一种气凝胶过滤嘴及其制备方法与流程

本申请涉及过滤，特别涉及一种气凝胶过滤嘴及其制备方法。

背景技术：

1、雾化式电子烟的过滤嘴多为不锈钢或塑料材质，抽吸体验感差。长期使用后，过滤嘴容易积累污垢、细菌和冷凝液，若不及时清洁或更换，可能会影响使用卫生。一次性滤棒可以解决此类问题，但现有的滤嘴存在抽吸阻力大，会改变电子烟的气流和味道，影响用户的吸食体验。

技术实现思路

1、本申请提供一种气凝胶过滤嘴及其制备方法，以解决现有的抽吸阻力大，会改变电子烟的气流和味道的问题。

2、第一方面，本申请提供了一种气凝胶过滤嘴，包括：

3、内壁，围合形成环形通道；

4、外壁，所述外壁位于所述内壁的外侧，所述外壁与所述内壁之间形成环状填充通道；以及

5、气凝胶，填充于所述环状填充通道内。

6、本申请中，通过将气凝胶填充在所述外壁与所述内壁之间形成的环状填充通道中，而内壁又围合形成环形通道，使得气凝胶过滤嘴具有不填充气凝胶的内中空通道和填充有气凝胶的外环通道，在使用时，部分烟气从内中空通道直接通过，部分烟气从有气凝胶的外环通道通过，气凝胶对烟气产生一定的过滤截留作用，使得整个气凝胶过滤嘴既保留了过滤截留能力，同时又降低了抽吸阻力。

7、需要说明的是，内壁的材料和外壁的材料可以是相同的，也可以是不同的，作为示例，外壁的材料可以是牛皮纸、铝箔纸、防渗纸。内壁的材料可以是牛皮纸、铝箔纸、透气性纸。

8、所述内壁和所述外壁可以形成同心圆环，所述内壁和所述外壁的克重为30～150g/m2。所述内壁构成的内环的直径为2～6mm，所述外壁构成的外环的直径为5～8mm。

9、一些实施例中，所述气凝胶的厚度为1～3mm。由于气凝胶的作用主要是截留烟气中的大颗粒分子和有害物质，因此气凝胶的厚度对过滤效果至关重要，在此厚度范围内，既能使得气凝胶过滤嘴具有较好的过滤效果，又能减少气凝胶对烟气的阻力。

10、一些实施例中，所述环形填充通道的横截面在所述气凝胶过滤嘴的横截面的面积占比为43～93％。也即，气凝胶的体积占比在整个气凝胶过滤嘴的体积占比为43～93％，在此范围内，既能使得气凝胶过滤嘴具有较好的过滤效果，又能减少气凝胶对烟气的阻力。

11、一些实施例中，所述气凝胶的密度为0.065～0.085g/cm3。气凝胶的密度与气凝胶的孔隙率紧密相关，气凝胶的密度越小，说明单位体积内气凝胶中孔洞越多，透气性越好，对气阻的影响越小，然而孔隙过多相应的会影响对烟气的吸附和过滤性能。气凝胶的密度越大，说明单位体积内气凝胶中孔洞越少，对烟气的吸附和过滤效果更佳，然而孔隙过少相应的会影响气阻，减少了通过气凝胶的烟气总量，反而降低了对烟气的吸附和过滤效果。

12、一些实施例中，所述气凝胶的孔隙率为80～95％。所述气凝胶的孔隙率在此范围内，既能使得气凝胶过滤嘴具有较好的过滤效果，又能减少气凝胶对烟气的阻力。

13、一些实施例中，所述气凝胶的压降速率为0.45～1.35mmwg/mm。气凝胶的压降速率即烟气通过单位长度的气凝胶前后压强降低的量，可以衡量气凝胶的气阻，在此范围内，既能使得气凝胶过滤嘴具有较好的过滤效果，又能减少气凝胶对烟气的阻力。

14、一些实施例中，所述气凝胶的材料包括魔芋葡甘聚糖、淀粉、增稠剂、纤维及甘油。气凝胶的材料采用上述材料，可以实现气凝胶的可降解，实现无害化处理废气的气凝胶滤嘴。淀粉包括马铃薯淀粉、玉米淀粉、绿豆淀粉、接枝淀粉和羧甲基化淀粉中的至少一种。增稠剂包括阿拉伯胶、卡拉胶、果胶、黄原胶、海藻酸钠、琼脂、羧甲基纤维素钠及羟乙基纤维素中的至少一种。纤维包括针叶纤维、阔叶纤维及竹纤维中的至少一种。所述气凝胶的材料的质量份数为1～10份魔芋葡甘聚糖，1～50份淀粉，1～10份增稠剂，5～50份纤维，10～100份甘油。

15、第二方面，本申请提出了一种气凝胶过滤嘴的制备方法，包括以下步骤：

16、将气凝胶的材料与溶剂混合，制备成凝胶液；

17、将内壁的材料和外壁的材料同时成型，使外壁位于所述内壁的外侧，制备成环形填充通道；

18、将凝胶液填充于环形填充通道，冷冻干燥，得气凝胶过滤嘴。

19、通过将气凝胶填充在所述外壁与所述内壁之间形成的环状填充通道中，而内壁又围合形成环形通道，使得气凝胶过滤嘴具有不填充气凝胶的内中空通道和填充有气凝胶的外环通道，在使用时，部分烟气从内中空通道直接通过，部分烟气从有气凝胶的外环通道通过，气凝胶对烟气产生一定的过滤截留作用，使得整个气凝胶过滤嘴既保留了过滤截留能力，同时又降低了抽吸阻力。

20、一些实施例中，所述将气凝胶的材料与溶剂混合，制备成凝胶液包括：

21、将纤维与水混合，得第一混合液；

22、将第一混合液与淀粉、魔芋葡甘聚糖、增稠剂及甘油混合，得凝胶液。

23、现将纤维与水混合，再与其他物质混合，可以使纤维先在水中充分展开分散。若先加其他物质，得到的液体过于黏稠，此时再加纤维，纤维难以在黏稠液里分散，容易发生团聚。

24、一些实施例中，所述凝胶液的粘度为10000～30000mpa.s，凝胶液的粘度在此范围内，可以减少凝胶液自填充通道流出的概率，同时减少填充的阻力，提高填充效果和填充速率，减少填充空隙；和/或，

25、混合的温度为90～100℃，混合的温度在此范围内，可以使淀粉和增稠剂在此温度下分子链打开，充分溶胀；和/或，

26、混合的时间为0.5～2h，混合的时间在此范围内，可以使打开的分子链重组，互相穿插、交联，形成三维网络结构；和/或，

27、冷冻的温度为-10～-45℃，冷冻的温度在此范围内，可以使凝胶中分子链网络结构内各点位的水分子迅速降温至冰点形成晶核，晶核同时各向生长形成形状大小相似的冰晶；和/或，

28、冷冻的时间为1-3h，冷冻的时间在此范围内，可以使凝胶内的水分子完全冻结；和/或，

29、冷冻干燥的时间为12～24h，真空冷冻干燥的时间在此范围内，可以使冰晶在高真空下原位升华，冰晶不断地直接从固态转化为气态，直至冰晶完全消失，留下固形物呈现蜂窝状三维网络结构。

技术特征：

1.一种气凝胶过滤嘴，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的气凝胶过滤嘴，其特征在于，所述气凝胶的厚度为1～3mm。

3.如权利要求1所述的气凝胶过滤嘴，其特征在于，所述环形填充通道的横截面在所述气凝胶过滤嘴的横截面的面积占比为43～93％。

4.如权利要求1所述的气凝胶过滤嘴，其特征在于，所述气凝胶的密度为0.065～0.085g/cm3。

5.如权利要求1所述的气凝胶过滤嘴，其特征在于，所述气凝胶的孔隙率为80～95％。

6.如权利要求1所述的气凝胶过滤嘴，其特征在于，所述气凝胶的压降速率为0.45～1.35mmwg/mm。

7.如权利要求1所述的气凝胶过滤嘴，其特征在于，所述气凝胶的材料包括魔芋葡甘聚糖、淀粉、增稠剂、纤维及甘油。

8.一种如权利要求1所述的气凝胶过滤嘴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.如权利要求8所述的气凝胶过滤嘴的制备方法，其特征在于，所述将气凝胶的材料与溶剂混合，制备成凝胶液包括：

10.如权利要求9所述的气凝胶过滤嘴的制备方法，其特征在于：

技术总结
本申请公开了一种气凝胶过滤嘴及其制备方法，涉及过滤领域。所述气凝胶过滤嘴，包括：内壁、外壁以及气凝胶，内壁围合形成环形通道；外壁位于所述内壁的外侧，外壁与内壁之间形成环状填充通道；气凝胶填充于所述环状填充通道内。通过将气凝胶填充在所述外壁与所述内壁之间形成的环状填充通道中，而内壁又围合形成环形通道，使得气凝胶过滤嘴具有不填充气凝胶的内中空通道和填充有气凝胶的外环通道，在使用时，部分烟气从内中空通道直接通过，部分烟气从有气凝胶的外环通道通过，气凝胶对烟气产生一定的过滤截留作用，使得整个气凝胶过滤嘴既保留了过滤截留能力，同时又降低了抽吸阻力。

技术研发人员：陈茜,李冲,钱虹,姜发堂
受保护的技术使用者：武汉力诚生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/11