CN103059193B - 烟膜专用pvdc涂布胶乳及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种烟膜专用PVDC胶乳及其制法和应用，该PVDC胶乳用包含一定量偏二氯乙烯、丙烯酸甲酯、衣康酸的混合单体、助剂、引发剂、乳化剂和种子乳化剂制得，制备方法为种子乳液聚合。在制法中加入了可起到消泡作用的微晶石蜡，使胶乳中单体残留量更低；用该胶乳制得的烟膜具有热封和高阻隔性，可保持香烟香味，使香烟不变质，不受潮；烟膜的热封强度≥3N/15mm，涂布量为3g/m2时，水蒸气透过量≤6g/㎡·24h、氧气透过量≤36g/㎡·24h，偏氯乙烯单体残留量≤1mg/kg或未检出。

Description

烟膜专用PVDC涂布胶乳及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种烟膜专用PVDC涂布胶乳，适用于涂覆在烟膜上，改善烟膜的热封性能和阻隔性能，属于高分子材料领域。
背景技术
香烟包装用膜筒简称烟膜，目前烟膜市场上主要采用双向拉伸聚丙烯薄膜、聚酯薄膜等，这些包装膜虽然具有一定的热封性能和阻隔性能、透明性等特点，但是现在随着国家禁烟政策的推进，香烟的销量逐渐减少，这样就导致了香烟库存量增多、流通速率减慢，在香烟贮存过程中，随着时间的延长，香烟的香味逐渐散失且有受潮、发霉的趋势。为适应现在市场的发展，市场上继续一种阻隔性能和热封性能优异的烟膜。目前市场上也出现了一些具有一定阻隔性能的烟膜。
专利CN201020180002涉及的防雾防潮烟膜，包括依次设置的防雾层、面层、第一阻隔层、中间层、第二阻隔层和底层；所述面层为共聚PP层，所述第一阻隔层为高结晶PP层，所述中间层为均聚PP层，所述第二阻隔层为高结晶PP层，所述底层为共聚PP层。
专利CN201020180017涉及防雾防潮防伪烟膜，包括依次设置的防雾层、面层、第一阻隔层、中间层、第二阻隔层、底层和印刷层；所述面层为共聚PP层，所述第一阻隔层为高结晶PP层，所述中间层为均聚PP层，所述第二阻隔层为高结晶PP层，所述底层为共聚PP层，所述印刷层为防伪印刷层。PP层作为阻隔层，阻隔性能不够，不能满足现在市场的需求。
专利CN201020180052涉及防潮镭射烟膜，包括依次设置的面层、第一阻隔层、中间层、第二阻隔层、底层和镀铝层；所述面层为共聚PP层，所述第一阻隔层为高结晶PP层，所述中间层为均聚PP层，所述第二阻隔层为高结晶PP层，所述底层为共聚PP层，所述镀铝层为镭射镀铝层。该烟膜上增加了镭射镀铝层，使得该烟膜具有一定的阻隔性能，但是热封性能较低且成本高，不能满足现在市场需求。
专利CN201210151863涉及一种烟膜专用高热封型丙烯酸涂料及其制备方法，烟膜专用热封型丙烯酸涂料由含有下述重量含量的原料制成：甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、交联性单体、乳化剂、引发剂、缓冲剂、消泡剂、氨水、去离子水。该涂料用在烟用膜上，使得烟膜具有一定热封性能，但是阻隔性能不能满足现在市场的需求。
根据以上专利文献提到的现在市场上烟膜存在的缺点，目前急需提供一种同时具有优异阻隔性能和热封性能的烟膜。
发明内容
针对以上提出的问题，本发明提供一种烟膜专用PVDC涂布胶乳及其制备方法，适用于涂覆在烟膜上，改善烟膜的热封性能和阻隔性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：烟膜专用PVDC涂布胶乳，由以下反应原料通过乳液聚合方式共聚而成，反应原料及其重量份为：
（1）单体混合物50份，所述单体混合物包括占混合单体质量总量的90-90.6%的偏二氯乙烯、占混合单体质量总量的9.0-9.6%的丙烯酸甲酯和占混合单体质量总量的0.3-0.4%的衣康酸；
（2）引发剂，所述引发剂包括：叔丁基过氧化氢0.04-0.12份和甲醛合次硫酸氢钠0.04-0.12份；
（3）种子乳化剂，所述种子乳化剂为仲链烷基磺酸钠0.04-0.05份；
（4）乳化剂，所述乳化剂为仲链烷基磺酸钠1.0-1.2份；
（5）助剂，所述助剂包括醋酸铵0.012-0.018份和氯化亚铁0.0004-0.0006份。
本发明还提供一种烟膜专用PVDC涂布胶乳的制备方法，采用种子聚合方法制备，具体制备步骤包括：
（1）混合单体配制：将所述偏二氯乙烯和丙烯酸甲酯混合后搅拌2h，备用；
（2）乳液聚合乳化剂配制：将所述仲链烷基磺酸钠加水稀释至10份，备用；
（3）引发剂配制：将所述两种引发剂分别稀释至质量百分浓度为2%，备用；
（4）种子聚合反应：将去离子水或软水32份、所述助剂、所述种子聚合乳化剂和所述衣康酸加入反应釜中，封釜，用氮气置换3次，抽真空，吸入占配制好单体总量5%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，以8kg/48h的速度连续泵入所述配制好的引发剂，控制反应温度为55℃，当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
（5）乳液聚合：以10h加完的速度连续泵入配制好的乳液聚合乳化剂、步骤1制得的剩余的混合单体，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束，加入适量微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃，保持1h，底阀微开，脱吸2h，然后加入0.1MPa的水蒸汽，得到共聚乳液；
（6）加碱中和至pH值为2-2.5，过滤，制得PVDC胶乳。
本发明进一步提供一种PVDC涂布胶乳的应用，该胶乳用于烟膜。
本发明更进一步提供一种烟膜，该烟膜用PVDC胶乳涂布。
本发明的有益效果：本发明制得的乳液稳定性好，在常温下放置24个月不破乳、无沉淀；制法中所加入的微晶石蜡可回收，起到消泡作用，使胶乳中单体残留量更低；用该胶乳制得的烟膜具有热封和高阻隔性，可保持香烟香味，使香烟不变质，不受潮；烟膜的热封强度≥3N/15mm，涂布量为3g/m2，水蒸气透过量≤6g/㎡·24h、氧气透过量≤36g/㎡·24h，偏氯乙烯单体残留量≤1mg/kg或未检出。
按照上述测试方法，制得的乳液参数如下：
固含量（%）：50
表面张力（mN/m）：≤40
粘度（mPa·s）：≤10
pH值：2-2.5
密度（g/cm3）：1.24-1.26
附图说明
图1为烟膜专用PVDC胶乳的制备工艺方框图。
具体实施方式
实施例1
烟膜专用PVDC胶乳，共聚体系总重量为200kg，混合单体占100kg；
偏二氯乙烯90kg；
丙烯酸甲酯9.6kg；
衣康酸0.4kg；
助剂；醋酸铵48g和氯化亚铁1.6g；
引发剂：叔丁基过氧化氢80g和甲醛合次硫酸氢钠80g；
乳化剂：仲链烷基磺酸钠2kg；
种子乳化剂：仲链烷基磺酸钠80g；
具体操作过程为：
（1）混合单体配制：将所述偏二氯乙烯和丙烯酸甲酯混合后搅拌2h，备用；
（2）乳液聚合乳化剂配制：将所述仲链烷基磺酸钠加水稀释至10份，备用；
（3）引发剂配制：将所述两种引发剂分别稀释至质量百分浓度为2%，备用；
（4）种子聚合反应：将去离子水32份、所述助剂、所述种子聚合乳化剂和所述衣康酸加入反应釜中，封釜，用氮气置换3次，抽真空，吸入占配制好单体总量5%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，以8kg/48h的速度连续泵入所述配制好的引发剂，控制反应温度为55℃，当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
（5）乳液聚合：以10h加完的速度连续泵入配制好的乳液聚合乳化剂、剩余的混合单体，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束，加入适量微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃，保持1h，底阀微开，脱吸2h，然后加入0.1MPa的水蒸汽，得到共聚乳液；
（6）加碱中和至pH值为2.2，过滤，制得PVDC胶乳。
制得的PVDC乳液参数如下：
固含量（%）：50
表面张力（mN/m）：38
粘度（mPa·s）：9
pH值：2.2
密度（g/cm3）：1.25
实施例2
烟膜专用PVDC胶乳，共聚体系总重量为200kg，混合单体占100kg；
偏二氯乙烯90.6kg；
丙烯酸甲酯9.1kg；
衣康酸0.3kg；
助剂；醋酸铵72g和氯化亚铁2.4g；
引发剂：叔丁基过氧化氢160g和甲醛合次硫酸氢钠160g；
乳化剂：仲链烷基磺酸钠2.4kg；
种子乳化剂：仲链烷基磺酸钠100g；
具体操作过程为：
（1）混合单体配制：将所述偏二氯乙烯和丙烯酸甲酯混合后搅拌2h，备用；
（2）乳液聚合乳化剂配制：将所述仲链烷基磺酸钠加水稀释至10份，备用；
（3）引发剂配制：将所述两种引发剂分别稀释至质量百分浓度为2%，备用；
（4）种子聚合反应：将去离子水32份、所述助剂、所述种子聚合乳化剂和所述衣康酸加入反应釜中，封釜，用氮气置换3次，抽真空，吸入占配制好单体总量5%的混合单体，冷分散0.5h，升温至47℃，以8kg/48h的速度连续泵入所述配制好的引发剂，控制反应温度为55℃，当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
（5）乳液聚合：以10h加完的速度连续泵入配制好的乳液聚合乳化剂、步骤1制得的剩余的混合单体，当压力降至0~-0.01MPa时，反应结束，加入适量微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃，保持1h，底阀微开，脱吸2h，然后加入0.1MPa的水蒸汽，得到共聚乳液；
（6）加碱中和至pH值为2.4，过滤，制得PVDC胶乳。

Claims (1)

1.一种烟膜专用PVDC涂布胶乳的制备方法，其特征在于：
由以下反应原料通过乳液聚合方式共聚而成，反应原料及其重量份为：
(1)单体混合物50份，所述单体混合物包括占混合单体质量总量的90-90.6％的偏二氯乙烯、占混合单体质量总量的9.0-9.6％的丙烯酸甲酯和占混合单体质量总量的0.3-0.4％的衣康酸；
(2)引发剂，所述引发剂包括：叔丁基过氧化氢0.04-0.12份和甲醛合次硫酸氢钠0.04-0.12份；
(3)种子乳化剂，所述种子乳化剂为仲链烷基磺酸钠0.04-0.05份；
(4)乳化剂，所述乳化剂为仲链烷基磺酸钠1.0-1.2份；
(5)助剂，所述助剂包括醋酸铵0.012-0.018份和氯化亚铁0.0004-0.0006份；
其具体制备步骤为：
(1)混合单体配制：将所述偏二氯乙烯和丙烯酸甲酯混合后搅拌2h，备用；
(2)乳液聚合乳化剂配制：将反应原料(4)乳化剂中的仲链烷基磺酸钠加水稀释至10份，备用；
(3)引发剂配制：将反应原料(2)引发剂中的两种引发剂叔丁基过氧化氢和甲醛合次硫酸氢钠分别稀释至质量百分浓度为2％，备用；
(4)种子聚合反应：将去离子水或软水32份、所述助剂、所述种子乳化剂和所述衣康酸加入反应釜中，封釜，用氮气置换3次，抽真空，吸入步骤(1)中配制好的混合单体的5％，冷分散0.5h，升温至47℃，以8kg/48h的速度连续泵入步骤(3)中配制好的引发剂，控制反应温度为55℃，当压力降至0.01-0.03MPa时，种子聚合结束，得到种子胶乳；
(5)乳液聚合：以10h加完的速度连续泵入配制好的乳液聚合乳化剂、剩余的混合单体，当压力降至0～-0.01MPa时，反应结束，加入适量微晶石蜡，抽真空，底阀不打开脱吸1h，温度升至70℃保持1h，底阀微开，脱吸2h，然后加入0.1MPa的水蒸汽，得到共聚乳液；
(6)加碱中和至pH值为2-2.5，制得PVDC胶乳。
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