一种用于高透气度成型纸的滤棒中线胶及其制备方法和应用与流程

本发明涉及滤棒中线胶，具体涉及一种用于高透气度成型纸的滤棒中线胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、卷烟胶是一种应用于卷烟粘结成型的一种专用胶粘剂，是卷烟制造过程中不可或缺的原辅材料。卷烟生产过程中的每一道生产工序都必须使用胶粘剂，卷烟用胶粘剂包括滤棒中线胶、接嘴胶、搭口胶、包装胶等四类。

2、烟用滤棒用胶分为滤棒搭口胶和滤棒中线胶，滤棒搭口胶一般使用热熔胶或者同时使用热熔胶和水基胶，用来粘接成型纸的搭边，滤棒中线胶使用水基胶，滤棒中线胶是作用于丝束和成型纸之间的粘合，便于卷烟接装加工和吸烟者抽吸卷烟时，防止丝束脱落。

3、过去用于滤棒中线胶一般都采用天然的植物胶，例如：淀粉、明胶等天然物质，由于天然的植物胶成分复杂波动大，而且分子量很宽，直接影响所制胶粘剂的稳定性，随着化工工业的不断发展，人工合成的高分子材料不断涌现，优质的聚合高分子所制的胶粘剂，已基本取代天然的植物胶，目前卷烟行业使用的滤棒中线胶以水基胶粘剂为主，主要成分采用合成vae乳液、聚乙烯醇或两者的混合物进行制备。

4、为满足降焦减害的需求，成型纸透气度从无透气度向有透气度发展，从低透气度向高透气度发展。有些企业相继研制出3000～26000cu高透成型纸产品，以满足不同降焦程度的需求。

5、烟用高透气度滤嘴棒成型纸(以下简称高透纸)是一种新型的烟用丝束包裹定型材料。该产品以植物纤维为原料,采用湿法无纺织技术制造而成，具有定量低、强度高、透气性能良好的特点。其透气度指标是普通滤嘴棒成型纸的数百倍，可显著降低烟草焦油对吸烟者的危害。用高透纸取代普通滤嘴棒成型纸已成为国际烟草行业的发展趋势，但高透纸滤棒生产过程中，停机次数多，说明设备的运行不稳定，频繁的停机启动，产品的质量波动大，直接影响机组生产。对滤棒成型机组的现状调查和统计分析发现，高透气性的成型纸，纸质较薄，纸面较光滑，滤棒中线胶很容易透过成型纸渗透到切刀、喇叭嘴、在设备表面形成胶垢，造成停机，影响车间生产效率。

6、现有技术滤棒中线胶主要采用vae乳液或聚乙烯醇为主体，添加防腐剂、消泡剂等其它各种助剂进行改性。如专利cn202111628929以聚乙烯醇为主要原料，添加防腐剂和水混合制成。目前国内大多数烟草公司都是采用醋酸乙烯等合成的胶粘剂制作，该粘合剂虽然粘接牢固，但在使用过程中由于醋酸乙烯的作用，易在使用过程中造成结皮，清洗麻烦，易堵塞喷嘴，造成浪费和时间成本。上述专利采用聚乙烯醇作为原材料，克服了以上问题，但是其仍然存在如下缺点：1)不能适应高透气度成型纸生产要求，容易发生透胶，造成设备胶垢较多，经常停机影响生产效率。2)粘接强度不够，生产车速低。

7、现有技术还有一些针对卷烟用淀粉基胶粘剂的研究，比如中国专利cn201210405342.2公开了一种基于降解类-糊化淀粉和酯化类-糊化淀粉的新型淀粉质卷烟胶，中国专利cn201210400083.4公开了一种含有改性纤维素的新型淀粉质卷烟胶，在改性淀粉的基础上通过添加防腐剂、消泡剂和功能助剂等制得卷烟用胶粘剂，可以为卷烟生产的任意一种胶粘剂使用，例如搭口胶、接嘴胶、滤棒中线胶、包装胶和铝箔复合胶。该类发明采用淀粉基作为原材料，产品更加环保，但是存在如下问题：1)当该胶粘剂作为滤棒中线胶使用时，在高透气度成型纸，容易发生渗透，胶垢较多，影响生产效率；2)该胶属于天然淀粉进行改性，但是粘度不稳定，还容易发生腐败变质，保存期只有三个月，保质期偏短，不利于生产使用。

技术实现思路

1、本发明为了改善目前滤棒中线胶在高透成型纸应用存在透胶问题，提出一种改性聚乙烯醇，通过有机钛作为交联剂进行交联聚乙烯醇，形成三维网状立体结构，该结构不但提高了粘接性能，同时也能够降低在高透成型纸使用过程中的透胶情况，在生产使用时降低了停机次数，提高生产效率。

2、本发明的目的之一在于提供一种用于高透气度成型纸的滤棒中线胶，该胶具有网状交联结构，粘接强度和剥离强度高，并且能够减少因胶渗透高透气度成型纸而产生的胶垢。

3、本发明的目的之二在于提供一种该用于高透气度成型纸的滤棒中线胶的制备方法。

4、本发明的目的之三在于提供一种该用于高透气度成型纸的滤棒中线胶在制备卷烟滤棒产品中的应用。

5、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

6、第一方面，本发明提供了一种用于高透气度成型纸的滤棒中线胶，主要由以下重量份数的原料制成：聚乙烯醇水溶液85～98份，例如85、87、89、91、93、95、97份，优选93份；有机钛交联剂4～10份，例如4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0份，优选6.0份；防腐剂：0.2～0.5份，例如0.2、0.3、0.4、0.5份，优选0.4份；消泡剂：0.2～0.5份，例如0.2、0.3、0.4、0.5、0.6份，优选0.4份。

7、下面对各原料进行详细说明：

8、需要说明，高透气度成型纸是指透气度在6000-30000cu的成型纸。

9、聚乙烯醇水溶液

10、本发明所用的聚乙烯醇水溶液是将聚乙烯醇溶于水中获得的，其中，聚乙烯醇为聚合度为1500-2400的大分子量聚乙烯醇，醇解度为80-99％。

11、优选地，聚乙烯醇水溶液为聚乙烯醇含量为10-15％的水溶液。

12、聚乙烯醇水溶液可以通过以下方法制备：

13、在常温下，称取80-90(如85)重量份的水加入反应容器中，开动搅拌，然后称取10-15重量份的聚乙烯醇慢慢加入反应容器中，搅拌分散均匀并且有溶胀时，开始升温，加热至90℃-95℃，保温1-2小时，得到聚乙烯醇水溶液。

14、有机钛交联剂

15、本发明所用的有机钛交联剂(即钛酸酯类交联剂)可以市售获得，也可以自行制备获得。

16、优选地，有机钛交联剂为混合物，使用乙二醇、丙醇、乳酸和钛酸丁酯制备而成，具体的可以通过以下方法制备：

17、常温下，首先在烧瓶中加入称取50-70(如60)重量份乙二醇，然后开启搅拌，在搅拌状态下加入5-10(如7.5)重量份丙醇和20-30(如22.5)重量份乳酸，最后称取5-15(如10)重量份钛酸丁酯加入其中，进行升温，在搅拌状态下，升温到70-80℃，反应1.5-2.5(如2)小时，得到有机钛交联剂；其中，有机钛交联剂的含量为5-12％(如10％)。

18、防腐剂

19、防腐剂为本技术领域已知的能够解决由于菌类污染引起的产品变质、发霉、发酵、发臭等的物质，提高体系的防腐能力。

20、优选地，所述防腐剂选自5-氯-2-甲基-2h-异噻唑-3-酮、2-甲基-3(2h)-异噻唑啉酮、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-氰基乙酰胺中的至少两种。

21、本发明采用的防腐剂使得滤棒中线胶的成本与性能均可达到最优性价比。

22、消泡剂

23、消泡剂为本技术领域已知的能够防止泡沫形成或减少、消灭泡沫的物质，能够与体系有很好的相容性。

24、优选地，所述消泡剂选自植物油类消泡剂、矿物油类消泡剂和聚二甲基硅氧烷中的至少一种。

25、本发明所述的“主要由”，意指除所述原料外，还可以包括其他原料，例如水，除此之外，本发明所述的“主要由”，还可以替换为封闭式的“由”等。

26、第二方面，提供了一种上述用于高透气度成型纸的滤棒中线胶的制备方法，包括以下步骤：

27、s1、将有机钛交联剂加入到聚乙烯醇水溶液中，搅拌混匀，得到混合液；

28、s2、在电动搅拌器作业状态下，保持温度在40-50℃下，使有机钛交联剂与聚乙烯醇发生交联反应，反应1-2小时，得到交联产物；

29、s3、向交联产物中加入防腐剂、消泡剂，最后加入水调节体系的粘度和固含量，得到高透气度成型纸的滤棒中线胶(高透气度成型纸烟用滤棒中线胶)。

30、第三方面，提供了一种上述用于高透气度成型纸的滤棒中线胶在制备卷烟滤棒产品中的应用。

31、有益效果

32、本发明利用有机钛与聚乙烯醇交联，产生交联网络结构，从而提高粘接强度和粘接力，而且降低了在高透成型纸表面渗透而脏设备的状况，降低了停机次数，提高了生产效率。