一种石墨烯纳米构件滤棒及其制备方法和应用与流程

本发明涉及烟草滤棒，具体来讲，涉及一种石墨烯纳米构件滤棒及其制备方法和应用。

背景技术：

1、目前，市面上存在种类繁多的烟支制品，一般普通的加热不燃烧电子烟包括产生复合气雾的烟丝构成的气雾发生基质以及用于滤除复合气雾中部分有害物的滤棒。

2、吸烟者对卷烟的感官质量评价，是通过对卷烟燃烧后所产生的烟气被吸烟者受用后产生的，与烟气中化学成分的种类及浓度密切相关。随着卷烟消费习惯的变化，具有较低的刺激性、口感醇和、余味干净、追求舒适性的这类卷烟产品的市场份额正不断扩大和稳固。

3、目前，为了提高过滤效果，过滤嘴的外壳体中往往填充例如活性炭等高效吸附材质作为芯体，如此的设置虽然能够在一定程度上过滤有害物，但滤棒的降焦减害效果还有待提高。

技术实现思路

1、发明人研究发现：现有的滤棒在抽吸过程中，芯体的存在会导致外壳体发生应力的变化，进而发生变形情况，提高吸阻，因此为了减小外壳体的变形情况，通常要求过滤嘴的外壳体为硬质材料，然而硬质材料导致用户体验感差，且难以完全避免变形情况而导致吸阻增大；在生产过程中，芯体和外壳体需要单独装配，流程繁琐，不能实现自动化生产。为了解决上述问题，发明人经过多次试验，以热可塑性弹性体为基材，利用注塑成型的加工方式得到石墨烯滤棒构件，将第一醋酸纤维滤棒、石墨烯滤棒构件以及第二醋酸纤维滤棒卷制成三元复合滤棒，在使用过程中，第二醋酸纤维滤棒进行初级过滤，吸附烟气气流中的大颗粒物质，防止堵塞滤棒构件，影响后续过滤效果，然后经过石墨烯滤棒构件进行中级过滤，通过气流间的碰撞和阻挡，将烟气中的有害物质进行沉积，石墨烯滤棒构件中因添加石墨烯纳米分子材料能够进一步过滤除去烟气中的苯酚和苯并[a]芘，最后经过第一醋酸纤维滤棒进行终极过滤。本发明通过逐级过滤的方式，配合石墨烯滤棒构件的材质，实现降焦减害。

2、本发明第一方面提供了一种石墨烯纳米构件滤棒，石墨烯纳米构件滤棒包括依次连接的第一醋酸纤维滤棒、石墨烯滤棒构件以及第二醋酸纤维滤棒三元复合组成，

3、其中，第一醋酸纤维滤棒的孔径小于第二醋酸纤维滤棒的孔径；

4、石墨烯滤棒构件的材料按重量计，包括：sebs 35-45份，加工油25-35份，聚丙烯20-30份，抗氧化剂2-7份，石墨烯纳米分子材料2-5份。

5、本发明第二方面提供了一种石墨烯纳米构件滤棒的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

6、s1：将材料加入注塑成型设备中进行熔融混匀，然后依次进行定型、脱模，得到石墨烯滤棒构件；

7、s2：将第一醋酸纤维滤棒、石墨烯滤棒构件以及第二醋酸纤维滤棒在复合机上卷制成石墨烯纳米构件滤棒；

8、其中，步骤s1注塑成型设备中料筒的喂料温度为165-180℃，射嘴温度200-220℃，模温20-40℃；

9、和/或注塑压力为440-460psi，注塑转速50-80rpm，模具冷却时间不超过10s。

10、本发明第三方面提供了一种卷烟，所述卷烟包括相连的发烟部以及上述的石墨烯纳米构件滤棒。

11、与现有技术相比，本发明至少取得以下有益效果中的一项：

12、(1)本发明石墨烯纳米构件滤棒以热可塑性弹性体为基材，利用注塑成型的加工方式得到石墨烯滤棒构件，将第一醋酸纤维滤棒、石墨烯滤棒构件以及第二醋酸纤维滤棒卷制成三元复合滤棒，在使用过程中，第二醋酸纤维滤棒进行初级过滤，吸附烟气气流中的大颗粒物质，防止堵塞石墨烯滤棒构件，影响后续过滤效果，然后经过石墨烯滤棒构件进行中级过滤，通过气流间的碰撞和阻挡，将烟气中的有害物质进行沉积，石墨烯滤棒构件中因添加石墨烯纳米分子材料能够进一步吸附除去烟气中的苯酚和苯并[a]芘，最后经过第一醋酸纤维滤棒进行终极过滤。通过逐级过滤的方式，配合石墨烯滤棒构件的材质，实现降焦减害。

13、(2)本发明石墨烯纳米分子材料为改性石墨烯，可以避免石墨烯团聚现象的发生。此外，通过改性得到的石墨烯可以更加均匀稳定的分散在石墨烯滤棒构件中，有助于进一步吸附烟气中的苯酚和苯并[a]芘。

14、(3)本发明石墨烯滤棒构件中还添加了多孔碳化硅粉，有助于使石墨烯纳米构件滤棒进一步吸附烟气中的有害物质。

技术特征：

1.一种石墨烯纳米构件滤棒，其特征在于，所述石墨烯纳米构件滤棒包括依次连接的第一醋酸纤维滤棒、石墨烯滤棒构件以及第二醋酸纤维滤棒三元复合组成，

2.根据权利要求1所述的石墨烯纳米构件滤棒，其特征在于，石墨烯滤棒构件的材料按重量计，包括：sebs 32-43份，加工油27-32份，聚丙烯23-26份，抗氧化剂4-6份，石墨烯纳米分子材料3-4份。

3.根据权利要求1所述的石墨烯纳米构件滤棒，其特征在于，石墨烯滤棒构件的材料按重量计，包括：sebs 40份，加工油30份，聚丙烯25份，抗氧化剂5份，石墨烯纳米分子材料3份。

4.根据权利要求1所述的石墨烯纳米构件滤棒，其特征在于，石墨烯纳米分子材料为改性石墨烯，改性石墨烯的制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的石墨烯纳米构件滤棒，其特征在于，石墨烯滤棒构件由内到外包括缓冲腔、内圆柱壳体、沉积腔和外圆柱壳体，所述内圆柱壳体置于外圆柱壳体的一端，所述内圆柱壳体上开设有通孔。

6.根据权利要求1所述的石墨烯纳米构件滤棒，其特征在于，所述石墨烯滤棒构件的材料还包括多孔碳化硅粉末2-7份；优选的，多孔碳化硅粉末4-6份。

7.根据权利要求6所述的石墨烯纳米构件滤棒，其特征在于，所述多孔碳化硅粉末孔径为3-10nm。

8.根据权利要求7所述的石墨烯纳米构件滤棒，其特征在于，所述多孔碳化硅粉末孔径为5-8nm。

9.一种如权利要求1-8任意一种石墨烯纳米构件滤棒的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

10.一种卷烟，其特征在于，所述卷烟包括相连的发烟部以及权利要求1-8任意一项所述的石墨烯纳米构件滤棒。

技术总结
本发明提供了一种石墨烯纳米构件滤棒及其制备方法和应用，涉及烟草滤棒技术领域。石墨烯纳米构件滤棒包括依次连接的第一醋酸纤维滤棒、石墨烯滤棒构件以及第二醋酸纤维滤棒三元复合组成，其中，第一醋酸纤维滤棒的孔径小于第二醋酸纤维滤棒的孔径。石墨烯滤棒构件的材料按重量计，包括：SEBS 35‑45份，加工油25‑35份，聚丙烯20‑30份，抗氧化剂2‑7份，石墨烯纳米分子材料2‑5份。通过逐级过滤的方式，配合石墨烯滤棒构件的材质，实现降焦减害。

技术研发人员：杜赫,董露,乔月梅,陈晨,衣秀芹,武晓峰,高磊,李力群
受保护的技术使用者：内蒙古昆明卷烟有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1