CN107502240A - 一种具有吸附过滤效果的烟草薄片用胶粘剂及制备方法 - Google Patents

一种具有吸附过滤效果的烟草薄片用胶粘剂及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有吸附过滤效果的烟草薄片用胶粘剂及制备方法，以醋酸乙烯为主要共聚单体，引入丙烯酸丁酯参与共聚，提高乳液的抗冻性；添加丙烯酸作为功能性单体，提高乳液的粘结强度，并利用保护胶体聚乙烯醇1799的乳化性保证乳液的稳定性，并用无甲醛的水性聚氨酯交联剂PCL‑2作为交联剂，与烟丝表面的羟基以化学键的形成在烟丝表面交联成网状大分子，提高了乳液的耐水性和胶的粘结强度；以酒石酸钠和柠檬酸钾为活化剂改性制得的丝瓜络活性炭作为填充剂，不仅提高了胶黏剂乳液对卷烟主流烟气有害物质的吸附过滤，还提高了烟丝的燃烧性能，制得烟草薄片用胶黏剂环保无毒、粘结强度高、耐水防潮、燃烧性能好、吸附过滤性佳。

Description

一种具有吸附过滤效果的烟草薄片用胶粘剂及制备方法
技术领域
本发明涉及卷烟用胶粘剂技术领域，具体涉及一种具有吸附过滤效果的烟草薄片用胶粘剂及制备方法。
背景技术
烟丝是构成卷烟的主体，为降低卷烟成本，除了在烟丝表面添加助燃剂等添加剂以改进其燃烧性能外，目前还常用烟草薄片切成丝填充在烟丝中替代部分烟丝使用。烟草薄片又称重组烟叶、均质烟叶，主要由烟末、碎片、烟梗或低次烟叶加入胶粘剂和其他添加剂等组成，现已广泛用作卷烟原料。
在烟草薄片技术中，粘合剂不仅对烟草及其它组分起粘接作用，而且烟草薄片的抗张强度、柔韧性、弹性、燃烧性、吃味特征等都与粘合剂的性质有关。目前多采用羧甲基纤维素的钠盐，溶于水后由于其分子中羧基的取代度不同，分成不同粘度范围的几个等级。用羧甲基纤维素成型的薄片虽机械性能好，但强度、耐破度不够，加工时易造碎，因而不适用于高速卷烟机。同时，羧甲基纤维素成型的薄片燃烧性略差，会产生轻微的非烟草纤维素杂气等，影响吃味质量。
醋酸乙烯乳液一般指聚醋酸乙烯类乳液，是以醋酸乙烯为单体，水为分散介质，进行乳液聚合而得，具有胶黏强度较高、耐破度高、固化速度较快、使用方便、价格便宜、无毒安全、无环境污染等特点，将其用于烟草薄片胶粘剂使用的报道较少，而且传统的醋酸乙烯乳液用于烟草薄片胶粘剂使用存在易吸潮、燃烧性差、吸附过滤效果差，进而影响卷烟的吃味质量。
发明内容
本发明的目的就是提供一种具有吸附过滤效果的烟草薄片用胶粘剂及制备方法，以克服现有技术的不足。
本发明的目的是这样实现的：
一种具有吸附过滤效果的烟草薄片用胶粘剂，其特征在于，所述的胶粘剂以醋酸乙烯、丙烯酸丁酯为共聚单体，丙烯酸为功能性单体，加入交联剂、填充剂、引发剂及聚乙烯醇1799，采用无皂乳液聚合合成了自交联型的醋酸乙烯酯乳液；其中所述的填充剂为活化丝瓜络活性炭。
按照重量百分比，所述的醋酸乙烯用量为28-30%，丙烯酸丁酯用量为12-15%，丙烯酸用量为2-3%，交联剂用量为4-6%，填充剂用量为5-8%，引发剂用量为0.4-0.6%，聚乙烯醇1799用量为2-3%。
所述的交联剂为水性聚氨酯交联剂PCL-2，引发剂为过硫酸钾。
所述的活化丝瓜络活性炭的制备方法为：
（1）将丝瓜络去籽，清洗，烘干并粉碎至粒径5mm左右，用质量浓度为40%的酒石酸钠溶液在75℃浸泡12小时；
（2）将上述物料过滤，于60-65℃下烘干后置于箱式气氛炉中，在氮气保护下，以10℃/min速度升温至450-460℃，保温1-2小时；
（3）停止加热取出冷却至室温，用质量浓度为10%的柠檬酸钾溶液在75℃浸泡12小时，过滤，用纯水洗至中性，缓慢煮沸5min，过滤，110℃烘干，得到活化丝瓜络活性炭。
所述的一种具有吸附过滤效果的烟草薄片用胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取活化丝瓜络活性炭和去离子水，按照固液比1∶5超声分散混匀，得活化丝瓜络活性炭悬浮液；
（2）将引发剂用去离子水配制成质量分数为8-10%的引发剂溶液；
（3）将聚乙烯醇1799和去离子水按照质量比（15-17）∶（350-370）搅拌混匀，加热升温至90℃使之完全溶解，再降温至70℃，调节pH值至8，在搅拌下加入1/3引发剂，并加入1/2醋酸乙烯单体保温反应至体系出现蓝色荧光后，开始滴加由剩余1/2的醋酸乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯酸组成的混合单体，约在2h内滴完并加入1/3引发剂继续反应30min，然后加入交联剂、步骤（1）物料及剩余引发剂，继续搅拌30min后出料。
本发明有以下有益效果：本发明以醋酸乙烯为主要共聚单体，引入丙烯酸丁酯参与共聚，其柔性长链结构的酯基使聚合物大分子支化程度增加，共聚后可降低乳液的玻璃化转变温度，使分子链的运动能力增强，改进胶膜的柔韧性，伸长率增加，提高乳液的抗冻性；添加丙烯酸作为功能性单体，具有内交联作用，能强化共聚醋酸乙烯大分子与保护胶体的相互作用，使醋酸乙烯乳液中引入极性羧基，产生空间障碍，并具有内增塑作用，提高乳液的粘结强度，并利用保护胶体聚乙烯醇1799的乳化性来保证乳液的稳定性，并用无甲醛的水性聚氨酯交联剂PCL-2作为交联剂，与烟丝表面的羟基以化学键的形成在烟丝表面交联成网状大分子，提高了乳液的耐水性和胶的粘结强度以及稳定性；以酒石酸钠和柠檬酸钾为活化剂改性制得的丝瓜络活性炭作为填充剂，不仅提高了胶黏剂乳液对卷烟焦油、一氧化碳等主流烟气有害物质的吸附过滤，将其用于烟草薄片的粘结使用还提高了烟丝的燃烧性能，本发明制得烟草薄片用胶黏剂环保无毒、粘结强度高、耐水防潮、燃烧性能好、吸附过滤性佳。
具体实施方式
一种具有吸附过滤效果的烟草薄片用胶粘剂，其特征在于，所述的胶粘剂以醋酸乙烯、丙烯酸丁酯为共聚单体，丙烯酸为功能性单体，加入交联剂、填充剂、引发剂及聚乙烯醇1799，采用无皂乳液聚合合成了自交联型的醋酸乙烯酯乳液；其中所述的填充剂为活化丝瓜络活性炭。
按照重量百分比，所述的醋酸乙烯用量为30%，丙烯酸丁酯用量为12%，丙烯酸用量为2%，交联剂用量为6%，填充剂用量为5%，引发剂用量为0.4%，聚乙烯醇1799用量为3%。
所述的交联剂为水性聚氨酯交联剂PCL-2，引发剂为过硫酸钾。
所述的活化丝瓜络活性炭的制备方法为：
（1）将丝瓜络去籽，清洗，烘干并粉碎至粒径5mm左右，用质量浓度为40%的酒石酸钠溶液在75℃浸泡12小时；
（2）将上述物料过滤，于60-65℃下烘干后置于箱式气氛炉中，在氮气保护下，以10℃/min速度升温至450-460℃，保温1-2小时；
（3）停止加热取出冷却至室温，用质量浓度为10%的柠檬酸钾溶液在75℃浸泡12小时，过滤，用纯水洗至中性，缓慢煮沸5min，过滤，110℃烘干，得到活化丝瓜络活性炭。
所述的一种具有吸附过滤效果的烟草薄片用胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取活化丝瓜络活性炭和去离子水，按照固液比1∶5超声分散混匀，得活化丝瓜络活性炭悬浮液；
（2）将引发剂用去离子水配制成质量分数为8-10%的引发剂溶液；
（3）将聚乙烯醇1799和去离子水按照质量比（15-17）∶（350-370）搅拌混匀，加热升温至90℃使之完全溶解，再降温至70℃，调节pH值至8，在搅拌下加入1/3引发剂，并加入1/2醋酸乙烯单体保温反应至体系出现蓝色荧光后，开始滴加由剩余1/2的醋酸乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯酸组成的混合单体，约在2h内滴完并加入1/3引发剂继续反应30min，然后加入交联剂、步骤（1）物料及剩余引发剂，继续搅拌30min后出料。

Claims (5)

1.一种具有吸附过滤效果的烟草薄片用胶粘剂，其特征在于，所述的胶粘剂以醋酸乙烯、丙烯酸丁酯为共聚单体，丙烯酸为功能性单体，加入交联剂、填充剂、引发剂及聚乙烯醇1799，采用无皂乳液聚合合成了自交联型的醋酸乙烯酯乳液；其中所述的填充剂为活化丝瓜络活性炭。
2.根据权利要求1所述的一种具有吸附过滤效果的烟草薄片用胶粘剂，其特征在于，按照重量百分比，所述的醋酸乙烯用量为28-30%，丙烯酸丁酯用量为12-15%，丙烯酸用量为2-3%，交联剂用量为4-6%，填充剂用量为5-8%，引发剂用量为0.4-0.6%，聚乙烯醇1799用量为2-3%。
3.根据权利要求1所述的一种具有吸附过滤效果的烟草薄片用胶粘剂，其特征在于，所述的交联剂为水性聚氨酯交联剂PCL-2，引发剂为过硫酸钾。
4.根据权利要求1所述的一种具有吸附过滤效果的烟草薄片用胶粘剂，其特征在于，所述的活化丝瓜络活性炭的制备方法为：
（1）将丝瓜络去籽，清洗，烘干并粉碎至粒径5mm左右，用质量浓度为40%的酒石酸钠溶液在75℃浸泡12小时；
（2）将上述物料过滤，于60-65℃下烘干后置于箱式气氛炉中，在氮气保护下，以10℃/min速度升温至450-460℃，保温1-2小时；
（3）停止加热取出冷却至室温，用质量浓度为10%的柠檬酸钾溶液在75℃浸泡12小时，过滤，用纯水洗至中性，缓慢煮沸5min，过滤，110℃烘干，得到活化丝瓜络活性炭。
5.根据权利要求1所述的一种具有吸附过滤效果的烟草薄片用胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取活化丝瓜络活性炭和去离子水，按照固液比1∶5超声分散混匀，得活化丝瓜络活性炭悬浮液；
（2）将引发剂用去离子水配制成质量分数为8-10%的引发剂溶液；
（3）将聚乙烯醇1799和去离子水按照质量比（15-17）∶（350-370）搅拌混匀，加热升温至90℃使之完全溶解，再降温至70℃，调节pH值至8，在搅拌下加入1/3引发剂，并加入1/2醋酸乙烯单体保温反应至体系出现蓝色荧光后，开始滴加由剩余1/2的醋酸乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯酸组成的混合单体，约在2h内滴完并加入1/3引发剂继续反应30min，然后加入交联剂、步骤（1）物料及剩余引发剂，继续搅拌30min后出料。
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