[发明专利]用于加热不燃烟降温段的石蜡负载相变降温颗粒及其应用

说明书

本发明涉及一种由石蜡负载的相变降温颗粒的制备技术，该颗粒应用于加热不燃烧卷烟的降温段材料中，起到帮助烟气降温，改善吸食感受的作用。本发明的技术特征在于，将预处理后的铝粉与无机粉体混合后制成悬浮液，使用含有硅烷偶联剂与脂肪族聚醚的复合表面处理剂改性后干燥，加入粉体重量80‑120％的石蜡后，在适当温度下充分混合，冷却后即可得到石蜡负载相变降温颗粒。在应用中，将该颗粒与聚己内酯(PCL)和聚乳酸(PLA)熔融共混，其中母粒的加入量为5‑25％，以此制备得到聚合物降温材料。该材料在40‑70℃下具有明显的吸热作用，可以有效降低通过该材料的烟气温度。

技术领域：

本申请涉及降温功能复合材料领域，更具体的涉及一种石蜡负载相变降温颗粒设计及其与特定聚合物基体复合的方法。

背景技术：

加热不燃烟是一类全新的烟草制品，与传统卷烟不同，加热不燃烟在不燃烧烟草的前提下，就可以让烟草发出烤烟的香味。由于没有燃烧烟草，加热不燃烟在抽吸时产生的气雾比传统香烟燃烧后产生的烟雾少了90-95％有害物质，同时又不产生烟灰。国外各大烟草公司均已在市场上推出了加热不燃烟产品，并迅速占领市场，我国中烟集团也已经加快加热不燃烟产品的研发。结构上看，加热不燃烟的烟支长度显著小于传统卷烟，且不燃烟配合使用的加热源位置更靠近滤嘴端，为克服因加热不燃烟结构特点所导致的烟气温度相对较高现象，目前的加热不燃烟设计中，普遍在烟丝与滤嘴间设计有一段1cm左右的降温段，这一段可以起到一定的降低烟雾温度的作用。

理论上，通过改变降温段材料的导热性与吸热性，可以更加有效地消耗烟雾所携带的热能，以此进一步降低烟雾的温度，改善吸食感受。因此，具有较高导热性且具有热能贮存特性的材料是加热不燃烟降温支撑段的理想材料。此外，加热不燃烟的降温支撑段主要以聚合物材料为主体，因此，在降温功能实现方面同样应考虑在聚合物材料为主体的基础上进行设计。

本发明设计将具有较高固-固相变潜热无机粉体与具有高导热性的铝粉充分结合，再使用同样具有相对高固-固相变潜热的石蜡负载上述组分，最终制备得到相变降温颗粒。进一步，将该颗粒加入到相变温度相对不高、熔点适中的聚合物材料与低熔点、低相变温度聚合物材料混合体系中，通过熔融共混制备即可得到可用于加热不燃烟降温段材料。

发明内容：

本发明利用无机粉体和部分有机合物的固-固相变储能特性，设计了一种包含有机-无机复合结构的相变降温颗粒。该颗粒与聚己内酯(PCL)和聚乳酸(PLA)熔融共混后，可实现加热不燃烟降温段材料的制备。本发明所制颗粒中的无机组分经充分表面修饰，能够在PCL与PLA复合的基体内均匀分散，且能够以化学形式与PCL及PLA结合，因此，使用该颗粒制得的降温段材料能够有效发挥吸热及导热作用。同时，通过选择适当的基体聚合物，能够确保材料复合后具有适当的熔点，使材料在不熔融的前提下，吸收大量热量，实现在烟支不变形的情况下，对加热不燃烟烟气的降温作用。

本发明通过以下技术方案实现：

1.制备石蜡负载相变降温颗粒：

(1)铝粉的预处理：

取铝粉，将其加入至球磨机中，加入其重量3-6％的油酸(I)或硬脂酸(II)，以800-1300r/min的研磨速度，研磨3-7小时，得到表面处理后的超细活性铝粉，

CH₃(CH₂)₇CH＝CH(CH₂)₇COOH

(I)

CH₃(CH₂)₁₆COOH

(II)