CN101538450A - 一种高速卷烟搭口热熔胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于新型卷烟材料技术领域,具体涉及一种高速卷烟搭口热熔胶以及其制备方法。该卷烟搭口热熔胶由乙烯-醋酸乙烯共聚物、增粘树脂、纳米二氧化硅和抗氧化剂组成,以wt%计算包括以下组分:乙烯-醋酸乙烯共聚物25~35,增粘树脂35~45,黏度调节剂20~40,纳米二氧化硅5~10,抗氧化剂0.1~0.5。通过反应釜加热熔融,依次添加搅拌均匀。通过本发明方法得到的卷烟胶快干性强,环球软化点在95~105℃左右,软化区间5~8℃,能在5秒钟内完成粘结,并且不含溶剂,不吸潮、耐腐蚀、耐老化等特点,通过调节蜡的参数,可以控制胶体的流动性与浸润性,适用于不同的卷烟操作,具备很好的市场推广应用价值。

Description

一种高速卷烟搭口热熔胶及其制备方法
技术领域
本发明属于新型卷烟材料技术领域,具体涉及一种高速卷烟搭口热熔胶及其制备方法。
背景技术
卷烟搭口胶用于卷烟生产中卷烟纸的粘合,粘接作用是在高速卷烟过程中完成的,粘合剂要浸润到卷烟纸上,经固化后使纸与纸牢固粘合。在实际生产中,由于生产环境、原材料等的差异,对搭口胶的具体要求不尽相同。但是,搭口胶至少要满足以下几个质量要求:应无色、无毒、无异味、无刺激味;应具有较强的初始粘合力、粘接速度快和适当的粘稠度、较好的流动性、润湿性;粘合后的接头必须牢固,具有一定的防湿、耐湿和防污染特性;均匀一致,无结块、无气泡和杂质;易贮存,不霉、不腐败变质。
传统卷烟搭口胶基本分为淀粉类(淀粉、糊精),聚乙酸乙烯酯乳液(PVAc),醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE),醋酸乙烯-丙烯酸丁酯共聚乳液(VAB)。
淀粉类搭口胶适用范围较广,可用于卷烟和包装,并还具有资源丰富、价格低廉、可再生,调制方便、无臭、无味及无腐蚀性等优点,但淀粉类粘合剂属于水溶性高分子,干燥速度慢,在高于7000支/分的卷接速度时,基本无法使用,难以适应高速机械的要求。
聚乙酸乙烯酯乳液(PVAc)又称白胶,是最重要的乳液粘合剂之一。此类乳液静态粘合强度大,无臭、无异味;固含量一般为35~50%,乳液在高剪切力条件下粘度变化不大,机械稳定性好,毒性低。但是PVAc也有一些缺点,例如遇碱性物质中和后,主体成胶团状,并失去粘合力。当暴冷暴热时也会使胶解体。并且大多数白胶的起始粘合力较差。
醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE)由于乙烯的引入具有双重增塑效应,庞大的醋酸基侧链可降低高分子间的相互作用,故乳液表面张力低、湿粘性好,能粘接用PVAc难以粘接的多种基材。但是VAE乳液的干燥速度慢,快干性较差,不能满足高速卷烟的要求。
醋酸乙烯-丙烯酸丁酯共聚乳液(VAB)的耐水性、耐碱性、耐光老化性、薄膜柔软性及对疏水性基材、铝箔等的粘合性均优于PVAc乳液。但是其价格较高,不适用于中低档品质的烟中,应用受到局限。
随着烟草工业的飞速发展,生产效率不断提高,卷烟机的卷烟速度不断提高,目前大约达到了10000~16000支/分。所以,对卷烟搭口胶的要求也越来越高,不仅要求粘合力达到一定的平衡,而且要求高速卷烟时能够可以拥有足够的快干性。以往传统的卷烟搭口胶绝大部分为乳液型的胶水,乳液胶干燥速度慢、快干性差,很难适合现代高速卷烟要求。
针对这种情况,本方法采取热熔胶黏剂制备高速卷烟胶。软化点高、软化区间窄的热熔胶,其具有较好的快干性,能在几秒钟内完成粘合,并且热熔胶的粘合力较强,足以满足卷烟搭口胶的应用要求。关键技术在于控制热熔胶的浸润性和流动性,使其在加工温度下能够良好的涂布在卷烟纸上。本方法利用几种特殊要求的蜡来调节热熔胶的浸润性和流动性,并控制其软化点与软化区间,并通过加入纳米二氧化硅提高胶的耐热性,成功研发出一种适合与现代高速卷烟领域中的卷烟搭口胶。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,克服以往卷烟胶的粘合力差、很难满足高速卷烟等问题,提供一种高速卷烟搭口热熔胶及其制备方法。
本发明提出的高速卷烟搭口热熔胶,该卷烟搭口热熔胶由乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、增粘树脂、二氧化硅和抗氧化剂组成,组份的重量百分比为:
组份                            重量百分比wt%
乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)        25~35
增粘树脂                        35~45
黏度调节剂                      20~40
纳米二氧化硅                    1~2
抗氧化剂                        0.1~0.5
本发明中,基体聚合物选用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)。EVA的熔融指数(MI)对胶体的流动性、浸润性等有很大的影响,所以选用EVA的MI在150~400g/10min之间,优选300~400g/10min。其VA含量在20~30%之间,优选25~30%之间。这种高熔融指数EVA的用量一般为25~35wt%,优选范围为30~35wt%之间。
本发明中,为了提高热熔胶的初粘强度、软化点等性能,添加适量的增粘树脂。增粘树脂为氢化石油树脂、萜烯树脂、萜酚树脂或氢化松香树脂中一至几种,要求增粘树脂的环球软化点大于100℃,软化区间小于10℃。其用量范围一般在35~45wt%之间,优选35~40wt%之间。
本发明中,为了提高热熔胶高温时的流动性、浸润性,并且保证较狭窄的软化区间,要添加适量的黏度调节剂。所选用的黏度调节剂是聚乙烯蜡或石蜡中的任一种,优选聚乙烯蜡。要求蜡的分子量在2000~3000之间,密度在0.9~0.95g/cm3之间,针入度(25℃,10-1mm)小于3。环球软化点大于100℃,软化区间小于10℃。其用量范围一般在20~40wt%之间,优选25~35wt%之间。
本发明中,为了提高热熔胶的耐热性,防止卷烟出现爆口的情况,添加适量的纳米二氧化硅。所用纳米二氧化硅的平均粒径要在30~50nm之间。其用量范围一般在1~2wt%之间。
本发明中,为了防止聚合物在高温熔融共混时氧化分解,添加适量的抗氧化剂。常用的抗氧化剂为1010(四[B-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸])、季戊四醇酯或BHT(2,6-叔丁基-4-甲酚)等中任一种。抗氧剂用量一般为0.1~0.5wt%。
本发明提出的高速烟搭口热熔胶的制备方法,具体步骤如下:
采用熔融共混法,通过反应釜加热搅拌,使各种组分进行充分的混合均匀。首先在150℃~160℃下添加抗氧化剂与增粘树脂熔融均匀,然后加入EVA树脂熔融搅拌均匀;最后添加黏度调节剂和纳米二氧化硅,熔融均匀后保压,抽气后出料,即得所需产品。
本发明的有益效果:
(1)利用本发明方法得到的搭口热熔胶,快干性强,环球软化点在95~105℃左右,软化区间在5~8℃,能在5秒钟内完成粘结,可以满足高速卷烟操作的要求。
(2)利用本发明方法得到的搭口热熔胶,属于热熔胶黏剂,不含溶剂,无毒害作用。并且胶体具有不吸潮、耐腐蚀、耐老化等特点,易于保存和运输。
(3)利用本发明方法得到的搭口热熔胶,通过调节蜡的种类和含量,可以控制胶体的流动性、浸润性和固化速度,适用于不同速度的卷烟生产线操作。
(4)利用本发明方法得到的搭口热熔胶,由于加入了纳米二氧化硅,提高了体系的耐热性,防止卷烟的爆口,提高了卷烟的质量。
具体实施方式
下面结合实施例和实验例对本发明作进一步详细说明,但它们不是对本发明的限定。
实施例1
高速卷烟搭口胶的组份比例(wt%):
EVA(MI=150,VA=28%)        30
氢化碳五石油树脂              28.7
聚乙烯蜡                      40
二氧化硅                      1
抗氧化剂1010                  0.3
制备一种高速卷烟搭口胶,以上述数据为配方,采用熔融共混办法制备热熔胶,通过反应釜加热搅拌,使各种组分进行充分的混合均匀。首先在160℃下添加抗氧剂与增粘树脂,熔融均匀后加入EVA树脂,均匀搅拌;最后添加黏度调节剂和二氧化硅,熔融均匀,保压抽气后出料。
实施例2
高速卷烟搭口胶的组份比例(wt%):
EVA(MI=150,VA=28%)            30
氢化碳九石油树脂                  29.7
聚乙烯蜡                          35
二氧化硅                          5
抗氧化剂BHT                       0.3
制备一种高速卷烟搭口胶,以上述数据为配方,采用熔融共混办法制备热熔胶,通过反应釜加热搅拌,使各种组分进行充分的混合均匀。首先在160℃下添加抗氧剂与增粘树脂,熔融均匀后加入EVA树脂,均匀搅拌;最后添加黏度调节剂和二氧化硅,熔融均匀,保压抽气后出料。
实施例3
高速卷烟搭口胶的组份比例(wt%):
EVA(MI=150,VA=20%)            30
氢化松香                          34.7
聚乙烯蜡                          30
二氧化硅                          5
抗氧化剂1010                      0.3
制备一种高速卷烟搭口胶,以上述数据为配方,采用熔融共混办法制备热熔胶,通过反应釜加热搅拌,使各种组分进行充分的混合均匀。首先在150℃下添加抗氧剂与增粘树脂,熔融均匀后加入EVA树脂,均匀搅拌;最后添加黏度调节剂和二氧化硅,熔融均匀,保压抽气后出料。
实施例4
高速卷烟搭口胶的组份比例(wt%):
EVA(MI=400,VA=28%)            30
氢化松香                          39.7
聚乙烯蜡                          25
二氧化硅                          5
抗氧化剂1010                      0.3
制备一种高速卷烟搭口胶,以上述数据为配方,采用熔融共混办法制备热熔胶,通过反应釜加热搅拌,使各种组分进行充分的混合均匀。首先在160℃下添加抗氧剂与增粘树脂,熔融均匀后加入EVA树脂,均匀搅拌;最后添加黏度调节剂和二氧化硅,熔融均匀,保压抽气后出料。
实施例5
高速卷烟搭口胶的组份比例(wt%):
EVA(MI=400,VA=20%)            30
氢化碳五石油树脂                  44.7
58#石蜡                           20
二氧化硅                          5
抗氧化剂1010                      0.3
制备一种高速卷烟搭口胶,以上述数据为配方,采用熔融共混办法制备热熔胶,通过反应釜加热搅拌,使各种组分进行充分的混合均匀。首先在160℃下添加抗氧剂与增粘树脂,熔融均匀后加入EVA树脂,均匀搅拌;最后添加黏度调节剂和二氧化硅,熔融均匀,保压抽气后出料。
实验例
以上述五组实施例所得到的高速卷烟搭口胶试样为实验对象,测得其环球软化点、软化区间以及快干时间等数据,列表如下。
实验例    环球软化点(℃)    软化区间(℃)    快干时间(秒)
实施例1    99                4               6
实施例2    105               3               6
实施例3    110               3               5
实施例4    112               3.5             8
实施例5    112               6               10
根据以上表中数据可以看出,各个样品的环球软化点基本高于100℃,软化区间基本小于5℃,快干时间基本在5~10秒之间。较高的软化点,较窄的软化区间,较短的快干时间可以保证卷烟胶能够较快粘合,达到高速生产的要求。

Claims (8)

1.一种高速卷烟搭口热熔胶,其特征在于该卷烟搭口热熔胶由乙烯-醋酸乙烯共聚物、增粘树脂、纳米二氧化硅和抗氧化剂组成,组份的重量百分比为:
组份                   重量百分比wt%
乙烯-醋酸乙烯共聚物    25~35
增粘树脂               35~45
黏度调节剂             20~40
纳米二氧化硅           1~2
抗氧化剂               0.1~0.5。
2.根据权利要求1所述的高速卷烟搭口热熔胶,其特征在于所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的熔融指数为150~400g/10min,VA含量为20~30之间%。
3.根据权利要求1所述的高速卷烟搭口热熔胶,其特征在于所述增粘树脂为氢化石油树脂、萜烯树脂、萜酚树脂或氢化松香树脂中一至几种,其环球软化点大于100℃,软化区间小于10℃。
4.根据权利要求1所述的高速卷烟搭口热熔胶,其特征在于所述黏度调节剂为聚乙烯蜡或石蜡中任一种,聚乙烯蜡或石蜡的分子量为2000~3000,密度为0.9~0.95g/cm3,25℃,10-1mm下针入度小于3。环球软化点大于100℃,软化区间小于10℃。
5.根据权利要求1所述的高速卷烟搭口热熔胶,其特征在于所述纳米二氧化硅的平均粒径为30~50nm。
6、根据权利要求1所述的高速卷烟搭口热熔胶,其特征在于所述抗氧化剂。常用的抗氧化剂为四[B-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]、季戊四醇酯或2,6-叔丁基-4-甲酚中任一种。
7.根据权利要求1所述的高速卷烟搭口热熔胶,其特征在于所述搭口热熔胶的环球软化点为95~105℃,软化区间小于5℃,在5~8秒钟内快干、完成粘结。
8.一种高速卷烟搭口热熔胶的制备方法,其特征在于所述采用熔融共混法,首先在150℃~160℃下添加抗氧化剂与增粘树脂熔融均匀,然后加入EVA树脂熔融搅拌均匀;最后添加黏度调节剂和纳米二氧化硅,熔融均匀后保压,抽气后出料,即得所需产品。
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