[發(fā)明專利]一種具有煙氣減害功能的氣凝膠顆粒制備方法及在卷煙濾嘴中的應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610827775.5
• 申請日: 2016-09-18
• 公開（公告）號: CN106617287A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮守愛;劉鴻;黃江鋒;韋康;周俊;黃宇亮;潘連華;李小蘭;白家峰;范忠;周蕓
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號: A24D3/04
• 分類號: A24D3/04;A24D3/10
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11250
• 代理人: 李紅團

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及卷煙材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有煙氣減害功能的氣凝膠顆粒的制備方法及在卷煙濾嘴中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

吸煙與健康問題是世界范圍的重要課題。目前全球約有11億吸煙者，其中中國大約有3億多煙民。由于吸煙消費者眾多，全面禁煙無法實現(xiàn)，降低卷煙煙氣對人體的危害性就成為緩解吸煙與健康問題的有效途徑。近年來，為降低卷煙危害性，更好地保護吸煙消費者的健康,科研工作者已在卷煙減害領(lǐng)域展開了廣泛的研究。其中，在濾嘴中添加功能性煙氣減害材料是重要的研究方向，它可以降低卷煙消費者吸入煙氣的危害性。由于卷煙是口觸、吸食類產(chǎn)品，濾嘴添加材料的安全性至關(guān)重要，在此背景下，生物質(zhì)材料作為添加材料是首要選擇。但由于生物質(zhì)材料普遍存在比表面積低、吸附煙氣有害物質(zhì)性能差的缺陷，作為煙氣減害功能材料在卷煙濾嘴中應(yīng)用的極少。目前，煙氣減害效果較好的大多局限于礦物質(zhì)材料、金屬或非金屬及其氧化物材料以及這些物質(zhì)的納米化材料等。但這些材料很多因存在安全隱患等缺陷，嚴重制約了其在卷煙中的應(yīng)用。以生物質(zhì)材料為基質(zhì)，通過微結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)的調(diào)變，提高材料的比表面積和煙氣有害物質(zhì)吸附性能，或許是解決以上問題的有效途徑。由于氣凝膠具有高孔隙率、大比表面的特點，將生物質(zhì)材料制成氣凝膠應(yīng)用于卷煙濾嘴后，有望對煙氣有害成分形成有效吸附。CN105601983A公開了一種天然多糖氣凝膠、其制備方法及在卷煙中的應(yīng)用。公開了以海藻酸鈉、葛根纖維、甘蔗纖維、煙梗纖維、辣木纖維、多聚半乳糖醛酸、微晶纖維素、羧甲基纖維素、淀粉、殼聚糖或透明質(zhì)酸作為基材，制備氣凝膠的方法。但該方法是以使用戊二醛等交聯(lián)劑作為形成凝膠的必要條件，制備程序繁瑣，而且應(yīng)用于卷煙濾嘴后會對卷煙感官質(zhì)量造成負面影響。同時，冷凍干燥前采用丙酮等有機溶劑浸泡也為其在卷煙中的應(yīng)用埋下安全隱患。

本發(fā)明是以海藻中提取的瓊脂為基質(zhì)，通過加入去離子水、超聲、水浴加熱、攪拌、冷凍干燥，得到高比表面、多孔的瓊脂氣凝膠，為提高瓊脂凝膠的強度和硬度，以便于在卷煙濾嘴中添加，同時進一步提高瓊脂凝膠的比表面積以增加其吸附性能，在瓊脂凝膠制備過程中加入納米SiO₂，納米SiO₂最終鑲嵌于瓊脂凝膠的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)中，形成瓊脂-納米SiO₂復(fù)合氣凝膠。將所得瓊脂-納米SiO₂復(fù)合氣凝膠制備成20-50目的顆粒，應(yīng)用于卷煙濾嘴中，降低煙氣有害成分釋放量，且對卷煙感官質(zhì)量無負面影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在針對降低抽吸卷煙對人體健康的危害性，提供一種具有煙氣減害功能的氣凝膠多孔顆粒的制備方法。

本發(fā)明通過以下實施方式實現(xiàn)。

除非另有說明，本發(fā)明所采用的百分數(shù)均為重量百分數(shù)。

一種具有煙氣減害功能的氣凝膠顆粒制備方法，包括如下步驟：將瓊脂粉和納米SiO₂粉體按一定比例加入到去離子水中，超聲分散，形成混合液，然后將混合液放入水浴鍋中加熱攪拌，得到均一溶液。溶液自然冷卻后形成凝膠，將凝膠冷凍干燥處理，得到氣凝膠，破碎并過篩，得到瓊脂-納米SiO₂復(fù)合氣凝膠顆粒。

本發(fā)明制備方法的優(yōu)選技術(shù)方案為：

(1)稱取瓊脂粉和納米SiO₂粉共計100份，其中瓊脂粉的比例為20％～100％，混合均勻，形成瓊脂-納米SiO₂混合粉；

(2)在所述瓊脂-納米SiO₂混合粉中加入5000份去離子水，超聲分散10min，形成混合液；

(3)所述混合液放入95℃水浴鍋中加熱10min，同時進行攪拌，形成均一溶液；

(4)溶液自然冷卻后，得到凝膠,放入冷凍干燥器中干燥處理24小時，得到氣凝膠；

(5)所述氣凝膠破碎并過篩，得到20～50目瓊脂-納米SiO₂復(fù)合氣凝膠顆粒。

納米SiO₂的BET比表面積優(yōu)選為比表面積≥400m²/g。

本發(fā)明的目的還在于提供上述瓊脂-納米SiO₂復(fù)合氣凝膠顆粒在卷煙中的應(yīng)用。

本發(fā)明同時提供了一種瓊脂-納米SiO₂復(fù)合氣凝膠顆粒在卷煙濾嘴中的應(yīng)用?？梢栽跒V棒成型過程中，向兩截溝槽醋纖濾芯之間預(yù)留的空腔中添加80mg-100mg，優(yōu)選80mg的瓊脂-納米SiO₂復(fù)合氣凝膠顆粒，制得溝槽濾棒-顆粒-溝槽濾棒三元復(fù)合濾棒。