CN107384331B - 一种非燃烧型卷烟用自发热材料及方法和应用 - Google Patents

一种非燃烧型卷烟用自发热材料及方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN107384331B
CN107384331B CN201710468645.1A CN201710468645A CN107384331B CN 107384331 B CN107384331 B CN 107384331B CN 201710468645 A CN201710468645 A CN 201710468645A CN 107384331 B CN107384331 B CN 107384331B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sodium bisulfate
calcium oxide
bisulfate solution
temperature
concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710468645.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107384331A (zh
Inventor
孔浩辉
陈森林
甘峰
兰帅锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Tobacco Guangdong Industrial Co Ltd
Original Assignee
China Tobacco Guangdong Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Tobacco Guangdong Industrial Co Ltd filed Critical China Tobacco Guangdong Industrial Co Ltd
Priority to CN201710468645.1A priority Critical patent/CN107384331B/zh
Publication of CN107384331A publication Critical patent/CN107384331A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107384331B publication Critical patent/CN107384331B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/16—Materials undergoing chemical reactions when used
    • C09K5/18—Non-reversible chemical reactions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D1/00—Cigars; Cigarettes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种非燃烧型卷烟用自发热材料及方法和应用，所述非燃烧卷烟用自发热材料由氧化钙和硫酸氢钠溶液组成。本发明自发热材料体积较小，激发反应后，在产生热量的同时，无氢气产生，放热时安全稳定，不会发生燃烧或者爆炸，放出的热量能够使铜管外壁所产生的温度在150℃以上，且温度在150℃以上的时间能够大于5min，在非燃烧型卷烟方面具有很好的应用前景。

Description

一种非燃烧型卷烟用自发热材料及方法和应用
技术领域
本发明涉及非燃烧型卷烟技术领域，具体地，涉及一种非燃烧型卷烟用自发热材料及方法和应用。
背景技术
伴随着人类健康意识的不断提升，吸烟与健康的问题逐渐成为人们关注的热点问题，越来越多的人加入到抵制二手烟的队伍中，在公共场合吸烟的行为受到了严格地限制，同时从上世纪70年代后，世界卫生组织着手推动全球性的控烟运动，并于2003年通过了旨在限制全球卷烟产品的《烟草控制框架公约》。
《烟草控制框架公约》的出台，给传统的卷烟产业带来了严重的冲击，面对各国政府及法律对传统卷烟的严格限制，烟草企业必须通过各种途径努力减少吸食卷烟带来的危害，同时利用当今的科学技术手段开发出能够适应当下严格控烟形式的新型烟草制品，而非燃烧型烟草制品由于其具有对吸食者危害小、不燃烧、不产生二手烟、对环境污染小等特点受到了越来越多的关注，已成为世界各国烟草企业的研究重点。但国内的烟草企业在非燃烧加热型烟草制品的研究方面起步相对较晚。
已有的自发热材料中，其放热原理主要有：(1)利用氧化钙和水的水合反应来放热；(2)将金属铝粉与碱混合，通过加入适量的水，利用铝粉在强碱溶液中的反应来放热；(3)以水作为电解质，利用金属镁粉与铁粉等构成短路原电池的原理来放热；(4)利用铁粉或者锌粉的氧化反应来放热；(5)利用盐与水的结晶来放热。
已有的以理化反应放热作为加热源的非燃烧加热型烟草制品，所用的自发热材料，大多依靠潮湿的铁粉在空气中发生氧化反应来产生热量，在使用时，实际产生的温度不高，导致在加热烟草时，烟气气味小，难以满足吸烟者感官上对烟草的吸食需求。另外，依靠铁粉氧化反应来产生热量的自发热材料，在制作时必须与空气或者氧气隔绝，加工难度较大。
1999年，美国人William L.Bell公开了一篇名为“自加热柔性软包装”的发明专利，该专利中的自发热材料为一定比例的氧化钙和水，其中氧化钙被一种柔性软包装整体密封，水被柔性软包装分多段隔离密封。使用时，用力挤压柔性软包装，水被挤出后与氧化钙反应放出热量，用于加热食品或者饮料等，这种以氧化钙和水来加热食品或饮料的方法在后来得到了大规模的应用。
如果自发热材料仅为氧化钙，当水与氧化钙接触反应时，氧化钙的初始反应速率较慢，温度上升缓慢，在经过约3分钟左右的时间，氧化钙与水才会迅速反应放出热量。为了加快氧化钙与水的初始反应速率，高玉玲等将氧化钙与一定比例的无水硫酸镁、活性炭混合，用水激发反应后，温度上升迅速。使用该自发热材料约30克，加水25毫升左右，反应产生120℃的最高温度。
从热力学的角度来讲，每摩尔氧化钙与水反应，放出的热量约为66.17千焦，单位物质的量氧化钙放热量较小。张泓等将一定量的铝粉和镁粉与氧化钙混合制成自发热材料，并放置在带有空隙的发热袋中，发热袋的空隙小于药品的粒径，且能够让水透过。当加水激发反应后，氧化钙与水首先反应生成氢氧化钙并放出热量，然后铝粉再与氢氧化钙反应放出热量，而镁粉则与水发生置换反应放出热量。这种将金属粉末与氧化钙混合而成的自发热材料，单位克重放出的热量远大于同样质量的氧化钙，放热时间更长，可以加热质量或者体积更大的食物。使用该自发热材料60g，加水量为180毫升，反应产生的温度最高在90℃。
将铝粉加入到氧化钙中，虽然能够提高自发热材料单位克重的产热量，但是铝粉是两性金属，在反应过程中，会有氢气不断产生，存在安全隐患。氯化铜或者氧化铁的加入，能够减少氢气的排放量，但是只能减少一部分氢气，无法做到反应时没有氢气排放，不适合在密闭的装置中使用。
用五氧化二磷与氧化钙混合作为自发热材料，虽然两种氧化物的水合反应的产物能够继续发生中和反应并放出热量，无氢气产生，使用时较为安全，但是五氧化二磷非常不稳定，对包装的要求非常高，反应装置过于复杂，体积较大，无法在较小的密封装置中使用。而非燃烧型卷烟的密封装置非常小，显然不适用。
当前，已有的自发热材料中，单独依靠氧化钙跟水反应来放热，虽然反应过程中没有氢气产生，但是药品单位克重的产热量少，反应产生的温度较低，药品体积较大，无法在较小的装置中产生150℃以上的高温。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有卷烟用自发热方法技术不足，提供一种非燃烧型卷烟用自发热方法。
本发明要解决的另一技术问题是针对现有卷烟用自发热材料技术不足，提供一种非燃烧型卷烟用自发热材料。
本发明要解决的还一技术问题是提供所述自发热材料的应用。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供一种非燃烧卷烟用自发热材料，由氧化钙和硫酸氢钠溶液组成的自发热材料。该自发热材料放热安全稳定，在密闭的反应容器中使用，达到了非燃烧加热型烟草制品的要求。
优选地，所述自发热材料中，氧化钙和硫酸氢钠溶液的比例按照如下确定：由11.6g的氧化钙与5mL浓度为0.075g/mL～0.175g/mL硫酸氢钠溶液组成。
进一步优选地，所述自发热材料由11.6g的氧化钙与5mL浓度为0.075g/mL、0.1g/mL、0.125g/mL、0.15g/mL或0.175g/mL的硫酸氢钠溶液组成。
更优选地，所述自发热材料由11.6g的氧化钙与5mL浓度为0.125g/mL的硫酸氢钠溶液组成。
优选地，所述自发热材料中，氧化钙和硫酸氢钠溶液的比例按照如下确定：由4.6g的氧化钙与1.5mL浓度为0.3g/mL～1.5g/mL硫酸氢钠溶液组成。
进一步优选地，所述自发热材料由4.6g的氧化钙与1.5mL浓度为1.3g/mL或1.4g/mL硫酸氢钠溶液组成。
优选地，所述氧化钙为分析纯氧化钙或生石灰。
最优选地，所述自发热材料由4.6g的生石灰与1.5mL浓度为1.4g/mL硫酸氢钠溶液组成。
本发明同时提供了所述自发热材料的制备方法，包括以下步骤：将固体氧化钙击碎成较小的碎块，将硫酸氢钠溶解在水中配制成溶液。使用的时候将用一定浓度的硫酸氢钠溶液与碎块儿状的氧化钙在密闭的铜管中进行反应。
优选地，所述较小的碎块的粒径大小在3mm～15mm之间。
本发明提供所述自发热方法和自发热材料在制备非燃烧型卷烟用发热材料方面的应用。
本发明同时提供一种非燃烧型卷烟用自发热方法，是在较大的氧化钙用量和应用密闭环境体积一定的条件下，通过加入并增大硫酸氢钠溶液的浓度实现提供发热温度不小于150℃，发热时间接近5分钟，所述硫酸氢钠溶液的浓度不小于0.075g/mL；或者在较小的氧化钙用量和应用密闭环境体积一定的条件下，通过加入并增大硫酸氢钠溶液的浓度实现提供发热温度不小于150℃，发热时间接近5分钟，所述硫酸氢钠溶液的浓度不小于0.3g/mL。
本发明的有益效果：
本发明从使用安全性、放热温度、放热时间以及自发热材料的体积大小等多个角度进行考虑，开发出了一种由氧化钙和硫酸氢钠溶液组成的自发热材料。结果表明，该自发热材料放热安全稳定，在密闭的反应容器中使用，达到了非燃烧加热型烟草制品的要求。
本发明满足了以下三个要求：1.激发反应后，在产生热量的同时，无氢气产生，放热时安全稳定，不会发生燃烧或者爆炸；2.体积较小，最终能够在外直径约20mm左右的体积较小的密闭铜管中激发反应；3.以较小的用量激发反应后，放出的热量能够使铜管外壁所产生的温度在150℃以上，且温度在150℃以上的时间能够大于5min。
针对本发明自发热材料，本发明设计了两种不同尺寸的反应容器，两种反应容器均为导热性能良好的金属铜管。体积较大的Ⅰ号铜管的尺寸为：外直径30mm、高38mm、壁厚2mm，内部的体积约为22.46立方厘米。体积较小的Ⅱ号铜管的尺寸为：外直径20mm、高30mm、壁厚2mm，内部的体积约为7.25立方厘米。其中，后者内部的体积不足前者的三分之一；
(3)通过大量的优化实验，确定了所开发的自发热材料中各药品的合适用量，同时实现了加热装置的小型化。最终，使用固体药品4.6000g、硫酸氢钠溶液1.50mL于Ⅱ号铜管中激发反应，铜管外壁所产生的温度在150℃以上的时间能够大于5min，可充分满足加热烟丝的需求。
附图说明
图1氧化钙与水的反应(左)、氧化钙与0.0500g/mL硫酸氢钠溶液的反应(右)温度曲线。
图2实施例2氧化钙与0.0750g/mL硫酸氢钠溶液的反应温度曲线。
图3实施例3氧化钙与0.1000g/mL硫酸氢钠溶液的反应温度曲线。
图4实施例4氧化钙与0.1250g/mL硫酸氢钠溶液的反应温度曲线。
图5实施例5氧化钙与0.1500g/mL硫酸氢钠溶液的反应温度曲线。
图6实施例6氧化钙与0.1750g/mL硫酸氢钠溶液的反应温度曲线。
图7实施例7所述硫酸氢钠溶液的浓度与最高温度的平均值分析结果。
图8实施例7所述硫酸氢钠溶液的浓度与温度在150℃以上的平均时间分析结果。
图9实施例8铜管Ⅱ中0.1750g/mL硫酸氢钠溶液与氧化钙的反应温度曲线。
图10实施例90.3000g/mL硫酸氢钠溶液与氧化钙的反应温度曲线。
图11实施例100.5000g/mL硫酸氢钠溶液与氧化钙的反应温度曲线。
图12实施例11氧化钙与0.7000g/mL硫酸氢钠溶液的反应温度曲线。
图13实施例12氧化钙与0.900g/mL硫酸氢钠溶液的反应温度曲线。
图14实施例13氧化钙与1.1000g/mL硫酸氢钠溶液的反应温度曲线。
图15实施例14氧化钙与1.3000g/mL硫酸氢钠溶液的反应温度曲线。
图16实施例15氧化钙与1.5000g/mL硫酸氢钠溶液的反应温度曲线。
图17硫酸氢钠溶液的浓度与最高温度的平均值分析结果。
图18硫酸氢钠溶液的浓度与温度在150℃以上的平均时间分析结果。
图19 1.3000g/mL硫酸氢钠溶液与生石灰的反应结果。
图20 1.4000g/mL硫酸氢钠溶液与生石灰的反应结果。
图21 1.10mL硫酸氢钠溶液与生石灰的反应结果。
图22 1.30mL硫酸氢钠溶液与生石灰的反应结果。
图23 1.50mL硫酸氢钠溶液与生石灰的反应结果。
图24反应产物的XRD结果。
图25多次重复实验结果。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。除非特别说明，本发明采用的试剂和原料为本领域常规市购的试剂和原料。除非特别说明，本发明实施例中涉及的百分数为质量百分数。
本发明所述的由氧化钙和硫酸氢钠组成的自发热材料，在激发反应后，产生热量主要来自氧化钙的水合反应和酸碱中和反应，放热安全稳定，产生的温度较高，在敞口环境下即可产生200℃以上的高温。另外，该自发热材料中不含活性金属粉末，激发反应后无氢气产生，也不含强氧化剂和强还原剂，因此不存在燃爆的危险，使用时非常安全。该自发热材料中，主要反应的方程式为：
CaO+H2O＝Ca(OH)2 (反应1-1)
Ca(OH)2+2NaHSO4＝Na2SO4+CaSO4+2H2O (反应1-2)
从热力学的角度出发，在理想状态下，温度升高的大小可以用ΔH＝ΣnCpΔT公式(2-1)来计算。将氧化钙与水反应的反应焓记为ΔH1，氢氧化钙与硫酸氢钠反应的反应焓记为ΔH2，氧化钙的物质的量记为n1，硫酸氢钠的物质的量记为n2，则：
ΔH＝n1ΔH1+1/2n2ΔH2 (2-2)
综合公式2-1和2-2可得：
ΔT＝(n1ΔH1+1/2n2ΔH2)/ΣnCp (2-3)
则该自发热材料激发反应后，能够达到的温度为：
T＝T室温+ΔT (2-4)
其中，
ΔH为自发热材料反应放出的热量，单位：kJ/mol；
Cp为物质的摩尔定压热容，单位：J/mol/k。
298.15k时，反应物、生成物和铜的相关热力学数据及相对分子质量如下面的表1所示：
表1相关物质的相对分子质量及热力学数据
Figure BDA0001325858100000041
假设室温为25℃，即298.15k，氧化钙的用量为11.5000g，硫酸氢钠的用量为0.6750g，水的用量为4.5000g，反应容器铜管的质量为73.0000g，忽略热量损失，假设反应完全进行，则由相关数据及公式(2-1)、(2-2)、(2-3)、(2-4)计算可知，反应能够达到的温度T约为285.3℃。
为方便说明，本发明实施例中所用的试剂和仪器材料说明如下，但并不因此限定本发明范围。试剂如表2所示。
表2实验所用试剂
Figure BDA0001325858100000042
实施例1对比试验
本实施例和实施例2-7所用的反应容器为铜管Ⅰ，结构参照现有铜管结构。铜管Ⅰ的体积大小是该反应容器中最多能够放置液体的量为5.00mL、固体氧化钙的量为11.6000g。其中，所用的药品氧化钙全部是分析纯氧化钙。
将11.6000g氧化钙与5.00mL水在密闭的铜管中进行反应，用热电偶测量铜管外壁的温度变化，实验重复进行三次。另外，在同样的条件下，将11.6000g氧化钙与5.00mL浓度为0.0500g/mL的硫酸氢钠溶液在密闭的铜管中进行反应，记录铜管外壁的温度变化，该实验同样重复进行三次。这六次实验中，铜管外壁的温度变化如图1所示，图1中左侧为氧化钙与水反应时铜管外壁的温度变化，右侧为氧化钙与浓度为0.0500g/mL的硫酸氢钠溶液反应时铜管外壁的温度变化。
氧化钙与水进行反应的三次实验中，铜管外壁所产生的最高温度分别为129.3℃、125.8℃和145.6℃，三次实验中铜管外壁最高温度的平均值为133.6℃，且三次实验中，铜管外壁所产生的最高温度都没有超过150℃。
氧化钙与浓度为0.0500g/mL的硫酸氢钠溶液进行反应的三次实验中，铜管外壁所产生的最高温度分别为131.2℃、127.4℃和159.3℃，这三次实验中铜管外壁最高温度的平均值为139.3℃，大于氧化钙与水反应的三次实验中铜管外壁最高温度的平均值，且这三次实验中，有一次实验铜管外壁所产生的最高温度超过了150℃。
对于氧化钙与水的反应，氧化钙发生水合反应生成氢氧化钙并放出热量。对于氧化钙和硫酸氢钠溶液的反应，除了氧化钙发生水合反应放出热量外，氧化钙与水反应生成的氢氧化钙会继续与硫酸氢钠发生中和反应并放出热量，因此同样在密闭的铜管中进行反应，由于后者放出的热量大于前者，所以能够使铜管外壁产生的温度更高。
与氧化钙单独发生水合反应放出热量相比，虽然氧化钙与硫酸氢钠溶液反应放出的热量更多，但是氧化钙与浓度为0.0500g/mL的硫酸氢钠溶液反应时，由于硫酸氢钠溶液的浓度很小，产生的热量仅能够使铜管外壁的温度短暂超过150℃，无法使铜管外壁的温度在150℃以上的时间超过5min。
为了使氧化钙和硫酸氢钠溶液反应时能够放出更多的热量，可以采用增大氧化钙和硫酸氢钠溶液用量的方法，但是由于铜管体积的限制，该方法不可取。为此，本发明所采用的方法是：增大硫酸氢钠溶液的浓度，硫酸氢钠溶液的用量保持为5.00mL不变，氧化钙的用量保持不变，用这种方法来提高氧化钙与硫酸氢钠溶液反应时放出的热量。
实施例2
称取0.7500g硫酸氢钠放入到烧杯中，加入10.00mL的水溶解，配制成浓度为0.0750g/mL的硫酸氢钠溶液。将11.6000g的氧化钙与5.00mL浓度为0.0750g/mL的硫酸氢钠溶液于密闭的铜管中进行反应，测量铜管外壁的温度变化。连续进行五次实验，每次实验中铜管外壁的温度变化如图2所示。
以上的五次实验中，每次实验铜管外壁所产生的最高温度分别为172.1℃、173.3℃、180.3℃、162.6℃和165.8℃，温度在150℃以上的时间分别为5.1167min、7.9333min、7.7833min、7.25min和3.6167min。五次实验中，铜管外壁最高温度的平均值为170.8℃，每次实验温度在150℃以上的平均时间为6.2800min。其中，每次实验铜管外壁的最高温度都超过了150℃，有一次实验铜管外壁的温度在150℃以上的时间没有超过5min。
实施例3
将硫酸氢钠溶液的浓度增加至0.1000g/mL，氧化钙的用量保持不变，硫酸氢钠溶液的体积用量保持不变，即氧化钙的用量为11.6000g，浓度为0.1000g/mL的硫酸氢钠溶液的用量为5.00mL，于密闭的铜管中进行反应，测量铜管外壁的温度变化。连续进行五次实验，每次实验铜管外壁的温度变化如图3所示。
使用浓度为0.1000g/mL的硫酸氢钠溶液与氧化钙于密闭的铜管中所进行的五次实验，每次实验铜管外壁所产生的最高温度分别为155.1℃、173.0℃、179.5℃、161.6℃和169.1℃，温度在150℃以上的时间分别为5.7667min、7.15min、8.9min、4.85min和7.2min。这五次实验中，铜管外壁最高温度的平均值为167.7℃，每次实验温度在150℃以上的平均时间为6.7733min。其中，所进行的五次实验，每次实验铜管所产生的最高温度都能够大于150℃，有一次实验铜管外壁所产生的温度在150℃以上的时间没有超过5min，为4.85min，已经比较接近5min。
实施例4
增加硫酸氢钠溶液的浓度至0.1250g/mL，氧化钙的用量保持为11.6000g不变，硫酸氢钠溶液的体积用量仍然为5.00mL，即氧化钙的用量为11.6000g，浓度为0.1250g/mL的硫酸氢钠溶液的用量为5.00mL，于密闭的铜管中进行反应，测量铜管外壁的温度变化。连续进行五次实验，每次实验铜管外壁的温度变化如图4所示。
以上的五次实验，每次实验铜管外壁所产生的最高温度分别为184.4℃、173.7℃、165.2℃、170.3℃和183.1℃，温度在150℃以上的时间分别为8.8min、7.2min、6.5min、10.6667min和7.5667min。这五次实验中，铜管外壁所产生的最高温度的平均值为175.3℃，每次实验温度在150℃以上的平均时间为8.1467min。其中，五次实验铜管外壁所产生的最高温度都超过了150℃，且每次实验温度在150℃以上的时间都超过了5min，有一次实验铜管外壁的温度在150℃以上的时间超过了10min。
实施例5
将硫酸氢钠溶液的浓度增加至0.1500g/mL，氧化钙的用量保持不变，硫酸氢钠溶液的体积用量保持不变，即氧化钙的用量为11.6000g，浓度为0.1500g/mL的硫酸氢钠溶液的用量为5.00mL，于密闭的铜管中进行反应，测量铜管外壁的温度变化。连续进行五次实验，每次实验铜管外壁的温度变化如图5所示。
使用浓度为0.1500g/mL的硫酸氢钠溶液与氧化钙于密闭的铜管中反应，所进行的五次实验中，每次实验铜管外壁所产生的最高温度分别为179.0℃、196.0℃、194.7℃、185.6℃和190.6℃，温度在150℃以上的时间分别为10.45min、10.8833min、10.0167min、8.2667min和9.4min。这五次实验中，铜管外壁所产生的最高温度的平均值为189.2℃，每次实验温度在150℃以上的平均时间为9.8033min。其中，五次实验铜管外壁所产生的最高温度都超过了150℃，且每次实验温度在150℃以上的时间都超过了5min，有三次实验铜管外壁的温度在150℃以上的时间超过了10min。
实施例6
增加硫酸氢钠溶液的浓度至0.1750g/mL，氧化钙的用量保持为11.6000g不变，硫酸氢钠溶液的体积用量仍然为5.00mL，即氧化钙的用量为11.6000g，浓度为0.1750g/mL的硫酸氢钠溶液的用量为5.00mL，于密闭的铜管中进行反应，测量铜管外壁的温度变化。连续进行五次实验，每次实验铜管外壁的温度变化如图6所示。
以上的五次实验，每次实验铜管外壁所产生的最高温度分别为191.9℃、207.1℃、196.3℃、199.6℃和196.1℃，温度在150℃以上的时间分别为9.75min、11.95min、10.3833min、9.45min和10.1333min。这五次实验中，铜管外壁所产生的最高温度的平均值为198.2℃，每次实验温度在150℃以上的平均时间为10.3333min。其中，五次实验铜管外壁所产生的最高温度都超过了150℃，有一次实验铜管外壁的最高温度已经超过200℃，且每次实验温度在150℃以上的时间都超过了5min，有三次实验铜管外壁的温度在150℃以上的时间超过了10min，有一次实验铜管外壁的温度在150℃以上的时间超过了11min。
实施例7
从实施例2至实施例6各次实验所得的结果来看，氧化钙的用量和硫酸氢钠溶液的体积用量保持一定，随着硫酸氢钠溶液的浓度从0.0750g/mL逐渐增加至0.1750g/mL，铜管外壁所产生的最高温度的平均值由170.8℃增加到了198.2℃，且温度在150℃以上的平均时间由6.2800min增加到了10.3333min。
硫酸氢钠溶液的浓度为0.07500g/mL、0.1000g/mL、0.1250g/mL、0.1500g/mL和0.1750g/mL时，各浓度下铜管外壁最高温度的平均值以及温度在150℃以上的平均时间如表3所示：
表3各浓度时最高温度的平均值及温度在150℃以上的平均时间
Figure BDA0001325858100000061
硫酸氢钠溶液的浓度与铜管外壁最高温度的平均值，两者之间的变化情况如图7所示，硫酸氢钠溶液的浓度与温度在150℃以上的平均时间，两者之间的变化情况如图8所示。从图7和图8可以看出，在一定范围内，随着硫酸氢钠溶液的浓度逐渐增大，密闭环境(铜管)外壁所产生的最高温度的平均值在逐渐增加，温度在150℃以上的平均时间也在逐渐变长。当硫酸氢钠溶液的浓度增加到0.1750g/mL时，温度在150℃以上的平均时间增加的比较缓慢，且在该浓度下，温度在150℃以上的平均时间已经大于10min，远超过5min。因此，后续的实施例可以减少氧化钙和硫酸氢钠溶液的用量，实现在体积更小的密闭环境中进行实验。
实施例8
本实施例所用的反应容器为铜管Ⅱ，结构参照现有铜管结构。与铜管Ⅰ相比，铜管Ⅱ的体积较小。铜管Ⅱ内部的体积仅为7.25cm3，最多能够容纳4.6000g氧化钙和1.50mL硫酸氢钠溶液。
实施例2至实施例7所述以铜管Ⅰ为反应容器的实验中，所用硫酸氢钠溶液的最大浓度为0.1750g/mL，因此，以铜管Ⅱ为反应容器进行实验时，先使用浓度为0.1750g/mL的硫酸氢钠溶液进行反应，测量铜管外壁的温度变化。如果该浓度下，铜管外壁所产生的温度能够大于150℃，且温度在150℃以上的时间能够大于5min，则使用该浓度的硫酸氢钠进行后面的实验。如果铜管外壁所产生的温度低于150℃或者温度在150℃以上的时间低于5min，则继续增大硫酸氢钠溶液的浓度以提高自发热材料的发热温度。
将4.6000g氧化钙和1.50mL浓度为0.1750g/mL的硫酸氢钠溶液于密闭的铜管中进行反应，用热电偶测量铜管外壁的温度变化，实验重复进行了两次，铜管外壁的温度变化如图9所示。
从图中可以看出，铜管外壁所产生的温度较低。第一次实验铜管外壁的最高温度虽然超过了150℃，但是时间非常短，第二次实验则没有超过150℃，因此，从使用浓度为0.1750g/mL的硫酸氢钠溶液在铜管Ⅱ中反应的结果来看，该浓度下的硫酸氢钠溶液与氧化钙反应，激发后放热量较小。
从以铜管Ⅰ为反应容器的实验中可知，在一定范围内，氧化钙的用量和硫酸氢钠溶液的体积用量一定，增大硫酸氢钠溶液的浓度，可以提高氧化钙与硫酸氢钠溶液反应时的放热量，从而提高铜管外壁所产生的最高温度以及延长温度在150℃以上的时间。为了使氧化钙和硫酸氢钠溶液在密闭的铜管Ⅱ中反应时，放出的热量能够使铜管外壁所产生的最高温度超过150℃、且温度在150℃以上的时间能够大于5min，后面的实验保持氧化钙的用量和硫酸氢钠溶液的体积用量一定，继续逐步增大硫酸氢钠溶液的浓度。
实施例9
将3.0000g的固体硫酸氢钠和10.00mL的水在烧杯中溶解，配制成浓度为0.3000g/mL的硫酸氢钠溶液。将4.6000g氧化钙与1.50mL浓度为0.3000g/mL的硫酸氢钠溶液于密闭的铜管中进行反应，用热电偶测量并记录铜管外壁的温度变化。连续进行五次实验，每次实验中铜管外壁的温度变化情况如下图10所示。
以上的五次实验中，铜管外壁所产生的最高温度分别175.0℃、166.8℃、183.3℃、154.1℃和181.3℃，温度在150℃以上的时间分别为4.2667min、3.3167min、5.1667min、2.8333min和4.4667min。这五次实验中，铜管外壁最高温度的平均值为172.1℃，温度在150℃以上的平均时间为4.0100min。其中，这五次实验铜管外壁所产生的最高温度都超过了150℃，但是仅有一次实验温度在150℃以上的时间超过了5min。
实施例10
增大硫酸氢钠溶液的浓度至0.5000g/mL，氧化钙的用量保持不变，硫酸氢钠溶液的体积用量保持不变，即氧化钙的用量为4.6000g，0.5000g/mL硫酸氢钠溶液的用量为1.50mL，两者在密闭的铜管中进行反应，测量铜管外壁的温度变化。连续进行五次实验，每次实验铜管外壁的温度变化如图11所示。
0.5000g/mL的硫酸氢钠溶液与氧化钙所进行的五次反应，每次铜管外壁所产生的最高温度分别为191.2℃、176.8℃、198.2℃、179.9℃和163.8℃，温度在150℃以上的时间分别为5.7167min、4.8min、4.4167min、3.5833min和4.3167min。五次实验中，铜管外壁最高温度的平均值为182.0℃，温度在150℃以上的平均时间为4.5667min。其中，五次实验铜管外壁所产生的最高温度都超过了150℃，有一次实验温度在150℃以上的时间超过了5min。
实施例11
将硫酸氢钠溶液的浓度增加至0.7000g/mL，氧化钙的用量保持不变，硫酸氢钠溶液的体积用量保持不变。即取氧化钙4.6000g、浓度为0.7000g/mL的硫酸氢钠溶液1.50mL于密闭的铜管中进行反应，用热电偶测量并记录铜管外壁的温度变化。连续进行五次实验，各次实验铜管外壁的温度变化如图12所示。
这五次实验中，每次实验铜管外壁所产生的最高温度分别为183.0℃、181.1℃、170.6℃、156.5℃和157.0℃，温度在150℃以上的时间分别为5.2333min、5.1167min、4.05min、3.2min和4.2167min。五次实验中，铜管外壁最高温度的平均值为169.6℃，温度在150℃以上的平均时间为4.3633min。其中，五次实验铜管外壁所产生的最高温度均超过了150℃，有两次实验温度在150℃以上的时间超过了5min。
实施例12
继续增加硫酸氢钠溶液的浓度至0.9000g/mL，保持氧化钙的用量不变，硫酸氢钠溶液的体积用量保持不变，即取氧化钙4.6000g、浓度为0.9000g/mL的硫酸氢钠溶液1.50mL于密闭的铜管中进行反应，用热电偶测量并记录铜管外壁的温度变化。实验连续进行五次，每次实验中铜管外壁的温度变化如图13所示。
浓度为0.9000g/mL的硫酸氢钠溶液与氧化钙于密闭的铜管中反应，所进行的五次实验中，铜管外壁所产生的最高温度分别为166.5℃、175.3℃、176.0℃、179.2℃和188.0℃，温度在150℃以上的时间分别为4.1min、4.05min、4.05min、5.55min和5.9667min。五次实验中，铜管外壁最高温度的平均值为177.0℃，温度在150℃以上的平均时间为4.7433min。其中，五次实验铜管外壁所产生的最高温度都超过了150℃，有两次实验温度在150℃以上的时间超过了5min。
实施例13
将硫酸氢钠溶液的浓度增加至1.1000g/mL，氧化钙的用量保持不变，硫酸氢钠溶液的体积用量保持不变，即氧化钙的用量为4.6000g、浓度为1.1000g/mL的硫酸氢钠溶液的用量为1.50mL，将两者于密闭的铜管中进行反应，测量铜管外壁的温度变化。连续进行五次实验，每次实验铜管外壁的温度变化情况如图14所示。
以上的五次实验中，铜管外壁所产生的最高温度分别172.6℃、164.8℃、163.4℃、155.1℃和154.3℃，温度在150℃以上的时间分别为5.7min、3.6833min、4.8min、3.15min和2.9333min。这五次实验中，铜管外壁最高温度的平均值为162.0℃，温度在150℃以上的平均时间为4.0533min。其中，这五次实验铜管外壁所产生的最高温度都超过了150℃，但是仅有一次实验温度在150℃以上的时间超过了5min。
实施例14
增加硫酸氢钠溶液的浓度至1.3000g/mL，氧化钙的用量保持不变，硫酸氢钠溶液的体积用量不变，即取4.6000g氧化钙、浓度为1.3000g/mL的硫酸氢钠溶液1.50mL于密闭的铜管中进行反应，测量铜管外壁的温度变化。实验连续进行五次，各次实验中铜管外壁的温度变化情况如图15所示。
这五次实验中，每次实验铜管外壁所产生的最高温度分别为166.7℃、165.9℃、178.2℃、174.2℃和157.1℃，温度在150℃以上的时间分别为5.4333min、3.8833min、6.0333min、5.8667min和3.95min。五次实验中，铜管外壁最高温度的平均值为168.4℃，温度在150℃以上的平均时间为5.0333min。其中，五次实验铜管外壁所产生的最高温度都超过了150℃，有三次实验温度在150℃以上的时间超过了5min，时间最长的已经超过了6min。
实施例15
增加硫酸氢钠溶液的浓度至1.5000g/mL，氧化钙的用量不变，硫酸氢钠溶液的体积用量不变，即取4.6000g氧化钙、浓度为1.5000g/mL的硫酸氢钠溶液1.50mL于密闭的铜管中进行反应，测量铜管外壁的温度变化。连续进行五次实验，各次实验中铜管外壁的温度变化情况如图16所示。
以上的五次实验，铜管外壁所产生的最高温度分别为164.4℃、170.9℃、172.2℃、165.3℃和156.8℃，温度在150℃以上的时间分别为4.85min、5.6min、4.3667min、4.8min和3.7167min。这五次实验中，铜管外壁最高温度的平均值为165.9℃，温度在150℃以上的平均时间为4.6667min。其中，这五次实验铜管外壁所产生的最高温度都超过了150℃，但是仅有一次实验温度在150℃以上的时间超过了5min。
再增加硫酸氢钠溶液的浓度至1.7000g/mL时，配制溶液的过程中，硫酸氢钠溶于水的速度非常缓慢，且溶液底部有少量非常难溶解的透明小微粒，此时，硫酸氢钠已经很难在水中完全溶解，因此，不适合使用浓度为1.7000g/mL的硫酸氢钠溶液与氧化钙反应。
实施例16
实施例8至实施例15在密闭的铜管Ⅱ中进行实验的过程中，氧化钙的用量一定，硫酸氢钠溶液的体积用量一定，硫酸氢钠溶液的浓度分别为0.3000g/mL、0.5000g/mL、0.7000g/mL、0.9000g/mL、1.1000g/mL、1.3000g/mL和1.5000g/mL时，各浓度所对应的铜管外壁最高温度的平均值和温度在150℃以上的平均时间，如下表4所示：
表4各浓度时最高温度的平均值及温度在150℃以上的平均时间
Figure BDA0001325858100000091
硫酸氢钠溶液的浓度与铜管外壁最高温度的平均值，两者之间的变化情况如图17所示，硫酸氢钠溶液的浓度与温度在150℃以上的平均时间，两者之间的变化情况如图18所示。从图17和图18中可知，以铜管Ⅱ为反应容器的实验中，氧化钙的用量和硫酸氢钠溶液的体积用量一定，在一定范围内，随着硫酸氢钠溶液浓度的增加，铜管外壁最高温度的平均值稍有下降，而温度在150℃以上的平均时间在浓度为1.3000g/mL时最长。当硫酸氢钠溶液的浓度为1.3000g/mL时，所进行的五次实验中，每次实验铜管外壁所产生的最高温度都在150℃以上，因此，从“铜管外壁所产生的最高温度”以及“温度在150℃以上的时间”这两方面综合进行考虑，选用浓度为1.3000g/mL的硫酸氢钠溶液进行后续的实验。
在以铜管Ⅰ为反应容器的实验中，当硫酸氢钠溶液的浓度为0.1250g/mL及其以上所进行的各次实验中，温度在150℃以上的时间都能够超过5min。但是，以铜管Ⅱ为反应容器的实验中，虽然硫酸氢钠溶液的浓度为1.3000g/mL时，温度在150℃以上的平均时间最长，但是每次实验，温度在150℃以上的时间波动较大，无法使多数实验的温度在150℃以上的时间大于5min。
实施例17
在以铜管Ⅱ为反应容器进行实验的过程中发现，同一瓶分析纯氧化钙中，如果不是同一块儿氧化钙，即使在同样的实验条件下与硫酸氢钠溶液进行反应，所产生的最高温度差别较大，氧化钙之间的反应活性差别较大。在以铜管Ⅰ为反应容器进行实验的过程中，由于氧化钙的用量较大，这种差别对铜管外壁温度的变化影响较小，但是对于铜管Ⅱ来讲，由于其体积小，氧化钙的用量较小，较小的块儿状氧化钙即可满足一次实验的用量需求，因此，不同氧化钙之间的活性差别表现得更加明显，使得在同样的实验条件下进行反应时，各次实验之间温度在150℃以上的时间波动较大。在同一瓶分析纯氧化钙药品中，大致有三种类型的氧化钙：第一种氧化钙，块儿的表面疏松多孔，硬度小，用指甲轻轻划刻即有大量的氧化钙粉末落下，这种氧化钙与硫酸氢钠溶液的反应速度较快，但是放出的热量较小；第二种氧化钙，块儿的表面紧实细腻，用肉眼看不到空隙，硬度比前者大，与硫酸氢钠溶液的反应速度比前者稍慢，但是放出的热量较大；第三种氧化钙，表面颜色发暗黄，硬度非常大，很难砸碎，除表面的一层外，基本上不与硫酸氢钠溶液反应，这种氧化钙在使用前要去除掉。在氧化钙的生产过程中，由于煅烧温度、煅烧时间、保温时间等诸多因素的影响，造成不同块儿的氧化钙之间活性差异较大，使得反应过程中，不同氧化钙的温升效果各不相同。以煅烧温度为例，在一定温度范围内，煅烧温度越高，所得氧化钙的活性越大，反应时放出的热量就越多。纯度较高的分析纯氧化钙，一般以纯度较高的氢氧化钙为原料，在600℃左右焙烧而成，而纯度低于分析纯氧化钙的普通生石灰，其煅烧温度一般在1200℃左右，因此，普通生石灰的反应活性大于分析纯氧化钙。前面以铜管Ⅱ为反应容器所进行的实验中，所用的氧化钙为分析纯氧化钙，尽管增大硫酸氢钠溶液的浓度后，温度在150℃以上的平均时间有所延长，但是大部分的实验仍然无法做到温度在150℃以上的时间大于5min。为了延长温度在150℃以上的时间，必须增大氧化钙与硫酸氢钠溶液反应时的放热量，因此，后续实验中，以反应活性更高的普通生石灰替代分析纯氧化钙，用生石灰与硫酸氢钠溶液在密闭的铜管Ⅱ中进行反应。
由前面以分析纯氧化钙和硫酸氢钠溶液的反应可知，硫酸氢钠溶液的浓度为1.3000g/mL时，温度在150℃以上的平均时间最长。因此，先用浓度为1.3000g/mL的硫酸氢钠溶液与生石灰进行反应。取4.6000g生石灰、浓度为1.3000g/mL的硫酸氢钠溶液1.50mL于密闭的铜管Ⅱ中进行反应，用热电偶测量并记录铜管外壁的温度变化。实验连续进行五次，每次实验铜管外壁的温度变化如图19所示。
这五次实验中，铜管外壁所产生的最高温度分别为172.7℃、170.4℃、182.9℃、181.2℃和183.2℃，温度在150℃以上的时间分别为5.8667min、8.5833min、4.8min、6.9833min和5.3333min。五次实验，铜管外壁最高温度的平均值为178.1℃，温度在150℃以上的平均时间为6.3133min，其中，四次实验温度在150℃以上的时间超过了5min。
前面以同样质量的分析纯氧化钙在同样的条件下和浓度为1.3000g/mL的硫酸氢钠溶液反应，铜管外壁最高温度的平均值为168.4℃，温度在150℃以上的平均时间为5.0333min，五次实验中有三次实验温度在150℃以上的时间大于5min。对比可知，用生石灰在同样的条件下与硫酸氢钠溶液反应，无论是铜管外壁最高温度的平均值还是温度在150℃以上的平均时间，效果都明显好于分析纯氧化钙。因此，选用生石灰与硫酸氢钠溶液进行反应。
虽然生石灰与硫酸氢钠溶液反应，放热效果更好，但是，使用生石灰与浓度为1.3000g/mL的硫酸氢钠反应时，五次实验中有一次实验温度在150℃以上的时间为4.8min，略小于5min，因此，将硫酸氢钠溶液的浓度增加为1.4000g/mL，以延长温度在150℃以上的时间。
生石灰的用量保持不变，硫酸氢钠溶液的体积用量保持不变，将硫酸氢钠溶液的浓度增加至1.4000g/mL后，与生石灰在密闭的铜管Ⅱ进行反应，连续进行五次实验，各次实验铜管外壁的温度变化如图20所示。
使用浓度为1.4000g/mL的硫酸氢钠溶液与生石灰反应，五次实验温度在150℃以上的时间都大于5min，效果好于浓度为1.3000g/mL的硫酸氢钠溶液，因此，使用浓度为1.4000g/mL的硫酸氢钠溶液与生石灰进行反应。
以铜管Ⅱ为反应容器进行实验时，液体的最大用量为1.50mL，在与生石灰反应时，浓度为1.4000g/mL的硫酸氢钠溶液的用量为1.50mL，使用的用量是最大的用量。在满足温度要求的前提下，为了提高药品的利用率，需要对浓度为1.4000g/mL的硫酸氢钠溶液的用量进行优化实验。
优化的过程中，生石灰的用量保持不变，为4.6000g，硫酸氢钠溶液的浓度保持不变，为1.4000g/mL，仅改变硫酸氢钠溶液的用量。分别用1.10mL、1.30mL和1.50mL的硫酸氢钠溶液与生石灰在密闭的铜管中进行反应，每一个体积用量下进行五次重复实验，通过铜管外壁的温度变化情况，确定出硫酸氢钠溶液的合适用量。硫酸氢钠溶液的用量为1.10mL时，铜管外壁的温度变化情况如图21所示。从图中可知，使用1.10mL的硫酸氢钠溶液与生石灰反应，五次实验中，仅有一次实验铜管外壁的最高温度超过了150℃，其他四次实验铜管外壁的最高温度都没有超过150℃。因此，硫酸氢钠溶液的用量取为1.10mL不理想。
硫酸氢钠溶液的用量为1.30mL时，铜管外壁的温度变化情况如图22所示。从图中可知，使用1.30mL的硫酸氢钠溶液与生石灰反应，五次实验中，虽然每次实验铜管外壁的最高温度都超过了150℃，但是仅有两次实验温度在150℃以上的时间超过了5min。因此，硫酸氢钠溶液的用量取为1.30mL也不理想。
硫酸氢钠溶液的用量为1.50mL时，铜管外壁的温度变化情况如图23所示，从图中可知，使用1.50mL的硫酸氢钠溶液与生石灰反应，五次实验中，每次实验铜管外壁的最高温度都超过了150℃，且温度在150℃以上的时间均超过了5min。因此，硫酸氢钠溶液的用量选为1.50mL比较理想。
将4.6000g生石灰与1.50mL浓度为1.4000g/mL的硫酸氢钠溶液10次反应所得的产物研磨成粉末并混合均匀，然后密封在标本袋中。使用日本理学D-MAX 2200VPC型号的X射线粉末衍射仪测定粉末产物的衍射强度，测试条件为Cu靶，管压为40kv，管流为26mA，采用连续扫描的方式。分别取两次样品对样品进行扫描，然后用MDI Jade 6.5软件对所得的XRD图谱进行定性分析，结果如图24所示。
对产物样品的XRD图谱进行定性分析可知，反应所生成的主要物质为氢氧化钙、硫酸钙和硫酸钠，因此，反应的主要方程式为：
CaO+H2O＝Ca(OH)2
Ca(OH)2+2NaHSO4＝Na2SO4+CaSO4+2H2O
理论上，1.50mL的水与氧化钙完全反应需要氧化钙的质量为4.6681g，而实际上，实验中所用的生石灰的量为4.6000g，小于理论用量。因此，如果增大生石灰的用量，理论上反应温度会有所提高，但是由于铜管Ⅱ体积的限制，所以生石灰的用量只能取为铜管Ⅱ可以容纳下的最大量，即4.6000g。
实施例18多次重复试验
将4.6000g生石灰和1.50mL浓度为1.4000g/mL的硫酸氢钠溶液于密闭的铜管Ⅱ中进行反应，用热电偶测量并记录铜管外壁的温度变化。进行多次重复实验，各次实验中铜管外壁的温度变化情况如图25所示。
从多次重复实验的结果可以看出，使用4.6000g的生石灰与1.50mL浓度为1.4000g/mL的硫酸氢钠溶液于密闭的铜管Ⅱ中进行反应，铜管外壁所产生的最高温度可以超过150℃，并且温度在150℃以上的时间能够大于5min，最长接近10min，实验结果重现性良好，可以充分满足加热烟草的需求。
本发明将所研究的自发热材料置于尺寸较大的铜管中激发反应，保持固体和液体药品的体积不变，只增加硫酸氢钠溶液的浓度，使铜管外壁的温度在150℃以上的时间得以延长。其次，溶液取一定浓度后，温度在150℃以上的时间远超过5min时，则减少自发热材料的用量，并将其置于体积更小的铜管中激发反应。通过改变溶液的浓度等方法，使其在体积较小的铜管中反应时，铜管外壁的温度在150℃以上的时间也能够大于5min，实现了加热装置的小型化。最后，通过大量的重复实验，验证了所研究的自发热材料激发放热时的稳定性，能够充分满足非燃烧加热型烟草制品对于自发热材料的需求。

Claims (8)

1.一种非燃烧卷烟用自发热材料，其特征在于，所述自发热材料由 11.6g的氧化钙与5mL浓度为0.075g/mL～0.175 g/mL硫酸氢钠溶液组成，所述氧化钙为分析纯氧化钙或生石灰；
或所述自发热材料由4.6g 的氧化钙与1.5mL硫酸氢钠溶液组成，所述氧化钙为分析纯氧化钙或生石灰，
当氧化钙为分析纯氧化钙时，硫酸氢钠溶液为1.3 g/mL的硫酸氢钠溶液；
当氧化钙为生石灰时，硫酸氢钠溶液为1.3 g/mL~1.5g/mL的硫酸氢钠溶液。
2.根据权利要求1所述非燃烧卷烟用自发热材料，其特征在于，所述自发热材料由11.6g的氧化钙与5mL浓度为0.075g/mL、0.1 g/mL、0.125 g/mL、0.15 g/mL或0.175 g/mL的硫酸氢钠溶液组成。
3.根据权利要求2所述非燃烧卷烟用自发热材料，其特征在于，所述自发热材料由11.6g的氧化钙与5mL浓度为0.125 g/mL的硫酸氢钠溶液组成。
4.根据权利要求1所述非燃烧卷烟用自发热材料，其特征在于，所述自发热材料由4.6g的氧化钙与1.5mL浓度为1.3g/mL或1.4g/mL硫酸氢钠溶液组成。
5.根据权利要求4所述非燃烧卷烟用自发热材料，其特征在于，所述自发热材料由4.6g的生石灰与1.5mL浓度为1.4g/mL硫酸氢钠溶液组成。
6.权利要求1～5任一项所述自发热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将固体氧化钙击碎成较小的碎块，将硫酸氢钠溶解在水中配制成溶液；使用的时候将用一定浓度的硫酸氢钠溶液与碎块儿状的氧化钙在密闭的铜管中进行反应。
7.权利要求1～5任一项所述自发热材料在制备非燃烧型卷烟用发热材料方面的应用。
8.一种应用权利要求1～5任一项所述自发热材料实现非燃烧型卷烟用自发热的方法，其特征在于，是在较大的氧化钙用量和应用密闭环境体积一定的条件下，通过加入并增大硫酸氢钠溶液的浓度实现提供发热温度不小于150℃，发热时间接近5分钟，所述硫酸氢钠溶液的浓度不小于0.075 g/mL；或者在较小的氧化钙用量和应用密闭环境体积一定的条件下，通过加入并增大硫酸氢钠溶液的浓度实现提供发热温度不小于150℃，发热时间接近 5分钟，所述硫酸氢钠溶液的浓度不小于0.3 g/mL。
CN201710468645.1A 2017-06-19 2017-06-19 一种非燃烧型卷烟用自发热材料及方法和应用 Active CN107384331B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710468645.1A CN107384331B (zh) 2017-06-19 2017-06-19 一种非燃烧型卷烟用自发热材料及方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710468645.1A CN107384331B (zh) 2017-06-19 2017-06-19 一种非燃烧型卷烟用自发热材料及方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107384331A CN107384331A (zh) 2017-11-24
CN107384331B true CN107384331B (zh) 2020-05-29

Family

ID=60332440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710468645.1A Active CN107384331B (zh) 2017-06-19 2017-06-19 一种非燃烧型卷烟用自发热材料及方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107384331B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112808347B (zh) * 2020-12-31 2022-04-01 苏州珀罗汀生物技术有限公司 一种加热反应器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5248486A (en) * 1989-04-17 1993-09-28 Akira Matsuoka Device, agent and process for medical waste sterilization
CN104602555A (zh) * 2012-09-18 2015-05-06 英美烟草(投资)有限公司 加热可抽吸材料

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5248486A (en) * 1989-04-17 1993-09-28 Akira Matsuoka Device, agent and process for medical waste sterilization
CN104602555A (zh) * 2012-09-18 2015-05-06 英美烟草(投资)有限公司 加热可抽吸材料

Also Published As

Publication number Publication date
CN107384331A (zh) 2017-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102283246B (zh) 一种固体二氧化氯泡腾片剂及其制备方法
CN101048341B (zh) 次氯酸钙组合物及降低次氯酸钙配方经历大火趋势的方法
CN102071002A (zh) 一种自热式除氢加热包
Harju et al. Polymorphism of NaYF4: Yb3+, Er3+ up-conversion luminescence materials
CN107384331B (zh) 一种非燃烧型卷烟用自发热材料及方法和应用
JP5220946B1 (ja) 加水発熱剤
Lothenbach et al. Thermodynamic properties and hydration behavior of ye'elimite
US6824756B2 (en) Process for manufacturing and using a more stable formulation of sodium chlorite
JP2001226668A (ja) 発熱剤及び発熱剤を使用する方法
KR100740783B1 (ko) 식품가열용 발열체 조성물
Gregg et al. S 8. The kinetics of the thermal decomposition of magnesium hydroxide
CN101019614A (zh) 食品自热剂
JP2005528465A (ja) 高多孔質無機酸化物へ浸透させたオルトリン酸ベースの自己加熱性組成物、その製造方法及びその使用
Patai et al. The oxidation of carbon by air. I. Catalysis in the oxidation of carbon black by air
KR100960811B1 (ko) 4 성분계 발열제
JP3827892B2 (ja) フロン類、ハロン類及び六フッ化硫黄の分解処理剤及び分解処理方法
Orlov et al. Magnesium-thermic reduction of tantalum oxide by self-propagating high-temperature synthesis
JPS5767007A (en) Manufacture of granular sodium percarbonate with high solubility
US3485578A (en) Sodium sesquicarbonate-containing composition and its method of preparation
KR101437348B1 (ko) 식품가열용 발열체 조성물
Becker-Glad et al. A chemical oxygen generator using seawater and a chemical oxygen generator using seawater and moderator to control the temperature
JPH0527672B2 (zh)
KR100422317B1 (ko) 초부식성 합금을 이용한 발열체, 그의 제조방법 및 이를이용한 발열방법
JP2808012B2 (ja) 発熱剤
KR102237429B1 (ko) 발포성 발열체 조성물 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant