專利名稱：煙用水基型封口膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粘合劑領(lǐng)域，特別是涉及一種煙用水基型封口膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
在香煙包裝過程中，小包盒和條盒均需要對盒邊或底邊進(jìn)行封口，內(nèi)盒與外盒之間也需要固定，這都需要用到一種封口膠或封邊膠，它的作用就是封口或定型作用。這種粘接是發(fā)生在紙張與上過光油的紙面、紙面與內(nèi)襯紙面之間的，因此需要根據(jù)這些界面的不同要求來選擇合適的粘合劑，煙草行業(yè)對煙用膠粘劑均有可執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)，只有符合標(biāo)準(zhǔn)的膠粘劑才能列為選擇的范疇。
我國是香煙生產(chǎn)和消費(fèi)大國，每年生產(chǎn)香煙約為3400萬大箱，所涉及的小盒包為 15億包以上，條包I億條以上，這其中所使用到的封口膠超過15000噸，市場很大。目前市場上所使用的煙用膠粘劑種類主要有熱熔膠和水性膠，它們均屬于環(huán)保粘合劑的范疇。但熱熔膠的使用需要較多的熱量，使用不方便，初粘力也不高，容易發(fā)生脫膠爆口。水性膠成為各大卷煙廠的首選，其操作的方便性和較好的初粘力為卷煙廠的包裝提高了效率。但隨著2011年中國煙草總公司最新的煙用水基膠標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，對VOC的控制要求不斷提高，尤其對苯系物質(zhì)和甲醛含量提出了更高的要求，導(dǎo)致一些煙用水基膠無法過關(guān)。目前市場上的各類水基型封口膠在這方面還存在缺陷，苯系物質(zhì)的控制不能完全達(dá)標(biāo)，甲醛含量也容易超標(biāo)，這勢必會影響卷煙廠的生產(chǎn)，甚至造成停產(chǎn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種煙用水基型封口膠及其制備方法，其初粘力高、干燥速度快、抗凍性優(yōu)異、氣味小以及使用成本低，從而解決目前市場上各種煙用水基型封口膠的環(huán)保性不好以及初粘力不高等問題。
解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下
本發(fā)明提供一種煙用水基型封口膠，該封口膠由水性丙烯酸乳液、醋酸乙烯-馬來酸二正丁酯乳液、水性松香乳液、水性助劑和去離子水組成；按重量份計(jì)各組成的用量如下
水性丙烯酸乳液200 400份；
醋酸乙烯-馬來酸二正丁酯乳液 300 500份；
水性松香乳液 100 200份；
水性助劑2 5份；
去離子水50 100份。
上述煙用水基型封口膠中，所述水性丙烯酸乳液的理論玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg) 為-10 -30°c，固含量為45 55%，粘度為200 lOOOcps，粒徑為200 300nm。
上述煙用水基型封口膠中，所述水性丙烯酸乳液是以按質(zhì)量百分比的30 40%的甲基丙烯酸甲酯、30 40%的丙烯酸丁酯酯、20 30%的丙烯酸異辛酯及I 5%的丙烯酸單體為原料，以占全部單體總重量O. 5 2%的陰離子乳化劑為乳化劑、占全部單體總重量 O. 4 O. 8%的過硫酸銨為引發(fā)劑、占全部單體總重量O. I O. 5%碳酸氫鈉為緩沖劑，采用預(yù)乳化種子乳液聚合制成的聚合物乳液。
上述煙用水基型封口膠中，所述醋酸乙烯-馬來酸二正丁酯乳液為由醋酸乙烯與馬來酸二正丁酯共聚得到的聚合物乳液，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為_5 +5°C，粒徑為300 lOOOnm，粘度為10000 30000cps、固含量為50 60%。如可采用由科萊恩化工公司生產(chǎn)， 產(chǎn)品牌號有DS5、DS6、DS125等。
上述煙用水基型封口膠中，所述水性松香乳液的熔點(diǎn)為60 100°C，固含量為 50 55%，粘度為100 500cps，粒徑為150 300nm。所述水性松香乳液可采用乳化的松香樹脂、氫化松香樹脂、松香甘油酯樹脂中任一種或兩種的混合物，是一種將松香樹脂、氫化松香樹脂、松香甘油酯樹脂中任一種或兩種的混合物在乳化劑存在下進(jìn)行外乳化得到的乳液，作為一種水性增粘劑，起到提高初粘力的作用。這種乳液為一種常用的增粘乳液，國內(nèi)生產(chǎn)廠家很多，如廣西梧州日成、無錫德米圣，廣東德慶飛燕等，它們均提供松香及松香乳液產(chǎn)品，型號很多。
上述煙用水基型封口膠中，所述水性助劑由水性消泡劑和水性防腐劑組成；其中， 水性消泡劑采用礦物油類消泡劑，其用量為除水性助劑重量外的全部原料重量的O. I O. 3% ;水性防腐劑采用異噻唑酮類，其用量為除水性助劑重量外的全部原料重量的O. I O. 2%。
本發(fā)明還提供一種水基型封口膠的制備方法，包括以下步驟
按本發(fā)明的封口膠配方取各原料；
復(fù)配乳液的混合在65°C 75°C溫度下，將醋酸乙烯-馬來酸二正丁酯乳液投入到水性丙烯酸乳液中，攪拌25min 35min形成混合乳液；將水性松香乳液加入到混合乳液中，繼續(xù)攪拌25min 35min ；
后處理將所述聚合釜升溫至75 °C 85 °C，進(jìn)行抽真空，真空度為-O. 02 -O. 04MPa，在攪拌狀態(tài)下保持60min ;降溫到50°C以下，加入水性助劑，加入去離子水調(diào)節(jié)固含量為45 55%，粘度為1000 2000cps，使用100目過濾網(wǎng)過濾出料，即得到水基型封口膠。
上述制備方法中，所述水性丙烯酸乳液通過以下方式制得，包括
采用預(yù)乳化種子乳液聚合法，將40 50wt%的去離子水、乳化劑和全部單體投入到預(yù)乳化釜中，攪拌乳化得到預(yù)乳液；在聚合釜中投入45 50wt%的去離子水、碳酸氫鈉緩沖劑，升溫至70°C 90°C，加入5 10wt%的預(yù)乳液和20 30wt%的質(zhì)量濃度為10%的過硫酸銨引發(fā)劑溶液，進(jìn)行種子反應(yīng)；然后滴加剩余的預(yù)乳液和剩余的質(zhì)量濃度為10%的過硫酸銨引發(fā)劑溶液，3 4h滴完后繼續(xù)保溫反應(yīng)I 2h ;降溫至65°C 75°C，加入叔丁基過氧化氫與硫酸亞鐵，進(jìn)行后消除反應(yīng)，除掉殘留的丙烯酸單體，65°C 75°C繼續(xù)保溫反應(yīng) 60min，得到的聚合物乳液即為水性丙烯酸乳液。
本發(fā)明的水基型封口膠結(jié)合了水性丙烯酸乳液的優(yōu)異粘接性能，保證膠粘劑對紙面、光油面均有較高的粘接強(qiáng)度；利用醋酸乙烯-馬來酸二正丁酯乳液較好的內(nèi)聚強(qiáng)度，增加膠粘劑的持粘性，保證了封口后的紙盒不會發(fā)生爆口、崩開；同時(shí)，通過加入水性松香乳液改善干燥性能和初粘力，降低成本，使得膠粘劑具有更合理的操作性和經(jīng)濟(jì)性。并且，此三種乳液具有很好的復(fù)配相溶性，儲存穩(wěn)定性好，粒徑分布在100 IOOOnm之間，對各種材料均表現(xiàn)出較好的粘接強(qiáng)度，適應(yīng)范圍廣泛，對各卷煙廠的材料均有很好的適應(yīng)性；通過抽真空的方法，除掉殘留的醋酸乙烯酯單體、苯系物和甲醛，將醋酸乙烯酯殘留量控制在 400ppm以內(nèi)，苯系物未檢出，甲醛含量不超過20ppm，具有高初粘力、干燥速度快、抗凍性優(yōu)異、氣味小、使用成本低的特點(diǎn)，完全符合最新的煙用水基膠的標(biāo)準(zhǔn)要求。
具體實(shí)施方式
下面對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
以下結(jié)合具體實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)一步說明
實(shí)施例I
本實(shí)施例提供一種煙用水基型封口膠，其配方如下
(I)水性丙烯酸乳液的制備原料配方(重量份數(shù)，下同)
2:-離了-水106乳化劑 CO-436 CRhodia 產(chǎn)品)O. 8
屮坫內(nèi)烯酸》丨1酷(Μ\!Λ)32內(nèi)烯酸 Γ Ι (ΒΛ)39W烯酸計(jì)-(ΒΗΛ)25W烯酸(ΛΑ)3碳__ (緩沖劑)0.2過硫酸銨(引發(fā)劑)0.5叔丁基過氧化. (后消除氣化_)O. 2硫酸亞鐵(后消除還原劑)O. 18
(2)乳液:
醋酸乙烯-馬來酸二正丁酯乳液DS6 (科萊恩產(chǎn)品) 450
水性松香乳液RE802 (無錫德米圣產(chǎn)品)144
(4)水性助劑
消泡劑8034A (Cognis 產(chǎn)品)1.8
防腐劑Kathon (羅門哈斯產(chǎn)品)1.2
(5)去離子水70。
制備步驟
(I)水性丙烯酸乳液的制備采用常規(guī)的預(yù)乳化種子乳液聚合法，先將40wt%去離子水、乳化劑和全部單體一起投入到預(yù)乳化釜中，攪拌乳化得到預(yù)乳液；接著在聚合釜中投入50被％去離子水、緩沖劑，升溫到80°C左右，加入5wt%的預(yù)乳液和25wt%的過硫酸銨引發(fā)齊U，進(jìn)行種子反應(yīng)；然后滴加剩余的預(yù)乳液和剩余的引發(fā)劑溶液，3 4h滴完后繼續(xù)保溫反應(yīng)I 2h ;最后，降溫到70°C左右，加入叔丁基過氧化氫與硫酸亞鐵，進(jìn)行后消除反應(yīng)，除掉殘留的丙烯酸單體，70 °C左右保溫反應(yīng)60min ；
(2)復(fù)配乳液的混合在70°C左右條件下，將稱量好的醋酸乙烯-馬來酸二正丁酯乳液投入到步驟(I)制備好的水性丙烯酸乳液中，繼續(xù)攪拌30min左右；然后，按照設(shè)計(jì)的投料量，將水性松香乳液加入到混合乳液中，繼續(xù)攪拌30min左右；
(3)后處理將聚合釜升溫到80°C左右，進(jìn)行抽真空，真空度為-O. 02 -O. 04MPa, 保持60min，并保持?jǐn)嚢?；再降溫?0°C以下，加入水性助劑，補(bǔ)加余量的去離子水調(diào)節(jié)固含為45 55%，粘度為1000 2000cps，使用100目過濾網(wǎng)過濾出料。實(shí)施例2本實(shí)施例提供一種煙用水基型封口膠，其配方如下(I)水性丙烯酸乳液的制備原料配方(重量份數(shù)，下同)
O.O. 27去離/·水150乳化劑h-103 (CYKiC產(chǎn)品)1.2￥.堪內(nèi)烯酸明(MMA)54內(nèi)烯酸Γ Ι(ΒΑ)57W烯酸異卞酶(EHA)36丙烯酸(AA)3碳酸氣鈉(緩沖_)0.3過硫酸銨(引發(fā)劑)O. 75 叔廠基過鉍化試(后消除鉍化劑)硫酸亞鐵(后消除還Ki劑)
(2)共聚物乳液
醋酸乙烯-馬來酸二正丁酯乳液DS5 (科萊恩產(chǎn)品) 400
水性松香乳液ERllO (廣西梧州日成產(chǎn)品)180
(3)水性助劑
消泡劑8034Α (Cognis 產(chǎn)品)1.4
防腐劑Kathon (羅門哈斯產(chǎn)品)1.8
(4)去離子水88;
制備步驟
(I)水性丙烯酸乳液的制備采用常規(guī)的預(yù)乳化種子乳液聚合法，先將42wt%去離子水、乳化劑和全部單體一起投入到預(yù)乳化釜中，攪拌乳化得到預(yù)乳液；接著在聚合釜中投入48wt%去離子水、緩沖劑,升溫到8(TC左右,加入7wt%的預(yù)乳液和28wt%的過硫酸銨引發(fā)劑，進(jìn)行種子反應(yīng)；然后滴加剩余的預(yù)乳液和剩余的引發(fā)劑溶液，3 4h滴完后繼續(xù)保溫反應(yīng)I 2h ;最后，降溫到70°C左右，加入叔丁基過氧化氫與硫酸亞鐵，進(jìn)行后消除反應(yīng)，除掉殘留的丙烯酸單體，70 °C左右保溫反應(yīng)60min
(2)復(fù)配乳液的混合在70°C左右條件下，將稱量好的醋酸乙烯-馬來酸二正丁酯乳液投入到步驟(I)制備好的水性丙烯酸乳液中，繼續(xù)攪拌30min左右；然后，按照設(shè)計(jì)的投料量，將水性松香乳液加入到混合乳液中，繼續(xù)攪拌30min左右；
(3)后處理將聚合釜升溫到80°C左右，進(jìn)行抽真空，真空度為-O. 02 -O. 04MPa, 保持60min，并保持?jǐn)嚢琛Ｔ俳禍氐?0°C以下，加入水性助劑，補(bǔ)加余量的去離子水調(diào)節(jié)固含為45 55%，粘度為1000 2000cps，使用100目過濾網(wǎng)過濾出料。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供一種煙用水基型封口膠，其配方如下
(I)水性丙烯酸乳液的制備原料配方(重量份數(shù)，下同)
i離了-水I洲乳化劑2Λ1 (DOW產(chǎn)品)1.6甲基W烯酸甲酷(MM)76丙燒酸FfiH(BA)63W烯酸異辛SI (EM)56丙烯酸(M)4碳酸(緩沖劑)O. .I過硫_銨(引發(fā)劑)1-0叔丁基過鉍化氫(后消除. 化劑)0.4硫酸亞鐵(后消除還原劑)O, 36
(2)復(fù)配乳液
醋酸乙烯-馬來酸二正丁酯乳液DS125 (科萊恩產(chǎn)品) 330
水性松香乳液HBR509 (無錫德米圣產(chǎn)品)172
(3)水性助劑
消泡劑8034A (Cognis 產(chǎn)品)2.0
防腐劑Kathon (羅門哈斯產(chǎn)品)1.5
(4)去離子水65;
制備步驟
(I)水性丙烯酸乳液的制備采用常規(guī)的預(yù)乳化種子乳液聚合法，先將45wt%去離子水、乳化劑和全部單體一起投入到預(yù)乳化釜中，攪拌乳化得到預(yù)乳液；接著在聚合釜中投入45wt%去離子水、緩沖劑,升溫到8(TC左右,加入5wt%的預(yù)乳液和20wt%的過硫酸銨引發(fā)劑，進(jìn)行種子反應(yīng)；然后滴加剩余的預(yù)乳液和剩余的引發(fā)劑溶液，3 4h滴完后繼續(xù)保溫反應(yīng)I 2h ;最后，降溫到70°C左右，加入叔丁基過氧化氫與硫酸亞鐵，進(jìn)行后消除反應(yīng)，除掉殘留的丙烯酸單體，70 °C左右保溫反應(yīng)60min ；
(2)復(fù)配乳液的混合在70°C左右條件下，將稱量好的丙烯酸酯-醋酸乙烯-馬來酸二正丁酯共聚物乳液投入到步驟(I)制備好的水性丙烯酸乳液中，繼續(xù)攪拌30min左右； 然后，按照設(shè)計(jì)的投料量，將水性松香乳液加入到混合乳液中，繼續(xù)攪拌30min左
(3)后處理將聚合釜升溫到80°C左右，進(jìn)行抽真空，真空度為-O. 02 -O. 04MPa, 保持60min，并保持?jǐn)嚢?；再降溫?0°C以下，加入水性助劑，補(bǔ)加余量的去離子水調(diào)節(jié)固含為45 55%，粘度為1000 2000cps，使用100目過濾網(wǎng)過濾出料。實(shí)施例4本實(shí)施例提供一種煙用水基型封口膠，其通過以下步驟制備，包括(I)水性丙烯酸乳液的制備原料配方(重量份數(shù)，下同)
權(quán)利要求
1.一種煙用水基型封口膠，其特征在于，該封口膠由水性丙烯酸乳液、醋酸乙烯-馬來酸二正丁酯乳液、水性松香乳液、水性助劑和去離子水組成；按重量份計(jì)各組成的用量如下 水性丙烯酸乳液200 400份； 醋酸乙烯-馬來酸二正丁酯乳液 300 500份； 水性松香乳液100 200份； 水性助劑2 5份； 去尚子水50 100份。
2.如權(quán)利要求I所述的煙用水基型封口膠，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液的理論玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為-10 _30°C，固含量為45 55%，粘度為200 lOOOcps，粒徑為200 300nm。
3.如權(quán)利要求I或2所述的煙用水基型封口膠，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液是以按質(zhì)量百分比的30 40%的甲基丙烯酸甲酯、30 40%的丙烯酸丁酯酯、20 30%的丙烯酸異辛酯及I 5%的丙烯酸單體為原料，以占全部單體總重量0. 5 2%的陰離子乳化劑為乳化劑、占全部單體總重量0. 4 0. 8%的過硫酸銨為引發(fā)劑、占全部單體總重量0. I 0.5%碳酸氫鈉為緩沖劑，采用預(yù)乳化種子乳液聚合制成的聚合物乳液。
4.如權(quán)利要求I所述的煙用水基型封口膠，其特征在于，所述醋酸乙烯-馬來酸二正丁酯乳液為由醋酸乙烯與馬來酸二正丁酯共聚得到的聚合物乳液，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-5 +5°C，粒徑為300 lOOOnm，粘度為10000 30000cps、固含量為50 60%。
5.如權(quán)利要求I所述的煙用水基型封口膠，其特征在于，所述水性松香乳液的熔點(diǎn)為60 100°C，固含量為50 55%，粘度為100 500cps，粒徑為150 300nm。
6.如權(quán)利要求I或5所述的煙用水基型封口膠，其特征在于，所述水性松香乳液采用松香樹脂、氫化松香樹脂、松香甘油酯樹脂中任一種或兩種的混合物。
7.如權(quán)利要求I所述的煙用水基型封口膠，其特征在于，所述水性助劑由水性消泡劑和水性防腐劑組成；其中，水性消泡劑采用礦物油類消泡劑，其用量為除水性助劑重量外的全部原料重量的0. I 0. 3% ;水性防腐劑采用異噻唑酮類，其用量為除水性助劑重量外的全部原料重量的0. I 0. 2%。
8.一種水基型封口膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 按權(quán)利要求I至7任一項(xiàng)的封口膠配方取各原料； 復(fù)配乳液的混合在65°C 75°C溫度下，將醋酸乙烯-馬來酸二正丁酯乳液投入到水性丙烯酸乳液中，攪拌25min 35min形成混合乳液；將水性松香乳液加入到混合乳液中，繼續(xù)攪拌25min 35min ； 后處理將所述聚合釜升溫至75°C 85°C，進(jìn)行抽真空，真空度為-0. 02 -0. 04MPa,在攪拌狀態(tài)下保持60min ;降溫到50°C以下，加入水性助劑，加入去離子水調(diào)節(jié)固含量為45 55%，粘度為1000 2000cps，使用100目過濾網(wǎng)過濾出料，即得到水基型封口膠。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液通過以下方式制得，包括 采用預(yù)乳化種子乳液聚合法，將40 50wt%的去離子水、乳化劑和全部單體投入到預(yù)乳化釜中，攪拌乳化得到預(yù)乳液；在聚合釜中投入45 50wt%的去離子水、碳酸氫鈉緩沖齊U，升溫至70°C 90°C，加入5 10wt%的預(yù)乳液和20 30wt%的質(zhì)量濃度為10%的過硫酸銨引發(fā)劑溶液，進(jìn)行種子反應(yīng)；然后滴加剩余的預(yù)乳液和剩余的質(zhì)量濃度為10%的過硫酸銨 引發(fā)劑溶液，3 4h滴完后繼續(xù)保溫反應(yīng)I 2h ;降溫至65°C 75°C，加入叔丁基過氧化氫與硫酸亞鐵，進(jìn)行后消除反應(yīng)，除掉殘留的丙烯酸單體，65°C 75°C繼續(xù)保溫反應(yīng)60min，得到的聚合物乳液即為水性丙烯酸乳液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煙用水基型封口膠及其制備方法，屬于粘合劑領(lǐng)域，該封口膠由水性丙烯酸乳液、醋酸乙烯-馬來酸二正丁酯乳液、水性松香乳液、水性助劑和去離子水組成；按重量份計(jì)各組成的用量如下水性丙烯酸乳液200～400份；醋酸乙烯-馬來酸二正丁酯乳液300～500份；水性松香乳液100～200份；水性助劑2～5份；去離子水50～100份。該封口膠具有高初粘力、干燥速度快、抗凍性優(yōu)異、氣味小、使用成本低的特點(diǎn)，完全符合最新的煙用水基膠的標(biāo)準(zhǔn)要求。
文檔編號C09J133/12GK102977820SQ20121056806
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者陳小鋒, 沈峰, 鄧煜東 申請人:南通高盟新材料有限公司