專利名稱：一種選擇性降低卷煙主流煙氣中有害成分苯酚釋放量的復(fù)合濾棒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙草工業(yè)的減害降焦技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種選擇性降低卷煙主流煙氣中有害成分苯酚釋放量的方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著煙草行業(yè)減害降焦工作的深入推進(jìn)，開(kāi)發(fā)出在降低卷煙煙氣中焦油含量的同時(shí)，可選擇性降低卷煙煙氣中的有害成分，提高卷煙吸食安全性的新型濾嘴材料是當(dāng)前煙草科技的一個(gè)研究熱點(diǎn)。卷煙主流煙氣中存在多種具有致癌或協(xié)同致癌作用的有害成分，酚類物質(zhì)是其中重要的一類。卷煙煙氣中酚類化合物主要來(lái)源于煙葉中的多酚類物質(zhì)的裂解，具有致癌和協(xié)同致癌作用，其對(duì)呼吸道粘膜也具有比較強(qiáng)的刺激作用，影響卷煙的抽吸品質(zhì)。碳納米管作為典型的一維納米材料，因具有優(yōu)異的力學(xué)性能、導(dǎo)電性能和化學(xué)性能而得到廣泛的應(yīng)用。特別是，碳納米管由于具有較大的比表面積，特殊的管道結(jié)構(gòu)、表面富含η電子的多烯結(jié)構(gòu)以及多壁碳納米管之間的類石墨層隙，使其成為潛在的可吸附卷煙主流煙氣中酚類物質(zhì)的材料。事實(shí)上，現(xiàn)階段碳納米管作為吸附材料在卷煙工業(yè)中減害降焦領(lǐng)域的應(yīng)用研究已有少量報(bào)道。申請(qǐng)?zhí)?00910308650.1的中國(guó)發(fā)明專利曾公開(kāi)《一種降低卷煙煙氣中有害成分的添加劑及其卷煙》，將分散在表面活性劑水溶液中的碳納米管制劑作為卷煙煙絲添加劑，按煙絲重量1-25%在卷煙生產(chǎn)加料工藝過(guò)程中噴灑于煙葉之上，經(jīng)烘絲處理后碳納米管便均勻分散地附著在煙絲表面。使用本添加劑能夠去除卷煙主流煙氣中3. 0-28. 3%的茶酚和兒茶酚，還能降低煙氣中焦油含量3. 4-20. 4%，而煙絲原有的色澤和吃味基本不變。荷蘭艾斯維爾(Elsevier)公司的《應(yīng)用表面科學(xué)》(Applied SurfaceScience, 2006 ；252 :2933)雜志“氧化碳納米管吸附卷煙主流煙氣中的煙堿和焦油” 一文中指出，將20-30mg的碳納米管加入濾嘴之中能夠去除主流煙氣中大部分的焦油和煙堿。目前，碳納米管主要通過(guò)電弧放電法、激光燒蝕法、化學(xué)氣相沉積法和催化合成法制備。采用電弧放電法制備碳納米管技術(shù)比較簡(jiǎn)單，但反應(yīng)消耗能量太大。激光燒蝕法由于設(shè)備的原因限制了它的生產(chǎn)規(guī)模?；瘜W(xué)氣相沉積法一般使用低分子烴及低分子化合物作為碳源，讓氣態(tài)烴通過(guò)附著有催化劑微粒的模板，在800-1200°C的條件下分解生成碳納米管，但應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中必須要使用催化劑，且原料成本較高。固相熱解法是采用常規(guī)含碳亞穩(wěn)固體在高溫下熱解生長(zhǎng)碳納米管，不需要催化劑，并且是原位生長(zhǎng)，但受到原料的限制，生產(chǎn)不能規(guī)?；瓦B續(xù)化。由此可見(jiàn)，以上制備方法具有成本高昂和工藝條件復(fù)雜的缺點(diǎn)，因此不適合在煙草行業(yè)工業(yè)化推廣應(yīng)用。近年來(lái)，以聚合物作為碳源，利用催化燃燒法制備碳納米管的方法開(kāi)始出現(xiàn)。中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所的唐濤曾采用聚烯烴、增溶劑與有機(jī)改性蒙脫土、鎳負(fù)載催化劑按一定組成比例在密煉機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合，在坩堝上通過(guò)火焰加熱，使其在660-850°C燃燒，得到碳納米管混合物，再經(jīng)過(guò)提純得到碳納米管。中科大胡源教授曾采用有機(jī)改性磷酸鋯催化含苯乙烯的聚合物和/或含丙烯腈的聚合物的方法以及利用催化炭化生物可降解材料制備碳納米管，這些制備方法的實(shí)現(xiàn)使得碳納米管材料的制備工藝和成本得到了進(jìn)一步簡(jiǎn)化和降低。值得注意的是，利用催化燃燒法制備碳納米管，第一階段會(huì)首先得到碳納米管的混合物，之后需要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的純化才能得到碳納米管。這種碳納米管的混合物主要是由碳納米管、層狀化合物、催化劑和少量無(wú)定形炭組成，這種混合體系使得其可能較純碳納米管對(duì)焦油和主流煙氣關(guān)鍵有害成分具有特殊的吸附和催化效果。特別是，較純碳納米管而言，獲取這種碳納米管復(fù)合物工藝上更加簡(jiǎn)單，價(jià)格上也更加低廉。因此，開(kāi)發(fā)出能適用于煙草行業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)且能選擇性降低卷煙主流煙氣有害成分釋放量的碳納米管混合物材料，對(duì)于煙草行業(yè)減害降焦技術(shù)研究水平的提升具有積極的推動(dòng)作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種選擇性降低卷煙主流煙氣中有害成分苯酚釋放量的復(fù)合濾棒，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是遴選合適的添加劑選擇性降低卷煙主流煙氣中苯酚的釋放量。本發(fā)明采用碳納米管混合物作為卷煙濾棒(濾嘴)添加劑，制備成復(fù)合濾棒，卷接成煙支。本發(fā)明選擇性降低卷煙主流煙氣中有害成分苯酚釋放量的復(fù)合濾棒，其特征在于所述復(fù)合濾棒由醋酸纖維段和碳納米管混合物/醋酸纖維段交替復(fù)合構(gòu)成，所述復(fù)合濾棒中醋酸纖維段的總長(zhǎng)度與碳納米管混合物/醋酸纖維段的總長(zhǎng)度之比為1:3-1 ;所述復(fù)合濾棒的末端為醋酸纖維段，所述復(fù)合濾棒的前端為碳納米管混合物/醋酸纖維段，復(fù)合濾棒的前端與煙絲相接觸；所述碳納米管混合物/醋酸纖維段是由碳納米管混合物均布在醋酸纖維中形成的，所述碳納米管混合物的添加量為每支復(fù)合濾棒5-30mg ；所述碳納米管混合物的原料按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成為
聚烯烴60-90份
增溶劑1-10份
冇機(jī)改性蒙脫土 5-20份
催化劑1-10份。所述聚烯烴選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯中的一種或兩種；所述增溶劑選自酸酐化聚丙烯或酸酐化聚乙烯；所述增溶劑中馬來(lái)酸酐接枝率為O. 5-3%。所述有機(jī)改性蒙脫土選自有機(jī)改性鈉基蒙脫土或有機(jī)改性鐵基蒙脫土 ；本發(fā)明使用的有機(jī)改性鈉基蒙脫土為市購(gòu)，有機(jī)改性鐵基蒙脫土為市購(gòu)或自制。自制的有機(jī)改性鐵基蒙脫土的制備方法為將乙酸鎂或乙酸鋅、氯化鐵以及硅酸鈉按摩爾比為O. 2-0. 4 :1. 3-1. 8 :3. 6-4. O的比例混合并配制成溶液，調(diào)溶液pH至10-12，放入高壓釜內(nèi)于160-180°C反應(yīng)10_50h，即得鐵基蒙脫土 ；將鐵基蒙脫土與陽(yáng)離子型有機(jī)改性劑按質(zhì)量比1:1-3的比例混合，按液固質(zhì)量比80mL/g的比例加入到蒸餾水中，在60-140°C攪拌反應(yīng)5_50h，離心分離，用蒸餾水洗滌至中性，干燥后即得有機(jī)改性鐵基蒙脫土；所述陽(yáng)離子型有機(jī)改性劑選至十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨或十八烷基三甲基溴化銨。所述催化劑選自鐵、鈷或鎳的單質(zhì)或者選自鐵、鈷或鎳的氧化物、氫氧化物、氯化物、硫化物、碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、甲酸鹽或乙酸鹽。所述碳納米管混合物是按以下方法制備得到的將聚烯烴、增溶劑、有機(jī)改性蒙脫土和催化劑通過(guò)密煉機(jī)熔融共混或雙螺桿擠出得到聚烯烴混合物，然后在空氣氣氛中或者在氮氧混合氣氛中于5 5 O -9 5 (TC燒結(jié)
10-50min,得到碳納米管混合物。 所述碳納米管混合物的粒徑為100-300目，孔徑為Ι-lOOnm，比表面積彡250m2/g。所述氮氧混合氣氛中氮?dú)夂脱鯕獾捏w積比為9-1 :1。所述密煉機(jī)熔融共混是將聚烯烴和增溶劑加入密煉機(jī)中，加熱至熔融狀態(tài)后開(kāi)始攪拌，再加入有機(jī)改性蒙脫土和催化劑，熔融共混均勻后得到聚烯烴混合物。所述雙螺桿擠出是將各原料在室溫下混合均勻得到混合料，然后將混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出造粒后得到聚烯烴混合物。本發(fā)明碳納米管混合物作為濾棒添加劑能夠起到選擇性降低卷煙主流煙氣中苯酚釋放量的作用，具體原理如下一方面碳納米管混合物具有較大的比表面積，對(duì)于主流煙氣中的苯酚具有較強(qiáng)的吸附作用；另一方面，碳納米管混合物中所含的碳納米管表面為富含π電子的多烯結(jié)構(gòu)，與苯環(huán)上的π電子存在著一定的共軛效應(yīng)，會(huì)對(duì)苯酚產(chǎn)生吸附作用。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在1、本發(fā)明復(fù)合濾棒降焦減害效果明顯。本發(fā)明所選用的碳納米管混合物，在權(quán)利要求的每支濾嘴5-30mg的添加比例范圍下，可達(dá)到選擇性降低主流煙氣中有害成分苯酚釋放量30%以上。2、成本低廉。本發(fā)明所選用的碳納米管混合物，制備方法簡(jiǎn)單，原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉，可批量化生產(chǎn)。3、本專利發(fā)明對(duì)卷煙吸食品質(zhì)無(wú)負(fù)面影響。4、添加實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單。在整個(gè)添加過(guò)程中，不需要增加任何生產(chǎn)設(shè)備，也不會(huì)改變現(xiàn)有卷煙生產(chǎn)加工工藝，技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單。
四

圖1是實(shí)施例1中制備的碳納米管混合物的透射電鏡圖。從圖1中可以看出，本發(fā)明碳納米管混合物為中空管狀結(jié)構(gòu)，直徑在20-40nm。圖2是實(shí)施例3中制備的碳納米管混合物的掃描電鏡圖。從圖2中可以看出，本發(fā)明碳納米管混合物主要呈纖維管狀和片層狀，管直徑主要分布在20-40nm之間，長(zhǎng)度分布在幾百納米到幾微米。圖3是實(shí)施例5中制備的碳納米管混合物的透射電鏡圖。從圖3中可以看出，本發(fā)明碳納米管混合物為中空管狀結(jié)構(gòu)，直徑在20-40nm。五具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明實(shí)施例使用的主要原料的廠家和牌號(hào)如下聚丙烯中國(guó)石化揚(yáng)子石油化工有限公司，F(xiàn)401 ；聚乙烯中國(guó)石化揚(yáng)子石油化工有限公司，5000s ；聚乙烯中國(guó)石化齊魯石油化工公司，2012TN26 ；聚苯乙烯中國(guó)石油化工股份有限公司北京燕山分公司，666D ；酸酐化聚丙烯中國(guó)卡爾文塑膠科技有限公司；酸酐化聚乙烯中國(guó)鄒平億歐塑化有限公司；有機(jī)改性鈉基蒙脫土 美國(guó)NAN0C0R公司，1. 44P ；有機(jī)改性鈉基蒙脫土 美國(guó)NAN0C0R公司，1. 31PS ；有機(jī)改性鈉基蒙脫土 美國(guó)NAN0C0R公司，1. 30P ；實(shí)施例1:將60質(zhì)量份的聚丙烯F401、10質(zhì)量份的酸酐化聚丙烯(馬來(lái)酸酐接枝率為
O.5wt%)、20質(zhì)量份的有機(jī)改性鈉基蒙脫土1. 44P和10質(zhì)量份的氧化鎳在室溫下混合，然后加入到雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)過(guò)熔融造粒后下料，即得到聚烯烴混合物；將聚烯烴混合物置于坩堝內(nèi)，加蓋后置于950°C的馬弗爐中，加熱IOmin后取出，在空氣中冷卻至室溫，即得到碳納米管混合物。將碳納米管混合物作為濾嘴添加材料使用，過(guò)篩處理至100目的顆粒，將該顆粒均布至醋酸纖維中，得到碳納米管混合物/醋酸纖維復(fù)合物，將碳納米管混合物/醋酸纖維復(fù)合物與醋酸纖維按照長(zhǎng)度1:1的比例制成復(fù)合濾棒，卷制成煙，碳納米管混合物的添加量為5mg/支濾棒。以醋酸纖維作為濾棒卷制成煙作為對(duì)照樣品，按照標(biāo)準(zhǔn)抽吸條件在吸煙機(jī)上進(jìn)行卷煙抽吸試驗(yàn)，并按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T19609-2004和YC/T255-2008進(jìn)行主流煙氣焦油和苯酚釋放量的檢測(cè)。分析結(jié)果見(jiàn)表I。本實(shí)施例碳納米管混合物的透射電鏡圖見(jiàn)圖1，從圖1中可以看出，本發(fā)明碳納米管混合物為中空管狀結(jié)構(gòu)，直徑在20-40nm。實(shí)施例2 將氯化鐵、硅酸鈉和乙酸鋅按摩爾比1. 5 :4. O :0. 3配制成溶液，調(diào)pH值至11. 2，放入高壓釜內(nèi)于160°C反應(yīng)24h，即得鐵基蒙脫土 ；按質(zhì)量比為1:2的比例把上述制備的鐵基蒙脫土與十八烷基三甲基溴化銨混合后，按液固質(zhì)量比為80ml/g加入到蒸餾水中，在100°C加熱攪拌5h后離心分離，再用蒸餾水洗滌至中性，干燥后即得到有機(jī)改性鐵基蒙脫土。將90質(zhì)量份的聚丙烯F401、l質(zhì)量份的酸酐化聚丙烯(馬來(lái)酸酐接枝率為3wt%)、8質(zhì)量份的有機(jī)改性鐵基蒙脫土和I質(zhì)量份的氧化鐵在室溫下混合，然后加入到雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)過(guò)熔融造粒后下料，即得到聚烯烴混合物；將聚烯烴混合物置于坩堝內(nèi)，加蓋后置于550°C的馬弗爐中，加熱50min后取出，在空氣中冷卻至室溫，即得到碳納米管混合物。將碳納米管混合物作為濾嘴添加材料使用，過(guò)篩處理至300目的顆粒，將該顆粒均布至醋酸纖維中，得到碳納米管混合物/醋酸纖維復(fù)合物，將碳納米管混合物/醋酸纖維復(fù)合物與醋酸纖維按照長(zhǎng)度1. 5 :1的比例制成復(fù)合濾棒，卷制成煙，碳納米管混合物的添加量為30mg/支濾棒。以醋酸纖維作為濾棒卷制成煙作為對(duì)照樣品，按照標(biāo)準(zhǔn)抽吸條件在吸煙機(jī)上進(jìn)行卷煙抽吸試驗(yàn)，并按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T19609-2004和YC/T255-2008進(jìn)行主流煙氣焦油和苯酚釋放量的檢測(cè)。分析結(jié)果見(jiàn)表I。本實(shí)施例碳納米管混合物的掃描電鏡圖見(jiàn)圖2，從圖2中可以看出，本發(fā)明碳納米管混合物主要呈纖維管狀和片層狀，管直徑主要分布在20-40nm之間，長(zhǎng)度分布在幾百納米到幾微米。實(shí)施例3 將80質(zhì)量份的聚乙烯5000s、5質(zhì)量份的酸酐化聚乙烯(馬來(lái)酸酐接枝率為
2.5wt%)、10質(zhì)量份的有機(jī)改性鈉基蒙脫土1. 31PS和5質(zhì)量份的氫氧化鈷在室溫下混合，然后加入到雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)過(guò)熔融造粒后下料，即得到聚烯烴混合物；將聚烯烴混合物置于石英管中，通入由氮?dú)夂脱鯕獍凑阵w積比為9:1組成的混合氣，并將石英管置于750°C的管式爐中，加熱20min后取出，冷卻至室溫，即得到碳納米管混合物。將碳納米管混合物作為濾嘴添加材料使用，過(guò)篩處理至200目的顆粒，將該顆粒均布至醋酸纖維中，得到碳納米管混合物/醋酸纖維復(fù)合物，將碳納米管混合物/醋酸纖維復(fù)合物與醋酸纖維按照長(zhǎng)度2 1的比例制成復(fù)合濾棒，卷制成煙，碳納米管混合物的添加量為IOmg/支濾棒。以醋酸纖維作為濾棒卷制成煙作為對(duì)照樣品，按照標(biāo)準(zhǔn)抽吸條件在吸煙機(jī)上進(jìn)行卷煙抽吸試驗(yàn)，并按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T19609-2004和YC/T255-2008進(jìn)行主流煙氣焦油和苯酚釋放量的檢測(cè)。分析結(jié)果見(jiàn)表I。實(shí)施例4 將氯化鐵、硅酸鈉和乙酸鋅按摩爾比1. 6 :3. 6 :0. 25配制成溶液，調(diào)pH值至10，放入高壓釜內(nèi)于170°C反應(yīng)36h，即得鐵基蒙脫土 ；按質(zhì)量比為1:3的比例把上述制備的鐵基蒙脫土與十六烷基三甲基溴化銨混合后，按液固質(zhì)量比為80ml/g加入到蒸餾水中，在80°C加熱攪拌24h后離心分離，再用蒸餾水洗滌至中性，干燥后即得到有機(jī)改性鐵基蒙脫土。將75質(zhì)量份的聚苯乙烯666D和6質(zhì)量份的酸酐化聚乙烯(馬來(lái)酸酐接枝率為2wt%)加入密煉機(jī)中，加熱至熔融狀態(tài)后開(kāi)始攪拌，再加入11質(zhì)量份的有機(jī)改性鐵基蒙脫土和3質(zhì)量份的鐵單質(zhì)，待熔融共混均勻后即得到聚烯烴混合物；將聚烯烴混合物置于石英管中，通入由氮?dú)夂脱鯕獍凑阵w積比為1:1組成的混合氣，并將石英管置于700°C的管式爐中，加熱30min后取出，冷卻至室溫，即得到碳納米管混合物。將碳納米管混合物作為濾嘴添加材料使用，過(guò)篩處理至150目的顆粒，將該顆粒均布至醋酸纖維中，得到碳納米管混合物/醋酸纖維復(fù)合物，將碳納米管混合物/醋酸纖維復(fù)合物與醋酸纖維按照長(zhǎng)度3 1的比例制成復(fù)合濾棒，卷制成煙，碳納米管混合物的添加量為15mg/支濾棒。以醋酸纖維作為濾棒卷制成煙作為對(duì)照樣品，按照標(biāo)準(zhǔn)抽吸條件在吸煙機(jī)上進(jìn)行卷煙抽吸試驗(yàn)，并按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T19609-2004和YC/T255-2008進(jìn)行主流煙氣焦油和苯酚釋放量的檢測(cè)。分析結(jié)果見(jiàn)表I。實(shí)施例5 將70質(zhì)量份的聚乙烯2012TN26和7質(zhì)量份的酸酐化聚丙烯(馬來(lái)酸酐接枝率為lwt%)加入密煉機(jī)中，加熱至熔融狀態(tài)后開(kāi)始攪拌，再加入7質(zhì)量份的有機(jī)改性鈉基蒙脫土1.30P和6質(zhì)量份的乙酸鎳，待熔融共混均勻后即得到聚烯烴混合物；將聚烯烴混合物置于石英管中，通入由氮?dú)夂脱鯕獍凑阵w積比為4 1組成的混合氣，并將石英管置于800°C的管式爐中，加熱40min后取出，冷卻至室溫，即得到碳納米管混合物。將碳納米管混合物作為濾嘴添加材料使用，過(guò)篩處理至150目的顆粒，將該顆粒均布至醋酸纖維中，得到碳納米管混合物/醋酸纖維復(fù)合物，將碳納米管混合物/醋酸纖維復(fù)合物與醋酸纖維按照長(zhǎng)度2. 5:1的比例制成復(fù)合濾棒，卷制成煙，碳納米管混合物的添加量為18mg/支濾棒。以醋酸纖維作為濾棒卷制成煙作為對(duì)照樣品，按照標(biāo)準(zhǔn)抽吸條件在吸煙機(jī)上進(jìn)行卷煙抽吸試驗(yàn)，并按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T19609-2004和YC/T255-2008進(jìn)行主流煙氣焦油和苯酚釋放量的檢測(cè)。分析結(jié)果見(jiàn)表I。本實(shí)施例碳納米管混合物的透射電鏡圖見(jiàn)圖3，從圖3中可以看出，碳納米管混合物具有中空管狀結(jié)構(gòu)，直徑在20-40nm。實(shí)施例6 將氯化鐵、硅酸鈉和乙酸鋅按摩爾比1. 8 :4. O :0. 2配制成溶液，調(diào)pH值至12，放·入高壓釜內(nèi)于180°C反應(yīng)10h，即得鐵基蒙脫土 ；按質(zhì)量比為1:1的比例把上述制備的鐵基蒙脫土與十六烷基三甲基氯化銨混合后，按液固質(zhì)量比為80ml/g加入到蒸餾水中，在140°C加熱攪拌40h后離心分離，再用蒸餾水洗滌至中性，干燥后即得到有機(jī)改性鐵基蒙脫土。將80質(zhì)量份由聚丙烯F401和聚乙烯2012TN26按照質(zhì)量比2:1組成的混合物、3質(zhì)量份的酸酐化聚乙烯(馬來(lái)酸酐接枝率為2wt%)、10質(zhì)量份的有機(jī)改性鐵基蒙脫土和5質(zhì)量份的硝酸鐵在室溫下混合，然后加入到雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)過(guò)熔融造粒后下料，即得到聚烯烴混合物；將聚烯烴混合物置于坩堝內(nèi)，加蓋后置于850°C的馬弗爐中，加熱25min后取出，在空氣中冷卻至室溫，即得到碳納米管混合物。將碳納米管混合物作為濾嘴添加材料使用，過(guò)篩處理至150目的顆粒，將該顆粒均布至醋酸纖維中，得到碳納米管混合物/醋酸纖維復(fù)合物，將碳納米管混合物/醋酸纖維復(fù)合物與醋酸纖維按照長(zhǎng)度1:1的比例制成復(fù)合濾棒，卷制成煙，碳納米管混合物的添加量為25mg/支濾棒。以醋酸纖維作為濾棒卷制成煙作為對(duì)照樣品，按照標(biāo)準(zhǔn)抽吸條件在吸煙機(jī)上進(jìn)行卷煙抽吸試驗(yàn)，并按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T19609-2004和YC/T255-2008進(jìn)行主流煙氣焦油和苯酚釋放量的檢測(cè)。分析結(jié)果見(jiàn)表I。表I實(shí)施例1-6添加碳納米管混合物樣品與對(duì)照樣品的主流煙氣焦油和苯酚釋放
量檢測(cè)結(jié)果
樣品名稱I對(duì)照樣I實(shí)施例1I實(shí)施例2 I實(shí)施例3I實(shí)施例4 I實(shí)施例5 I實(shí)施例6
焦油(mg 支)11. 55~ 9. 889. 6010. 129 779 68 9 55
焦油降低率(％)-14. 4616. 8812. 3815. 4116. 19~13. 33
苯酚(μ g 支)15. 50~ 10. 509. 309. 80θΓδΟ9Λ5 9 20
苯酚降低率(％)-32.2040.0036.7738. 7139.03~ 40.65從表I結(jié)果可以看出添加了碳納米管混合物的復(fù)合濾嘴可以將卷煙主流煙氣中苯酚釋放量降低30%以上。
權(quán)利要求
1.一種選擇性降低卷煙主流煙氣中有害成分苯酚釋放量的復(fù)合濾棒，其特征在于所述復(fù)合濾棒由醋酸纖維段和碳納米管混合物/醋酸纖維段交替復(fù)合構(gòu)成，所述復(fù)合濾棒中醋酸纖維段的總長(zhǎng)度與碳納米管混合物/醋酸纖維段的總長(zhǎng)度之比為1:3-1 ;所述復(fù)合濾棒的末端為醋酸纖維段，所述復(fù)合濾棒的前端為碳納米管混合物/醋酸纖維段；所述碳納米管混合物/醋酸纖維段是由碳納米管混合物均布在醋酸纖維中形成的，所述碳納米管混合物的添加量為每支復(fù)合濾棒5-30mg ；所述碳納米管混合物的原料按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成為聚烯烴60-90份增溶劑1-10份有機(jī)改性蒙脫土 5-20份催化劑1-10份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合濾棒，其特征在于所述聚烯烴選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯中的一種或兩種；所述增溶劑選自酸酐化聚丙烯或酸酐化聚乙烯；所述有機(jī)改性蒙脫土選自有機(jī)改性鈉基蒙脫土或有機(jī)改性鐵基蒙脫土；所述催化劑選自鐵、鈷或鎳的單質(zhì)或者選自鐵、鈷或鎳的氧化物、氫氧化物、氯化物、硫化物、碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、甲酸鹽或乙酸鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合濾棒，其特征在于所述增溶劑中馬來(lái)酸酐的接枝率為O. 5-3%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合濾棒，其特征在于所述碳納米管混合物的粒徑為100-300目，孔徑為1-1OOnm,比表面積彡250m2/g。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合濾棒，其特征在于所述碳納米管混合物是按以下方法制備得到的將聚烯烴、增溶劑、有機(jī)改性蒙脫土和催化劑通過(guò)密煉機(jī)熔融共混或雙螺桿擠出得到聚烯烴混合物，然后在空氣氣氛中或者在氮氧混合氣氛中于550-950°C燒結(jié)10-50min，得到碳納米管混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合濾棒，其特征在于所述密煉機(jī)熔融共混是將聚烯烴和增溶劑加入密煉機(jī)中，加熱至熔融狀態(tài)后開(kāi)始攪拌，再加入有機(jī)改性蒙脫土和催化劑，熔融共混均勻后得到聚烯烴混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合濾棒，其特征在于所述雙螺桿擠出是將各原料在室溫下混合均勻得到混合料，然后將混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出造粒后得到聚烯烴混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合濾棒，其特征在于所述氮氧混合氣氛中氮?dú)夂脱鯕獾捏w積比為9-1 :1。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種選擇性降低卷煙主流煙氣中有害成分苯酚釋放量的復(fù)合濾棒，采用碳納米管混合物作為卷煙濾嘴添加劑，制備成二元復(fù)合濾棒，卷接成煙支，在每支濾嘴5-30mg的添加比例范圍下，能夠降低主流煙氣中有害成分苯酚釋放量30%以上，而不明顯改變產(chǎn)品抽吸品質(zhì)。
文檔編號(hào)A24D3/16GK102987559SQ201210578840
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者周順, 寧敏, 徐迎波, 舒俊生, 王程輝, 張亞平, 何慶, 佘世科, 田振峰 申請(qǐng)人:安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司