一种修饰硅胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种硅胶与３－氨丙基三乙氧基硅烷在丙酮溶液中反应所得产物的表面结构特征，其制备方法及其作为卷烟中的复合滤嘴添加剂的应用。本发明专利技术的经过表面修饰的硅胶可以运用于复合滤嘴卷烟的生产，特别是在丙酮介质中得到的产物，可有效地降低烟碱含量，可以将主流烟气中的焦油降低２－３ｍｇ，苯并［ａ］芘可以降低３０％以上。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种香烟中添加剂的多孔结构的吸附剂，其制备方法及其作为香烟中的复合滤嘴添加剂的应用。
技术介绍
通过改进滤嘴获得香烟气成分组成的改善，已成为许多烟草科研工作者致力研究的对象；滤嘴主要是通过复合滤棒、滤材的选择、滤材的加工等方法进行改进的。其中复合滤棒主要是将具有一定吸附性能的添加剂分散(或夹在两段滤材之间形成三段复合)在合适的滤材中，然后再将其与其它滤材进行复合。可以运用的添加剂很多，其中很大一类是一些多孔结构的吸附剂如活性炭、海泡石、蒙脱石、麦饭石、硅胶、羟磷灰石、阴离子和阳离子交换树脂等。具有多孔结构的弱碱性阴离子树脂虽然比较适合于这种烟气改善的目的，但可能受到交换容量不大或保留的物质热解吸的缘故，与碳以及多孔材料一样，随着吸烟的进行，他们的效率也在逐渐消失。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种可有效地改善烟气成分，去除有害物质的一种修饰硅胶。本专利技术的另一个目的旨在提供上述修饰硅胶的制备方法。本专利技术还有一个目的是将上述修饰硅胶作为香烟中的复合滤嘴添加剂的应用。本专利技术将硅胶与3-氨丙基三乙氧基硅烷其化学分子式为H2NCH2CH2CH2-Si(OC2H5)3，在丙酮溶液中反应所得产物为结构式为(I)、(II)混合物，其表面结构特征分别为 X表示连接的基团是Si、H或C2H5O-。所述的修饰硅胶其碳含量为6.14％，氮含量为1.82％，整体上，其表面呈弱碱性，且具有一定的极性和亲水性。当KH550上的三个乙氧基全部与硅胶表面上的羟基反应时，得到的表面结构中X仅为Si，实际上通过计算知道，它们的反应比例在2～3之间，也就是2到3个乙氧基与硅胶表面的羟基进行了反应，剩余的乙氧基一部分以乙氧基的形式继续保留在KH550的链上，还有一小部分被H-取代。本专利技术的制备方法为(1)将400ml-600ml 3-氨丙基三乙氧基硅烷，即KH550与丙酮充分混合，静置5-30分钟；(2)取粒径60-80目硅胶2千克，与上述反应液充分混合，混合液在室温下静置12-48小时，间或摇荡；(3)反应结束后，过滤并晾干，后于90-100℃下干燥24-48小时；收集后，备用。所述的丙酮为4500-6000ml。本专利技术产物可应用作为复合滤嘴的添加剂颗粒，可有效地降低烟气中的有害物质。卷烟中的焦油、烟碱都是对人体有害的物质，现在已经确认的主流烟气中有大约44种致癌成分，其中最重要的一类是多环芳烃类(包括苯并芘、苯并蒽等)。下面以烟碱、焦油及以苯并芘为多环芳烃中的代表物测试本专利技术产物对主流烟气的影响。将硅胶-KH550反应产物(1#)应用于卷烟的复合滤嘴中，其中对照是未加任何添加剂的普通滤嘴卷烟，滤嘴中丝束与复合滤嘴中丝束相同，结果如表1试样水分(mg/vig) 烟碱(mg/cig) 焦油(mg/cig) 苯并芘(ng/cig)对照 1.87 0.85 14.30 9.251#1.76 0.80 12.28 7.0上述结果表明，本专利技术产物，经过表面修饰的硅胶可以运用于复合滤嘴卷烟的生产，特别是在丙酮介质中得到产物，可有效地降低烟碱含量，可以将主流烟气中的焦油降低2-3mg，苯并芘可以降低30％以上。另外，采用不同粒径硅胶反应复合滤嘴香烟对主流烟气中烟碱和焦油量的影响也不同，结果见表2粒径(目)水份(mg/cig) 烟碱(mg/cig) 焦油((mg/cig) 备注(添加量mg/cig)对照 1.85 0.86 14.31 0.01001.76 0.86 13.37 31.360-80 1.62 0.80 12.28 30.940-60 1.67 0.82 12.63 31.820-40 1.70 0.83 12.92 49.0可以看出，过大或过小粒径均不利于降低焦烟量，实验最终确定60-80目为最好。以上复合滤嘴香烟经过长达到6个月的放置后，滤嘴的降焦效果，没有改变，而且还有不同程度的改善，其测试结果比首次测试结果要好，其中60-80目的修饰硅胶，焦油量降到12mg以内。具体实施例方式(1)将500ml 3-氨丙基三乙氧基硅烷，即KH550与5000ml丙酮在20升的塑料桶中进行充分混合，静置30分钟；(2)取粒径60-80目硅胶2千克，置于20升塑料桶中，与上述反应液充分混合，混合液在室温下静置48小时，间或摇荡；(3)反应结束后，过滤并晾干，后于90-100℃下干燥48小时；(4)收集后，放入样品袋中备用；(5)将所得样品制成复合嘴棒，再制备成过滤嘴香烟。(6)所得香烟经过平衡后，进行相关项目的测试。权利要求1.一种修饰硅胶，其特征在于硅胶与3-氨丙基三乙氧基硅烷，在丙酮溶液中反应所得产物为结构式为(I)、(II)混合物，其表面结构特征分别为 X表示连接的基团是Si、H或C2H5O-。2.根据要求1所述的一种修饰硅胶，其特征在于其碳含量为6.14％，氮含量为1.82％，整体上，其表面呈弱碱性，且具有一定的极性和亲水性。3.根据权利要求1所述的一种修饰硅胶制备方法为(1)将400ml-600ml 3-氨丙基三乙氧基硅烷，即KH550与丙酮充分混合，静置5-30分钟；(2)取粒径60-80目硅胶2千克，与上述反应液充分混合，混合液在室温下静置12-48小时，间或摇荡；(3)反应结束后，过滤并晾干，后于90-100℃下干燥24-48小时；收集后，备用。4.根据权利要求3所述的一种修饰硅胶的制备方法其特征在于所述的丙酮为4500-6000ml。5.根据权利要求3或4所述的一种修饰硅胶的制备方法其特征在于将500ml 3-氨丙基三乙氧基硅烷，即KH550与5000ml丙酮在20升的塑料桶中进行充分混合，静置30分钟；6.根据权利要求1所述的一种修饰硅胶，可应用作为复合滤嘴的添加剂颗粒，可有效地降低烟气中的有害物质。全文摘要本专利技术涉及一种硅胶与3－氨丙基三乙氧基硅烷在丙酮溶液中反应所得产物的表面结构特征，其制备方法及其作为卷烟中的复合滤嘴添加剂的应用。本专利技术的经过表面修饰的硅胶可以运用于复合滤嘴卷烟的生产，特别是在丙酮介质中得到的产物，可有效地降低烟碱含量，可以将主流烟气中的焦油降低2－3mg，苯并芘可以降低30％以上。文档编号C07F7/18GK1450070SQ02114040公开日2003年10月22日 申请日期2002年4月11日 优先权日2002年4月11日专利技术者刘建福, 喻昕, 谭海风, 谭英, 刘德华, 曹继红 申请人:长沙卷烟厂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修饰硅胶，其特征在于硅胶与３－氨丙基三乙氧基硅烷［其化学分子式为Ｈ↓［２］ＮＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－Ｓｉ（ＯＣ↓［２］Ｈ↓［５］）↓［３］］，在丙酮溶液中反应所得产物为结构式为（Ⅰ）、（Ⅱ）混合物，其表面结构特征分别为： ＊＊＊ Ｘ表示连接的基团是Ｓｉ、Ｈ或Ｃ↓［２］Ｈ↓［５］Ｏ－。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建福，喻昕，谭海风，谭英，刘德华，曹继红，
申请(专利权)人：长沙卷烟厂，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]