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烟嘴滤棒胶配方技术

发布时间:2015-11-28 17:34:09 来源:医科毒理安全评价中心 浏览:538次

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烟嘴滤棒胶配方技术

  1.背景
   烟嘴滤棒胶广泛应用香烟制造过程中PP滤棒的粘接,北京中科光析化工技术研究所科学从事烟嘴滤棒胶配方分析、配方还原、配方检测、成分分析、成分检测,北京中科光析化工技术研究所为胶黏剂企业配方改进提供整套技术方案;由于聚丙烯丝束具有原料供应充足,生产过程无污染,价格与醋酸纤维素丝束相比有较大的竞争力等优点,近年来在产量迅速提高的同时,质量方面也有一定提高。但与醋纤丝束相比,丙纤丝束仍有许多不足,由于聚丙烯的难溶解性,目前还找不到一种溶剂在室温下能使PP纤维溶结成定型的纤维棒,现在生产的丙纤滤棒仅为一束用纸包卷的散纤维丝, 这种未经黏合成型的滤棒硬度低,难切断,切口不齐,易爆花散毛,污染回收的烟丝,吨丝束产棒量低,接嘴率低,且因其烟气吃味未被广泛接受,故只能用于低档卷烟。为维持滤棒硬度,降低焦油含量,常采用超细高旦纤维,造成单只滤棒的用丝量不仅未能比醋纤滤棒减少,反而增加了用丝量,同时造成吸阻过大。为了克服上述缺点,目前普遍采用有机溶剂型胶黏剂粘接PP滤棒,来提高滤棒硬度,改善滤棒的加工、使用性能和抽吸时的口感,同时可以采用低旦丝束,降低单只滤棒的用丝量,不影响吸阻,也克服了水乳剂型胶黏剂造成滤棒纸皱折的不足。
   常用有机溶剂型胶黏剂也存在不足之处,虽然常温常湿下粘接性能很好,但由于耐热、耐焦油、耐水性较差,在吸烟过程中由于滤嘴温度较高( 较高可达80 ℃以上) 以及焦油和唾液的影响,经常造成爆口散花,严重影响卷烟品牌的声誉。本文针对这些不足之处,专门研制了一种无毒无异味、成本低廉、粘接牢度高、不爆口不散毛的丙纤滤棒胶黏剂。
  2.烟嘴滤棒胶组成
   烟嘴滤棒胶主要由主体粘结树脂、增粘树脂、增塑剂、粘度调节剂、功能添加剂等组成。
   2.1主体粘接树脂
   主体粘结树脂为线型中等苯乙烯含量的SBS热塑性弹性体。选择主体粘结树脂有以下几条原则:
  1)聚丙烯纤维结晶度较高、非极性、表面张力较低,属于难粘材料。根据黏附理论/极性一致原则,主体粘接树脂应选择非极性或弱极性高聚物,如SBS、聚丁烯、乙烯) 醋酸乙烯酯共聚物( EVA) 等。
  2)考虑到溶剂型不散花香烟滤嘴胶黏剂的具体要求,如无毒、无异味、粘接力大、耐温、耐湿、易溶解、价廉等,我们选择采用国产SBS 热塑性弹性体。
  3)SBS 结构上有线型和星型两种类型,线型结构相对分子质量小,配成的胶黏剂黏度低,星型结构则相反。SBS 中苯乙烯( St) 与丁二烯( BD) 之比对胶黏剂性能影响较大。St 含量大,黏度变小,粘接强度高,但弹性和耐寒性差,BD 含量高,黏度增大,韧性增加,强度降低,耐热性差。
  2.2增黏树脂
  较终选择软化点在95℃以上氢化松香酯。选择增粘结树脂有以下几条原则:
  1)与PS相容的有芳烃石油树脂、古马龙树脂、高软化点的萜烯树脂, 可提高胶黏剂的弹性模量和内聚强度, 但不产生初黏力和剥离力;与PB相相容的有萜烯树脂、松香、氢化松香、松香酯等, 能够降低胶黏剂的弹性模量和内聚强度, 赋予初黏力和剥离力。
  2)SBS 本身并无粘接性, 必须配合适当的增黏树脂, 以提高润湿性、初黏性、内聚力、剥离强度和剪切强度等。
  3)通常应避免选择与两相都相容的增黏树脂, 因为会使两相相容性提高, 导致粘接强度下降, 而SBS 的优异性能缘于两相分离结构。考虑到价廉和纤维表面极性对烟气口感有利, 选择松香类增黏树脂。普通松香树脂因含双键和羧基, 容易氧化变色, 有一定腐蚀性, 软化点较低。
   2.3增塑剂
   为了调节滤棒硬度,还需加入适量增塑剂。SBS常用增塑剂有环烷油、白油(液体石蜡)、机油、邻苯二甲酸二辛酯(DOP) 、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、氯化石蜡等。
   另外为防止滤棒成型中缩头,要求选用的增塑剂与聚丙烯纤维的亲和力强,在滤棒成型时优先分布到聚丙烯纤维上,部分隔离SBS 和增黏树脂,降低初黏力,使涂布胶黏剂的纤维较易松弛,防止缩头的发生,符合这一要求的是白油。
   2.4黏度调节剂(溶剂)
  从对增黏树脂的溶解性、无毒、易挥发考虑,,一般选用4% ~ 5%无水乙醇为粘度调节剂,可以使溶液中的SBS 大分子链适当紧缩, 从而降低胶黏剂黏度,不严重影响滤棒的成型加工。
   2.5其他助剂
聚丙烯滤嘴对烟气中呈辛辣味的物质亲和性差,造成烟气口感差,同时降焦效果也较差,焦油含量高。为改善口感和降低焦油含量,可在胶黏剂中加入适量的功能添加剂,如富含氨基和羟基的化学吸附剂、多孔性纳米微粒、烟草香精等。
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