CN107686706A - 一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶及制备方法 - Google Patents

一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶及制备方法，本发明以糯玉米淀粉为主体，分别经过酸解、乙酰化、氧化处理，胶体热稳定性变差，容易燃烧；以柠檬酸钾和酒石酸钾钠的混合粉体作为助燃剂添加到原料中，降低了卷烟纸中木浆纤维热解时的活化能，使其在较低温度下发生热解反应，促使卷烟炭化线后1cm范围内的卷烟纸的透气度发生明显变化，不仅加强卷烟烟气的稀释和扩散，同时在卷烟燃吸时，还提高了外界空气和烟支内小分子物质的扩散，促进卷烟纸周边烟丝燃烧，从而使卷烟主流烟气中的焦油和挥发性羰基化合物得以降低，制得的搭口胶胶液均匀一致、干燥速率快、粘结性能好，同时又具有消烟易燃功能。

Description

一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶及制备方法
技术领域
本发明涉及卷烟用胶粘剂技术领域，具体涉及一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶及制备方法。
背景技术
搭口胶主要用于烟支纵向接口处的粘接。为使烟支搭缝光滑，避免漏气、跑条等现象的发生，在粘接性能良好的前提下搭口胶还需具备胶液均匀一致、无结块、无气泡、无杂质和干燥速率快等特性。在卷烟胶中，搭口胶直接参与燃烧反应，对卷烟的静态燃烧速率、通风度、抽吸口数、主流和侧流烟气成分都有影响。卷烟烟气中的挥发性羰基化合物是烟气中的一类重要有害物质，这些挥发性羰基化合物(如甲醛、乙醛、丙醛、丙酮、丙烯醛、巴豆醛、丁酮和丁醛)是卷烟主流烟气中释放量较高的一类有害成分，释放量从几十到几百微克不等。动物实验表明，甲醛和乙醛均会引发鼻癌。因此，如何降低这些有害成分在卷烟烟气中的释放量，减少吸烟的危害，是个迫切的问题。
目前常用的方法是将助燃剂添加卷烟纸或烟丝，研究助燃剂对烟气焦油、烟碱和CO释放量的影响。而研究助燃剂在搭口胶中对烟气中羰基化合物释放量的影响鲜有报道。为此本发明添加一种合适的助燃剂于搭口胶中，以制备出一种对卷烟燃烧具有消烟易燃作用的的搭口胶。
现有技术中多以VAE（醋酸乙烯酯-乙烯共聚物）乳液作为搭口胶使用，但因VAE乳液来自于石油这种不可再生资源，同时VAE中不可避免的含有醋酸乙烯酯残留单体，越来越不满足搭口胶的环保要求。
发明内容
本发明的目的就是提供一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶及制备方法，以克服现有技术的不足。
本发明的目的是这样实现的：
一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶，其特征在于，以糯玉米淀粉为主体，分别经过酸解、乙酰化处理后，再加入一定量的助燃剂、氧化剂、糊化剂、交联剂及填充剂进行交联而成。
所述的助燃剂添加量为0.5-2wt.%，由柠檬酸钾和酒石酸钾钠按照质量比1∶1研磨混匀得到。
所述的氧化剂为过硫酸氢钾、双氧水、次氯酸钠中的一种或多种，添加量为淀粉用量的1.5-2.5wt.%，
所述的糊化剂为氢氧化钠，添加量为淀粉用量的1.85-2.95wt.%。
5、根据权利要求1所述的一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶，其特征在于，所述的交联剂添加量为淀粉用量的1-1.5wt.%，由三氯化铁和三偏磷酸钠按照质量比3.5∶0.5研磨混匀得到。
所述的填充剂添加量为淀粉用量的10-12wt.%，由碳酸钙、羧甲基纤维素按照质量比9.5∶0.5混合而成。
所述的一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将称好的糯玉米淀粉用去离子水配成浓度为50-55wt.%的淀粉乳液，水浴加热至40-45℃，加入8mol/L的盐酸酸解60-70min，将乳液中和至pH值为7，过滤、洗涤、干燥得酸解糯玉米淀粉；
（2）将酸解糯玉米淀粉用去离子水配成浓度为55-60wt.%的淀粉乳，水浴加热至25-30℃，加入无水硫酸钠保温搅拌10-15min，调节pH值至8-9，滴加乙酸酐并保持pH值恒定超声分散40-50min，将乳液中和至pH值为6-7，过滤、洗涤、干燥即得乙酰化酸解糯玉米变性淀粉；
（3）将乙酰化酸解糯玉米变性淀粉用去离子水配成浓度为20-30wt.%的淀粉乳液，加入氧化剂搅拌氧化10-15min，加入糊化剂搅拌混匀，冷糊化15-20min，调节pH值至7.5-8.5左右，再依次加入助燃剂、交联剂及填充剂搅拌至上机所需黏度，即得。
所述步骤（1）中盐酸的添加量为HCl质量占淀粉乳总质量的含量为2-3%，用2mol/L的氢氧化钠溶液将乳液中和至pH值为7。
所述步骤（2）中无水硫酸钠的添加量为淀粉乳用量的1.5-2%，用2mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值至8-9，滴加所述的乙酸酐用量为淀粉乳用量的6%，用稀盐酸将乳液中和至pH为6-7。
本发明有以下有益效果：本发明以糯玉米淀粉为主体，分别经过酸解、乙酰化、氧化处理，胶体热稳定性变差，容易燃烧；本发明以柠檬酸钾和酒石酸钾钠的混合粉体作为助燃剂添加到原料中制得的搭口胶，降低了卷烟纸中木浆纤维热解时的活化能，使其在较低温度下发生热解反应，促使卷烟炭化线后1cm范围内的卷烟纸的透气度发生明显变化，不仅加强卷烟烟气的稀释和扩散，同时在卷烟燃吸时，还提高了外界空气和烟支内小分子物质的扩散，促进卷烟纸周边烟丝燃烧，从而使卷烟主流烟气中的焦油和挥发性羰基化合物得以降低，利用本发明制得的搭口胶胶液均匀一致、干燥速率快、粘结性能好，同时又具有消烟易燃功能。
具体实施方式
一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶，其特征在于，以糯玉米淀粉为主体，分别经过酸解、乙酰化处理后，再加入一定量的助燃剂、氧化剂、糊化剂、交联剂及填充剂进行交联而成。
所述的助燃剂添加量为2wt.%，由柠檬酸钾和酒石酸钾钠按照质量比1∶1研磨混匀得到。
所述的氧化剂为过硫酸氢钾、双氧水、次氯酸钠中的一种或多种，添加量为淀粉用量的1.5wt.%，
所述的糊化剂为氢氧化钠，添加量为淀粉用量的1.85wt.%。
5、根据权利要求1所述的一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶，其特征在于，所述的交联剂添加量为淀粉用量的1.5wt.%，由三氯化铁和三偏磷酸钠按照质量比3.5∶0.5研磨混匀得到。
所述的填充剂添加量为淀粉用量的10wt.%，由碳酸钙、羧甲基纤维素按照质量比9.5∶0.5混合而成。
所述的一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将称好的糯玉米淀粉用去离子水配成浓度为50-55wt.%的淀粉乳液，水浴加热至40-45℃，加入8mol/L的盐酸酸解60-70min，将乳液中和至pH值为7，过滤、洗涤、干燥得酸解糯玉米淀粉；
（2）将酸解糯玉米淀粉用去离子水配成浓度为55-60wt.%的淀粉乳，水浴加热至25-30℃，加入无水硫酸钠保温搅拌10-15min，调节pH值至8-9，滴加乙酸酐并保持pH值恒定超声分散40-50min，将乳液中和至pH值为6-7，过滤、洗涤、干燥即得乙酰化酸解糯玉米变性淀粉；
（3）将乙酰化酸解糯玉米变性淀粉用去离子水配成浓度为20-30wt.%的淀粉乳液，加入氧化剂搅拌氧化10-15min，加入糊化剂搅拌混匀，冷糊化15-20min，调节pH值至7.5-8.5左右，再依次加入助燃剂、交联剂及填充剂搅拌至上机所需黏度，即得。
所述步骤（1）中盐酸的添加量为HCl质量占淀粉乳总质量的含量为3%，用2mol/L的氢氧化钠溶液将乳液中和至pH值为7。
所述步骤（2）中无水硫酸钠的添加量为淀粉乳用量的1.5%，用2mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值至8-9，滴加所述的乙酸酐用量为淀粉乳用量的6%，用稀盐酸将乳液中和至pH为6-7。

Claims (9)

1.一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶，其特征在于，以糯玉米淀粉为主体，分别经过酸解、乙酰化处理后，再加入一定量的助燃剂、氧化剂、糊化剂、交联剂及填充剂进行交联而成。
2.根据权利要求1所述的一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶，其特征在于，所述的助燃剂添加量为0.5-2wt.%，由柠檬酸钾和酒石酸钾钠按照质量比1∶1研磨混匀得到。
3.根据权利要求1所述的一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶，其特征在于，所述的氧化剂为过硫酸氢钾、双氧水、次氯酸钠中的一种或多种，添加量为淀粉用量的1.5-2.5wt.%。
4.根据权利要求1所述的一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶，其特征在于，所述的糊化剂为氢氧化钠，添加量为淀粉用量的1.85-2.95wt.%。
5.根据权利要求1所述的一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶，其特征在于，所述的交联剂添加量为淀粉用量的1-1.5wt.%，由三氯化铁和三偏磷酸钠按照质量比3.5∶0.5研磨混匀得到。
6.根据权利要求1所述的一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶，其特征在于，所述的填充剂添加量为淀粉用量的10-12wt.%，由碳酸钙、羧甲基纤维素按照质量比9.5∶0.5混合而成。
7.根据权利要求1所述的一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将称好的糯玉米淀粉用去离子水配成浓度为50-55wt.%的淀粉乳液，水浴加热至40-45℃，加入8mol/L的盐酸酸解60-70min，将乳液中和至pH值为7，过滤、洗涤、干燥得酸解糯玉米淀粉；
（2）将酸解糯玉米淀粉用去离子水配成浓度为55-60wt.%的淀粉乳，水浴加热至25-30℃，加入无水硫酸钠保温搅拌10-15min，调节pH值至8-9，滴加乙酸酐并保持pH值恒定超声分散40-50min，将乳液中和至pH值为6-7，过滤、洗涤、干燥即得乙酰化酸解糯玉米变性淀粉；
（3）将乙酰化酸解糯玉米变性淀粉用去离子水配成浓度为20-30wt.%的淀粉乳液，加入氧化剂搅拌氧化10-15min，加入糊化剂搅拌混匀，冷糊化15-20min，调节pH值至7.5-8.5左右，再依次加入助燃剂、交联剂及填充剂搅拌至上机所需黏度，即得。
8.根据权利要求7所述的一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中盐酸的添加量为HCl质量占淀粉乳总质量的含量为2-3%，用2mol/L的氢氧化钠溶液将乳液中和至pH值为7。
9.根据权利要求7所述的一种具有消烟易燃功能的改性淀粉搭口胶的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中无水硫酸钠的添加量为淀粉乳用量的1.5-2%，用2mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值至8-9，滴加所述的乙酸酐用量为淀粉乳用量的6%，用稀盐酸将乳液中和至pH为6-7。
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