CN1568845A - 一种香烟过滤嘴用改性聚丙烯丝束的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明叙述了一种香烟过滤嘴用改性聚丙烯丝束专用料的制造方法，该方法采用添加过氧化物和β晶型成核剂，提高PP的可纺性、吸附过滤性能，采用化学吸附剂水溶液喷淋改性PP丝束方法制造的滤嘴，有效降低烟气中的低级醛类和焦油等有害物质含量，辛辣口感降低，达到甚至超过醋酸纤维滤嘴的效果。
Description
涉及领域
本发明涉及一种香烟过滤嘴用改性聚丙烯丝束专用料的制造方法，属于合成树脂领域。
背景技术
目前世界上传统采用醋酸纤维(CA)丝束作为卷烟滤嘴材料，它具有良好物性指标和优异的有害物质截滤性，是当前最佳滤嘴材料，但存在着原料资源缺乏，生产工艺流程长，有三废污染，成本高昂的缺点。因而国外从上世纪60年代开始研究以合成纤维代替CA生产香烟滤嘴，在80年代出现了聚丙烯纤维滤嘴。聚丙烯纤维具有很好的亲油性和丰富而廉价的原料，无毒无味、回潮率低等优点，研制早期存在的一些问题如丝束强力和伸长过大，难以切断；滤棒硬度低；过滤焦油特别是多环芳烃的效果差等缺点，逐步得到解决，如通过加入过氧化物降温母粒和掺杂树脂或填料降低丝束强力和伸长；采用合适的工艺，粘合剂粘合或低熔点树脂共混纺丝再经热处理立体交联来提高硬度；与不相容树脂共混纺丝产生疏松结构的纤维形态和提高PP纤维极性的方法以及浸渍CA溶液和喷洒有机酸酯来提高焦油等过滤性能。以上改性方法使聚丙烯丝束基本能满足卷烟滤嘴的要求，在低档卷烟上得到应用，但聚丙烯滤嘴的口感较差，特别是其辛辣味较重一直难以被吸烟者接受。经分析证明辛辣口感是由于低级醛类造成的，低级醛类具有分子量小，沸点低，挥发性高的特点(如甲醛沸点19℃，乙醛沸点20.2℃，丙烯醛沸点52.5℃)，难以被低极性的PP滤嘴吸附，即使发生了物理吸附，在吸烟的后期随着滤嘴温度的升高也会发生解吸附。
经过国家知识产权局专利检索咨询中心的检索，未发现由破坏本发明新颖性、创造性的背景文献。
发明内容
本发明的目的是通过采用化学降解、成核改性、共混纺丝、化学处理综合改性PP丝束的方法，得到了具有良好综合性能的烟用改性聚丙烯过滤丝束，代替醋酸纤维过滤嘴在中档卷烟上得到应用，具有良好的经济效益和社会效益。
本发明所述专用料的制备方法如下：
将中国石油独山子石化分公司生产的均聚PP作为基础树脂，采用过氧化物和β晶型成核剂按一定比例添加，经挤出造粒后，提高聚丙烯切片的熔体流动速率(MFR)，降低PP分子量及其分布，生成准晶，从而提高PP的可纺性。β晶型成核剂和不相容树脂改性PP纤维能够产生大小不一的孔洞和裂缝，提高了吸附过滤性能，同时纤维的强力和伸长降低，利于滤棒成型。化学吸附剂水溶液喷淋改性PP丝束制造的滤嘴，能有效降低烟气中的低级醛类和焦油等有害物质含量，辛辣口感降低，达到醋酸纤维滤嘴的效果。
本发明所说的均聚PP为中国石油独山子石化分公司引进Himont公司PP聚合工艺生产，MFR为20～25g/10min。
本发明所说的添加剂添加比例，以PP为100份计，过氧化物为0.2～5份，β晶型成核剂为0.1～0.5份。
本发明所说的过氧化物是301型过氧化物。
本发明所说的β晶型成核剂是有机酰胺类成核剂。
本发明所说的化学吸附剂水溶液是酰胺化合物，水溶液浓度5～10％。
本发明所说的喷淋是在丝束上定量喷淋，丝束增重0.5～1％。
本发明采用过氧化物和β晶型成核剂提高聚丙烯切片的熔体流动速率(MFR)，降低PP分子量及其分布，促进生成准晶，从而提高PP的可纺性。β晶型成核剂和不相容树脂改性PP纤维能够产生大小不一的孔洞和裂缝，提高了吸附过滤性能，同时纤维的强力和伸长降低，利于滤棒成型。化学吸附剂水溶液喷淋改性PP丝束制造的滤嘴，能有效降低烟气中的低级醛类和焦油等有害物质含量，辛辣口感降低，达到甚至超过醋酸纤维滤嘴的效果。
具体实施
下面的实施例将对本发明作进一步的补充说明。
实施例1
称取PPZ30S共9200克，PP降温母粒400克，β晶型成核剂母粒(β晶型成核剂含量5％)400克，混合后加入双螺杆挤出机中，在200℃下挤出造粒，粒子干燥后，进行熔融纺丝。纤维的断裂强度为2.77cN/dt，断裂伸长率为240％。扫描电镜观察发现在纤维的表面和内部出现许多微米级的微孔。
实施例2
称取PPZ30S共8800克，PP降温母粒400克，不相容树脂(PS和EVA)800克，混合后加入双螺杆挤出机中，在200℃下挤出造粒，粒子干燥后，进行熔融纺丝。纤维的断裂强度为1.77cN/dt，断裂伸长率为130％。扫描电镜观察发现在纤维中产生几十微米大小的孔洞、裂缝和沟槽。
实施例3
称取PPZ30S共8400克，PP降温母粒400克，β晶型成核剂母粒(β晶型成核剂含量5％)400克，不相容树脂(PS和EVA)800克，混合后加入双螺杆挤出机中，在200℃下挤出造粒，粒子干燥后，进行熔融纺丝。纤维的断裂强度为1.56cN/dt，断裂伸长率为126％。扫描电镜观察发现在纤维中既有几十微米大小的孔洞、裂缝和沟槽，又有许多微米级的微孔。纤维制成滤嘴，接装卷烟抽吸后，烟雾经气相色谱-傅立叶变换红外光谱分析后表明，总醛类物质含量降低了51.56％：称量后发现滤嘴增重率10.42％。
实施例4
将实施例3中的纤维喷淋2％的化学吸附剂(长链脂肪胺)的水溶液后，制成滤嘴，接装卷烟抽吸后，烟雾经气相色谱-傅立叶变换红外光谱分析后表明，总醛类物质含量降低了62.25％：称量后发现滤嘴增重率12.22％。
实施例5
将实施例3中的纤维喷淋4％的化学吸附剂(长链脂肪胺)的水溶液后，制成滤嘴，接装卷烟抽吸后，烟雾经气相色谱-傅立叶变换红外光谱分析后表明，总醛类物质含量降低了69.54％：称量后发现滤嘴增重率14.03％。
比较例1
将PPZ30S熔融纺丝，纤维的断裂强度为3.240N/dr，断裂伸长率为245％。扫描电镜观察发现在纤维的表面和内部光滑无孔。纤维制成滤嘴，接装卷烟抽吸后，烟雾经气相色谱-傅立叶变换红外光谱分析后表明，总醛类物质含量降低了0％；称量后发现滤嘴增重率8.11％。
比较例2
将醋酸纤维滤嘴接装卷烟抽吸后，烟雾经气相色谱-傅立叶变换红外光谱分析后表明，总醛类物质含量降低了65.59％：称量后发现滤嘴增重率13.79％。
Claims (9)
1、一种香烟过滤嘴用改性聚丙烯丝束专用料的制造方法，其特征在于：
(a)以过氧化物和β晶型成核剂按一定比例添加入PP中，挤出造粒；
(b)以化学吸附剂水溶液喷淋PP丝束进行改性，制造滤嘴；
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：各组分的配料的比例以PP为100份计，过氧化物0.2～5份，β晶型成核剂为0.1～0.5份。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：基础原料采用中国石油独山子石化分公司引进Himont公司PP聚合工艺生产的均聚PP，MFR范围为20～25g/10min。
4、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的过氧化物为301型。
5、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的β晶型成核剂为有机酰胺类成核剂NA。
6、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的化学吸附剂水溶液是酰胺化合物，水溶液浓度5～10％。
7、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的喷淋是在丝束上定量喷淋，丝束增重0.5～1％。
8、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：以PP为100份计，过氧化物为0.1～2份，最好为0.2~1份。
9、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：以PP为100份计，β晶型成核剂为0.1～0.5份，最好为0.1～0.25份。
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