本发明属于加热卷烟,尤其涉及一种加热卷烟降温材料及其制备方法和应用。
背景技术:
1、加热卷烟是通过加热发烟材料而非燃烧的方式为消费者提供烟气和香味物质,其由于减少了高温燃烧裂解过程,烟气中的有害成分大大降低。加热卷烟通常在200~400℃的条件下达到雾化温度,高雾化烟气通过滤嘴段进入到口腔中的温度较高,所以存在抽吸感受差的问题,因此,为了提升加热卷烟的感官品质,往往需要增加降温段。降温段一般采用降温材料或降温结构来降低高温烟气带来的抽吸不适问题。
2、cn113773623a公开了一种全降解降温固件及其制备方法和用途,其中全降解降温固件包括用于降低烟气温度且可全降解的降温母粒;所述降温母粒采用多种全降解材料及增溶剂制成。所述多种全降解材料包括聚乳酸、聚己内酯、热塑性聚酯弹性体、己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物、聚丁二酸丁二醇酯、聚丙烯以及聚乙烯中的多种物质。
3、cn114766715a公开了一种相变点可控的加热卷烟用增香降温颗粒及其制备方法,是将蜡质增香降温颗粒壁材、香精香料、乳化剂与雾化剂作为原料通过锐孔-凝固浴法制得。所述增香降温颗粒是利用高温烟气熔化蜡质相变材料释放出香味物质,同时蜡质基材发生相变,有效降低高温烟气的温度;所述增香降温颗粒应用于降温段时,在主流高温烟气的作用下材料能够变为熔融态,香味成分可完全挥发释放,且香味物质未经高温加热,香气还原性更优。
4、上述材料虽然可以起到降温效果,但是这些材料的结构柔软,由其制得的降温段结构容易变形塌陷,不利于降温段支承效果,且随着烟弹品规的多样性开发,不同加热特性的产品也越来越多,对降温段的降温需求也愈来愈高,因此急需提供一种既要保证拥有较高的相变温度范围,又要具有一定的结构性的降温材料来满足应用的需求。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种加热卷烟降温材料及其制备方法和应用。
2、为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
3、第一方面,本发明提供了一种加热卷烟降温材料,所述加热卷烟降温材料按重量份数计包括聚乳酸10-40份、聚己内酯1-10份、聚乙二醇1-8份、4-羟基丁酸酯1-8份、三氯甲烷1-5份、溶剂1-5份。
4、本发明的加热卷烟降温材料以聚乳酸(pla)为主基材,利用其相变原理进行降温,同时添加聚已内酯、聚乙二醇和4-羟基丁酸酯,三者协同配合,不仅可以使材料具有长效降温的效果,且可大幅提高材料的力学强度。其中使用熔点低的聚己内酯改性聚乳酸,提高聚乳酸的相变温度范围,同时也进一步提高了材料的潜热能力,达到长时降温的效效果,加入4-羟基丁酸酯和聚乙二醇来增强材料的结构性,改善了聚乳酸结构柔软的问题,进而达到了理想的降温效果和良好的支撑性能,同时聚乙二醇能够使结构中的各成分均匀分布的同时,还可以使各组分紧密粘合,进一步保证了降温效果和支撑强度的发挥,四者搭配使用,可使材料具有较高的相变温度范围,又具有一定的结构强度。
5、本发明的加热卷烟降温材料中所述聚乳酸的添加量可以为15份、20份、25份、30份、35份或38份等;
6、所述聚己内酯的添加量可以为1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份或9.5份等。
7、所述聚乙二醇的添加量可以为1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份或7.5份等;
8、所述4-羟基丁酸酯的添加量可以为1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份或7.5份等;
9、所述三氯甲烷的添加量可以为1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份或4.5份等;
10、所述溶剂的添加量可以为1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份或4.5份等。
11、优选地,所述加热卷烟降温材料按重量份数计包括聚乳酸15-35份、聚己内酯2-8份、聚乙二醇2-7份、4-羟基丁酸酯2-7份、三氯甲烷1-5份、溶剂1-5份。
12、所述加热卷烟降温材料按重量份数计包括聚乳酸20-30份、聚己内酯4-8份、聚乙二醇3-5份、4-羟基丁酸酯3-5份、三氯甲烷1-5份、溶剂1-5份。
13、优选地,所述聚乳酸为聚碳酸酯改性聚乳酸。
14、本发明中所述聚乳酸通过聚碳酸酯进行共混改性,聚碳酸酯具有优良的韧性、刚性和热稳定性,其与聚乳酸可在高温下进行酯交换反应,有效增加材料的弯曲挺度,同时,聚碳酸酯还与聚己内酯是相容体系,以聚碳酸酯作为聚乳酸和聚己内酯之间的连接桥梁,还能改善聚乳酸和聚己内酯的相容性,使得聚乳酸和聚己内酯混合均匀,进一步改善材料的力学性能和降温性能。
15、优选地,所述改性方法包括将聚碳酸酯与聚乳酸共混得到所述聚碳酸酯改性聚乳酸。
16、优选地,所述聚碳酸酯与聚乳酸的质量比为1:(1-4),例如可以为1:1.5、1:2、1:2.5、1:3或1:3.5等。
17、优选地,所述共混的温度为200-250℃,例如可以为205℃、210℃、220℃、230℃、240℃或245℃等。
18、优选地,所述聚己内酯为包载高岭土的聚己内酯。
19、所述高岭土具有扁平状结构,较大的径厚比有助于材料弹性模量、弯曲挺度的提高,所述聚己内酯通过包载高岭土,可以进一步提高材料的弯曲挺度。
20、优选地,所述包载高岭土的聚己内酯的制备方法包括将聚己内酯和高岭土混合挤出得到所述包载高岭土的聚己内酯。
21、优选地,所述挤出温度为120-180℃,例如可以为130℃、140℃、150℃、160℃或170℃等。
22、优选地,所述聚己内酯和高岭土的质量比为1:(0.1-0.5),例如可以为1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.4或1:0.5等。
23、优选地,所述溶剂包括二甲苯。
24、第二方面,本发明提供了一种如第一方面所述的加热卷烟降温材料的制备方法,所述制备方法包括:将聚乳酸、聚己内酯、聚乙二醇、4-羟基丁酸酯、三氯甲烷在溶剂中混合后得到所述加热卷烟降温材料。
25、优选地,所述方法包括:
26、(1)将聚己内酯与聚乙二醇混合,得到混合物a;
27、(2)将4-羟基丁酸酯和聚乳酸加入溶剂中混合,然后加入混合物a中,减压蒸馏后得到混合物b;
28、(3)将混合物b和三氯甲烷混合后用甲醇进行沉淀处理,固液分离后将沉淀物干燥后得到所述加热卷烟降温材料。
29、优选地,步骤(1)所述混合的温度为100-110℃,时间为5-8h,例如温度可以为101℃、103℃、105℃、107℃或109℃等,时间可以为5.2h、5.5h、5.8h、6h、6.2h、6.5h、6.8h、7h、7.2h、7.5h或7.8h等。
30、优选地,步骤(2)所述混合的温度为40-60℃,时间为5-15min,例如温度可以为41℃、43℃、45℃、47℃、50℃、51℃、53℃、55℃、57℃或59℃等,时间可以为6min、8min、10min、12min或14min等。
31、优选地,步骤(2)所述加入混合物a中后需在120-140℃下保温2-3h,例如温度可以为121℃、123℃、125℃、127℃、130℃、132℃、135℃、137℃或139℃等,时间可以为2.1h、2.2h、2.3h、2.4h、2.5h、2.6h、2.7h、2.8h或2.9h等。
32、优选地,步骤(3)所述混合物b在混合前需进行辐照处理。
33、优选地,所述辐照剂量为40-120kgy,例如可以为50kgy、60kgy、70kgy、80kgy、90kgy、100kgy或110kgy等。
34、本发明中,为了进一步提高材料的弯曲挺度,将混合物b进行辐照处理,经过辐照交联后可以得到三维网状结构的聚己内酯,进而使材料的弯曲挺度更佳。
35、上述各数值范围内的其他具体点值均可选择,在此便不再一一赘述。
36、第三方面,本发明提供了一种如第一方面所述的加热卷烟降温材料在加热卷烟中的应用。
37、第四方面,本发明提供了一种加热卷烟,所述加热卷烟包括烟丝段和滤嘴段;
38、所述滤嘴段中加入如第一方面所述的加热卷烟降温材料。
39、优选地,所述加热卷烟降温材料的用量为0.15-0.3g/支,例如可以为0.17g/支、0.19g/支、0.2g/支、0.22g/支、0.25g/支、0.27g/支或0.29g/支等,上述各数值范围内的其他具体点值均可选择,在此便不再一一赘述。
40、上述各数值范围内的其他具体点值均可选择,在此便不再一一赘述。
41、与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
42、(1)本发明的加热卷烟降温材料以聚乳酸(pla)为主基材,利用其相变原理进行降温,同时添加聚已内酯、聚乙二醇和4-羟基丁酸酯,三者协同配合,不仅可以使材料具有长效降温的效果,且可大幅提高材料的力学强度。
43、(2)本发明加热卷烟降温材料的制备方法简单易操作,且在制备过程中通过增加辐照处理,可以使材料的力学性能更强。
1.一种加热卷烟降温材料,其特征在于,所述加热卷烟降温材料按重量份数计包括聚乳酸10-40份、聚己内酯1-10份、聚乙二醇1-8份、4-羟基丁酸酯1-8份、三氯甲烷1-5份、溶剂1-5份。
2.如权利要求1所述的加热卷烟降温材料,其特征在于,所述加热卷烟降温材料按重量份数计包括聚乳酸15-35份、聚己内酯2-8份、聚乙二醇2-7份、4-羟基丁酸酯2-7份、三氯甲烷1-5份、溶剂1-5份;
3.如权利要求1或2所述的加热卷烟降温材料,其特征在于,所述聚乳酸为聚碳酸酯改性聚乳酸;
4.如权利要求1-3中任一项所述的加热卷烟降温材料,其特征在于,所述聚己内酯为包载高岭土的聚己内酯;
5.如权利要求4所述的加热卷烟降温材料,其特征在于,所述挤出温度为120-180℃;
6.如权利要求1-5中任一项所述的加热卷烟降温材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:将聚乳酸、聚己内酯、聚乙二醇、4-羟基丁酸酯、三氯甲烷在溶剂中混合后得到所述加热卷烟降温材料。
7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述混合的温度为100-110℃,时间为5-8h;
9.如权利要求1-5中任一项所述的加热卷烟降温材料在加热卷烟中的应用。
10.一种加热卷烟,其特征在于,所述加热卷烟包括烟丝段和滤嘴段;