專利名稱：一種卷煙過濾嘴棒用改性聚乳酸組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體涉及一種卷煙過濾嘴棒用改性聚乳酸組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
過濾嘴的發(fā)展是卷煙發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。在過濾嘴最初出現(xiàn)的時候，主要是作為卷煙的嘴狀部件起裝飾作用。隨著卷煙技術(shù)的發(fā)展，以及人們對低害卷煙的最求，過濾嘴逐漸從可有可無的地位轉(zhuǎn)化為卷煙中不可或缺的一部分，并承擔了降焦減害的功能。香煙過濾嘴具有過濾、阻擋和吸附煙氣中的煙堿、焦油等有害成分的作用，好的過濾嘴除了具有上述作用外，還應(yīng)該能改善煙氣的口感，減少煙氣對口腔的刺激及對人體健康的傷害。目前，國內(nèi)市場上商品化應(yīng)用的過濾嘴材料主要為醋酸纖維素纖維和聚丙烯纖維，總量近30萬噸，其中醋酸纖維素纖維的用量占到了 80%以上，由于性能優(yōu)異主要用在中高檔卷煙中，然而醋酸纖維素纖維主要依賴進口，并有較大的市場缺口，因此市場衍生了聚丙烯纖維作為替代材料用在低檔卷煙中。另外，在香煙吸完后剩下的過濾嘴部分是要丟棄的，而醋酸纖維素纖維和聚丙烯纖維在自然環(huán)境中很難被生物降解，香煙在背負有害人體健康的罪名的基礎(chǔ)上，還造成了對環(huán)境的污染。人類不能完全李凱香煙，除了減少香煙本身對人體的危害以外，解決濾嘴丟棄帶來的污染問題就成為香煙行業(yè)必須面對的課題。另一方面，醋酸纖維素纖維是以優(yōu)質(zhì)木材為原料得到的化工產(chǎn)品，從木材到纖維素再到酯化的醋酸纖維素需要消耗大量的木材原料，而生產(chǎn)環(huán)節(jié)也伴隨著很多污染問題。所以，無論是從木材資源匱乏，還是從改善環(huán)境污染角度出發(fā)，尋找替代現(xiàn)有的醋酸纖維素和聚丙烯纖維原料的可生物降解材料，制造出可降解的香煙過濾嘴，至少在環(huán)境保護方面降低香煙生產(chǎn)所帶來的危害，是香煙生產(chǎn)行業(yè)急需解決的問題。乳酸類聚合物，例如聚乳酸(PLA)是以淀粉基農(nóng)作物經(jīng)過現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)酵得到的乳酸為原料，再經(jīng)過特殊的聚合反應(yīng)過程生成的高分子樹脂，聚乳酸具有良好的生物降解性，使用后能被自然界中的維生物完全降解，用他制成的各種制品埋在土壤中至少6到 12個月即得降解為二氧化碳和水，聚乳酸經(jīng)紡絲和后處理制成煙用過濾嘴棒聚乳酸絲束， 絲束再經(jīng)開松、上膠、卷棒制成過濾嘴棒。中國專利申請200610016643. 0(公開號為CN1817937A)公開了一種香煙過濾嘴材
料乳酸類聚合物，乳酸類聚合物包括聚乳酸或聚丙交酯、丙交酯與己內(nèi)酯和/或乙交酯的共聚物。中國專利申請200610131699. 0(公開號為CN1961765A)公開了一種香煙過濾嘴絲束及其制備方法，絲束原料是由乳酸類聚合物、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、乳酸捕獲劑、流動性和粘結(jié)性改進劑、消光和增白劑。其中乳酸類聚合物是聚乳酸的一個規(guī)格或多個規(guī)格的混合物，或者是丙交酯與ε-己交酯、丙交酯與乙交酯，或丙交酯與ε-己交酯和乙交酯的共聚物；熱穩(wěn)定劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋰、硬脂酸鋁、月桂酸鈣、乳酸鈣或乳酸鋅；抗氧劑是無
3毒或低毒的亞磷酸酯類穩(wěn)定劑和酚類抗氧劑，其為亞磷酸三苯酯、亞磷酸三壬基苯酯、抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑2246或抗氧劑沈4 ；乳酸捕獲劑，納米二氧化硅、納米二氧化鈦、納米羥基磷灰石或1，4_ 丁二醇雙(β_氨基丁烯酸)酯；消光和增白劑為鈦白粉。中國專利申請200910Μ1643. 4(公開號為CN102080275A)提供了一種可生物降解的煙用纖維材料及香煙過濾嘴，絲束是由90-100%的非內(nèi)酯單體共聚改性聚乳酸和
0-10%的穩(wěn)定劑經(jīng)熔融紡絲工藝加工而成。所述非內(nèi)酯單體共聚改性聚乳酸為分子鏈中含有總鏈節(jié)數(shù)的1-30%的非內(nèi)酯型單體鏈節(jié)，其余為乳酸鏈節(jié)的高分子聚合物，且其重均分子量為5-35萬，分散指數(shù)1. 2-3. 0 ；非內(nèi)酯單體鏈節(jié)是由非內(nèi)酯型且能與乳酸實現(xiàn)共聚的單體物質(zhì)聚合得到的，包括乙二醇、丙二醇、乙醇酸、乙二醇單甲醚或其混合物。專利涉及的穩(wěn)定劑主要為磷酸酯類和抗氧劑類。中國專利申請200910Μ1645. 3(公開號為CN102080278A)也涉及了一種可生物降解的煙用纖維材料及香煙過濾嘴，原料組成為l-99wt%的聚丁二酸丁二醇酯聚合物、
1-99wt%的聚乳酸聚合物和0-3wt%的熱穩(wěn)定劑，其中聚丁二酸丁二醇酯聚合物和聚乳酸聚合物分別可以是它們的均聚物，也可以是含有不超過其各自分子鏈節(jié)總數(shù)30%的其它單體物質(zhì)的共聚物?，F(xiàn)有專利涉及的聚乳酸類濾棒在“過濾吸附”和感官“品吸”方面還存在一些不足。 在過濾吸附方面，綜合吸附性能不如醋纖濾棒，針對一些特定的有害物質(zhì)吸附性能有待改善，如苯酚、氰化氫、巴豆醛等。在感官“品吸”方面，聚乳酸類濾棒存在一定的刺激性和雜氣，余味略顯粗糙。醋纖過濾嘴棒和聚乳酸過濾嘴棒對七種主要卷煙有害物質(zhì)的吸附性能比較結(jié)果見表1 表1 七種有害物質(zhì)吸附性能對比(開式吸阻llOOPa，圓周24. 50mm)
權(quán)利要求
1.一種卷煙過濾嘴棒用改性聚乳酸組合物，其特征在于，該組合物含有以下重量份的原料聚乳酸100份、低聚乳酸基-β -環(huán)糊精0. 02-3份、碳酸鈉0. 08-5份、吡咯烷酮羧酸鈉0. 05-5份、維生素0. 01-4份、聚丙烯酰胺0. 01-8份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚乳酸組合物，其特征在于，該改性聚乳酸組合物含有以下重量份的原料聚乳酸100份、低聚乳酸基-β -環(huán)糊精0. 05-2. 8份、碳酸鈉0. 1-3. 5 份、吡咯烷酮羧酸鈉0. 07-4份、維生素0. 02-3份、聚丙烯酰胺0. 05-6份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性聚乳酸組合物，其特征在于，該改性聚乳酸組合物含有以下重量份的原料聚乳酸100份、低聚乳酸基-β -環(huán)糊精0. 1-2份、碳酸鈉0. 1-2. 5份、 吡咯烷酮羧酸鈉0. 1-3份、維生素0. 05-2份、聚丙烯酰胺0. 2-5份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的改性聚乳酸組合物，其特征在于，所述聚乳酸來源于丙交酯開環(huán)聚合或乳酸縮聚，其中右旋D組份乳酸結(jié)構(gòu)單元的重量含量小于10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改性聚乳酸組合物，所述的維生素選自維生素Α、維生素C、維生素E和微生素B1中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改性聚乳酸組合物，其特征在于，所述的聚丙烯酰胺包括非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型的聚丙烯酰胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改性聚乳酸組合物，其特征在于，所述的聚丙烯酰胺為兩性型聚丙烯酰胺。
8.一種制備權(quán)利要求1-7任一項所述改性聚乳酸組合物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟1)將上述組份在50°C條件下鼓風干燥8小時；2)將所有組份按用量加入至高混機中，100-500rpm高速分散30分鐘得到改性混合物；3)將改性混合物通過雙螺桿熔融擠出造粒得到絲束用改性聚乳酸，雙螺桿的螺桿溫度控制在175-190°C，螺桿轉(zhuǎn)速100-300rpm。
9.權(quán)利要求1-7任一項所述的改性聚乳酸組合物在用于卷煙的過濾嘴中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種卷煙過濾嘴棒用改性聚乳酸組合物及其制備方法，該組合物含有以下重量份的原料聚乳酸100份、低聚乳酸基-β-環(huán)糊精0.02-3份、碳酸鈉0.08-5份、吡咯烷酮羧酸鈉0.05-5份、維生素0.01-4份、聚丙烯酰胺0.01-8份。本發(fā)明提供的聚乳酸組合物制備成的過濾嘴棒對煙氣的吸附性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，綜合性能優(yōu)異，部分指標超過了醋酸纖維素過濾嘴棒。
文檔編號C08K5/3415GK102516728SQ201110393839
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者呂效東, 王秦峰, 許克強 申請人:馬鞍山同杰良生物材料有限公司