专利名称：一种卷烟过滤嘴棒用改性聚乳酸组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及化工领域，具体涉及一种卷烟过滤嘴棒用改性聚乳酸组合物及其制备方法。
背景技术：
过滤嘴的发展是卷烟发展到一定阶段的产物。在过滤嘴最初出现的时候，主要是作为卷烟的嘴状部件起装饰作用。随着卷烟技术的发展，以及人们对低害卷烟的最求，过滤嘴逐渐从可有可无的地位转化为卷烟中不可或缺的一部分，并承担了降焦减害的功能。香烟过滤嘴具有过滤、阻挡和吸附烟气中的烟碱、焦油等有害成分的作用，好的过滤嘴除了具有上述作用外，还应该能改善烟气的口感，减少烟气对口腔的刺激及对人体健康的伤害。目前，国内市场上商品化应用的过滤嘴材料主要为醋酸纤维素纤维和聚丙烯纤维，总量近30万吨，其中醋酸纤维素纤维的用量占到了 80%以上，由于性能优异主要用在中高档卷烟中，然而醋酸纤维素纤维主要依赖进口，并有较大的市场缺口，因此市场衍生了聚丙烯纤维作为替代材料用在低档卷烟中。另外，在香烟吸完后剩下的过滤嘴部分是要丢弃的，而醋酸纤维素纤维和聚丙烯纤维在自然环境中很难被生物降解，香烟在背负有害人体健康的罪名的基础上，还造成了对环境的污染。人类不能完全李凯香烟，除了减少香烟本身对人体的危害以外，解决滤嘴丢弃带来的污染问题就成为香烟行业必须面对的课题。另一方面，醋酸纤维素纤维是以优质木材为原料得到的化工产品，从木材到纤维素再到酯化的醋酸纤维素需要消耗大量的木材原料，而生产环节也伴随着很多污染问题。所以，无论是从木材资源匮乏，还是从改善环境污染角度出发，寻找替代现有的醋酸纤维素和聚丙烯纤维原料的可生物降解材料，制造出可降解的香烟过滤嘴，至少在环境保护方面降低香烟生产所带来的危害，是香烟生产行业急需解决的问题。乳酸类聚合物，例如聚乳酸(PLA)是以淀粉基农作物经过现代生物技术发酵得到的乳酸为原料，再经过特殊的聚合反应过程生成的高分子树脂，聚乳酸具有良好的生物降解性，使用后能被自然界中的维生物完全降解，用他制成的各种制品埋在土壤中至少6到 12个月即得降解为二氧化碳和水，聚乳酸经纺丝和后处理制成烟用过滤嘴棒聚乳酸丝束， 丝束再经开松、上胶、卷棒制成过滤嘴棒。中国专利申请200610016643. 0(公开号为CN1817937A)公开了一种香烟过滤嘴材
料乳酸类聚合物，乳酸类聚合物包括聚乳酸或聚丙交酯、丙交酯与己内酯和/或乙交酯的共聚物。中国专利申请200610131699. 0(公开号为CN1961765A)公开了一种香烟过滤嘴丝束及其制备方法，丝束原料是由乳酸类聚合物、热稳定剂、抗氧剂、乳酸捕获剂、流动性和粘结性改进剂、消光和增白剂。其中乳酸类聚合物是聚乳酸的一个规格或多个规格的混合物，或者是丙交酯与ε-己交酯、丙交酯与乙交酯，或丙交酯与ε-己交酯和乙交酯的共聚物；热稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锂、硬脂酸铝、月桂酸钙、乳酸钙或乳酸锌；抗氧剂是无
3毒或低毒的亚磷酸酯类稳定剂和酚类抗氧剂，其为亚磷酸三苯酯、亚磷酸三壬基苯酯、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂2246或抗氧剂沈4 ；乳酸捕获剂，纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米羟基磷灰石或1，4_ 丁二醇双(β_氨基丁烯酸)酯；消光和增白剂为钛白粉。中国专利申请200910Μ1643. 4(公开号为CN102080275A)提供了一种可生物降解的烟用纤维材料及香烟过滤嘴，丝束是由90-100%的非内酯单体共聚改性聚乳酸和
0-10%的稳定剂经熔融纺丝工艺加工而成。所述非内酯单体共聚改性聚乳酸为分子链中含有总链节数的1-30%的非内酯型单体链节，其余为乳酸链节的高分子聚合物，且其重均分子量为5-35万，分散指数1. 2-3. 0 ；非内酯单体链节是由非内酯型且能与乳酸实现共聚的单体物质聚合得到的，包括乙二醇、丙二醇、乙醇酸、乙二醇单甲醚或其混合物。专利涉及的稳定剂主要为磷酸酯类和抗氧剂类。中国专利申请200910Μ1645. 3(公开号为CN102080278A)也涉及了一种可生物降解的烟用纤维材料及香烟过滤嘴，原料组成为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%的热稳定剂，其中聚丁二酸丁二醇酯聚合物和聚乳酸聚合物分别可以是它们的均聚物，也可以是含有不超过其各自分子链节总数30%的其它单体物质的共聚物。现有专利涉及的聚乳酸类滤棒在“过滤吸附”和感官“品吸”方面还存在一些不足。 在过滤吸附方面，综合吸附性能不如醋纤滤棒，针对一些特定的有害物质吸附性能有待改善，如苯酚、氰化氢、巴豆醛等。在感官“品吸”方面，聚乳酸类滤棒存在一定的刺激性和杂气，余味略显粗糙。醋纤过滤嘴棒和聚乳酸过滤嘴棒对七种主要卷烟有害物质的吸附性能比较结果见表1 表1 七种有害物质吸附性能对比(开式吸阻llOOPa，圆周24. 50mm)
权利要求
1.一种卷烟过滤嘴棒用改性聚乳酸组合物，其特征在于，该组合物含有以下重量份的原料聚乳酸100份、低聚乳酸基-β -环糊精0. 02-3份、碳酸钠0. 08-5份、吡咯烷酮羧酸钠0. 05-5份、维生素0. 01-4份、聚丙烯酰胺0. 01-8份。
2.根据权利要求1所述的改性聚乳酸组合物，其特征在于，该改性聚乳酸组合物含有以下重量份的原料聚乳酸100份、低聚乳酸基-β -环糊精0. 05-2. 8份、碳酸钠0. 1-3. 5 份、吡咯烷酮羧酸钠0. 07-4份、维生素0. 02-3份、聚丙烯酰胺0. 05-6份。
3.根据权利要求2所述的改性聚乳酸组合物，其特征在于，该改性聚乳酸组合物含有以下重量份的原料聚乳酸100份、低聚乳酸基-β -环糊精0. 1-2份、碳酸钠0. 1-2. 5份、 吡咯烷酮羧酸钠0. 1-3份、维生素0. 05-2份、聚丙烯酰胺0. 2-5份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的改性聚乳酸组合物，其特征在于，所述聚乳酸来源于丙交酯开环聚合或乳酸缩聚，其中右旋D组份乳酸结构单元的重量含量小于10%。
5.根据权利要求4所述的改性聚乳酸组合物，所述的维生素选自维生素Α、维生素C、维生素E和微生素B1中的一种或几种。
6.根据权利要求4所述的改性聚乳酸组合物，其特征在于，所述的聚丙烯酰胺包括非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型的聚丙烯酰胺。
7.根据权利要求6所述的改性聚乳酸组合物，其特征在于，所述的聚丙烯酰胺为两性型聚丙烯酰胺。
8.一种制备权利要求1-7任一项所述改性聚乳酸组合物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤1)将上述组份在50°C条件下鼓风干燥8小时；2)将所有组份按用量加入至高混机中，100-500rpm高速分散30分钟得到改性混合物；3)将改性混合物通过双螺杆熔融挤出造粒得到丝束用改性聚乳酸，双螺杆的螺杆温度控制在175-190°C，螺杆转速100-300rpm。
9.权利要求1-7任一项所述的改性聚乳酸组合物在用于卷烟的过滤嘴中的应用。
全文摘要
本发明涉及一种卷烟过滤嘴棒用改性聚乳酸组合物及其制备方法，该组合物含有以下重量份的原料聚乳酸100份、低聚乳酸基-β-环糊精0.02-3份、碳酸钠0.08-5份、吡咯烷酮羧酸钠0.05-5份、维生素0.01-4份、聚丙烯酰胺0.01-8份。本发明提供的聚乳酸组合物制备成的过滤嘴棒对烟气的吸附性能明显优于现有技术，综合性能优异，部分指标超过了醋酸纤维素过滤嘴棒。
文档编号C08K5/3415GK102516728SQ201110393839
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年12月1日
发明者吕效东, 王秦峰, 许克强 申请人:马鞍山同杰良生物材料有限公司