一种基于烟用接装纸的抗热粘连水性聚氨酯及其制备方法与流程

1.本技术涉及烟用接装纸技术领域，特别涉及一种基于烟用接装纸的抗热粘连水性聚氨酯及其制备方法。


背景技术：

2.烟用接装纸是卷烟生产加工上一种较为重要的烟用材料，可有效降低卷烟焦油、尼古丁及一氧化碳量的产生，对卷烟吸食的特性和风格产生较大影响。烟用接装纸与吸食者的嘴唇直接接触，因此纸张、涂层、油墨及生产原料必须无毒，荧光、褪色、重金属、菌落等指标应符合食品卫生要求且具有一定的抗水和耐湿强度。目前接装纸产品使用的油墨大多为水性油墨，水性油墨是由连结料、颜料、助剂等物质组成的均匀浆状物质，连结料提供油墨必要的转移性能。现有生产中制备水性油墨大多采用水性丙烯酸树脂作为连接料，存在温度适应范围窄、耐热粘连性不佳的缺点。
3.因此，有必要提供一种温度适应范围宽、耐热粘连性优异的材料作为水性油墨的连接料。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种基于烟用接装纸的抗热粘连水性聚氨酯，以解决相关技术中制备水性油墨的连接料温度适应范围窄、耐热粘连性不佳的问题。
5.第一方面，本技术提供了一种基于烟用接装纸的抗热粘连水性聚氨酯，按质量百分比计，包括以下原料：异佛尔酮二异氰酸酯35％
‑
45％、聚乙二醇10％
‑
20％、2,2
‑
二羟甲基丙酸10％
‑
20％、1,4
‑
丁二醇10％
‑
20％和三乙胺10％
‑
20％。
6.一些实施例中，按质量百分比计，所述水性聚氨酯包括以下原料：异佛尔酮二异氰酸酯40％、聚乙二醇15％、2,2
‑
二羟甲基丙酸12％、1,4
‑
丁二醇15％和三乙胺18％。
7.第二方面，本技术还提供了一种基于烟用接装纸的抗热粘连水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
8.步骤s101，聚乙二醇除水：对聚乙二醇进行减压蒸馏，得到无水聚乙二醇；
9.步骤s102，向无水聚乙二醇中滴加异佛尔酮二异氰酸酯，加热反应，得到第一反应产物；
10.步骤s103，向第一反应产物中加入2,2
‑
二羟甲基丙酸进行反应，得到第二反应产物；
11.步骤s104，向第二反应产物中加入1,4
‑
丁二醇和催化剂，并加入无水丙酮调节反应体系的黏度，加热反应，得到第三反应产物；
12.步骤s105，待第三反应产物冷却后加入三乙胺进行反应，得到第四反应产物；
13.步骤s106，向第四反应产物中加入水，搅拌乳化，之后加热去除丙酮，即得到水性聚氨酯。
14.一些实施例中，所述催化剂选用二月桂酸二丁基锡。
15.一些实施例中，无水丙酮的制备过程为：向丙酮中加入无水cacl2，搅拌至混合均匀，得到混合溶液；过滤混合溶液，加入kmno4，之后边搅拌边加热蒸馏，即得到无水丙酮。
16.一些实施例中，聚乙二醇减压蒸馏的温度条件为85
‑
95℃。
17.一些实施例中，无水聚乙二醇与异佛尔酮二异氰酸酯的反应温度为85
‑
95℃。
18.一些实施例中，第二反应产物与1,4
‑
丁二醇的反应温度为85
‑
95℃。
19.一些实施例中，搅拌乳化的转速为1200r/min
‑
1600r/min。
20.一些实施例中，加热去除丙酮的温度条件为30
‑
40℃。
21.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：本技术以异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇、2,2
‑
二羟甲基丙酸、1,4
‑
丁二醇和三乙胺为原料经过增韧
‑
扩链
‑
中和
‑
乳化制得水性聚氨酯，该水性聚氨酯具有优异的耐热粘连性能，温度适应范围宽，为
‑
30℃至75℃，适用于作为制备水性油墨的连接料，利用该水性聚氨酯制得的水性油墨环保安全；本技术提供的制备方法工艺简单、过程可控。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本技术实施例提供的基于烟用接装纸的抗热粘连水性聚氨酯的制备方法的流程示意图；
24.图2为本技术实施例制备水性聚氨酯的反应原理图。
具体实施方式
25.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.本技术实施例提供了一种基于烟用接装纸的抗热粘连水性聚氨酯，其能解决相关技术中制备水性油墨的连接料温度适应范围窄、耐热粘连性不佳的问题。
27.按按质量百分比计，本技术实施例提供的基于烟用接装纸的抗热粘连水性聚氨酯包括以下原料：异佛尔酮二异氰酸酯35％
‑
45％、聚乙二醇400 10％
‑
20％、2,2
‑
二羟甲基丙酸10％
‑
20％、1,4
‑
丁二醇10％
‑
20％和三乙胺10％
‑
20％。
28.参考图1，本技术实施例还提供了上述水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
29.步骤s101，聚乙二醇除水：在85
‑
95℃的条件下对聚乙二醇400进行减压蒸馏2h左右，至不含水，得到无水聚乙二醇；
30.步骤s102，增韧：向无水聚乙二醇中滴加异佛尔酮二异氰酸酯，在85
‑
95℃的条件下加热反应，得到第一反应产物；
31.步骤s103，向第一反应产物中加入2,2
‑
二羟甲基丙酸进行反应，得到第二反应产物；
32.步骤s104，扩链：待第二反应产物降温至60℃后，向第二反应产物中加入1,4
‑
丁二醇和催化剂，并加入无水丙酮调节反应体系的黏度，在85
‑
95℃的条件下加热反应，得到第三反应产物；
33.步骤s105，中和：待第三反应产物冷却后加入三乙胺进行反应，得到第四反应产物；
34.步骤s106，乳化：向第四反应产物中加入水，以1200r/min
‑
1600r/min的转速搅拌乳化，之后在30
‑
40℃的条件下加热去除丙酮，即得到水性聚氨酯。
35.一些实施例中，无水丙酮的制备过程为：向丙酮中加入无水cacl2，在搅拌机上搅拌9h至混合均匀，得到混合溶液，使用抽滤漏斗将混合溶液中的无水cacl2过滤出，添加kmno4，在搅拌机上搅拌12h，之后在65℃的条件下边搅拌边蒸馏，即得到无水丙酮。
36.上述各原料的反应过程见图2。
37.下面结合实施例对本技术提供的水性聚氨酯及其制备方法进行详细说明。
38.实施例1：
39.本技术的实施例1提供了一种基于烟用接装纸的抗热粘连水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
40.步骤s101，将聚乙二醇400加入圆底烧瓶中磁力搅拌、减压、90℃条件下除水2.5h，至不含水，得到无水聚乙二醇，备用；
41.步骤s102，待无水聚乙二醇的温度降至65℃后，利用注射器向无水聚乙二醇中缓慢滴加异佛尔酮二异氰酸酯，升温至90℃，反应1h，得到第一反应产物；
42.步骤s103，向第一反应产物中加入2,2
‑
二羟甲基丙酸，反应3h，得到第二反应产物；反应过程中观察反应体系的黏度，若黏度过大，则滴加无水丙酮降低黏度；
43.步骤s104，待第二反应产物降温至60℃后，向第二反应产物中加入1,4
‑
丁二醇，滴加1
‑
5滴二月桂酸二丁基锡催化剂，同时加入无水丙酮调节黏度，在90℃反应3h，得到第三反应产物；
44.步骤s105，待第三反应产物降温至30℃后，加入三乙胺进行反应1h，得到第四反应产物；
45.步骤s106，向第四反应产物中加入去离子水，使用机械搅拌装置以1300r/min的转速高速搅拌剪切乳化15min，之后在35℃下去除丙酮，即得到水性聚氨酯。
46.实施例1中各原料的质量百分比见表1。
47.表1：实施例1中各原料的质量百分比
[0048][0049]
[0050]
实施例1制得的水性聚氨酯具有优异的耐热粘连性，温度适应范围为
‑
30℃至75℃。
[0051]
实施例2：
[0052]
本技术的实施例2提供了一种基于烟用接装纸的抗热粘连水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
[0053]
步骤s101，将聚乙二醇400加入圆底烧瓶中磁力搅拌、减压、86℃条件下除水2.5h，至无水，得到无水聚乙二醇，备用；
[0054]
步骤s102，待无水聚乙二醇的温度降至65℃后，利用注射器向无水聚乙二醇中缓慢滴加异佛尔酮二异氰酸酯，升温至92℃，反应1h，得到第一反应产物；
[0055]
步骤s103，向第一反应产物中加入2,2
‑
二羟甲基丙酸，反应3h，得到第二反应产物；反应过程中观察反应体系的黏度，若黏度过大，则滴加无水丙酮降低黏度；
[0056]
步骤s104，待第二反应产物降温至60℃后，向第二反应产物中加入1,4
‑
丁二醇，滴加1
‑
5滴二月桂酸二丁基锡催化剂，同时加入无水丙酮调节黏度，在93℃反应3h，得到第三反应产物；
[0057]
步骤s105，待第三反应产物降温至30℃后，加入三乙胺进行反应1h，得到第四反应产物；
[0058]
步骤s106，向第四反应产物中加入去离子水，使用机械搅拌装置以1300r/min的转速高速搅拌剪切乳化15min，之后在35℃下去除丙酮，即得到水性聚氨酯。
[0059]
实施例2中各原料的质量百分比见表2。
[0060]
表2：实施例2中各原料的质量百分比
[0061][0062][0063]
实施例2制得的水性聚氨酯具有优异的耐热粘连性，温度适应范围为
‑
30℃至75℃。
[0064]
实施例3：
[0065]
本技术的实施例3提供了一种基于烟用接装纸的抗热粘连水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
[0066]
步骤s101，将聚乙二醇400加入圆底烧瓶中磁力搅拌、减压、92℃条件下除水2.5h，至无水，得到无水聚乙二醇，备用；
[0067]
步骤s102，待无水聚乙二醇的温度降至65℃后，利用注射器向无水聚乙二醇中缓慢滴加异佛尔酮二异氰酸酯，升温至88℃，反应1h，得到第一反应产物；
[0068]
步骤s103，向第一反应产物中加入2,2
‑
二羟甲基丙酸，反应3h，得到第二反应产物；反应过程中观察反应体系的黏度，若黏度过大，则滴加无水丙酮降低黏度；
[0069]
步骤s104，待第二反应产物降温至60℃后，向第二反应产物中加入1,4
‑
丁二醇，滴加1
‑
5滴二月桂酸二丁基锡催化剂，同时加入无水丙酮调节黏度，在86℃反应3h，得到第三反应产物；
[0070]
步骤s105，待第三反应产物降温至30℃后，加入三乙胺进行反应1h，得到第四反应产物；
[0071]
步骤s106，向第四反应产物中加入去离子水，使用机械搅拌装置以1300r/min的转速高速搅拌剪切乳化15min，之后在35℃下去除丙酮，即得到水性聚氨酯。
[0072]
实施例3中各原料的质量百分比见表3。
[0073]
表3：实施例3中各原料的质量百分比
[0074][0075]
实施例3制得的水性聚氨酯具有优异的耐热粘连性，温度适应范围为
‑
30℃至75℃。
[0076]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
[0077]
需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。在本技术中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的规定。
[0078]
以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的
一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。