CN111019158B - 一种固体水及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固体水及其制备方法与应用，固体水，各组分的质量百分数为：A相5％‑10％，C相1％‑5％，D相1％‑5％，余量为B相；其中，所述A相为低酰结冷胶、甘油和丁二醇的混合物；B相为尿囊素、羟苯甲酯、海藻酸钠和水的混合物；C相为双(羟甲基)咪唑烷基脲(和)碘代丙炔基丁基氨基甲酸酯和速溶琼脂的混合物；D相为氯化钾溶液和CaCl2溶液的混合物。
Description
技术领域
本发明固体水制备技术领域，尤其涉及一种固体水及其制备方法与应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
固体水也叫干水，其内含有90％以上的水分，是一种集微生物和化学技术为一体的生态环保产品，与普通水相比，固体水具有固态物质的物理特征，在常温下，不流动、不蒸发、0℃不结冰，在100℃也不融化。外观看起来更像是有弹性的胶状体。能在常温情况下，使用常规手段进行运输、使用和保存。
现有技术中的固体水虽然是固态、凝胶状态，但是质地较软、不致密，加工定型效果较差。一般情况下都是用固定形状包装瓶等结构进行盛放。且为了满足较长时间保存的目的，需要密封保存，保存周期是3个月左右。在开放条件下，固体水中的水分3个月就会完全挥发，且其内部的固体物质由于是多糖类物质，在储存的过程中，也会不断降解。固体水的质地发生变化，其填充性能降低，会对被填充的产品产生不利影响。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种固体水及其制备方法与应用。该固体水的加工性能好、强度高以及保水性能好。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种固体水，各组分的质量百分数为：A相5％-10％，C相1％-5％，D相1％-5％，余量为B相；
其中，所述A相为低酰结冷胶、甘油和丁二醇的混合物；
B相为尿囊素、羟苯甲酯、海藻酸钠和水的混合物；
C相为双(羟甲基)咪唑烷基脲、碘代丙炔基丁基氨基甲酸酯和速溶琼脂的混合物；
D相为氯化钾溶液和CaCl2溶液的混合物。
A相为热不可逆的可塑性流体，用于塑化多相相容，A相中，各组分的作用分别是：
低酰结冷胶：具有优越的凝胶性能，可形成高透明度的稳定性凝胶，且与高酰结冷胶形成的凝胶相比，凝胶质地较硬较脆，更有利于加工成型，在100℃以上的高温条件下仍然能够保持良好的物理状态。
甘油：作为保水剂增强固相的保水性能；甘油能很好地与其他组分完全相容，且廉价易得，是一种很好的保水剂。
丁二醇：丁二醇分子较小，易溶于水，能够很好的吸附水分子，具有超强保湿能力，且具有一定的抑菌效果，与甘油一起使用可产生协同作用；研究表明，丁二醇安全性较高，对口腔黏膜无刺激性，因此可应用于固体水的制备中。
B相为基础液，用于增稠，各项均质，B相中，各组分的作用分别是：
尿囊素：一种应用广泛的两性化合物，能够结合多种物质形成复盐，与其他组分相容性较好；具有亲水、吸水，减少水分散发的作用，与其他保湿剂相比，尿囊素能够在物体表面形成一层润滑膜从而减少水分散失；此外尿囊素具有一定的抗氧化作用，安全性较好，无刺激性。
羟苯甲酯：一种中性、无刺激性、几乎无毒的优良防腐剂，对霉菌、酵母菌效力较好，可与其他防腐剂共同作用，起到互相补充的抗菌效果。
海藻酸钠：增稠剂；海藻酸钠与钙离子络合后形成不可逆凝胶，该凝胶不溶于水但具有很好的吸水性，能够起到保水固水的作用；与其他凝胶相比，海藻酸钠与钙离子的反应能够方便而精确的控制反应过程以及形成凝胶的强度；另外，海藻酸钠可降解，安全环保，植物性来源可靠稳定。
水：作为基础液充分溶解各组分，形成均一稳定的溶液以有利于反应的进行。
C相为固形物，用于固体水整体形态的支撑，C相中，各组分的作用分别是：
速溶琼脂：胶凝剂，凝胶形成后作为固形物支撑固体水的形态；速溶琼脂形成的凝胶较其他凝胶硬度强度皆适中，可与结冷胶和海藻酸钠形成的凝胶互补，还能与其他组分很好的相容且不易与其他成分发生反应，能够提高体系的稳定性。
双(羟甲基)咪唑烷基脲和碘代丙炔基丁基氨基甲酸酯：是两种广谱抗菌剂，与其他防腐剂相比，两者能够起到协同作用，能够在固态的C相中起到低量、高效的抑菌效果；
D相为反应液，与结冷胶、海藻酸钠进行络合反应，将其余胶体凝固成型，D相中，各组分的作用分别是：
氯化钾溶液：离子络合剂，起离子络合作用；氯化钾能够高效的与结冷胶反应，形成的络合物较反应前在强度方面有着明显提升。
CaCl2溶液：与海藻酸钠交联后形成海藻酸钙不溶物，与其他凝胶相比，海藻酸钙在强度、韧性、吸水性方面都有着优异的表现；与锌离子、镁离子等其他交联剂相比，CaCl2溶液与海藻酸钠的反应专一程度高、速率快、效果好，此外，CaCl2溶液稳定性高，能够与D相中其他组分很好的共存，是一种优良的交联剂。
在一些实施例中，所述A相中，低酰结冷胶、甘油和丁二醇的质量比为1-1.5:1-2:1-2。三种物质混合获得保水性较好的液相，可使A相与其他相的反应更加充分；实验证明，低酰结冷胶在质量分数1-1.5％时凝胶效果最理想，而甘油和丁二醇添加量都在1-2％时较为适宜。
在一些实施例中，所述B相中，尿囊素、羟苯甲酯、海藻酸钠和水的质量比为：0.08-0.15:0.04-0.06:2-4:85-90。
进一步的，B相中，尿囊素、羟苯甲酯、海藻酸钠和水的质量比为：0.1:0.05:3:86.25。
在一些实施例中，所述C相中，双(羟甲基)咪唑烷基脲和碘代丙炔基丁基氨基甲酸酯和速溶琼脂的质量比为0.2-0.3:2。
在一些实施例中，所述D相中，氯化钾溶液的质量百分数为8-12％，CaCl2溶液的质量百分数为0.8-1.2％。
进一步的，氯化钾溶液和CaCl2溶液的质量比为2:0.03-0.07。
所述固体水的制备方法，包括如下步骤：
将分散均匀的A相和B相混合均匀，加热至68-72℃，保温10-20min；该操作可使结冷胶、海藻酸钠等组分充分溶解但又不至于冷却凝胶，最终形成均一稳定溶液；
将C相加入到A相和B相的混合物中，继续升温，保温设定时间；
反应体系降温至45-55℃后，向反应体系中加入D相，搅拌均匀后，冷却；该步骤能够将这四相组分在适宜的温度条件下混合并充分进行反应；
在一些实施例中，继续升温后的温度为70-80℃，保温时间为8-12min。
所述固体水作为填料在制备烟用滤棒中的应用。
由于吸烟过程中，香烟烟气较为干燥，对吸烟者造成不舒适的体验。固体水作为填充料来填充滤棒，在高温烟气的加热作用下，水分挥发，会对高温烟气起到一定的加湿作用，同时又不会导致滤棒的浸湿。
本发明的有益效果为：
固体水是一种有效的包载水的方式。经水分测试仪检测，本发明中的固体水水分含量可达92％以上；其性质稳定，在温度25℃、相对湿度40～60％的开放环境中，存放3个月水分散失仅约20％，常温密闭环境中可存放6个月而不发生变质情况且形态几乎无变化；经测试，该固体水凝胶强度可达到300g/cm3，具有较为良好的加工性能，可应用于三元空腔复合滤棒，能够在一定程度上湿润烟气，缓解干燥、刺喉等不适感。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面结合实施例对本发明进一步说明：
实施例1
固体水的组成，如表1所示：
表1
固体水的制备方法，包括如下步骤：
1)将A相均质分散；
2)B相均质分散后，将A加入B中，加热至70℃，保温搅拌15min；
3)将C相加入(A+B)相中，75℃搅拌10min；
4)降温至50℃，将D相加入前相中，搅拌1分钟后，降温至30℃，搅拌均匀即可。
制备得到的固体水，水分含量约为92.7％，固含量约为7.3％；在温度25℃、相对湿度40％～60％的开放环境中，存放3个月水分散失仅约20％；其凝胶强度可达到300g/cm3，具有良好的加工性能，既可以作为固体直接填充，也可制成喷雾状进行添加。
实施例2
固体水的组成，如表2所示：
表2
固体水的制备方法，包括如下步骤：
1)将A相均质分散；
2)B相均质分散后，将A加入B中，加热至68℃，保温搅拌20min；
3)将C相加入(A+B)相中，80℃搅拌10min；
4)降温至55℃，将D相加入前相中，搅拌1分钟后，降温至30℃，搅拌均匀即可。
制备得到的固体水，水分含量约为92.8％，固含量约为7.2％；在温度25℃、相对湿度40％～60％的开放环境中，存放3个月水分散失仅约20％；其凝胶强度可达到290g/cm3，具有良好的加工性能，既可以作为固体直接填充，也可制成喷雾状进行添加。
实施例3
固体水的组成，如表3所示：
表3
固体水的制备方法，包括如下步骤：
1)将A相均质分散；
2)B相均质分散后，将A加入B中，加热至72℃，保温搅拌15min；
3)将C相加入(A+B)相中，70℃搅拌10min；
4)降温至55℃，将D相加入前相中，搅拌1分钟后，降温至30℃，搅拌均匀即可。
制备得到的固体水，水分含量约为92.3％，固含量约为7.7％；在温度25℃、相对湿度40％～60％的开放环境中，存放3个月水分散失仅约20％；其凝胶强度可达到300g/cm3，具有良好的加工性能，既可以作为固体直接填充，也可制成喷雾状进行添加。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种固体水作为填料在制备烟用滤棒中的应用，其特征在于：所述固体水各组分的质量百分数为：A相5%-10%，C相1%-5%，D相1%-5%，余量为B相；
其中，所述A相为低酰结冷胶、甘油和丁二醇的混合物，低酰结冷胶、甘油和丁二醇的质量比为1-1.5:1-2:1-2；
B相为尿囊素、羟苯甲酯、海藻酸钠和水的混合物，尿囊素、羟苯甲酯、海藻酸钠和水的质量比为：0.08-0.15:0.04-0.06:2-4:85-90；
C相为双（羟甲基）咪唑烷基脲，碘代丙炔基丁基氨基甲酸酯和速溶琼脂的混合物，双（羟甲基）咪唑烷基脲和碘代丙炔基丁基氨基甲酸酯的质量之和与速溶琼脂的质量比为0.2-0.3:2；
D相为氯化钾溶液和CaCl2溶液的混合物；
所述固体水的制备方法包括如下步骤：
将分散均匀的A相和B相混合均匀，加热至68-72℃，保温10-20min；
将C相加入到A相和B相的混合物中，继续升温，保温设定时间；
反应体系降温至45-55℃后，向反应体系中加入D相，搅拌均匀后，冷却，即得。
2.根据权利要求1所述固体水作为填料在制备烟用滤棒中的应用，其特征在于：B相中，尿囊素、羟苯甲酯、海藻酸钠和水的质量比为：0.1:0.05:3:86.25。
3.根据权利要求1所述固体水作为填料在制备烟用滤棒中的应用，其特征在于：D相中，氯化钾溶液的质量百分数为8-12%，CaCl2溶液的质量百分数为0.8-1.2%。
4.根据权利要求1所述固体水作为填料在制备烟用滤棒中的应用，其特征在于：氯化钾溶液和CaCl2溶液的质量比为2:0.03-0.07。
5.根据权利要求1所述固体水作为填料在制备烟用滤棒中的应用，其特征在于：继续升温后的温度为70-80℃，保温时间为8-12min。
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