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[發(fā)明專(zhuān)利]增強(qiáng)煙絲導(dǎo)熱導(dǎo)電性能的材料及其制備方法與應(yīng)用有效

專(zhuān)利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201910560386.4 申請(qǐng)日: 2019-06-26
公開(kāi)(公告)號(hào): CN112137159B 公開(kāi)(公告)日: 2022-07-22
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 張振濤;張?bào)K;楊俊玲;張化福;張鈺;越云凱 申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人: 中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所
主分類(lèi)號(hào): A24B15/28 分類(lèi)號(hào): A24B15/28;A24B15/12;A24D1/20
代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002 代理人: 黃爽
地址: 100190 *** 國(guó)省代碼: 北京;11
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 增強(qiáng) 煙絲 導(dǎo)熱 導(dǎo)電 性能 材料 及其 制備 方法 應(yīng)用
【說(shuō)明書(shū)】:

發(fā)明提供一種增強(qiáng)煙絲導(dǎo)熱導(dǎo)電性能的材料及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明采用導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能優(yōu)異的表面修飾高導(dǎo)熱碳基材料(如碳納米管)作為增強(qiáng)體,借助超聲、高速剪切、高能球磨和表面處理等輔助分散技術(shù)制備碳納米管懸濁液,有效避免碳納米管的團(tuán)聚問(wèn)題,提高碳納米管的分散性和穩(wěn)定性。再通過(guò)靜電噴射技術(shù),將分散后的表面修飾碳納米管有效調(diào)控植入煙草薄片的表面結(jié)構(gòu)中并進(jìn)行固化處理,以此來(lái)增強(qiáng)煙草薄片的導(dǎo)熱、導(dǎo)電和抗菌性能。從而制備出適合應(yīng)用于電加熱型不燃燒低溫卷煙。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新型煙草制品領(lǐng)域,具體地說(shuō),涉及一種增強(qiáng)煙絲導(dǎo)熱導(dǎo)電性能的材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

煙草薄片又稱(chēng)再造煙葉、重組煙葉或均質(zhì)煙葉,主要由煙末碎片、煙梗或低次煙葉,外加植物纖維、膠粘劑和其它添加劑組成。利用煙草低次原料制成的煙草薄片具有成本低、填充性好,并能減少煙氣中焦油含量等特點(diǎn),作為煙制品原料現(xiàn)己廣泛用作卷煙制品。低溫卷煙,也稱(chēng)加熱不燃燒卷煙,卷煙中的煙草物質(zhì)只加熱而不燃燒,其加熱溫度(250~350℃)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)卷煙的燃燒溫度(800~900℃),相對(duì)于傳統(tǒng)煙草,對(duì)煙草段的導(dǎo)熱性要求更高。

作為一種具備優(yōu)良導(dǎo)熱導(dǎo)電性能的碳納米材料,碳納米管已經(jīng)能大規(guī)模批量生產(chǎn),且生產(chǎn)成本也已降低到較為低廉的價(jià)位。靜電噴射技術(shù)是近些年逐漸發(fā)展起來(lái)的新型納米材料制備工藝,其應(yīng)用范圍十分廣泛,被大量運(yùn)用于過(guò)濾膜、生物材料、復(fù)合增強(qiáng)材料等方面。采用導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能優(yōu)異的表面修飾碳納米管作為增強(qiáng)體,通過(guò)靜電噴射技術(shù),將表面修飾碳納米管有效調(diào)控植入煙草薄片的表面結(jié)構(gòu)中,以此來(lái)增強(qiáng)煙草薄片的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能,從而制備出適合應(yīng)用于電加熱型不燃燒低溫卷煙。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在針對(duì)現(xiàn)有煙草薄片導(dǎo)熱導(dǎo)電性能不足的問(wèn)題,利用碳納米管的高導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能,通過(guò)靜電噴射技術(shù)對(duì)煙草薄片表面進(jìn)行修飾,以此來(lái)強(qiáng)化煙草薄片的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能。具體地,本發(fā)明的目的是提供一種增強(qiáng)煙絲導(dǎo)熱導(dǎo)電性能的材料及其制備方法與應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的,第一方面,本發(fā)明提供一種增強(qiáng)煙絲導(dǎo)熱導(dǎo)電性能的材料的制備方法,包括以下步驟:

(1)用高速剪切機(jī)對(duì)高導(dǎo)熱碳基材料進(jìn)行剪切處理,初步分散碳納米管的同時(shí)調(diào)控其直徑;其中,剪切所用轉(zhuǎn)速為2000~4000r/min,處理時(shí)間為30~120min;

所述高導(dǎo)熱碳基材料選自碳纖維、碳納米管、石墨烯等中的至少一種;優(yōu)選碳納米管;

(2)對(duì)步驟(1)所得高導(dǎo)熱碳基材料進(jìn)行表面處理,將剪切后的高導(dǎo)熱碳基材料浸漬入酸性溶液中,回流,再水洗至中性并干燥至恒重;

(3)將表面處理后的高導(dǎo)熱碳基材料和分散劑按一定比例加入到去離子水中,在高能球磨機(jī)中進(jìn)行分散,再進(jìn)行超聲分散;其中,所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)或十二烷基硫酸鈉(SDS),高導(dǎo)熱碳基材料和分散劑的質(zhì)量比為1:3~1:10,高導(dǎo)熱碳基材料和去離子水的質(zhì)量比為1:50~1:100,高能球磨時(shí)的轉(zhuǎn)速為1000~5000r/min,球磨時(shí)間為4~10h,研磨球的粒徑大小為0.5~1mm,超聲分散時(shí)的功率為60~150W,超聲時(shí)間為4~8h,即得。

前述的方法,步驟(1)中所述碳納米管為單壁碳納米管和/或多壁碳納米管,長(zhǎng)度為1~100μm,直徑為1~30nm。

前述的方法,步驟(2)中所述酸性溶液為硝酸或硫酸,濃度為4~8mol/L,回流溫度為60~80℃,回流時(shí)間為6~12h。

第二方面,本發(fā)明提供按照上述方法制備的增強(qiáng)煙絲導(dǎo)熱導(dǎo)電性能的材料。

第三方面,本發(fā)明提供所述增強(qiáng)煙絲導(dǎo)熱導(dǎo)電性能的材料在煙草加工領(lǐng)域中的應(yīng)用。

第四方面,本發(fā)明提供增強(qiáng)煙絲導(dǎo)熱導(dǎo)電性能的材料在制備加熱不燃燒卷煙中的應(yīng)用。

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