CN112574694A - 一种广适性包装胶添加剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种广适性包装胶添加剂及其应用，涉及胶粘剂领域，本发明仅采用常规的二丙二醇二苯甲酸酯、聚硅氧烷、聚醚硅氧烷和5‑氯‑2‑甲基‑2H‑异噻唑‑3‑酮和2‑甲基‑3(2H)‑异噻唑啉酮的混合物即可使VAE乳液为基体的包装胶适用于多种材质的包装材料，尤其适用于防伪激光喷铝纸、激光全息转移纸、BOPP激光彩虹卡纸、PET激光彩虹卡纸和铝箔复合卡纸等表面有铝箔、BOPP或PET层的包装，更适用于软包硬化折叠表弹力较大，细支烟盒有效粘接面积较小等包装，解决了目前使用VAE乳液为基体的包装胶存在的粘接材质受限、耐低温性能差、粘接性能较低等的技术问题。

Description

一种广适性包装胶添加剂及其应用
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域，尤其涉及一种适用范围广的卷烟包装胶及其制备方法。
背景技术
烟用包装胶醋酸乙烯-乙烯(VAE)乳液是卷烟包装的重要材料之一，主要用于粘接小盒商标纸、条盒纸和封签纸等包装材料。其用量占烟用材料的比例较小，但对卷烟的包装质量影响较大，既影响其他烟用材料的消耗，也影响卷烟的生产效率。随着卷烟工业的不断发展，包装机的生产速率大幅提高，先后引进了意大利GD和德国FOCKE公司的包装机，引进GD公司的机型包括GD X1、X2、X6和H1000，FOCKE公司的机型包括350、700、F5和F8等设备，包装机的生产速度由200包/分钟提高到500包/分钟以上，最高达到1000包/分钟，包装速度的进一步提升，对烟用包装胶的上机适应性、稳定性、提出了更高的要求，而且，随着印刷技术的发展，烟盒包装材料更加多样化，出现了表面更为光滑的防伪激光喷铝纸、激光全息转移纸、BOPP激光彩虹卡纸、PET激光彩虹卡纸和铝箔复合卡纸等，导致烟用包装胶很难在表面铺展和渗透，另一方面，烟盒的包装形式趋于多样化，包括硬盒、软盒、软包硬化和细支烟等，新包装盒的使用对包装胶也提出了挑战，例如，细支烟盒有效粘接面积较小，软包硬化折叠表弹力较大，粘结折叠边易弹开，可见，随着科技的发展，烟草行业对包装胶的应用性能要求也不断提高，但目前包装胶难以满足上述需求。
例如中国专利文献CN103059778B，通过向VAE乳液中加入柠檬酸三丁酯或环氧大豆油，采用氨基树脂对聚乙烯醇进行封端，得到环保包装胶，但是该包装胶润湿性差，对印刷复杂的包装盒不能很好的铺展并渗透，粘接力差；而且工艺复杂，合成反应较难控制；再例如，中国专利文献CN105111974A，先用醋酸乙烯酯同丙烯酸类的单体发生共聚反应，然后加入各种助剂混合而成，但是该方法采用有毒性的壬基酚聚氧乙烯醚作为表面活性剂，且工艺复杂，合成反应难以控制，所的VOC含量较高，不能满足环保要求，制得的包装胶初粘力较低，对于高机速的包装机难以适应；再例如，中国专利文献CN104231979A公开的一种自聚低残单醋丙型水性包装胶通过不同配比的丙烯酸酯类单体与醋酸乙烯酯单体，调整产品的玻璃化温度和粘接强度，并采用叔丁基过氧化氢和亚硫酸氢钠引发体系使残留的醋酸乙烯酯单体降至300pm，但是该方法工艺复杂，合成反应产率较低，产物中残留丙烯酸酯单体较多，难以剔除，总VOC含量偏高。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种广适性包装胶添加剂，通过将本发明提供的广适性包装胶添加剂加入到VAE和聚乙烯醇水溶液中，即可得到适用于多种包装材料，且耐低温性能差、粘接性能较低的包装胶。
为实现本发明的技术目的，本发明提供的一种广适性包装胶添加剂，按重量份计，包括：二丙二醇二苯甲酸酯5-10份；聚硅氧烷0.1-0.5；聚醚硅氧烷0.1-0.5；5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮和2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮的混合物0.1-0.5。
优选的，按重量份计，所述广适性包装胶添加剂包括二丙二醇二苯甲酸酯6-9份；聚硅氧烷0.2-0.4；聚醚硅氧烷0.2-0.4；5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮和2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮的混合物0.2-0.4。
进一步优选的，按重量份计，所述广适性包装胶添加剂包括二丙二醇二苯甲酸酯7-8份；聚硅氧烷0.3；聚醚硅氧烷0.3；5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮和2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮的混合物0.3。
其中，所述广适性包装胶添加剂中还包括氢化松香。
特别是，所述氢化松香的添加量为0-5份。
优选的，所述氢化松香的添加量为1-4份。
进一步优选的，所述氢化松香的添加量为2-3份。
其中，所述松香甘油酯、松香季戊四醇酯、氢化松香中的一种或多种替代。
其中，所述二丙二醇二苯甲酸酯还可以由三乙酸甘油酯、环氧大豆油、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯中的一种或多种替代。
其中，所述有机改性硅氧烷还可以由氧基化合物、炔二醇聚氧乙烯醚和有机改性硅氧烷烷中的一种或多种替代。
其中，所述聚醚硅氧烷还可以由矿物油或矿物油与聚醚硅氧烷的混合物替代。
其中，所述5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮和2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮的混合物还可以由5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮、2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮、1,2-苯并异噻唑基-3(2H)-酮、2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇和2,2-二溴-2-氰基乙酰胺中的一种或多种替代。
为实现本发明的技术目的，本发明另一方面提供一种将上述的广适性包装胶添加剂用于制备广适性烟用包装胶的用途。
其中，所述广适性包装胶添加剂是通过加入到VAE乳液和聚乙烯醇水溶液中，制得广适性烟用包装胶。
特别是，所述通过加入到VAE乳液和聚乙烯醇水溶液中，制得广适性烟用包装胶包括：
当VAE乳液呈搅拌状态下时，依次加入聚醚硅氧烷、聚乙烯醇水溶液、二丙二醇二苯甲酸酯、聚硅氧烷以及5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮和2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮的混合物，分别搅拌，得到广适性包装胶。
其中，所述VAE、聚乙烯醇水溶液与广适性包装胶添加剂的重量份用量比为VAE65-80、聚乙烯醇水溶液10-20、二丙二醇二苯甲酸酯5-10份；聚硅氧烷0.1-0.5；聚醚硅氧烷0.1-0.5；5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮和2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮的混合物0.1-0.5。
优选的，所述VAE、聚乙烯醇水溶液与广适性包装胶添加剂的重量份用量比为VAE67-78、聚乙烯醇水溶液12-18、二丙二醇二苯甲酸酯6-9份；聚硅氧烷0.2-0.4；聚醚硅氧烷0.2-0.4；5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮和2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮的混合物0.2-0.4。
进一步优选的，所述VAE、聚乙烯醇水溶液与广适性包装胶添加剂的重量份用量比为VAE 69-75、聚乙烯醇水溶液14-16、二丙二醇二苯甲酸酯7-8份；聚硅氧烷0.3；聚醚硅氧烷0.3；5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮和2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮的混合物0.3。
其中，所述聚乙烯醇醇解度为80-98％，聚合度500-3000。
其中，所述在加入二丙二醇二苯甲酸酯之后，加入聚硅氧烷之前还包括加入氢化松香进行搅拌。
其中，所述加入消泡剂时的搅拌时长，加入表面湿润剂的搅拌时长，以及加入防腐剂时的搅拌时长均低于加入其它试剂的搅拌时长。
其中，所述加入聚醚硅氧烷的搅拌时长为8-12min，优选为9-11min，进一步优选为10min。
其中，所述加入聚乙烯醇水溶液的搅拌时长为50-70min，优选为55-65min，进一步优选为60min。
其中，所述加入二丙二醇二苯甲酸酯的搅拌时长为50-70min，优选为55-65min，进一步优选为60min。
其中，所述聚硅氧烷的搅拌时长为8-12min，优选为9-11min，进一步优选为10min。
其中，所述5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮和2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮的混合物的搅拌时长为12-18min，优选为14-16min，进一步优选为15min。
其中，所述氢化松香的搅拌时长为50-70min，优选为55-65min，进一步优选为60min。
利用本发明提供的广适性包装胶添加剂制备的包装胶可以用于任一一种包装盒的粘接，例如用于有效粘接面积较小的包装盒，表面光滑的包装盒，粘结折叠边易弹开的包装盒等，包括但不限于防伪激光喷铝纸、激光全息转移纸、BOPP激光彩虹卡纸、PET激光彩虹卡纸和铝箔复合卡纸等表面有铝箔、BOPP或PET层的包装。
有益效果：
1、本发明仅采用常规的二丙二醇二苯甲酸酯、聚硅氧烷、聚醚硅氧烷和5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮和2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮的混合物即可使VAE乳液为基体的包装胶适用于多种材质的包装材料，尤其适用于防伪激光喷铝纸、激光全息转移纸、BOPP激光彩虹卡纸、PET激光彩虹卡纸和铝箔复合卡纸等表面有铝箔、BOPP或PET层的包装，更适用于软包硬化折叠表弹力较大，细支烟盒有效粘接面积较小等包装，解决了目前使用VAE乳液为基体的包装胶存在的粘接材质受限、耐低温性能差、粘接性能较低等的技术问题。
2、本发明提供的添加剂成分简单，成本低廉，使用时，仅需把各种成分分别加入到VAE乳液中分别搅拌即可，使用方便，广适性强。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性而非限制性，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1-7广适性包装胶添加剂
本发明提供的广适性包装胶添加剂按照表1所示的配比进行备料：
表1
Figure BDA0002218254910000051
需要说明的是，所述二丙二醇二苯甲酸酯还可以由三乙酸甘油酯、环氧大豆油、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯中的一种或多种替代；所述有机改性硅氧烷还可以由氧基化合物、炔二醇聚氧乙烯醚和有机改性硅氧烷烷中的一种或多种替代；所述聚醚硅氧烷还可以由矿物油或矿物油与聚醚硅氧烷的混合物替代；所述5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮和2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮的混合物还可以由5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮、2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮、1,2-苯并异噻唑基-3(2H)-酮、2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇和2,2-二溴-2-氰基乙酰胺中的一种或多种，所述松香甘油酯、松香季戊四醇酯、氢化松香中的一种或多种替代。
实施例8-13烟用包装胶
1、按照表2所示的VAE乳液和聚乙烯醇水溶液进行配比备料：
表2
实施例 VAE乳液 聚乙烯醇水溶液
8 72 15
9 78 17
10 80 20
11 70 13
12 68 12
13 65 10
2、烟用包装胶的制备
将实施例1-7提供的广适性包装胶添加剂加入到表1所示的VAE乳液和聚乙烯醇水溶液中，加入方法如下：
将表1所示的重量份的VAE乳液加入到反应釜中，开动搅拌装置对反应釜中的VAE乳液进行搅拌，搅拌时长为10分钟，搅拌速度设定为200r/min，然后在搅拌状态下依次向乳液中加入依次加入聚醚硅氧烷搅拌、聚乙烯醇水溶液搅拌、二丙二醇二苯甲酸酯搅拌、聚硅氧烷搅拌以及5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮和2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮的混合物搅拌，得到广适性包装胶。
其中，加入各成分的搅拌时长如表3所示：
表3搅拌时长(min)
Figure BDA0002218254910000061
需要说明的是，搅拌速度在100-300r/min范围内的任一值都可以实现本发明的技术目的。
试验例1包装胶性能检测
将实施例8-13制备的包装胶按照YC/T188-2004《高速卷烟胶》标准进行检测，检测结果如表1所示：
表1性能检测结果
粘度(mPa.s) 固含量(％) pH值 表面张力(mN/m)
实施例8 1785-2000 54-60％ 5.5-6 25-28
实施例9 1614-1775 50-52％ 5.7-6.2 27-30
实施例10 1795-1910 57-59％ 5.4-5.7 26-29
实施例11 1721-1847 53-55％ 5.6-5.9 28-30
实施例12 1783-1900 54-57％ 5.3-5.7 27-30
实施例13 1490-1673 52-55％ 4.5-5.0 26-30
根据表1所示的检测结果可知，本发明制备的包装胶的黏度最高可达2000mPa.s，固含量在51-60％，表面张力最低仅为25mN/m，可见，本发明制备的包装胶在较高黏度下可以达到较低的表面张力，而且粘接效率高，干燥速度快，使包装胶具有高粘度和快速在粘接表面快速铺展和粘接的效果。
试验例2包装胶VOC成分检测
本发明按照YC/T 334-2010标准对实施例8-13制备的包装胶中的苯、甲苯、乙苯、二甲苯(包括邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯)进行检测，检测结果显示，检测的苯含量均小于0.06mg/kg，甲苯含量均小于0.3mg/kg，乙苯含量均小于0.1mg/kg，二甲苯(包括邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯)含量均小于0.6mg/kg，均小于标准限量值；
本发明按照YC/T 332-2010标准对实施例制备的包装胶中的邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2－乙基)己酯(DEHP)、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二苯酯、邻苯二甲酸二戊酯(DPP)、邻苯二甲酸二己酯(DHXP)、邻苯二甲酸二壬酯(DNP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)、邻苯二甲酸二(2－甲氧基)乙酯(DMEP)、邻苯二甲酸二(2－乙氧基)乙酯(DEEP)、邻苯二甲酸二(2－丁氧基)乙酯(DBEP)、邻苯二甲酸二(4－甲基－2－戊基)酯(BMPP)、邻苯二甲酸二乙酯DEP、邻苯二甲酸丁基苄酯BBP、邻苯二甲酸正二辛酯DNOP进行检测，检测结果显示，除邻苯二甲酸二乙酯DEP、邻苯二甲酸丁基苄酯BBP、邻苯二甲酸正二辛酯DNOP均为检出外，其他检出量均在50mg/kg以下，均小于标准限量值；0
本发明按照YC/T 333-2010标准对甲醛进行检测，检测结果显示，其含量在8mg/kg以下，均小于标准限量值；
本发明按照YC/T 267-2008标准对残存单体乙酸乙烯酯进行检测，其含量均小于100mg/kg，均小于标准限量值。
综上可知，本发明实施例8-13制备的包装胶的VOC含量少，符合生产和使用要求。
应用实施例1
将实施例制备的包装胶和市售的普通包装胶应用在GDX2包装机上对表面光滑的具有一层PET膜的贵烟(跨越)商标纸的包装盒进行粘接，上机结果显示，利用本发明实施例制备的包装胶不仅在GDX2包装机运行速度达到300包/分钟以上，而且粘接牢固，包装机运行良好，停机次数少，喷嘴堵塞的次数少，而普通包装胶的喷涂在具有一层PET膜的贵烟(跨越)商标纸的包装盒上时，停机次数是本申请的2倍以上，GDX2包装机运行速度难以达到300包/分钟以上。
需要说明的是，贵烟(跨越)商标纸表面是一层PET膜，表面能仅为22mN/m，低于表面能在30mN/m以上的普通商标纸，而普通包装胶很难在其表面进行铺展，粘接不牢固，利用本发明提供的添加剂制备的包装胶解决了现有包装胶存在的技术问题。
应用实施例2
将实施例制备的包装胶和市售的普通包装胶应用在GDX2包装机上对侧边涂胶宽度仅为1.5mm，且压痕挺度大的细支烟商标纸的包装盒进行粘接，上机结果显示，利用本发明实施例制备的包装胶在GDX2包装机运行速度不仅达到500包/分钟以上，而且粘接牢固，运行良好，停机次数少，喷嘴堵塞的次数少，合格率达100％，而使用普通包装胶的GDX2包装机难以在细支烟商标纸的包装盒上进行长时间的粘接作业，停机次数明显增加。
应用实施例3
将实施例制备的包装胶和市售的普通包装胶应用在GD H-1000包装机上对普通硬盒商标纸进行粘接，上机结果显示，利用本发明实施例制备的包装胶在GD H-1000包装机上的运行速度可以达到1000包/分钟，完全可以实现全速运行，粘接良好，无弹开等问题，合格率达100％，而市售普通包装胶仍存在弹开等问题。
综上可见，利用本发明提供的添加剂制备的包装胶完全适用于防伪激光喷铝纸、激光全息转移纸、BOPP激光彩虹卡纸、PET激光彩虹卡纸和铝箔复合卡纸等表面有铝箔、BOPP或PET层的包装，更适用于软包硬化折叠表弹力较大，细支烟盒有效粘接面积较小等包装，解决了目前使用VAE乳液为基体的包装胶存在的粘接材质受限、耐低温性能差、粘接性能较低等的技术问题
以上所述仅为帮助理解本发明的优选实例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种广适性包装胶添加剂，其特征在于，按重量份计，包括二丙二醇二苯甲酸酯5-10份；聚硅氧烷0.1-0.5；聚醚硅氧烷0.5-1.0；5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮和2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮的混合物0.1-0.5。
2.如权利要求1所述的广适性包装胶添加剂，其特征在于，所述广适性包装胶添加剂中还包括氢化松香。
3.如权利要求2所述的广适性包装胶添加剂，其特征在于，所述氢化松香的添加量为0-5份。
4.如权利要求1所述的广适性包装胶添加剂，其特征在于，所述松香甘油酯、松香季戊四醇酯、氢化松香中的一种或多种替代。
5.如权利要求1所述的广适性包装胶添加剂，其特征在于，所述二丙二醇二苯甲酸酯还可以由三乙酸甘油酯、环氧大豆油、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯中的一种或多种替代。
6.如权利要求1所述的广适性包装胶添加剂，其特征在于，所述聚硅氧烷还可以由氧基化合物、炔二醇聚氧乙烯醚和聚硅氧烷中的一种或多种替代。
7.如权利要求1所述的广适性包装胶添加剂，其特征在于，所述聚醚硅氧烷还可以由矿物油或矿物油与聚醚硅氧烷的混合物替代。
8.如权利要求1所述的广适性包装胶添加剂，其特征在于，所述5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮和2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮的混合物还可以由5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮、2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮、1,2-苯并异噻唑基-3(2H)-酮、2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇和2,2-二溴-2-氰基乙酰胺中的一种或多种替代。
9.一种将权利要求1-8任一所述的广适性包装胶添加剂用于制备广适性烟用包装胶的用途。
10.如权利要求9所述的用途，其特征在于，所述广适性包装胶添加剂是通过加入到VAE乳液和聚乙烯醇水溶液中，制得广适性烟用包装胶。
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