一种一段式烟嘴制造技术

本发明专利技术公开了一种一段式烟嘴，由壳体和位于所述壳体内的过滤纤维材料组成，所述过滤纤维材料为复合功能纤维，由导热材料、相变材料和过滤纤维前驱体组成的混合物料经纺丝后得到；所述导热材料和相变材料的质量为过滤纤维前驱体质量的10～60%。本发明专利技术中，相变材料接枝到高分子量的过滤纤维上，形成固固相变，有效解决了现有相变材料热量不能及时扩散导致的烟嘴塌陷问题，实现烟嘴的一段式设计，结构简单，生产成本低，降温效率高，适合大范围生产与应用。应用。

【技术实现步骤摘要】
一种一段式烟嘴


[0001]本专利技术涉及一种一段式烟嘴。

技术介绍

[0002]加热不燃烧香烟是目前正在兴起的烟草制品，其烟嘴采用的是三段式或四段式结构，包括空管段、降温段和衔嘴等。多段式烟嘴结构复杂，体积庞大，存在加工难度比较大，成本高，降温效果不好导致烟气烫嘴等问题。
[0003]现有加热不燃烧烟嘴使用过程中发现，相变材料与高温烟气接触发生玻璃态转变后会出现熔化粘结现象，最先接触烟气的相变材料薄片黏连和塌陷严重，甚至堵塞纵向延伸的烟气通道，烟气不再流经相变材料内部，降低了烟气与降温材料的接触面积，导致烟气温度过高，吸阻过大、烟气浓度受到影响，消费者抽吸品质下降。
[0004]单层氧化石墨烯作为石墨烯的一种重要前驱体，具有丰富的含氧官能团，可以进行改性接枝，赋予复合材料导热、抗菌、吸附等新的功能。如果能将石墨烯引入到传统烟嘴材料二醋酸纤维体系中，有望升级现有加热不燃烧香烟烟嘴的制作工艺，降低成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种一段式烟嘴，这种一段式烟嘴基于固固相变的机制，联合高效导热材料，一步解决烟气烫嘴及烟嘴制作困难的问题。
[0006]本专利技术采用如下技术方案：一种一段式烟嘴，由壳体和位于所述壳体内的过滤纤维材料组成，所述过滤纤维材料为复合功能纤维，由导热材料、相变材料和过滤纤维前驱体组成的混合物料经纺丝后得到；所述导热材料和相变材料的质量为过滤纤维前驱体质量的10～60%；所述相变材料化学接枝于过滤纤维。
[0007]进一步地，所述导热材料包括但不限于碳材料、金属氧化物、金属单质。
[0008]进一步地，所述碳材料为单层氧化石墨烯。
[0009]进一步地，所述相变材料包括但不限于脂肪烃类、脂肪酸类、醇类、聚乳酸、聚醚类、聚烯醇类。
[0010]进一步地，所述过滤纤维前驱体包括但不限于二醋酸纤维的前驱体。
[0011]进一步地，所述复合功能纤维的制备方法如下：（1）将导热材料溶解入相变材料前驱体中，反应后得到相变材料改性的导热复合材料；（2）将步骤1得到的复合材料接枝到过滤纤维前驱体；（3）纺丝后得到复合功能纤维。
[0012]进一步地，所述导热材料为单层氧化石墨烯,所述相变材料为聚乙二醇,所述过滤纤维为二醋酸纤维，制备方法如下：（1）将pH在2.7以下的单层氧化石墨烯水相分散液进行雾化干燥，得到单层氧化石墨烯粉末。将单层氧化石墨烯粉末溶解入乙二醇中，得到浓度为10~20 mg/g的单层氧化石
墨烯乙二醇分散液；所述乙二醇的含水量在0.05wt%以下。
[0013]（2）氮气保护条件下，在反应瓶中加入50~100重量份的单层氧化石墨烯乙二醇分散液，取1000重量份环氧乙烷以滴加的方式加入到反应瓶中。投料完成后在40~80℃下反应48小时。反应完成后，经乙醚沉淀后烘干得到聚乙二醇接枝石墨烯复合材料。
[0014]（3）将1重量份聚乙二醇接枝石墨烯用10重量份丙酮溶解后，搅拌下加入0.05~0.1重量份的二苯基甲烷
‑
4,4'
‑
二异氰酸酯,40~50℃下反应1~2h后，加入6~20重量份的浓度为20wt%的二醋酸纤维素溶液，继续反应6~8h后，纺丝得到石墨烯改性醋酸纤维。
[0015]本专利技术与现有技术相比具有的有益效果：（1）本专利技术中，相变材料接枝到高分子量的过滤纤维上，形成固固相变，有效解决了现有相变材料热量不能及时扩散导致的烟嘴塌陷问题，实现烟嘴的一段式设计，结构简单，生产成本低，降温效率高，适合大范围生产与应用。
[0016]（2）本专利技术还将相变材料在导热材料上均匀接枝，使得热量及时传导到纤维内部的相变材料，高效热扩散，保证降温效率。
[0017]（3）环氧乙烷在特定酸度的单层氧化石墨烯存在下开环聚合，原位聚合引入短链聚乙二醇作为相变材料，同时解决单层氧化石墨烯在复合材料的中的分散问题。
[0018]（4）此外石墨烯的引入可以赋予烟嘴更优异的吸附吸能，降低烟气对人体的伤害。石墨烯的抗菌性能也会解决二醋酸纤维容易霉变等问题，提高产品保质期。
附图说明
[0019]图1为传统烟嘴结构示意图；图2为本专利技术烟嘴结构示意图；1为烟片，2为管状支撑，3为相变材料，4为过滤材料，5为壳体（一般为纸），6为本专利技术复合功能纤维。
具体实施方式
[0020]下面通过实施例对本专利技术进行具体描述，本实施例只用于对本专利技术做进一步的说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，本领域的技术人员根据本专利技术的内容做出一些非本质的改变和调整，均属于本专利技术的保护范围。
[0021]实施例1：1.向1重量份天然鳞片石墨中加入500重量份浓度为98%的浓硫酸，搅拌条件下冷却至0℃后， 5重量份氧化剂保护剂，继续冷却至0℃后，加入5重量份氧化剂，加料完成后室温搅拌反应5h。反应完成后，以5000重量份纯水对上述反应液进行稀释，随后加入3重量份的浓度为30%的双氧水溶液，得到氧化石墨，经洗涤分散后，得到单层氧化石墨烯水相分散液。
[0022]2.对步骤1所得的单层氧化石墨烯水相分散液进行雾化干燥，得到单层氧化石墨烯粉末。
[0023]3. 将步骤2所得单层氧化石墨烯粉末溶解入乙二醇中，得到浓度为20 mg/g的单层氧化石墨烯乙二醇分散液。
[0024]4. 氮气保护条件下，在反应瓶中加入加入50重量份的单层氧化石墨烯乙二醇分
散液，取1000重量份环氧乙烷以滴加的方式加入到反应瓶中。投料完成后在80℃下反应48小时。反应完成后，经乙醚沉淀后烘干得到聚乙二醇接枝石墨烯复合材料。5. 将1重量份聚乙二醇接枝石墨烯用10重量份丙酮溶解后，搅拌下加入0.1重量份的二苯基甲烷
‑
4,4'
‑
二异氰酸酯, 50℃下反应1h后，加入20重量份的浓度为20wt%的二醋酸纤维素溶液，继续反应6h后，得到石墨烯改性醋酸纤维素。
[0025]本方法得到的石墨烯改性醋酸纤维素，热导率≥2 W/m
·
K，相变焓≥30J/g，相变温度50~60℃。
[0026]将其制成长度25mm，直径7mm的圆柱体用作加热不燃烧香烟的降温过滤段，如图2所示，烟嘴吸阻初始值为504 Pa，且吸食后始终保持在520 Pa以下。吸食后烟气温度保持在39℃以下。
[0027]实施例2：1.向1重量份天然鳞片石墨中加入300重量份浓度为98%的浓硫酸，搅拌条件下冷却至0℃后，3重量份氧化剂保护剂，继续冷却至0℃后，加入3重量份氧化剂，加料完成后室温搅拌反应7h。反应完成后，以3000重量份纯水对上述反应液进行稀释，随后加入2重量份的浓度为30%的双氧水溶液，得到氧化石墨，经洗涤分散后，得到单层氧化石墨烯水相分散液。
[0028]2.对步骤1所得的单层氧化石墨烯水相分散液进行雾化干燥，得到单层氧化石墨烯粉末。
[0029]3. 将步骤2所得单层氧化石墨烯粉末溶解入乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一段式烟嘴，其特征在于，由壳体和位于所述壳体内的过滤纤维材料组成，所述过滤纤维材料为复合功能纤维，由导热材料、相变材料和过滤纤维前驱体组成的混合物料经纺丝后得到；所述导热材料和相变材料的质量为过滤纤维前驱体质量的10～60%；所述相变材料化学接枝于过滤纤维。2.根据权利要求1所述的一段式烟嘴，其特征在于，所述导热材料包括但不限于碳材料、金属氧化物、金属单质。3.根据权利要求2所述的一段式烟嘴，其特征在于，所述碳材料为单层氧化石墨烯。4.根据权利要求1所述的一段式烟嘴，其特征在于，所述相变材料包括但不限于脂肪烃类、脂肪酸类、醇类、聚乳酸、聚醚类、聚烯醇类。5.根据权利要求1所述的一段式烟嘴，其特征在于，所述过滤纤维前驱体包括但不限于二醋酸纤维的前驱体。6.根据权利要求1所述的一段式烟嘴，其特征在于，所述复合功能纤维的制备方法如下：（1）将导热材料溶解入相变材料前驱体中，反应后得到相变材料改性的导热复合材料；（2）将步骤1得到的复合材料接枝到过滤纤维前驱体；（3）纺丝后得到复合功能纤维。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙海燕，张鹤，彭闻，李兴旺，高超，
申请(专利权)人：杭州高烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：