烟嘴滤棒胶配方技术

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，禾川专业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，禾川化工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(最高可达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

最终选择软化点在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。

3.烟嘴滤棒胶参考配方

（各物质组分及含量都经过修改，与实际配方相差较大，仅供参考）成分质量百分比成分说明SBS（中分子量）5-10%主体树脂SB