一种复合增塑剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种复合增塑剂及其制备方法和应用，该复合增塑剂按重量份数计，由包含以下组分的原料制备而成：复配母料16

【技术实现步骤摘要】
一种复合增塑剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及卷烟过滤嘴材料
，具体涉及一种复合增塑剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着烟草行业的发展，为了满足消费者的健康理念需求，市面上现已推出了多种样式的卷烟产品，例如，细支烟、超细支烟、传统电子烟、低温不燃烧烟等等。而过滤棒作为卷烟不可或缺的一部分，其在卷烟产品中的价值作用愈发重要。普通卷烟过滤棒材料一般选用醋酸纤维素。醋酸纤维素是一种具有生物降解性的环境友好材料，源于植物体内的纤维素，具有良好的透明性和力学性能，也是目前应用最为广泛的一种纤维素衍生物。然而醋酸纤维素分子链中分布有大量的乙酞基、羟基团，乙酞基、羟基团属于极性分子，这些极性基团使得醋酸纤维素分子链呈刚性，分子之间存在很强的相互作用力，致使分子链链段的柔软性较弱，难以加工。若不进行改进，醋酸纤维素很难在高于熔点以上保持不降解，限制了其使用和推广。
[0003]目前为了满足卷烟的加工性能要求，在醋酸纤维丝束成型为滤棒的工艺过程中，需要使用增塑剂或者对醋酸纤维素分子链进行改性。其中，增塑改性的方法比较简单，能利用原有物质各自的优点，同时避免它们各自的缺点，是高分子材料中也是纤维素常用的改性手段。现有技术中卷烟醋酸纤维滤棒常用的增塑剂为三醋酸甘油酯俗称三甘酯，为无色的粘稠状液体，但是三醋酸甘油酯作为一种慢干型增塑剂，其增塑效率低，增塑效果较差，不能满足现在烟草的多元化需求。
[0004]例如申请号为【CN201811452534.2】的一种烟用滤棒复合增塑剂及其应用，使用柠檬酸三正丁酯（TBC）、柠檬酸三乙酯（TEC）和三醋酸甘油酯（GT）复配，通过改变不同组分的配比，可以实现调节或部分增强烟用滤棒硬度及其相关力学性能的目的。该复合增塑剂以传统滤棒的制备工艺为基础，通过调节不同原料在增塑剂体系中的配比，辅以温度和压力调节，使用该复合增塑剂可以在保证吸阻等滤棒常规需求的前提下，可以提高滤棒的各项力学性能。
[0005]然而上述增塑剂固化时间长，固化效率低，而且增塑剂用量较多时还会影响醋酸纤维素自身的吸附降害能力。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术提供了一种复合增塑剂及其制备方法和应用，该复合增塑剂，以多元醇类增塑剂、邻苯类增塑剂、柠檬酸酯类小分子增塑剂复配作为母料，可以大幅提升增塑剂的固化时间和固化率。而且将酚类衍生物和助剂添加到母料中，可以有效提升过滤棒的吸附性，有利于抽吸者的身体健康。因此，该增塑剂不仅可以有效减少卷烟烟气中的有害成分，还可以降低过滤棒的生产成本，提升固化效率，具有较高的经济效益。
[0007]为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一方面，本专利技术提供了一种复合
增塑剂，按重量份数计，由包含以下组分的原料制备而成：复配母料16
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90份、三醋酸甘油酯13
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40份、酚类衍生物5
‑
10份、助剂13
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40份，所述复配母料包括多元醇类增塑剂、邻苯类增塑剂、柠檬酸酯类小分子增塑剂中的至少两种。
[0008]目前对材料进行增塑的机理：通过共混的方法使増塑剂分子链段插入到聚合物的分子链段之间，削弱聚合物大分子链段间的作用力，増加聚合物分子链段的移动性，降低聚合物分子链段运动的障碍，使聚合物塑性增加。
[0009]同理，本专利技术中增塑剂的作用原理是在醋酸纤维中加入小分子物质，以降低醋酸纤维素分子之间或分子内的范德华力，来提高醋酸纤维素中链段和分子链的活动能力，从而降低生产加工温度，提升材料的加工性能。醋酸纤维丝束表面经增塑剂的溶解及粘接后，滤棒表面开始固化，使得滤棒的硬度得以明显的提高，从而成型为具有适当硬度的滤棒，以保证烟支加工和抽吸过程中不产生扭曲、变形。
[0010]为了降低醋酸纤维素分子之间的范德华力，本专利技术通过三种增塑剂复配，将多元醇类增塑剂、邻苯类增塑剂、柠檬酸酯类小分子增塑剂混合作为母料，结合三醋酸甘油酯作为复合增塑剂，可以有效提升醋酸纤维丝束的物理性能。
[0011]本专利技术中，多元醇类增塑剂为聚乙二醇，聚乙二醇（PEG）是一种优良的化学促融剂。将PEG作为增塑剂加入醋酸纤维素中，PEG的分子链段较长，对于醋酸纤维素的増塑主要是PEG分子的溶剂化作用和PEG上的羟基以及其他基团的偶极力作用，PEG分子可以渗透到醋酸纤维素分子链段之间与醋酸纤维素分子活性中心形成时解时散的连接点，但是随着PEG用量的増加，渗透到醋酸纤维素分子链段间的PEG数量会逐渐减少，这是由于PEG分子链段一部分渗入到醋酸纤维素分子链之间，另一部分与醋酸纤维素分子链缠绕或者PEG分子链自身缠绕在一起，使得对于醋酸纤维素分子链的润滑作用变弱，这样可以提升醋酸纤维素的弯曲性能。
[0012]但是，部分PEG游离在醋酸纤维素分子间，只是其与醋酸纤维素的共混现象，这样增塑效果较差，性能不够稳定。因此，本专利技术还加入了邻苯类增塑剂和柠檬酸酯类小分子增塑剂，与PEG进行复配。
[0013]优选的，所述邻苯类增塑剂包括邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯中的至少一种。邻苯类增塑剂有良好的成膜性、粘着性和防水性。
[0014]本专利技术采用邻苯二甲酸二甲酯对醋酸纤维素进行增塑，这是一种有很强溶解力的增塑剂，能与多种其他增塑剂相容。在增塑剂中加入邻苯二甲酸二甲酯，可以提升PEG和柠檬酸酯类小分子的相容性，使得母料分散更加均匀。而且邻苯二甲酸二甲酯可以有效改善醋酸纤维素的机械性能，增加醋酸纤维素的冲击强度，还可以使得醋酸纤维素具有较高的热容量、较低的热膨胀系数和热导率。采用邻苯二甲酸二甲酯增塑后的醋酸纤维素表现出的形态与原纤维素相比，其分散性更加均匀，具有更高的杨氏模量，较高的热尺寸稳定性和较低的热传导性，后续制备的过滤棒不仅具有优异的机械性能，还具有较低的热传导性，可以防止卷烟燃烧的热量传递至抽吸者嘴部。
[0015]优选的，所述柠檬酸酯类小分子增塑剂包括柠檬酸三正丁酯、柠檬酸三乙酯、乙酰基柠檬酸三乙酯中的至少一种。
[0016]本专利技术中柠檬酸三正丁酯与醋酸纤维素相容性极佳，在增塑剂中添加柠檬酸三正丁酯，可以有效提升增塑剂的固化率，而且柠檬酸三正丁酯不溶于水，无毒无味，挥发性小，
耐热耐光耐水，还具抗细菌性、无刺激性，阻燃性及可降解性。
[0017]因此，本专利技术提供的复配母料不仅相容性好，增塑效率高；耐寒、耐光、耐水性优良，而且增塑后的醋酸纤维过滤棒，其化学性能稳定，环保性高，使用寿命长。
[0018]添加增塑剂后，醋酸纤维丝束表面经增塑剂的溶解及粘接后，滤棒表面开始固化，使得滤棒的硬度得以明显的提高，但是增塑剂的添加可能对醋酸纤维整体的吸附能力产生影响，本专利技术还加入了可以增强吸附有害物质能力的酚类衍生物。
[0019]优选的，所述酚类衍生物包括丁香油、月桂叶油、百里香油中的至少一种。
[0020]酚类衍生物是含有酚的化合物，由于其羟基取代的高反应性和其吞噬自由基的能力，这些化合物具有抗氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合增塑剂，其特征在于，按重量份数计，由包含以下组分的原料制备而成：复配母料16
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90份、三醋酸甘油酯13
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40份、酚类衍生物5
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10份、助剂13
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40份，所述复配母料包括多元醇类增塑剂、邻苯类增塑剂、柠檬酸酯类小分子增塑剂中的至少两种。2.根据权利要求1所述的一种复合增塑剂，其特征在于，所述多元醇类增塑剂为聚乙二醇。3.根据权利要求1所述的一种复合增塑剂，其特征在于，所述邻苯类增塑剂包括邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种复合增塑剂，其特征在于，所述柠檬酸酯类小分子增塑剂包括柠檬酸三正丁酯、柠檬酸三乙酯、乙酰基柠檬酸三乙酯中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种复合增塑剂，其特征在于，所述酚类衍生物包括丁香油、月桂叶油、百里香油中的至少一种。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹祥薇，彭三文，王闻，杨光远，邓少鹏，
申请(专利权)人：湖北中烟卷烟材料厂，
类型：发明
国别省市：