CN103059193A - 烟膜专用pvdc涂布胶乳及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种烟膜专用PVDC胶乳及其制法和应用，该PVDC胶乳用包含一定量偏二氯乙烯、丙烯酸甲酯、衣康酸的混合单体、助剂、引发剂、乳化剂和种子乳化剂制得，制备方法为种子乳液聚合。在制法中加入了可起到消泡作用的微晶石蜡，使胶乳中单体残留量更低；用该胶乳制得的烟膜具有热封和高阻隔性，可保持香烟香味，使香烟不变质，不受潮；烟膜的热封强度≥3N/15mm，涂布量为3g/m2时，水蒸气透过量≤6g/㎡·24h、氧气透过量≤36g/㎡·24h，偏氯乙烯单体残留量≤1mg/kg或未检出。

Description

烟膜专用PVDC涂布胶乳及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种烟膜专用PVDC涂布胶乳，适用于涂覆在烟膜上，改善烟膜的热封性能和阻隔性能，属于高分子材料领域。
背景技术
香烟包装用膜筒简称烟膜，目前烟膜市场上主要采用双向拉伸聚丙烯薄膜、聚酯薄膜等，这些包装膜虽然具有一定的热封性能和阻隔性能、透明性等特点，但是现在随着国家禁烟政策的推进，香烟的销量逐渐减少，这样就导致了香烟库存量增多、流通速率减慢，在香烟贮存过程中，随着时间的延长，香烟的香味逐渐散失且有受潮、发霉的趋势。为适应现在市场的发展，市场上继续一种阻隔性能和热封性能优异的烟膜。目前市场上也出现了一些具有一定阻隔性能的烟膜。
专利CN201020180002涉及的防雾防潮烟膜，包括依次设置的防雾层、面层、第一阻隔层、中间层、第二阻隔层和底层；所述面层为共聚PP层，所述第一阻隔层为高结晶PP层，所述中间层为均聚PP层，所述第二阻隔层为高结晶PP层，所述底层为共聚PP层。
专利CN201020180017涉及防雾防潮防伪烟膜，包括依次设置的防雾层、面层、第一阻隔层、中间层、第二阻隔层、底层和印刷层；所述面层为共聚PP层，所述第一阻隔层为高结晶PP层，所述中间层为均聚PP层，所述第二阻隔层为高结晶PP层，所述底层为共聚PP层，所述印刷层为防伪印刷层。PP层作为阻隔层，阻隔性能不够，不能满足现在市场的需求。
专利CN201020180052涉及防潮镭射烟膜，包括依次设置的面层、第一阻隔层、中间层、第二阻隔层、底层和镀铝层；所述面层为共聚PP层，所述第一阻隔层为高结晶PP层，所述中间层为均聚PP层，所述第二阻隔层为高结晶PP层，所述底层为共聚PP层，所述镀铝层为镭射镀铝层。该烟膜上增加了镭射镀铝层，使得该烟膜具有一定的阻隔性能，但是热封性能较低且成本高，不能满足现在市场需求。
专利CN201210151863涉及一种烟膜专用高热封型丙烯酸涂料及其制备方法，烟膜专用热封型丙烯酸涂料由含有下述重量含量的原料制成：甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、交联性单体、乳化剂、引发剂、缓冲剂、消泡剂、氨水、去离子水。该涂料用在烟用膜上，使得烟膜具有一定热封性能，但是阻隔性能不能满足现在市场的需求。
根据以上专利文献提到的现在市场上烟膜存在的缺点，目前急需提供一种同时具有优异阻隔性能和热封性能的烟膜。
发明内容
针对以上提出的问题，本发明提供一种烟膜专用PVDC涂布胶乳及其制备方法，适用于涂覆在烟膜上，改善烟膜的热封性能和阻隔性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：烟膜专用PVDC涂布胶乳，由以下反应原料通过乳液聚合方式共聚而成，反应原料及其重量份为：
（1）单体混合物50份，所述单体混合物包括占混合单体质量总量的90-90.6%的偏二氯乙烯、占混合单体质量总量的9.0-9.6%的丙烯酸甲酯和占混合单体质量总量的0.3-0.4%的衣康酸；
（2）引发剂，所述引发剂包括：叔丁基过氧化氢0.04-0.12份和甲醛合次硫酸氢钠0.04-0.12份；
（3）种子乳化剂，所述种子乳化剂为仲链烷基磺酸钠0.04-0.05份；
（4）乳化剂，所述乳化剂为仲链烷基磺酸钠1.0-1.2份；
（5）助剂，所述助剂包括醋酸铵0.012-0.018份和氯化亚铁0.0004-0.0006份。
本发明还提供一种烟膜专用PVDC涂布胶乳的制备方法，采用种子聚合方法制备，具体制备步骤包括：
（1）混合单体配制：将所述偏二氯乙烯和丙烯酸甲酯混合后搅拌2h，备用；
（2）乳液聚合乳化剂配制：将所述仲链烷基磺酸钠加水稀释至10份，备用；
（3）引发剂配制：将所述两种引发剂分别稀释至质量百分浓度为2%，备用；
（4）种子聚合反应：将去离子水或软水32份、所述助剂、所述种子聚合乳化剂和所述衣康酸加入反应釜中，封釜，用氮气置换3次，抽真空，吸入占配制好单体总量5%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，以8kg/48h的速度连续泵入所述配制好的引发剂，控制反应温度为55℃，当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
（5）乳液聚合：以10h加完的速度连续泵入配制好的乳液聚合乳化剂、步骤1制得的剩余的混合单体，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束，加入适量微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃，保持1h，底阀微开，脱吸2h，然后加入0.1MPa的水蒸汽，得到共聚乳液；
（6）加碱中和至pH值为2-2.5，过滤，制得PVDC胶乳。
本发明进一步提供一种PVDC涂布胶乳的应用，该胶乳用于烟膜。
本发明更进一步提供一种烟膜，该烟膜用PVDC胶乳涂布。
本发明的有益效果：本发明制得的乳液稳定性好，在常温下放置24个月不破乳、无沉淀；制法中所加入的微晶石蜡可回收，起到消泡作用，使胶乳中单体残留量更低；用该胶乳制得的烟膜具有热封和高阻隔性，可保持香烟香味，使香烟不变质，不受潮；烟膜的热封强度≥3N/15mm，涂布量为3g/m2，水蒸气透过量≤6g/㎡·24h、氧气透过量≤36g/㎡·24h，偏氯乙烯单体残留量≤1mg/kg或未检出。
Figure BDA00002653395600031
按照上述测试方法，制得的乳液参数如下：
固含量（%）：50
表面张力（mN/m）：≤40
粘度（mPa·s）：≤10
pH值：2-2.5
密度（g/cm3）：1.24-1.26
附图说明
图1为烟膜专用PVDC胶乳的制备工艺方框图。
具体实施方式
实施例1
烟膜专用PVDC胶乳，共聚体系总重量为200kg，混合单体占100kg；
偏二氯乙烯90kg；
丙烯酸甲酯9.6kg；
衣康酸0.4kg；
助剂；醋酸铵48g和氯化亚铁1.6g；
引发剂：叔丁基过氧化氢80g和甲醛合次硫酸氢钠80g；
乳化剂：仲链烷基磺酸钠2kg；
种子乳化剂：仲链烷基磺酸钠80g；
具体操作过程为：
（1）混合单体配制：将所述偏二氯乙烯和丙烯酸甲酯混合后搅拌2h，备用；
（2）乳液聚合乳化剂配制：将所述仲链烷基磺酸钠加水稀释至10份，备用；
（3）引发剂配制：将所述两种引发剂分别稀释至质量百分浓度为2%，备用；
（4）种子聚合反应：将去离子水32份、所述助剂、所述种子聚合乳化剂和所述衣康酸加入反应釜中，封釜，用氮气置换3次，抽真空，吸入占配制好单体总量5%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，以8kg/48h的速度连续泵入所述配制好的引发剂，控制反应温度为55℃，当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
（5）乳液聚合：以10h加完的速度连续泵入配制好的乳液聚合乳化剂、剩余的混合单体，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束，加入适量微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃，保持1h，底阀微开，脱吸2h，然后加入0.1MPa的水蒸汽，得到共聚乳液；
（6）加碱中和至pH值为2.2，过滤，制得PVDC胶乳。
制得的PVDC乳液参数如下：
固含量（%）：50
表面张力（mN/m）：38
粘度（mPa·s）：9
pH值：2.2
密度（g/cm3）：1.25
实施例2
烟膜专用PVDC胶乳，共聚体系总重量为200kg，混合单体占100kg；
偏二氯乙烯90.6kg；
丙烯酸甲酯9.1kg；
衣康酸0.3kg；
助剂；醋酸铵72g和氯化亚铁2.4g；
引发剂：叔丁基过氧化氢160g和甲醛合次硫酸氢钠160g；
乳化剂：仲链烷基磺酸钠2.4kg；
种子乳化剂：仲链烷基磺酸钠100g；
具体操作过程为：
（1）混合单体配制：将所述偏二氯乙烯和丙烯酸甲酯混合后搅拌2h，备用；
（2）乳液聚合乳化剂配制：将所述仲链烷基磺酸钠加水稀释至10份，备用；
（3）引发剂配制：将所述两种引发剂分别稀释至质量百分浓度为2%，备用；
（4）种子聚合反应：将去离子水32份、所述助剂、所述种子聚合乳化剂和所述衣康酸加入反应釜中，封釜，用氮气置换3次，抽真空，吸入占配制好单体总量5%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，以8kg/48h的速度连续泵入所述配制好的引发剂，控制反应温度为55℃，当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
（5）乳液聚合：以10h加完的速度连续泵入配制好的乳液聚合乳化剂、步骤1制得的剩余的混合单体，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束，加入适量微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃，保持1h，底阀微开，脱吸2h，然后加入0.1MPa的水蒸汽，得到共聚乳液；
（6）加碱中和至pH值为2.4，过滤，制得PVDC胶乳。

Claims (4)

1.一种烟膜专用PVDC涂布胶乳，其特征在于，由以下反应原料通过乳液聚合方式共聚而成，反应原料及其重量份为：
（1）单体混合物50份，所述单体混合物包括占混合单体质量总量的90-90.6%的偏二氯乙烯、占混合单体质量总量的9.0-9.6%的丙烯酸甲酯和占混合单体质量总量的0.3-0.4%的衣康酸；
（2）引发剂，所述引发剂包括：叔丁基过氧化氢0.04-0.12份和甲醛合次硫酸氢钠0.04-0.12份；
（3）种子乳化剂，所述种子乳化剂为仲链烷基磺酸钠0.04-0.05份；
（4）乳化剂，所述乳化剂为仲链烷基磺酸钠1.0-1.2份；
（5）助剂，所述助剂包括醋酸铵0.012-0.018份和氯化亚铁0.0004-0.0006份。
2.如权利要求1所述的PVDC胶乳的制备方法，其特征在于，通过种子乳液聚合法制备，具体制备步骤为：
（1）混合单体配制：将所述偏二氯乙烯和丙烯酸甲酯混合后搅拌2h，备用；
（2）乳液聚合乳化剂配制：将所述仲链烷基磺酸钠加水稀释至10份，备用；
（3）引发剂配制：将所述两种引发剂分别稀释至质量百分浓度为2%，备用；
（4）种子聚合反应：将去离子水或软水32份、所述助剂、所述种子聚合乳化剂和所述衣康酸加入反应釜中，封釜，用氮气置换3次，抽真空，吸入占配制好单体总量5%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，以8kg/48h的速度连续泵入所述配制好的引发剂，控制反应温度为55℃，当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
（5）乳液聚合：以10h加完的速度连续泵入配制好的乳液聚合乳化剂、剩余的混合单体，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束，加入适量微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃保持1h，底阀微开，脱吸2h，然后加入0.1MPa的水蒸汽，得到共聚乳液；
（6）加碱中和至pH值为2-2.5，制得PVDC胶乳。
3.一种如权利要求1所述的PVDC胶乳的应用，其特征在于，该PVDC胶乳用于烟膜。
4.涂覆根据权利要求1所述的PVDC胶乳涂布的烟膜。
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