CN104945824A - 一种可剥离胶姆基糖胶基 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可剥离胶姆基糖胶基，按重量分数计，包括1％～50％的内聚核心材料。内聚核心材料为嵌段共聚物、或者所述嵌段共聚物的加氢合成物。嵌段共聚物中非极性芳烃聚合物或者非极性芳烃同系物聚合物的玻璃化温度均为100℃～130℃。本发明的有益效果：高内聚强度的核心材料，本身有极高的内聚强度，它分子结构中又存在与橡胶树脂等胶基常用配料之间有类似的分子结构和良好的互溶性，把胶基中其它配料凝集在一起，产生强大的内聚强度，能形成氢键等强的结合力或者常温下产生固化结晶，以能配制成易剥离口香糖胶基。解决了目前口香糖、泡泡糖残渣存在的难以处理的棘手问题。并且可按市场及人群口感要求复配出各类易剥离胶基。

Description

一种可剥离胶姆基糖胶基

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种可剥离胶姆基糖胶基。

背景技术

人类通过咀嚼胶质类物质作为休闲、保健的生活方式已有数百年历史。直到二十世纪中期以后，通过利用各种生物的和人工合成的材料实现规模化生产，典型的泡泡糖、口香糖的问世，使胶姆基糖成为商品市场和人民生活中不可或缺的一大门类休闲食品，更因为其具有的休闲、娱乐、保健的功能为广大人群所喜爱，也成为人们生活质量的表征之一。但是胶姆基糖(包括口香糖、泡泡糖及各种功能性胶基糖)咀嚼残渣，由于人们文明和环保意识的薄弱，随便吐弃而产生的环境污染已是它的最大诟病。2007年5月黄金周期间，产生了震惊全国的“口香糖残渣污染天安门广场事件”，成为社会关注热点。由于目前市供的各类胶姆基糖的胶基对地面、纺织品等几乎大部分生活用品具有很强的粘附性，因此很难剥离。有报导从地面清除一块口香糖的残渣需动铲30下，刷100次，历时1分多钟。而在纺织品等材料上更是用一般物理、机械办法难以清除，重要的地方需用每公斤近200元(RMB)的特殊溶剂清洗。可以说胶姆基糖残渣的清理成为一个极为棘手的环境问题。

所述的残渣主要为胶姆基糖的胶基。剖析胶基的成分，早期人们使用从树上采割的各类胶质，例如糖胶树胶、杜仲胶、松香胶等制作胶基。在二次大战后，高分子合成材料工业有了长足的发展，胶基的配方也经长期研究开发得到了市场广泛认可的各类胶基品种。胶基原材料也转为合成材料为主，而不同品种的胶基，其经典材料几乎都由以下成分组成：

橡胶：包括天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶有巴拉塔树胶、节路顿胶、来开欧胶、芡茨棕树胶、糖胶树胶、天然橡胶(乳胶固形物)等；合成橡胶有丁苯橡胶(SBR)、聚丁烯、聚乙烯、聚异丁烯、异丁烯和异戊二烯共聚物(丁基橡胶)。

树脂：包括天然材料加工树脂和合成树脂。前者包括松香类树脂、部分氢化松香类树脂、部分二聚松香类树脂、部分氢化松香季戊四醇酯、部分氢化松香甲酯等。合成树脂主要有聚醋酸乙烯酯(PVAC)、萜烯树脂等。

蜡类：包括天然生物蜡和矿物提炼或合成蜡。前者有巴西棕榈蜡、蜂蜡、小烛树蜡，后者包括石蜡、石油石蜡、费托蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡。

乳化剂和软化剂：包括有脂肪酸甘油酯、甘油、卵磷脂、果胶、明胶、氢化油、硬脂酸盐。

抗氧剂，如苯甲酸钠、BHA、BHT、维E等。

填充剂：滑石粉、碳酸钙等。

从以上前三大类胶基基础原材料看，橡胶是由非极性烃类或芳香烃组成，具有强的内聚力，而树脂均由强极性或易产生诱导力分子结构组成，蜡是典型的非极性饱和烃，三者相混时，需借助表面活性材料为媒介(例如增塑剂)才能达到完善的互溶，互相形成强化学结合机会较小，因此内聚强度低。再从结晶角度考虑，橡胶分子大部分的玻璃化温度都在零度以下，硫化后，由于网状结构，可以固化，具有强的内聚力，但与树脂分子间不能共结晶；从树脂来讲，像萜烯树酯玻璃化温度大于70℃，但由于其它非极性配料分子的存在，阻止了其分子链段自由运动的机会，难以规整排列而结晶，所以在它玻璃化温度以下也不能结晶。

在胶基配方中，树脂由于其强的极性或高分子量，对内它将各种配料粘合在一起，对外与被粘物接触时，显示为强的粘合性，即表面张力大，但由于各配料之间结合力差，即内聚力差小，也可表征为持粘力低，所以剥离时，胶层分裂，有较多残渣粘着在各种材料上。

目前市售的各种胶姆基糖的胶基配料均涵盖在上述材料范围内。特别是前三大类材料是胶基配方的核心，也是配方中含比最多决定胶基性质的基本材料。用量最多的有丁苯橡胶、丁基橡胶、聚丁烯、聚醋酸乙烯酯、萜烯树脂、松香及其衍生物树脂和食品石蜡，微晶蜡，这些材料赋予胶基弹性、可塑性、粘性、润滑性、咀嚼性及良好口感等性能。但美中不足的是以上材料复配的胶基由于如聚醋酸乙烯酯

松香类树脂具有大量极性基因，初粘性好，但内聚力差，对各类材料有极强的粘合性，而自身的内聚强度不够，所形成的胶基残渣无法从各类建材和日常用品上剥离。

根据以上分析，要解决胶基的可剥离，需要选择这样的材料：在一定温度和机械力(人的咀嚼)条件下，可以软化、可以塑化，但温度降到室温时，胶基分子内部可形成较强的化学结合，或者形成结晶。前者使胶基具有强的内聚力，后者因结晶而失去粘性，这样就可以胶层不破坏、不残留而易于剥离。按以上分析，就目前各种胶基原材料，不管以什么比例复配，难以达到此目的要求。

发明内容

本发明的目的之一是为了弥补现有技术的不足，提供一种剥离性较强的可剥离胶姆基糖胶基。

本发明实现其目的采用的技术方案是：

一种可剥离胶姆基糖胶基，包括橡胶、树脂和助剂，按重量分数计，还包括1％～50％的内聚核心材料。

作为优选的技术方案：所述内聚核心材料为嵌段共聚物、或者所述嵌段共聚物的加氢合成物。

作为优选的技术方案：所述嵌段共聚物为线型结构嵌段共聚物、星形结构嵌段共聚物、或者高支化度嵌段共聚物中的任意一种。

作为优选的技术方案：所述嵌段共聚物的重量分数为5％～50％。

作为优选的技术方案：所述嵌段共聚物中的单体为两种，其中一种单体为非极性芳烃或者非极性芳烃同系物，另一种单体为非极性脂肪族二烯烃或者非极性脂肪族二烯烃同系物。

作为优选的技术方案：所述非极性芳烃为苯乙烯、甲基苯乙烯或者苯二乙烯中的任意一种。

作为优选的技术方案：所述非极性脂肪族二烯烃为丁二烯、异戊二烯或者己二烯中的任意一种。

作为优选的技术方案：所述嵌段共聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或者苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物；所述嵌段共聚物的加氢合成物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物加氢合成物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物加氢合成物、或者苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物加氢合成物中的任意一种。

作为优选的技术方案：所述非极性芳烃聚合物或者非极性芳烃同系物聚合物的玻璃化温度均为100℃～130℃。更优选的是：所述非极性芳烃聚合物或者非极性芳烃同系物聚合物的玻璃化温度均为110℃～120℃。

作为优选的技术方案：所述树脂为带苯环结构的食品级树脂中的任意一种。优选的是：所述树脂为萜烯树脂或者松香类树脂。

作为优选的技术方案：所述橡胶为丁苯橡胶，丁基橡胶或聚异丁烯橡胶中的任意一种

本发明只选用带苯环结构的食品级树脂，尤其是萜烯树脂或者松香类树脂，因为此类树脂的玻璃化温度较高，且都高于常温，例如松香类树脂(Tg35～45℃)和萜烯树脂(Tg70℃左右)。而本发明选用的橡胶与非极性脂肪族二烯烃的结构十分相似，具有很好的相容性，由于双键的诱导作用，两者间有良好的色散力，能很好的耦合。

典型的非极性芳烃或者非极性芳烃同系物包括苯乙烯及其同系物，例如甲基苯乙烯、乙基苯乙烯等。所述的非极性脂肪族二烯烃包括各类二烯烃，典型的如丁二烯、异戊二烯、也可以是更高分子量的二烯烃。

本发明的嵌段共聚物中，聚苯乙烯及其同系物链段和聚二烯烃链段明显形成两相结构，非极性脂肪族二烯烃链段为连续相，具有橡胶的特性；而非极性芳烃链段为分相散，具有典型的塑料性能，两相互不相容，并且二个嵌段各有自己的玻璃化温度。

例如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)，其高分子链由两端较刚硬的聚苯乙烯链段和中间较柔软的聚异戊二烯嵌段组成，两种嵌段之间缺乏足够的相容性，因此聚苯乙烯末端嵌段聚集成较硬的分散相(微区)，聚异戊二烯嵌段形成连续相，其中，聚苯乙烯微区起到交联点作用，形成类似硫化橡胶相似的网络结构，因此聚合物具有橡胶的性能，而当温度升高时，由于聚苯乙烯软化和可塑性，网状结构弱化，延展性，可塑性提高，赋于它用于胶基的良好咀嚼性，此外，化学组成上的直链烃和芳烃结构，使它具备了良好的配伍特性，和胶基各类原材料(它们大部分有直链烃和芳烃结构)，均有很好的相容性。另一个特点，是分离的两相结构，使嵌段聚合物有两个玻璃化温度，其中聚异戊二烯嵌段的玻璃化温度为-45℃(Tg1)，聚苯乙烯嵌段的玻璃化温度为111℃(Tg2)，正因为它们这样的结构出现了一些独特的性能，随温度升高，聚苯乙烯结晶破坏，分子间可自由滑动，材料软化、可塑性提高、易拉伸，使所配制胶基具备的弹性和咀嚼性；当温度降低时，刚硬的聚苯乙烯分子聚集成硬的微区，相当于橡胶分子硫化的节点，整个体系成网状结构，有典型的橡胶性质。

至于可剥离性，从分子结构来解释，常规口香糖、泡泡糖主要的粘性材料是树脂，如聚醋酸乙烯酯(Tg29℃)、松香类树脂(Tg35～45℃)、萜烯树脂(Tg70℃左右)，这些树脂的共同特点是有较强的极性基团，因此对各类无机、有机材料均有强的附着力。复配后它们原有的玻璃化温度由于其它分子的混入，常温下很难结晶，而且各种配料之间是物理混合，配料中橡胶成分的内聚强度不能共享，所以在粘到一般材料上剥离时胶可撕裂，而粘在被粘材料上很难剥离，例如吐在地面上的口香糖残渣，在太阳烘烤下软化并以较强粘附力粘着于接触物表面，即使冷却到室温，因为无法结晶而成粘弛态顽固的附着，无法清除。而在胶基配方中加入高内聚强度的核心材料，能产生强大的内聚强度，产生固化结晶，以能配制成易剥离口香糖胶基。例如聚苯乙烯嵌段在常温范围会产生结晶，而配方中加入树脂，如果结构与本材料中苯乙烯相似、具有良好的互溶性，则在聚苯乙烯嵌段冷却结晶时(其玻璃化温度>100℃)，这些树脂分子就可以与聚苯乙烯产生共结晶作用，而只要所用树脂的玻璃化温度在室温之上，那它们就可能随着聚苯乙烯而形成玻璃化结晶，就失去了对各类材料的粘附性能。至于配方中蜡类等其它材料，本身不具粘性，冷却硬化后整个胶基就很易从各粘附物表面剥离。例如萜烯树脂，与苯乙烯分子结构极其相似，两者π键可产生共轭作用，当温度降低时，聚苯乙烯先产生结晶，而萜烯分子就在聚苯乙烯结晶旁聚集，在低于萜烯树酯玻璃化温度时，形成有效的共结晶。这种情况下，内聚能增加，作为对被粘物最有粘附性的初粘材料-萜烯树脂，因结晶失去了粘性，因此可解释该胶基的易剥离性。

本发明配置成的胶基，由于聚苯乙烯相高玻璃化温度产生结晶，起到交联点作用和与相似结构树脂的共结晶作用，使其具有强的内聚力，可以内聚而使胶基脱离被粘表面，因此可制成易剥离胶基。

本发明具有的有益效果：

高内聚强度的核心材料，本身有极高的内聚强度，它分子结构中又存在与橡胶树脂等胶基常用配料之间有类似的分子结构和良好的互溶性，把胶基中其它配料凝集在一起，产生强大的内聚强度，能形成氢键等强的结合力或者常温下产生固化结晶，以能配制成易剥离口香糖胶基。解决了目前口香糖、泡泡糖残渣存在的难以处理的棘手问题。并且可按市场及人群口感要求复配出各类易剥离胶基。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅仅局限于实施例。

实施例1

复配的胶基配方如下：

SIS中苯乙烯相的玻璃化温度为110℃。

SIS为星形结构的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段聚合物，且属于A-B-A型结构，以上胶基咀嚼口感尚可，不粘牙。

实施例2

复配的胶基配方如下：

SIS中苯乙烯相的玻璃化温度为110℃。

SIS为线型结构的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段聚合物，口感比胶基1号偏硬，略粘牙。

实施例3

复配的胶基配方如下：

其中SIBIS为苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其中苯乙烯相的玻璃化温度为111℃。

口感一般，较硬。

实施例4

复配的胶基配方如下：

SBS为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，且为线型结构嵌段共聚物，其中苯乙烯相的玻璃化温度为105℃。分子结构如下：

其中x1、x2、y1、y2均为大于零的整数，表征该类单体分子重复连接的数目。

实施例5

复配的胶基配方如下：

SEBS为SBS的加氢合成物，也是线型结构嵌段共聚物，其中苯乙烯嵌段的玻璃化温度为115℃，分子结构为：

咀嚼口感尚可，相比实施例2略硬。

实施例6

复配的胶基配方如下：

(SB)nR为星型结构的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，是通过偶联剂(例如SiCl4)将SBS直链分子之间产生交联，得到星型结构嵌段共聚物，其中苯乙烯相的玻璃化温度为100℃，表示为(SB)nR，其结构式为：

其中n、m1、m2、x均为大于0的整数，M为偶联剂中正离子，Y为氢原子(0或1)。其余如SIS等结构按此类推。

咀嚼口感尚可，偏硬。

实施例7

复配的胶基配方如下：

PEI为苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物，其中苯乙烯嵌段的玻璃化温度为115℃。

咀嚼口感尚可，不粘牙。

实施例8

复配的胶基配方如下：

SDIDS是苯乙烯-丁二烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物，也是线型结构，属于A-C-B-C-A型。

咀嚼口感尚可，相比实施例2略硬。

实施例9

复配的胶基配方如下：

(SB)nR为星型结构的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，是通过偶联剂(例如SiCl4)将SBS直链分子之间产生交联，得到星型结构，表示为(SB)nR，其结构式为：

其中n、m1、m2、x均为大于0的整数，M为偶联剂中正离子，Y为氢原子(0或1)。其余如SIS等结构按此类推。

咀嚼口感尚可，偏硬。

实施例10

复配的胶基配方如下：

MSIMS为甲基苯乙烯-异戊二烯-甲基苯乙烯嵌段共聚物，其中聚甲基苯乙烯相的玻璃化温度125℃。

口感较硬，不粘牙。

实施例11

复配的胶基配方如下：

苯二乙烯-己二烯-苯二乙烯嵌段共聚物中，苯二乙烯相的玻璃化温度130℃。

不粘牙。

检测：

与市售益达口香糖、大大泡泡糖对比，测试-1，试验被粘材料有以下几种：

1)办公室打印纸；

2)表面较粗糙的木材；

3)表面粗糙铁块；

4)网纹布。

试验条件：将咀嚼过的各实施例配方的胶基、以及市场上现买的口香糖胶基、泡泡糖胶基放在温水60℃下浸泡软化，用力压到试验的被粘材料上，置烘箱中50℃烘烤8小时(模拟口香糖残渣在阳光下暴晒条件)，冷却到室温25℃左右，手工剥离结果如下表1所示：

表1各种胶基的剥离测试-1

测试-2，被粘材料为：

1)水泥块(表面粗糙)

2)花岗岩(较平滑)

试验条件，将咀嚼过的各实施例配方的胶基、以及市场上现买的口香糖胶基、泡泡糖胶基压粘到上述4种材料上，置烘箱50℃烘烤15小时，冷却到25℃左右，结果如下表2所示：

表2各种胶基的剥离测试-2

测试-3，被粘材料为几种地毯：1、网纹地毯，2、拉毛地毯，3、毛型地毯。

将咀嚼过的上述各实施例胶基配方进行试验，并以市场上现买的口香糖胶基和泡泡糖胶基作为对比试验组进行同样的试验，

试验条件，将各种胶基压粘在地毯上，40℃烘烤4小时，冷却到25度左右，试剥离结果如下表3所示：

表3各种胶基的剥离测试-3

由表1、表2和表3可知，通过加入嵌段共聚物之后，胶基的可剥离性得到了很大的提高。

以上实施例仅为配方个案，不限制在所述范围内，进一步的配方研究，可以在本发明所述材料基础上，发展很多有各种功能，各种口感的胶姆基糖胶基

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (12)

1.一种可剥离胶姆基糖胶基，包括橡胶、树脂和助剂，其特征在于，按重量分数计，还包括1％～50％的内聚核心材料。

2.根据权利要求1所述的一种可剥离胶姆基糖胶基，其特征在于，所述内聚核心材料为嵌段共聚物、或者所述嵌段共聚物的加氢合成物。

3.根据权利要求2所述的一种可剥离胶姆基糖胶基，其特征在于，所述嵌段共聚物为线型结构嵌段共聚物、星形结构嵌段共聚物、或者高支化度嵌段共聚物中的任意一种。

4.根据权利要求3所述的一种可剥离胶姆基糖胶基，其特征在于，所述嵌段共聚物中的单体为两种，其中一种单体为非极性芳烃或者非极性芳烃同系物，另一种单体为非极性脂肪族二烯烃、或者非极性脂肪族二烯烃同系物。

5.根据权利要求4所述的一种可剥离胶姆基糖胶基，其特征在于，所述非极性芳烃为苯乙烯、甲基苯乙烯或者苯二乙烯中的任意一种。

6.根据权利要求4所述的一种可剥离胶姆基糖胶基，其特征在于，所述非极性脂肪族二烯烃为丁二烯、异戊二烯或者己二烯中的任意一种。

7.根据权利要求4、5或6所述的一种可剥离胶姆基糖胶基，其特征在于，所述嵌段共聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或者苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物；所述嵌段共聚物的加氢合成物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物加氢合成物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物加氢合成物、或者苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物加氢合成物中的任意一种。

8.根据权利要求4所述的一种可剥离胶姆基糖胶基，其特征在于，所述非极性芳烃聚合物或者非极性芳烃同系物聚合物的玻璃化温度均为100℃～130℃。

9.根据权利要求8所述的一种可剥离胶姆基糖胶基，其特征在于，所述非极性芳烃聚合物或者非极性芳烃同系物聚合物的玻璃化温度均为110℃～120℃。

10.根据权利要求1所述的一种可剥离胶姆基糖胶基，其特征在于，所述树脂为带苯环结构的食品级树脂中的任意一种。

11.根据权利要求10所述的一种可剥离胶姆基糖胶基，其特征在于，所述树脂为萜烯树脂或者松香类树脂。

12.根据权利要求1所述的一种可剥离胶姆基糖胶基，其特征在于，所述橡胶为丁苯橡胶，丁基橡胶或聚异丁烯橡胶中的任意一种。