一种复合卷烟纸及其制备方法和应用与流程

本发明属于燃烧卷烟，涉及一种复合卷烟纸及其制备方法和应用。

背景技术：

1、目前提高卷烟燃烧性能的常规方法主要有两种，第一种是通过在烟叶中添加含有助燃剂的料液来提高烟丝的燃烧性能，第二种是使用高透气度的卷烟纸来提高卷烟的燃烧性能。

2、卷烟纸作为一种特种纸，燃烧性是其非常重要的一项指标，燃烧性能差的卷烟纸会增加卷烟抽吸口数，使焦油释放量增大，还常会使烟支在静燃的时候熄灭。

3、cn115214216a公开了一种包灰性能好的多层复合卷烟纸结构及制作方法，包括设置于烟丝外侧的内层卷烟纸以及设置于内层卷烟纸外侧的外层卷烟纸，内层卷烟纸和外层卷烟纸之间设置有包灰层，内层卷烟纸远离烟丝的一侧设置有功能槽，包灰层靠近内层卷烟纸的一侧设置有摩擦面。

4、cn114622435a公开了一种卷烟纸，按重量份数计，其原料组成包括：改性的低聚合度棉短绒溶解浆20～45份，碳酸钙25～40份，淀粉0.5～1.5份，阻燃剂1～5份。

5、上述方案公开的卷烟纸虽然可以改善卷烟纸的燃烧性，但是由于其特定的结构以及添加剂的选择导致其制得卷烟纸的结构稳定性降低，且添加剂在燃烧过程中会降低卷烟纸的导热性，进而降低使用体验。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种复合卷烟纸及其制备方法和应用，本发明利用胶体纳米晶自组装构造连续均匀的介孔石墨烯骨架材料，所述介孔石墨烯骨架薄膜材料具有良好的化学稳定性和较高的导热性，不仅可以提高卷烟纸的结构稳定性，同时在抽吸时可以降低卷烟的吸阻，提高氧气使得烟丝燃烧充分，减少产生的焦油量，提高卷烟的燃烧性。

2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种复合卷烟纸的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

4、(1)将油酸铁、油酸与第一溶剂混合，加热反应后，进行固液分离，将得到的固体与第二溶剂混合，得到fe3o4胶体纳米晶分散液；

5、(2)使用诱导剂溶液浸润基底后，将fe3o4胶体纳米晶分散液加入到基底表面，得到负载有fe3o4纳米晶超晶格二维薄膜的基底；

6、(3)对负载有fe3o4纳米晶超晶格二维薄膜的基底进行热处理后，在负载有fe3o4纳米晶超晶格二维薄膜一侧表面涂覆聚甲基丙烯酸甲酯溶液，经刻蚀处理得到介孔碳薄膜；

7、(4)对介孔碳薄膜进行煅烧处理，得到介孔石墨烯骨架薄膜，将所述介孔石墨烯骨架薄膜后涂覆于卷烟纸表面，得到所述复合卷烟纸。

8、本发明以单分散的胶质fe3o4纳米晶颗粒为模板，均匀的纳米颗粒表面被一层有机配体(油酸)包覆，有机配体在诱导剂的诱导下，依靠分子间作用力，在基底上进行自组装，按照面心立方密堆积的排列方式组装成超晶格薄膜结构。再经过热处理碳化有机配体，刻蚀纳米颗粒和基底，得到了高度有序的介孔碳骨架薄膜材料；再进一步高温处理介孔碳骨架材料，最终合成出厘米尺寸的，自支持的介孔石墨烯骨架薄膜，所述介孔石墨烯骨架薄膜材料的孔结构高度有序且连续，将之设置于卷烟纸表面，不仅可以提高卷烟纸的结构稳定性，介孔石墨烯骨架薄膜材料独特的结构还可以提高卷烟纸的燃烧性能、对添加剂的吸收性以及透气率。

9、优选地，步骤(1)所述第一溶剂包括十八烯。

10、优选地，步骤(1)所述油酸铁与油酸的摩尔比为1:(0.6～0.9)，例如：1:0.6、1:0.65、1:0.7、1:0.8或1:0.9等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

11、优选地，步骤(1)所述加热反应前进行抽真空处理。

12、优选地，步骤(1)所述加热反应的温度为300～350℃，例如：300℃、310℃、320℃、330℃或350℃等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

13、优选地，步骤(1)所述加热反应的时间为20～40min，例如：20min、25min、30min、35min或40min等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

14、优选地，步骤(1)所述固液分离前进行离心洗涤处理。

15、优选地，所述离心洗涤处理的洗涤剂包括正己烷、乙醇或异丙醇中的任意一种或至少两种的组合，，典型但非限制性的组合包括正己烷与乙醇的组合、正己烷与乙醇的组合或乙醇与异丙醇的组合等。

16、优选地，步骤(1)所述第二溶剂包括正己烷和/或氯仿。

17、优选地，步骤(1)所述fe3o4胶体纳米晶分散液的浓度为20～100g/l，例如：20g/l、40g/l、60g/l、80g/l或100g/l等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

18、优选地，步骤(2)所述诱导溶液包括二乙二醇溶液。

19、优选地，步骤(2)所述基底包括铝箔。

20、优选地，步骤(2)所述加入的方式包括滴加。

21、优选地，步骤(2)所述加入后将诱导剂抽离。

22、优选地，步骤(3)所述热处理的温度为400～550℃，例如：400℃、420℃、450℃、500℃或550℃等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

23、优选地，步骤(3)所述热处理的时间为1～3h，例如：1h、1.5h、2h、2.5h或3h等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

24、优选地，步骤(3)所述甲基丙烯酸甲酯溶液的溶剂包括甲苯。

25、优选地，步骤(3)所述甲基丙烯酸甲酯溶液的质量浓度为1～3％，例如：1％、1.5％、2％、2.5％或3％等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

26、优选地，步骤(3)所述涂覆后进行常温静置处理和加热静置处理。

27、优选地，所述常温静置处理的温度为20～30℃，例如：20℃、22℃、25℃、28℃或30℃等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

28、优选地，所述常温静置处理的时间为20～40min，例如：20min、25min、30min、35min或40min等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

29、优选地，所述加热静置处理的温度为100～150℃，例如：100℃、110℃、120℃、140℃或150℃等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

30、优选地，所述加热静置处理的时间为5～15min，例如：5min、8min、10min、12min或15min等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

31、优选地，步骤(3)所述刻蚀处理的刻蚀剂包括盐酸。

32、优选地，步骤(4)所述煅烧处理的温度为900～1200℃，例如：900℃、950℃、1000℃、1100℃或1200℃等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

33、优选地，步骤(4)所述煅烧处理的时间为1～3h，例如：1h、1.5h、2h、2.5h或3h等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

34、优选地，步骤(4)所述涂覆前将介孔石墨烯骨架薄膜与增强剂、助燃剂、微晶纤维素和水混合。

35、优选地，所述增强剂包括壳聚糖。

36、优选地，所述助燃剂包括柠檬酸钠。

37、优选地，所述微晶纤维素包括羟乙基纤维素。

38、优选地，所述介孔石墨烯骨架薄膜与增强剂、助燃剂和微晶纤维素的质量比为(40～60):(5～10):(0.5～2):(5～10)，例如：40:5:0.5:5、45:8:1:6、50:8:0.6:5、55:10:2:5或60:10:2:10等，不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

39、优选地，所述涂覆后进行烘干和压制处理。

40、第二方面，本发明提供了一种复合卷烟纸，所述复合卷烟纸通过如第一方面所述方法制得。

41、第三方面，本发明提供了一种燃烧卷烟，所述燃烧卷烟包含如第二方面所述的复合卷烟纸。

42、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

43、(1)本发明利用胶体纳米晶自组装构造连续均匀的介孔石墨烯骨架材料，所述介孔石墨烯骨架薄膜材料具有良好的化学稳定性和较高的导热性，不仅可以提高卷烟纸的结构稳定性，同时在抽吸时可以降低卷烟的吸阻，提高氧气使得烟丝燃烧充分，减少产生的焦油量，提高卷烟的燃烧性。

44、(2)使用本发明所述复合卷烟纸制成的卷烟的阴燃速率可达64s/150mm以内，大幅度提高了卷烟的燃烧性。