專利名稱：一種保水材料及其制備方法和在濾棒中的應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及煙草加工技術領域，具體說是涉及一種選擇性降低卷煙主流煙氣中 HCN的保水材料及其制備方法和在濾棒中的應用。將該材料應用于卷煙濾棒，能夠有效降低 主流煙氣中氫氰酸釋放量，而焦油釋放量基本不變或略有降低，同時對卷煙吸食品質無不 良影響。
背景技術：
氫氰酸(HCN)屬高揮發性的劇毒物質，中毒作用主要通過CN_發生。卷煙中氫氰 酸主要來源于煙草中硝酸鹽和含氮化合物在燃吸過程中的氧化分解，其釋放量約為30-300Pg/cig，煙氣中的氫氰酸經呼吸道吸收后迅速進入機體，對人的身體健康產生危害。
在卷煙燃吸過程中，HCN很大程度上存在于氣相中，而HCN能與水以任意比例互 溶，為親水性化合物。因此，水是一種去除卷煙煙氣中HCN的良好反應介質，在減害材料中 保持一定的水分，使針對HCN的特定化學反應很大程度在氣液條件下進行，勢必會顯著提 高對HCN的選擇性減害效果。同時，一定含量水的存在對卷煙吸食品質有所改善。因此，開 發能夠有效降低卷煙主流煙氣中氫氰酸釋放量的保水材料對提高卷煙吸食安全性、保護人 類健康具有重要意義。
目前，國內外對于卷煙主流煙氣中微量氫氰酸的去除，較多采用催化氧化法和 吸附法。催化氧化法的催化溫度較高(如專利CN1416950A和CN1462652A，催化溫度要求 250-450°C)，所需催化劑價格昂貴，生產成本高(如專利CN1583257A采用納米金，且制作 過程復雜)。在吸附法脫除氫氰酸的研究中，US3410282將烷基或羥烷基的伯胺或仲胺與 羧酸反應制得的羧酸銨鹽分散在可使煙氣通過的載體上，選擇性脫除卷煙煙氣中的HCN。 US4091822利用多配位基的胺與Si2+、Fe2+和Cu2+等金屬離子絡合后再與聚環氧烷烴結合 形成吸附劑來脫除卷煙煙氣中的HCN。W02007117115制得高比表面積的活化竹炭并添加于 卷煙濾嘴，可吸附煙氣中的焦油、煙堿、HCN等有害物質。但是活性炭作為卷煙嘴棒的添加 劑，在對煙氣氣相組分有效過濾的同時，給煙氣帶來的碳味使吸食者產生不舒服的感覺。而 CN1583257A公開了一種用于脫除卷煙主流煙中氫氰酸的催化劑及其制備方法和應用，包括 活性組份納米Au、載體Al2O3或TiO2，其制作成較高。發明內容
本發明的目的正是針對上述現有技術中所存在的不足之處一種選擇性降低卷煙 主流煙氣中HCN的保水材料及其制備方法和在濾棒中的應用。
本發明的是將水溶性吸水物質配成一定濃度的水溶液，向其中加入堿性物質，再 擔載到具有較大比表面積的多孔載體上，得到一種保水性能良好的能夠有效吸附酸性氣體 的新材料。將該材料應用于卷煙濾棒，能夠有效降低卷煙主流煙氣中氫氰酸釋放量，而焦油 釋放量基本不變或略有降低，同時對卷煙吸食品質無不良影響，從而達到選擇性降低卷煙 危害性的目的。
本發明的目的具體可通過下述技術措施來實現本發明的選擇性降低卷煙主流煙氣中HCN的保水材料是由水溶性好、吸水保水能力 強、具有較大比表面積、且易成膜的做為擔體的多孔載體，和以浸泡方式擔載在多孔載體內 的濃度為0. 10%的聚乙烯醇堿溶液制備而成。
本發明所述擔體為透明質酸、海藻酸鈉、改性淀粉、纖維素及其衍生物改性產品、 合成聚合物或天然物及其衍生物系中的任意一種。
本發明所述改性淀粉為接枝淀粉、羥甲基化淀粉、磷酸酯化淀粉或淀粉磺酸鹽中 的任意一種。
本發明所述纖維素及其衍生物改性產品為接枝纖維、羧甲基化纖維素、羥丙基化 纖維素或黃原酸化纖維素中的任意一種。
本發明所述合成聚合物為聚乙烯醇類、聚丙烯酸鹽類及其共聚物、聚氧化烷烴類、 聚丙烯酰胺類及其共聚物、聚酰胺環氧氯丙烷、聚乙烯亞胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮 或聚氨基酸中的任意一種。
本發明所述天然物及其衍生物系為果膠、黃原膠、瓊脂或蛋白質中的任意一種。
本發明所述保水材料的制備方法包括下述步驟按體積比1 1 1 10的量取經過 除雜、水洗浸泡處理后的多孔載體加入到濃度為0. 10%的聚乙烯醇堿溶液中，在室 溫下攪拌l-4h或超聲波振蕩10-60min，過濾，于30-50°C下真空干燥0. 5_lh，得到保水材 料。
本發明所述保水材料在卷要濾嘴棒中的應用方法如下將所述保水材料按 10-40mg/cig的量添加在濾嘴中。
本發明的有益效果如下1.本發明利用堿性物質與HCN之間的酸堿反應，選擇性降低卷煙煙氣中親水性的HCN ；2.本發明所選擇的水溶性吸水物質具有強親水性和保水性，能夠使材料保持一定的水 分，使酸堿反應很大程度在氣液條件下進行，顯著提高材料對氫氰酸的選擇性吸附性能；3.本發明能夠選擇性降低卷煙主流煙氣中氫氰酸釋放量，有效降低率達30%以上；4.本發明安全性高，制備過程簡單，易實現規模化生產，對環境基本無污染；5.本發明對卷煙吸食品質無不良影響。
具體實施方式
本發明以下將結合實施例作進一步描述，但本發明的內容并不限于此。
實施例1將多孔的活性氧化鋁過篩處理取40-100目的顆粒，經除雜、水洗浸泡處理后，取50ml (濕體積)加入到50 500ml 0. 10%的聚乙烯醇堿溶液中，即兩者的體積比為1:1 1:10,室溫攪拌l_4h或超聲波振蕩10-60min，過濾，于30_50°C下真空干燥0. 5_lh，得到保 水材料1。
將保水材料1以二元復合濾棒的形式應用于卷煙，添加量為35mg/cig，標記 為卷煙樣品1，以不添加任何濾嘴改性材料的卷煙為對照樣品，所用卷煙試驗前在溫度(22士 1)°C、相對濕度(60士幻％條件下平衡48小時，然后經重量(平均重量士0. 02g)及吸 阻(平均吸阻士49Pa)分選，挑出符合標準的試驗卷煙。按照標準抽吸條件在吸煙機上進 行卷煙抽吸試驗，并按照標準YCT253-2008和GB/T 19609-2004分別進行氫氰酸釋放量和 焦油釋放量的檢測。每個樣品三個平行樣，結果如表1所示。
表1卷煙樣品HCN和焦油釋放量測試結果結果表明，本發明的保水材料可以用于復合濾嘴卷煙的生產，可以將卷煙主流煙氣中 氫氰酸釋放量降低36. 3%，而焦油釋放量基本不變。此外，感官評價結果表明，該濾嘴添加材 料對卷煙吸食品質無不良影響。
權利要求
1.一種保水材料，其特征在于所述保水材料是由水溶性好、吸水保水能力強、具有較 大比表面積、且易成膜的做為擔體的多孔載體，和以浸泡方式擔載在多孔載體內的濃度為 0. 10%的聚乙烯醇堿溶液制備而成。
2.根據權利要求1所述的保水材料，其特征在于所述擔體為透明質酸、海藻酸鈉、改 性淀粉、纖維素及其衍生物改性產品、合成聚合物或天然物及其衍生物系中的任意一種。
3.根據權利要求2所述的保水材料，其特征在于所述改性淀粉為接枝淀粉、羥甲基化 淀粉、磷酸酯化淀粉或淀粉磺酸鹽中的任意一種。
4.根據權利要求2所述的保水材料，其特征在于所述纖維素及其衍生物改性產品為 接枝纖維、羧甲基化纖維素、羥丙基化纖維素或黃原酸化纖維素中的任意一種。
5.根據權利要求2所述的保水材料，其特征在于所述合成聚合物為聚乙烯醇類、聚丙 烯酸鹽類及其共聚物、聚氧化烷烴類、聚丙烯酰胺類及其共聚物、聚酰胺環氧氯丙烷、聚乙 烯亞胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或聚氨基酸中的任意一種。
6.根據權利要求2所述的保水材料，其特征在于所述天然物及其衍生物系為果膠、黃 原膠、瓊脂或蛋白質中的任意一種。
7.一種用于制備權利要求1所述保水材料的制備方法，其特征在于所述方法包括下 述步驟按體積比1:1 1:10的量取經過除雜、水洗浸泡處理后的多孔載體加入到濃度為 0. 10%的聚乙烯醇堿溶液中，在室溫下攪拌l-4h或超聲波振蕩10-60min，過濾，于 30-50°C下真空干燥0. 5-lh，得到保水材料。
8.—種如權利要1所述保水材料在卷要濾嘴棒中的應用，其特征在于將所述保水材 料按10-40mg/cig的量添加在濾嘴中。
全文摘要
一種保水材料及其制備方法和在濾棒中的應用，其特征在于將保水物質和堿性成分同時引入到具有較大比表面積的多孔材料中，得到一種選擇性降低卷煙主流煙氣中HCN的保水材料。該材料中的保水物質使其保持一定含量的水分，同時堿性成分可與卷煙煙氣中親水性的HCN之間發生酸堿反應，進而增強材料對卷煙主流煙氣中HCN的選擇性減害性能。將該材料以10-40mg/支添加于卷煙濾棒，能夠降低卷煙主流煙氣中氫氰酸釋放量30%以上，而焦油釋放量基本不變或略有降低，同時對卷煙吸食品質無不良影響，從而達到選擇性降害的目的。
文檔編號B01J20/26GK102029146SQ20101054225
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月14日 優先權日2010年11月14日
發明者劉惠民, 孫學輝, 彭斌, 楊松, 王宜鵬, 聶聰, 謝劍平, 趙樂 申請人:中國煙草總公司鄭州煙草研究院