一种卷烟滤嘴添加剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及卷烟减害技术领域，具体涉及一种选择性降低卷烟烟气中巴豆醛释放 量的滤嘴添加剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 巴豆醛是一种呼吸道纤毛的毒素，对眼结膜及上呼吸道黏膜有强烈刺激作用，长 期接触易引起慢性鼻炎、神经系统机能障碍，可造成结膜炎、角膜损伤等，是卷烟烟气中公 认的微量有害成分之一。
[0003] 目前，对如何有效降低卷烟烟气中巴豆醛释放量的研宄已经有一些报道，如中国 专利CN102942655A中报道了一种由甲基丙烯酸、丙烯酰胺、2-乙烯基吡啶和4-乙烯基吡 啶为功能单体，以甲醇、2-氯甲烷、氯仿和四氢呋喃为致孔剂、在正丁醛为假模版、乙二醇二 甲基丙烯酸酯为交联剂下，采用牺牲硅胶法制备的聚合物吸附剂，其应用于三元复合嘴棒 中可有效降低烟气中巴豆醛的含量。中国专利CN102132951B报道了以钼盐和钒盐为原 料，经加料混合、反应、加热蒸发、煅烧和研磨等步骤制备的材料来降低卷烟烟气中巴豆醛 的释放量。中国专利CN101194755B公开了一种粗孔硅胶表面覆盖一层带有氨基、脲基或 酰胺基化合物层的滤嘴添加剂来降低卷烟烟气中的醛类物质。中国专利CN101116540B公 开了一种由多孔载体经Y-乙二胺丙基三甲氧基硅烷衍生化处理制备的烟草添加剂来降 低卷烟主流烟气中醛酮类化合物的含量。但这些减害材料或者制备工艺比较复杂、制备成 本高、不适合大规模工业化生产，或者对巴豆醛的选择性降低效果不理想。因此，有必要开 发一种具有良好选择性降低卷烟烟气中巴豆醛的释放量，且制备简便的新型滤嘴添加剂。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的以上不足，本发明的第一个目的是提供一种卷烟滤嘴添加剂，该 滤嘴添加剂可选择性降低卷烟烟气中巴豆醛。本发明的第二个目的是提供上述的滤嘴添加 剂的制备方法，该方法简单可控，适于工业化生产。本发明的第三个目的是提供上述的滤嘴 添加剂的应用。
[0005] 为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案： 一种卷烟滤嘴添加剂，所述的滤嘴添加剂以烟用椰壳炭为载体，且在载体表面负载聚 电解质纳米粒子；所述的聚电解质纳米粒子是两亲性聚电解质的自组装体，所述的两亲性 聚电解质为含氨基的两亲性聚合物；所述聚电解质纳米粒子在滤嘴添加剂中的质量百分含 量为 0? 05~5. 0%。
[0006] 本发明椰壳炭表面负载的聚电解质纳米粒子既可增加烟气与材料的接触，又不会 堵塞椰壳炭的孔隙；两亲性聚电解质中的氨基官能团可与巴豆醛发生反应，达到降低巴豆 醛指标的目的。
[0007] 所述聚电解质纳米粒子在滤嘴添加剂中的质量百分含量为0.05 ~ 5.0%。可在节 约成本的前提下有效降低烟气中巴豆醛的释放量。作为优选，所述聚电解质纳米粒子在复 合材料中的质量百分含量为0. 1~2%。
[0008] 作为优选，所述的两亲性聚合物包括聚（N-2-氨基乙基丙烯酰胺)、聚（N-2-氨基 乙基甲基丙烯酰胺)、聚甲基丙烯酰胺、聚丙烯酰胺中的一种或多种。
[0009] 为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案： 一种制备上述的卷烟滤嘴添加剂的方法，该方法包括以下的步骤： 1) 将含氨基的两亲性聚合物分散于酸性水溶液中，通过其本身自组装行为得到聚电解 质纳米粒子的分散液； 2) 以烟用椰壳炭为载体，经活化处理后，将其浸渍到上述聚电解质纳米粒子的分散液 中，通过静电驱动原位生长的方式，在其表面负载一定量的聚电解质纳米粒子，经过滤、洗 涤和干燥后得到卷烟滤嘴添加剂。
[0010] 作为优选，所述的自组装条件为温度25~35°C，搅拌速率500~3000rpm。
[0011] 作为优选，所述的活化处理为将烟用椰壳炭浸泡于浓氨水中1~3小时，再以去离 子水冲洗后于1〇〇~11〇 °C烘干。
[0012] 作为优选，所述的静电驱动原位生长的条件为在25~35°C静置0. 5~3. 5小 时。O
[0013] 为了实现上述的第三个目的，本发明采用了以下的技术方案： 上述的滤嘴添加剂在制备选择性降低卷烟烟气中巴豆醛的卷烟滤嘴中的应用。
[0014] 一种选择性降低卷烟烟气中巴豆醛的卷烟滤嘴，该卷烟滤嘴中添加了上述的滤嘴 添加剂。作为优选，所述的滤嘴添加剂在每支卷烟滤嘴中的添加量为5~50mg。
[0015] 作为优选，所述的卷烟滤嘴为二元复合滤嘴，包括近嘴端的普通滤棒以及沿轴向 叠加的近烟丝端的料棒；所述的料棒由所述的滤嘴添加剂和普通滤棒材料组成；或者，所 述的卷烟滤嘴为三元复合滤嘴，包括两段普通滤棒以及沿轴向叠加的料棒，所述的料棒位 于两段普通滤棒之间；所述的料棒由所述的滤嘴添加剂或由所述的滤嘴添加剂和普通滤棒 材料组成。
[0016] 本发明所述的普通滤棒优选用本领域的醋纤棒和纸质嘴棒。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明添加剂制备的卷烟滤嘴，以烟用椰 壳炭表面负载纳米粒子的特殊结构以及负载的聚电解质纳米粒子的官能团实现了有效选 择性降低卷烟烟气中巴豆醛的释放量。与同规格的市售卷烟相比，采用本发明滤嘴添加剂 制备的卷烟滤嘴可使卷烟烟气中巴豆醛的释放量选择性降低20~60%。本发明的滤嘴添加 剂制备工艺简单，具有良好的工业实用性。
【具体实施方式】
[0018] 实施例1: 将0.2g的聚（N-2-氨基乙基丙烯酰胺)分散于100mL的盐酸水溶液中，在25°C下以 1000rpm搅拌1小时，得到聚电解质纳米粒子的分散液。将烟用椰壳炭浸泡于浓氨水中2 小时，再以去离子水冲洗后于105°C烘干。将烘干的烟用椰壳炭浸渍到聚电解质纳米粒子 的分散液中，在25°C下静置2h，通过静电驱动原位生长方式，在其表面负载聚电解质纳米 粒子，经过滤、洗涤和干燥后得到滤嘴添加剂。其中，聚电解质纳米粒子在添加剂中的质量 百分含量约为〇. 1°/〇。
[0019] 将上述添加剂应用于卷烟滤嘴，每支卷烟滤嘴中的添加量约为45mg。测定卷烟主 流烟气中的焦油及巴豆醛的释放量，评价滤嘴添加剂对卷烟主流烟气的影响。以未使用添 加剂的同规格卷烟为对照样品。结果如下表1所示。
[0020] 表1.本发明的滤嘴添加剂对主流烟气中巴豆醛释放量的选择性降低效果
【主权项】
1. 一种卷烟滤嘴添加剂，其特征在于：所述的滤嘴添加剂以烟用椰壳炭为载体，且在 载体表面负载聚电解质纳米粒子；所述的聚电解质纳米粒子是两亲性聚电解质的自组装 体，所述的两亲性聚电解质为含氨基的两亲性聚合物；所述聚电解质纳米粒子在滤嘴添加 剂中的质量百分含量为0.05 ~ 5.0%。
2. 根据权利要求1所述的卷烟滤嘴添加剂，其特征在于：所述聚电解质纳米粒子在复 合材料中的质量百分含量为0. 1~2%。
3. 根据权利要求1或2所述的卷烟滤嘴添加剂，其特征在于：两亲性聚合物包括聚 (N-2-氨基乙基丙烯酰胺)、聚（N-2-氨基乙基甲基丙烯酰胺)、聚甲基丙烯酰胺、聚丙烯酰胺 中的一种或多种。
4. 一种制备权利要求1或2或3所述的卷烟滤嘴添加剂的制备方法，其特征在于该方 法包括以下的步骤： 1) 将含氨基的两亲性聚合物分散于酸性水溶液中，通过其本身自组装行为得到聚电解 质纳米粒子的分散液； 2) 以烟用椰壳炭为载体，经活化处理后，将其浸渍到上述聚电解质纳米粒子的分散液 中，通过静电驱动原位生长的方式，在其表面负载一定量的聚电解质纳米粒子，经过滤、洗 涤和干燥后得到卷烟滤嘴添加剂。
5. 根据权利要求4所述的卷烟滤嘴添加剂的制备方法，其特征在于：自组装条件为温 度25~35°C，搅拌速率500~3000 rpm。
6. 根据权利要求4所述的卷烟滤嘴添加剂的制备方法，其特征在于：活化处理为将烟 用椰壳炭浸泡于浓氨水中1~3小时，再以去离子水冲洗后于100~110°C烘干。
7. 根据权利要求4所述的卷烟滤嘴添加剂的制备方法，其特征在于：所述的静电驱动 原位生长的条件为在25~35°C静置0. 5~3. 5小时。
8. 权利要求1~3任意一项权利要求所述的滤嘴添加剂在制备选择性降低卷烟烟气中 巴豆醛的卷烟滤嘴中的应用。
9. 一种选择性降低卷烟烟气中巴豆醛的卷烟滤嘴，其特征在于：该卷烟滤嘴中添加了 权利要求1~3任意一项权利要求所述的滤嘴添加剂；每支卷烟滤嘴中的添加量为5~50 mg。
10. 根据权利要求9所述的一种选择性降低卷烟烟气中巴豆醛的卷烟滤嘴，其特征在 于：所述的卷烟滤嘴为二元复合滤嘴，包括近嘴端的普通滤棒以及沿轴向叠加的近烟丝端 的料棒；所述的料棒由所述的滤嘴添加剂和普通滤棒材料组成；或者，所述的卷烟滤嘴为 三元复合滤嘴，包括两段普通滤棒以及沿轴向叠加的料棒，所述的料棒位于两段普通滤棒 之间；所述的料棒由所述的滤嘴添加剂或由所述的滤嘴添加剂和普通滤棒材料组成。
【专利摘要】本发明涉及一种卷烟滤嘴添加剂，所述的滤嘴添加剂以烟用椰壳炭为载体，且在载体表面负载聚电解质纳米粒子；所述的聚电解质纳米粒子是两亲性聚电解质的自组装体，所述的两亲性聚电解质为含氨基的两亲性聚合物；所述聚电解质纳米粒子在滤嘴添加剂中的质量百分含量为0.05~5.0%。本发明添加剂制备的卷烟滤嘴，以烟用椰壳炭表面负载纳米粒子的特殊结构以及负载的聚电解质纳米粒子的官能团实现了有效选择性降低卷烟烟气中巴豆醛的释放量。与同规格的市售卷烟相比，采用本发明滤嘴添加剂制备的卷烟滤嘴可使卷烟烟气中巴豆醛的释放量选择性降低20～60%。本发明的滤嘴添加剂制备工艺简单，具有良好的工业实用性。
【IPC分类】A24D3-06
【公开号】CN104720103
【申请号】CN201510071294
【发明人】周国俊, 储国海, 李霞, 徐建, 刘金莉, 肖卫强, 胡安福, 杨洋
【申请人】浙江中烟工业有限责任公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月11日