

[0021] Изобретение имеет следующие полезные эффекты: турмалин используют в качестве одного из сырьевых материалов, используя его характеристики пироэлектричества, пьезоэлектричества, инфракрасного излучения, выделения отрицательных ионов кислорода и биоэлектричества, для разложения и удаления вредных газов в распыленной жидкости и воздухе, так что пористый распылительный сердечник является экологически чистым и имеет хороший распылительный эффект, что удовлетворяет стремлению людей к здоровым продуктам и одновременно повышает срок службы распылительного сердечника.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0022] Настоящее изобретение будет далее описано более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи и варианты осуществления. На чертежах:

[0023] на фиг. 1 представлено изображение вторично модифицированного турмалина, полученное с помощью растрового электронного микроскопа, согласно настоящему изобретению;

[0024] на фиг. 2 представлено изображение пористого распылительного сердечника, выполненного с возможностью выделения отрицательных ионов, полученное с помощью растрового электронного микроскопа, согласно настоящему изобретению.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0025] Для лучшего понимания технических признаков, целей и эффектов настоящего изобретения, ниже подробно описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи.

[0026] Пористый распылительный сердечник, выполненный с возможностью выделения отрицательных ионов, согласно настоящему изобретению включает в себя сырьевые материалы, в массовых долях, как указано далее: 50-90 массовых долей турмалина, 0-30 массовых долей керамического порошка, 10-30 массовых долей порообразующего агента, 0-30 массовых долей спекающей добавки, 0-35 массовых долей парафина и 0-2 массовых долей поверхностно-активного вещества.

[0027] Турмалин - разновидность силикатного минерала с кольцеобразной структурой. Благодаря особой кристаллической структуре обладает стойким спонтанным поляризационным эффектом, придающим ему характеристики пироэлектричества, пьезоэлектричества, инфракрасного излучения, выделения отрицательных ионов кислорода и биоэлектричества. Дальнее инфракрасное излучение, вырабатываемое турмалином, может убивать бактерии в распыленной жидкости, способствовать циркуляции крови и обмену веществ. Отрицательные ионы, вырабатываемые турмалином, могут ионизировать распыленную жидкость, делая ее слабой щелочью, что в большей степени способствует физическому и психическому здоровью. Микроток, производимый турмалином, соответствует биологическому микротоку человеческого организма, что может вызвать явление биоэлектричества в организме человека.

[0028] Турмалин имеет предпочтительный размер частиц 100 меш-1500 меш.

[0029] Кроме того, для улучшения свойств турмалина с выделением отрицательных ионов и дальнего инфракрасного излучения турмалин модифицируют с образованием первично модифицированного турмалина или вторично модифицированного турмалина.

[0030] Первично модифицированный турмалин получают следующим способом модификации: добавляют 100 массовых долей турмалина в гидратированный раствор нитрата церия с массовой долей 1%-10%, смешивают их и помещают смесь в хроматографическую колонку для циклической перегрузки в течение 2-5 часов, а затем магнитно перемешивают перегруженную суспензию, медленно капают водный аммиак с массовой долей 5%-10% и прекращают капать, когда значение рН составляет 10, затем добавляют чистую воду и перемешивают и промывают несколько раз (например, дважды), отфильтровывают прозрачную жидкость, сушат в печи при температуре 70°С-90°С, а затем помещают в печь для спекания и прокаливают при температуре 500°С-600°С в течение 4-6 часов, после прокаливания получают первично модифицированный турмалин.

[0031] Описанный выше первично модифицированный турмалин модифицируют снова для получения вторично модифицированного турмалина, причем способ модификации следующий: наносят 100 массовых долей первично модифицированного турмалина и 200 массовых долей абсолютного этанола, смешивают их и магнитно перемешивают, а затем добавляют 60 массовых долей бутилтитаната, перемешивают в течение 2-3 часов и отфильтровывают прозрачную жидкость после перемешивания, сушат в печи при температуре 70°С-90°С и помещают ее в печь для спекания и прокаливают при температуре 450°С-550°С в течение 3-4 часов, после прокаливания получают вторично модифицированный турмалин.

[0032] Изображение вторично модифицированного турмалина, полученное с помощью растрового электронного микроскопа, показано на фиг. 1, из которого видно, что поверхность вторично модифицированного турмалина является гладкой. Турмалин демонстрирует много мелких частиц на поверхности после соединения с TiO₂, что указывает на хороший результат модификации.

[0033] В первичной модификации существует два валентных состояния Се (церия), Се³⁺ может быть преобразован в Се⁴⁺ при условии освещения. В процессе преобразования происходит электронно-дырочная рекомбинация, а наличие электростатического поля на обоих концах турмалина заставит электроны, участвующие в рекомбинации, мигрировать под действием электрического поля, что снижает вероятность электронно-дырочной рекомбинации, побуждая поверхность композиционного материала турмалин/Се накапливать большое количество энергии, что приводит к увеличению выделения отрицательных ионов кислорода. Во вторичной модификации образованный диоксид титана обладает фотокаталитическим эффектом, который усиливает эффект первичной модификации, а при световом или ультрафиолетовом облучении электроны на поверхности TiO₂ поглощают достаточно энергии для отсоединения, тем самым способствуя эффекту выделения отрицательных ионов и дальнего инфракрасного излучения турмалина.

[0034] Керамический порошок включает в себя по меньшей мере одно из порошка-источника отрицательных ионов, порошка-источника дальнего инфракрасного излучения, аттапульгитовой глины, полевого шпата и цеолита, с размером частиц 100 меш-1500 меш. Полевой шпат представляет собой калиевый полевой шпат и/или альбит.

[0035] Спекающая добавка представляет собой по меньшей мере одно из оксида металла и стеклянного порошка с размером частиц 325-2000 меш и начальной температурой плавления 300-500°С. Оксид металла может представлять собой по меньшей мере одно из оксида магния, диоксида титана и оксида ниобия.

[0036] Порообразующий агент представляет собой по меньшей мере одно из пшеничной муки, полистирольных микросфер, углеродного порошка и порошка зерновой шелухи с размером частиц 80 меш-1000 меш.

[0037] Парафин представляет собой полурафинированный или рафинированный парафин с температурой плавления 40-100°С.

[0038] Поверхностно-активное вещество представляет собой по меньшей мере одно из дегидратированного сложного эфира сорбитола и жирной кислоты (span), полисорбата (tween), стеариновой кислоты и олеиновой кислоты.

[0039] Способ получения пористого распылительного сердечника, выполненного с возможностью выделения отрицательных ионов, согласно настоящему изобретению включает следующие этапы:

[0040] S1, перемешивание сырьевых материалов в массовых долях и прессование для образования заготовки;

[0041] Для прессования можно использовать либо горячее прессование, либо сухое прессование.

[0042] Кроме того, для горячего прессования сырьевых материалов спекающая добавка предпочтительно составляет 10-30 массовых долей, парафин предпочтительно составляет 15-35 массовых долей, а поверхностно-активное вещество предпочтительно составляет 0,05-2 массовых долей.

[0043] Для сухого прессования в сырьевой материал могут не добавляться спекающая добавка, парафин и поверхностно-активное вещество.

[0044] S2, помещение заготовки в печь для спекания и нагрев до 600-800°С при скорости нагрева 1°С/мин-10°С/мин для спекания с получением пористого распылительного сердечника посредством первичного спекания.

[0045] Следует понимать, что способ получения пористого распылительного сердечника, выполненного с возможностью выделения отрицательных ионов, согласно настоящему изобретению не ограничивается горячим прессованием или сухим прессованием, как описано выше, и могут быть использованы другие способы получения распылительного сердечника путем формования.

[0046] Изображение пористого распылительного сердечника, выполненного с возможностью выделения отрицательных ионов, полученное с помощью растрового электронного микроскопа, согласно настоящему изобретению представлено на фиг. 2, на которой видно, что распылительный сердечник имеет много пор и однородных пор, и однородные поры могут в достаточной степени обеспечивать функциональный эффект турмалина и улучшать эффект распыления.

[0047] Настоящее изобретение будет также проиллюстрировано посредством конкретных вариантов осуществления.

[0048] Вариант осуществления 1:

[0049] Сырьевые материалы в массовых долях представлены следующим образом: 80 массовых долей немодифицированного турмалина, 20 массовых долей стеклянного порошка, 20 массовых долей пшеничной муки, 20 массовых долей парафина и 0,5 массовых долей олеиновой кислоты. Вышеуказанные сырьевые материалы смешивают и подвергают горячему прессованию и спекают один раз при 600-800°С с образованием пористого распылительного сердечника.

[0050] Вариант осуществления 2:

[0051] Турмалин представляет собой первично модифицированный турмалин, а остальное является таким же, как и в варианте осуществления 1.

[0052] Вариант осуществления 3:

[0053] Турмалин представляет собой вторично модифицированный турмалин, а остальное является таким же, как и в варианте осуществления 1.

[0054] Вариант осуществления 4:

[0055] Сырьевые материалы в массовых долях представлены следующим образом: 80 массовых долей немодифицированного турмалина, 20 массовых долей стеклянного порошка, 5 массовых долей порошка-источника отрицательных ионов, 5 массовых долей пшеничной муки, 20 массовых долей парафина и 0,5 массовых долей олеиновой кислоты. Вышеуказанные сырьевые материалы смешивают и подвергают горячему прессованию и спекают один раз при 600-800°С с образованием пористого распылительного сердечника.

[0056] Вариант осуществления 5:

[0057] Сырьевые материалы в массовых долях представлены следующим образом: 80 массовых долей вторично модифицированного турмалина, 5 массовых долей полевого шпата, 15 массовых долей аттапульгитовой глины, 20 массовых долей пшеничной муки. Вышеуказанные сырьевые материалы спекают один раз при 600-800°С с образованием пористого распылительного сердечника.

[0058] Сравнительный вариант осуществления 1

[0059] Турмалин варианта осуществления 1 заменен оксидом алюминия, а остальное является таким же, как и в варианте осуществления 1.

[0060] Распылительный сердечник, полученный в вариантах осуществления 1-5 и сравнительном варианте 1, был испытан на свойство выделения отрицательных ионов: для проверки содержания отрицательных ионов твердого тела и воздуха использовали приборы COM-3010PRO Solid Negative Ion Tester и COM-3200PRO II Air Negative Ion Tester, и отрицательные ионы воздуха проверялись в течение 20-60 минут в замкнутом пространстве 1 м³. Размер образца распылительного сердечника составляет 1 см в толщину и 10 см в диаметре. Результаты испытаний приведены в Таблице 1 ниже.

[0061]

[0062] Как видно из таблицы 1, добавление турмалина в настоящем изобретении приводит к тому, что распылительный сердечник имеет функции выделения отрицательных ионов и так далее, и модифицированный турмалин является более эффективным; добавление порошка-источника отрицательных ионов также имеет тот же эффект.

[0063] Приведенные выше варианты осуществления представляют собой только варианты осуществления настоящего изобретения и не ограничивают объем настоящего изобретения. Любая эквивалентная структура или эквивалентное преобразование процесса, выполненное на основе содержания описания и сопроводительных чертежей настоящего изобретения, или прямое или косвенное применение в других связанных технических областях, в равной степени охватываются патентной защитой настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к пористому распылительному сердечнику, выполненному с возможностью выделения отрицательных ионов, и способу его получения. Пористый распылительный сердечник, выполненный с возможностью выделения отрицательных ионов, включает в себя сырьевые материалы, в массовых долях, как указано далее: 50-90 массовых долей турмалина, 0-30 массовых долей керамического порошка, 10-30 массовых долей порообразующего агента, 0-30 массовых долей спекающей добавки, 0-35 массовых долей парафина и 0-2 массовых долей поверхностно-активного вещества. Керамический порошок содержит по меньшей мере одно из порошка-источника отрицательных ионов, порошка-источника дальнего инфракрасного излучения, аттапульгитовой глины, полевого шпата и цеолита. Турмалин представляет собой первично модифицированный турмалин, при этом первично модифицированный турмалин получают следующим способом модификации: добавляют 100 массовых долей турмалина в гидратированный раствор нитрата церия с массовой долей 1-10%, помещают его в хроматографическую колонку для циклической перегрузки в течение 2-5 часов, а затем магнитно перемешивают перегруженную суспензию, медленно капают водный аммиак с массовой долей 5-10% и прекращают капать, когда значение рН составляет 10, затем добавляют чистую воду и перемешивают, промывают несколько раз, отфильтровывают прозрачную жидкость, сушат в печи при температуре 70-90°С, а затем помещают в печь для спекания и прокаливают при температуре 500-600°С в течение 4-6 часов. Обеспечивается снижение вероятности электронно-дырочной рекомбинации, побуждая поверхность композиционного материала турмалин/Ce накапливать большое количество энергии, что приводит к увеличению выделения отрицательных ионов кислорода. Пористый распылительный сердечник является экологически чистым и имеет хороший распылительный эффект, что удовлетворяет стремление людей к здоровым продуктам и одновременно повышает срок службы распылительного сердечника. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Пористый распылительный сердечник, выполненный с возможностью выделения отрицательных ионов, характеризующийся тем, что включает в себя сырьевые материалы, в массовых долях, как указано далее: 50-90 массовых долей турмалина, 0-30 массовых долей керамического порошка, 10-30 массовых долей порообразующего агента, 0-30 массовых долей спекающей добавки, 0-35 массовых долей парафина и 0-2 массовых долей поверхностно-активного вещества; при этом керамический порошок содержит по меньшей мере одно из порошка-источника отрицательных ионов, порошка-источника дальнего инфракрасного излучения, аттапульгитовой глины, полевого шпата и цеолита, причем турмалин представляет собой первично модифицированный турмалин, при этом первично модифицированный турмалин получают следующим способом модификации: добавляют 100 массовых долей турмалина в гидратированный раствор нитрата церия с массовой долей 1-10%, помещают его в хроматографическую колонку для циклической перегрузки в течение 2-5 часов, а затем магнитно перемешивают перегруженную суспензию, медленно капают водный аммиак с массовой долей 5-10% и прекращают капать, когда значение рН составляет 10, затем добавляют чистую воду и перемешивают, промывают несколько раз, отфильтровывают прозрачную жидкость, сушат в печи при температуре 70-90°С, а затем помещают в печь для спекания и прокаливают при температуре 500-600°С в течение 4-6 часов.

2. Пористый распылительный сердечник, выполненный с возможностью выделения отрицательных ионов, по п. 1, характеризующийся тем, что турмалин имеет размер частиц 100-1500 меш, керамический порошок имеет размер частиц 100-1500 меш.

3. Пористый распылительный сердечник, выполненный с возможностью выделения отрицательных ионов, по п. 1 или 2, характеризующийся тем, что спекающая добавка представляет собой по меньшей мере одно из оксида металла и стеклянного порошка с размером частиц 325-2000 меш и начальной температурой плавления 300-500°C; порообразующий агент представляет собой по меньшей мере одно из пшеничной муки, полистирольных микросфер, углеродного порошка и порошка зерновой шелухи с размером частиц 80-1000 меш.

4. Пористый распылительный сердечник, выполненный с возможностью выделения отрицательных ионов, по любому из пп. 1-3, характеризующийся тем, что парафин представляет собой полурафинированный или рафинированный парафин с температурой плавления 40-100°C; поверхностно-активное вещество представляет собой по меньшей мере одно из дегидратированного сложного эфира сорбитола и жирной кислоты, полисорбата, стеариновой кислоты и олеиновой кислоты.

5. Способ получения пористого распылительного сердечника, выполненного с возможностью выделения отрицательных ионов, по любому из пп. 1-4, характеризующийся тем, что он включает следующие этапы:

S1, перемешивание сырьевых материалов в массовых долях и прессование для образования заготовки;

S2, помещение заготовки в печь для спекания и нагрев до 600-800°C при скорости нагрева 1-10°C/мин для спекания.