CN105686075B - 一种醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒的制备方法 - Google Patents

一种醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒的制备方法，将醋酸纤维素、聚丙烯和助剂按一定比例混合后加入一定量超临界二氧化碳，以超临界二氧化碳辅助挤出至模具中成型，再经发泡制得醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒。本发明所得醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒对烟气截留效果良好，满足卷烟减害降焦和增加卷烟香气的要求，对原有卷烟的香味影响很小，能够保持原有卷烟的特色。此外，使用不同的模具，得到不同外观的吸附棒，加入滤嘴中，其横截面呈现外观新颖的滤嘴棒。具有设备改造方便、价格低廉、实用高效等特点。

Description

一种醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒的制备方法
技术领域
本发明涉及一种醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒的制备方法，属于卷烟技术领域。
背景技术
近些年来，随着人们生活水平的提高，对健康的认识越来越深，吸烟者对于香烟的品质要求也越来越高，而香烟在燃烧过程中会产生一些对人体有害的物质，如一氧化碳等，如何设计低危害型卷烟并尽可能减少对卷烟吸味的影响，已成为卷烟工作者研究的重点方向。
滤嘴作为吸烟者与主流烟气之间的桥梁，可以有效地滤除烟气中的部分有害成分，因而得到了广泛的重视与应用。此外，随着时代的发展，人们对卷烟的外观也要求越来越高。因此制备具有高效截留效果，并且外观新颖的滤嘴也成为了卷烟材料发展的趋势。
开孔发泡材料是指材料泡体中的泡孔间相互连通，泡体中的气相和塑料都是连续相的泡沫塑料。开孔发泡材料的特点是材料的聚合物基体中的泡孔不是封闭的，泡孔壁破裂，气泡间相互连通，能形成复杂的通道，让小分子气体或流体通过材料流动，通过的难易程度与聚合物材料的性能及开孔率有关。开孔微孔材料由于其具有较大的比表面积，因此烟气气凝胶通过时，对烟气具有很好的吸附作用，从而实现烟气的降焦减害。
由于醋酸纤维素特别是二醋酸纤维素的热降解温度与熔融温度接近，因此很难进行熔融加工，难以被广泛应用，因此有必要研发一种改善醋酸纤维素的发泡性能的醋酸纤维素作为滤嘴吸附棒的技术。
发明内容
为将醋酸纤维素更好地应用于滤嘴吸附棒，本发明提供一种醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒的制备方法。
本发明通过下列技术方案实现：一种醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒的制备方法，经过下列各步骤：
（1）按下列质量份的组分进行备料，并混合制得混合物料：
醋酸纤维素99～70份、聚丙烯1～30份、助剂1～10份；
（2）在步骤（1）的混合物料中加入1～10质量份的超临界二氧化碳，以超临界二氧化碳辅助挤出至模具中成型，再经发泡制得醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒。
所述步骤（1）的醋酸纤维素为一醋酸纤维素、二醋酸纤维素或三醋酸纤维素。
所述步骤（1）的助剂包括增塑剂、发泡剂、稳定剂中的一种或几种。
所述增塑剂为柠檬酸酯类增塑剂。
所述发泡剂为偶氮类发泡剂或碳酸盐类发泡剂。
所述稳定剂为亚磷酸酯类稳定剂。
所述步骤（2）中模具的形状为圆形、五角形、三角形、十字形或多边形。
所述步骤（2）的以超临界二氧化碳辅助挤出是采用常规双螺杆挤出发泡成型机组，控制入口温度为150～175℃、第一段温度为170～185℃、第二段温度为185～195℃、第三段温度为195～200℃、第四段温度为200～195℃、第五段温度195～185℃、模口温度为185～150℃，并在第二段加入超临界二氧化碳进行挤出。
所述步骤（2）的发泡是在200～240℃下进行发泡1～5min。
聚丙烯材料作为一种热塑性工程塑料，具有良好的加工性能。由于其优异的流变性能及合适的熔体强度，在醋酸纤维素中加入聚丙烯材料，能降低醋酸纤维素的热加工温度，同时调节醋酸纤维素的熔体强度，改善醋酸纤维素的发泡性能。
本发明具备的优点和效果：本发明所得醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒，比表面积较高，与烟气气凝胶接触充分，对烟气截留效果良好。另外，嘴棒中加入该吸附棒后，破坏了原有烟气通路，增加了烟气的横向运动，同时由于其本身具有较大的比表面积，增加了烟气碰撞几率，提高了滤嘴的烟气截留率，进而满足卷烟减害降焦和增加卷烟香气的要求，对原有卷烟的香味影响很小，能够保持原有卷烟的特色。此外，使用不同的模具，得到不同外观的吸附棒，加入滤嘴中，其横截面呈现外观新颖的滤嘴棒。具有设备改造方便、价格低廉、实用高效等特点。
附图说明
图1为实施例2所得三角形的醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒的结构示意图；
图2为普通嘴棒添加了实施例2所得吸附棒后形成的滤嘴结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
（1）按下列质量份的组分进行备料，并混合制得混合物料：
三醋酸纤维素99份、聚丙烯1份、柠檬酸三乙酯1份、碳酸钠5份、亚磷酸酯助剂4份；
（2）采用常规双螺杆挤出发泡成型机组，控制入口温度为150℃、第一段温度为175℃、第二段温度为185℃、第三段温度为195℃、第四段温度为200℃、第五段温度185℃、模口温度为150℃，将步骤（1）所得混合物料加入，再在第二段加入10质量份的超临界二氧化碳进行挤出至圆形的模具中成型，挤出后在240℃下进行发泡5min，即得醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒。将所得的圆形吸附棒加入滤嘴中制备成卷烟，其烟气焦油量减低22%。
实施例2
（1）按下列质量份的组分进行备料，并混合制得混合物料：
二醋酸纤维素70份、聚丙烯30份、AC发泡剂1份；
（2）采用常规双螺杆挤出发泡成型机组，控制入口温度为175℃、第一段温度为185℃、第二段温度为195℃、第三段温度为200℃、第四段温度为195℃、第五段温度195℃、模口温度为185℃，将步骤（1）所得混合物料加入，再在第二段加入1质量份的超临界二氧化碳进行挤出至三角形的模具中成型，挤出后在200℃下进行发泡1min，即得醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒。将所得的三角形吸附棒加入滤嘴中制备成卷烟，其烟气焦油量减低14%。
实施例3
（1）按下列质量份的组分进行备料，并混合制得混合物料：
一醋酸纤维素75份、聚丙烯25份、柠檬酸三丁酯1份、碳酸氢钠发泡剂3份、亚磷酸酯助剂1份；
（2）采用常规双螺杆挤出发泡成型机组，控制入口温度为165℃、第一段温度为170℃、第二段温度为190℃、第三段温度为195℃、第四段温度为200℃、第五段温度190℃、模口温度为175℃，将步骤（1）所得混合物料加入，再在第二段加入5质量份的超临界二氧化碳进行挤出至五角形的模具中成型，挤出后在230℃下进行发泡2min，即得醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒。将所得的五角形吸附棒加入滤嘴中制备成卷烟，其烟气焦油量减低28%。
实施例4
（1）按下列质量份的组分进行备料，并混合制得混合物料：
二醋酸纤维素85份、聚丙烯15份、柠檬酸乙酯3份、AC发泡剂2份、亚磷酸酯助剂2份；
（2）采用常规双螺杆挤出发泡成型机组，控制入口温度为170℃、第一段温度为180℃、第二段温度为190℃、第三段温度为195℃、第四段温度为200℃、第五段温度190℃、模口温度为165℃，将步骤（1）所得混合物料加入，再在第二段加入2质量份的超临界二氧化碳进行挤出至多边形的模具中成型，挤出后在220℃下进行发泡2min，即得醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒。将所得的多边形吸附棒加入滤嘴中制备成卷烟，其烟气焦油量减低14%。
实施例5
（1）按下列质量份的组分进行备料，并混合制得混合物料：
三醋酸纤维素95份、聚丙烯15份、柠檬酸乙酯4份、碳酸氢钙发泡剂2份、亚磷酸酯助剂3份；
（2）采用常规双螺杆挤出发泡成型机组，控制入口温度为160℃、第一段温度为180℃、第二段温度为195℃、第三段温度为200℃、第四段温度为195℃、第五段温度185℃、模口温度为170℃，将步骤（1）所得混合物料加入，再在第二段加入3质量份的超临界二氧化碳进行挤出至十字形的模具中成型，挤出后在240℃下进行发泡5min，即得醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒。将所得的十字形吸附棒加入滤嘴中制备成卷烟，其烟气焦油量减低27%。
为了证明本发明制备方法的优越性，发明人做了如下的应用对比试验：
将上述发泡材料制成的吸附棒添加到普通嘴棒中与普通醋纤嘴棒，同时制备成卷烟，进行物性测试及烟气常规检测。
检测结果如下：
通过上表可看出，本发明发泡材料吸附棒的吸阻与普通醋酸纤维丝束滤嘴的接近，且吸阻可以通过发泡材料配方工艺进行调节。此外，本发明发泡材料吸附棒对卷烟的焦油量降低明显，减害效果更佳。

Claims (8)

1.一种醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒的制备方法，其特征在于经过下列各步骤：
（1）按下列质量份的组分进行备料，并混合制得混合物料：
醋酸纤维素99～70份、聚丙烯1～30份、助剂1～10份；
（2）在步骤（1）的混合物料中加入1～10质量份的超临界二氧化碳，以超临界二氧化碳辅助挤出至模具中成型，再经发泡制得醋酸纤维素开孔微孔发泡材料滤嘴吸附棒；以超临界二氧化碳辅助挤出是采用常规双螺杆挤出发泡成型机组，控制入口温度为150～175℃、第一段温度为170～185℃、第二段温度为185～195℃、第三段温度为195～200℃、第四段温度为200～195℃、第五段温度195～185℃、模口温度为185～150℃，并在第二段加入超临界二氧化碳进行挤出。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）的醋酸纤维素为一醋酸纤维素、二醋酸纤维素或三醋酸纤维素。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）的助剂包括增塑剂、发泡剂、稳定剂中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述增塑剂为柠檬酸酯类增塑剂。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述发泡剂为偶氮类发泡剂或碳酸盐类发泡剂。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述稳定剂为亚磷酸酯类稳定剂。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中模具的形状为圆形或多边形。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）的发泡是在200～240℃下进行发泡1～5min。
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