CN100556973C - 淀粉质粘合剂及制取方法 - Google Patents

Abstract

一种用于香烟生产的淀粉质粘合剂及制取方法，该淀粉质粘合剂是由一种或多种改性淀粉，再经过第二次改性的淀粉组合物，该组合物包括改性淀粉、改性剂、消泡剂、防腐剂和水，适用于高速卷烟机的生产工艺，具有干燥快、渗透性好、粘接力强的优点，本发明的淀粉质粘合剂也适用于包装用纸箱、酒瓶标签粘贴和其他纸张的粘接场合。

Description

淀粉质粘合剂及制取方法

一、技术领域

本发明属于精细化工领域，详细地讲是利用改性淀粉经过二次改性制成的适用于香烟生产用的淀粉质粘合剂及制取方法。

二、背景技术

香烟生产中常用的三种场合的粘合剂被称为搭口胶(即香烟纵向边粘接)、接嘴胶(烟卷与过滤嘴棒的粘接)和嘴棒胶(过滤纤维束与水松纸的粘接)。卷烟胶通常是要通过高速卷烟机的喷嘴使用，而该设备的机速已由原来的2000～3000支/分钟提高到7000支/分钟，甚至到10000支/分钟以上。已有技术的淀粉质粘合剂因固含量低，粘度大，干燥慢已不能再使用，而改为“卷烟白胶”，即聚(乙烯-醋酸乙烯酯)胶粘剂。研究发现“卷烟白胶”在吸食燃烧的温度约750℃时，释放出几十种有害气体，不仅对人们健康有害，而且造成口感异味；而淀粉质粘合剂在同样条件下不会产生有害气体，且吸食口感良好。因此，目前人们对淀粉质粘合剂更感兴趣。而能够适用于高速卷烟机(7000支/分钟以上)的淀粉质粘合剂，特别是搭口粘合剂则必须具有高固含量、干燥速度快、粘度小、流体性能好、渗透性好、粘接力强的性能。要使淀粉质粘合剂达到“卷烟白胶”的综合性能，必须对淀粉进行某些改性，在本发明以前，例如：美国专利5,085,228(Mooney等人)提出了一种包括交联淀粉和变性淀粉的粘合剂组合物，特别要求淀粉具有的支链淀粉含量至少为约70％(重量)。美国专利5,155,140(Marten等人)提出了包含阿拉伯树胶、羧甲基淀粉等较复杂的粘合剂混合物。中国专利，公开号CN1135231A，申请号94194163.9，(美国T.W.维尔德姆等人)提出了一种含5～60％(重量)改性淀粉、2～25％(重量)加热到高于50℃时稠化的分散性未改性淀粉、0～5％的流变改性剂组分的粘合剂。欧洲专利0458233A2提出了一种用醚化(羟丙基醇)木薯淀粉和醋酸酐、己二酸二交联的乙酰化蜡质玉米淀粉及过硼酸钠的粘合剂混合物，同时还提出了通过过热蒸汽对淀粉直接喷射蒸煮，然后在大气压下闪蒸淀粉料浆的制备工艺。然而，仍然需要既能达到高速卷烟机(7000支/分)要求的低粘度、高固含量、渗透性好、干燥速度快的天然淀粉的粘合剂，而又需要一种生产该淀粉粘合剂的简便工艺。

三、发明内容

本发明的目的，在于克服已有技术的不足，根据市售的改性淀粉糊化时粘度很大，只有在很低固含量时可达到低粘度，而当固含量很低时，干燥速度过慢达不到高速卷烟的工艺要求，用降解的办法使高固含量淀粉胶达到低粘度时，又使粘合剂渗透性变差或干燥后变脆出现爆口，根据已有技术存在这些缺陷，本发明提出了新的技术方案，本发明的技术要点是，该淀粉质粘合剂是一种或两种以上的改性淀粉再经过第二次改性后得到的淀粉质粘合剂，其特征在于该淀粉质粘合剂组合物的重量百分比为：

改性淀粉      35-60

醋酸酐        2-10

异噻唑啉酮    0.1-1

硅氧烷        0.1-1

水        30-60

按上述配比，在其范围内选择组合物，构成重量100％。配比中的改性淀粉是指乙酰化淀粉、乙酰化二交联淀粉、醚化淀粉、醚化交联淀粉；醋酸酐为第二次改性剂，它可以用下列一种、两种或两种以上等量代替，包括：醋酸、己二酸、马来酸、癸二酸、丁二酸、富马酸、乙酰氯、丙酰氯、环氧氯乙烷、环氧氯丙烷、过硫酸盐、过硼酸盐、盐酸、磷酸、氯乙酸和对甲苯磺酸；异噻唑啉酮是防腐剂，它可以用山梨酸、山梨酸钙、山梨酸钾等量代替；硅氧烷为消泡剂，它可以用矿物油、合成蜡质消泡剂、二醇类以及复合消泡剂配制品等量代替；配比中的改性淀粉为对天然淀粉改性的淀粉，天然淀粉包括木薯、玉米、蜡质玉米、马铃薯、蜡质稻米、小麦和地瓜淀粉；本发明的淀粉质粘合剂的固含量为35-60％，其制取方法是改性淀粉的第二次改性是在糊化成胶的过程中进行的，是酰化改性或醚化改性与降解同步进行的，其特征是按下列步骤完成：

(1)在容器中将重量35-60％的改性淀粉，加30-60％(重量)的水分散均匀，再加重量2-10％的第二次改性剂一种、两种或两种以上和重量0.1-1％的消泡剂，搅拌均匀；

(2)将上述搅拌均匀的混合物置于反应釜中，加温在85-200℃，压力在0.1-0.45MPa，进行糊化改性10分钟至3小时，然后冷却至25℃，加入0.1-1％(重量)的防腐剂，搅拌均匀即得产品。

(3)步骤(1)中所制备的混合物，也可将容器置于微波炉中，在2.45GHz、W80％的条件下25分钟，冷却至25℃时，加入0.1-1％(重量)的防腐剂，搅拌均匀即得产品。

本发明的淀粉质粘合剂可适用于卷烟速度大于或等于7000支/分钟的高速卷烟机，本粘合剂可以在低粘度情况下使用，且具有干燥速度快、渗透性好、粘接力强的优点，这种低粘度、快干燥速度、高固含量以及良好的渗透性是目前许多常规淀粉质粘合剂所不能达到的。本发明的淀粉质粘合剂也适用于包装用纸箱、酒瓶标签粘贴和其他纸张的粘接场合。

四、具体实施方式

用以下实施例进一步说明本发明的实施及要点。

实施例1

用55％羟丙基化玉米淀粉、0.4％磷酸、3.6％醋酸酐、40.5％的水、0.15％异噻唑啉酮和0.35％硅氧烷的混合物制备粘合剂。首先将30％的淀粉分散于32.5％水，加入所有的酸、醋酸酐以及硅氧烷，在反应釜中90℃下，压力在0.3Mpa下蒸煮，等具有一定的流动性后再加入剩余的淀粉，90℃下保温30分钟后，降温至25℃加入异噻唑啉酮和剩余的水，搅拌均匀，即得产品。

所得产品具有52％的固含量，在25℃时布鲁克菲尔德粘度为700cps，该产品的粘度在两个月是稳定的，且具有良好的流动性和粘接性。

对比例

用55％玉米淀粉、0.4％磷酸、3.6％醋酸酐、40.5％的水、0.15％异噻唑啉酮和0.35％硅氧烷的混合物制备粘合剂。首先将30％的淀粉分散于30.5％水，加入所有的酸、醋酸酐以及硅氧烷，在反应釜中90℃下，压力在0.3Mpa下蒸煮，等具有一定的流动性后再加入剩余的淀粉，90℃下保温半小时，降温至25℃加入异噻唑啉酮和剩余的水，搅拌均匀，即得产品。

所得产品具有52％的固含量，在25℃时布鲁克菲尔德粘度为3500cps，该产品的粘度不太稳定，一个月内即凝胶化。

实施例2

用30％酰化玉米淀粉、10％冷糊化酰化淀粉、0.1％硫酸、5％己二酸、54.4％的水、0.2％异噻唑啉酮和0.3％矿物油的混合物制备粘合剂。首先将所有的淀粉分散于水，加入己二酸和硫酸及矿物油，在压力釜中120℃、0.2Mpa压力下蒸煮，降温至25℃加入异噻唑啉酮，搅拌均匀，即得产品。

所得产品具有37％的固含量，在25℃时布鲁克菲尔德粘度为900cps，该产品的粘度在两个月是稳定的，且具有良好的流动性和粘度。

实施例3

用38％(重量)醚化交联蜡质玉米淀粉、58.2％水、3％富马酸、0.4％硫酸、0.3％合成蜡质消泡剂和0.1％山梨酸钾的混合物制备粘合剂。首先将所有的淀粉分散于水，并加入所有的酸和合成蜡质消泡剂，通过在压力釜中蒸煮到约150℃、0.3Mpa下糊化降解改性，然后冷却到25℃，加入山梨酸钾搅拌均匀，即得本产品。

所得产品具有35％的固含量，在25℃时布鲁克菲尔德粘度为500cps，该产品的粘度在两个月是稳定的，且具有良好的流动性和粘度。

实施例4

用45％(重量)酰化交联蜡质玉米淀粉、53.5％水、0.4％盐酸、0.5％癸二酸、0.3％硅氧烷和0.3％山梨酸钙的混合物制备粘合剂。首先将所有的淀粉分散于水，并加入所有的酸和硅氧烷，放入微波炉中2.45GHz、W80％条件下25分钟，得到本产品。

所得产品具有42％的固含量，在25℃时布鲁克菲尔德粘度为900cps，该产品的粘度在两个月是稳定的，且具有良好的流动性和粘度。

Claims (4)

1、一种用于香烟生产的淀粉质粘合剂，其特征在于按重量计，用55％羟丙基化玉米淀粉、0.4％磷酸、3.6％醋酸酐、40.5％水、0.15％异噻唑啉酮和0.35％硅氧烷的混合物制备粘合剂，首先将30％淀粉分散于32.5％水中，加入所有的酸、醋酸酐以及硅氧烷，在反应釜中90℃下，压力在0.3Mpa下蒸煮，等具有一定的流动性后再加入剩余的淀粉，90℃下保温30分钟后，降温至25℃加入异噻唑啉酮和剩余的水，搅拌均匀，即得产品。

2、按照权利要求1所述的香烟生产用的淀粉质粘合剂，其特征在于粘合剂的固含量为52％。

3、按照权利要求1所述的香烟生产用的淀粉质粘合剂，其特征在于粘合剂在25℃时布鲁克菲尔德粘度为700cps。

4、权利要求1的用于香烟生产的淀粉质粘合剂的制取方法，其特征在于按重量计，用55％羟丙基化玉米淀粉、0.4％磷酸、3.6％醋酸酐、40.5％水、0.15％异噻唑啉酮和0.35％硅氧烷的混合物制备粘合剂，首先将30％淀粉分散于32.5％水中，加入所有的酸、醋酸酐以及硅氧烷，在反应釜中90℃下，压力在0.3Mpa下蒸煮，等具有一定的流动性后再加入剩余的淀粉，90℃下保温30分钟后，降温至25℃加入异噻唑啉酮和剩余的水，搅拌均匀，即得产品。