[發(fā)明專利]一種聚乳酸卷煙絲束用可降解粘合劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010127352.5
• 申請日: 2010-03-18
• 公開（公告）號: CN101805583A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王秦峰;任杰;許克強(qiáng);程焱;呂效東;郁曉;付敏
• 申請（專利權(quán)）人: 上海同杰良生物材料有限公司
• 主分類號: C09J175/04
• 分類號: C09J175/04;C09J175/06;A24D3/08
• 代理公司: 上海天翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 陳學(xué)雯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種卷煙絲束用可生物降解粘合劑及其制備方法，特指其用 于聚乳酸卷煙絲束。

背景技術(shù)

市場上現(xiàn)有的香煙過濾嘴材料主要為醋酸纖維素和聚丙烯。醋酸纖維素 濾材已經(jīng)有30多年的歷史，過濾和吸附性能優(yōu)異，主要通過三醋酸甘油酯增 塑劑來成型過濾嘴棒，三醋酸甘油酯對醋酸纖維素有溶融搭接的作用。聚丙 烯濾材的原料是石油，制造成本低，但由于聚丙烯是非極性材料，纖維的粘 合成型需要專門的粘合劑，如中國專利號200410023332.8提出了一種煙用聚丙 烯絲束成型粘合劑，其主要成分為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段、苯乙烯-異戊 二烯-苯乙烯、石油樹脂、萜烯樹脂、松香甘油酯；美國專利US4521493涉及 的煙用聚丙烯絲束粘合劑由A、B兩部分組成，A部分由聚萜烯樹脂、2-甲基 苯乙烯、乙烯甲苯等成分之一組成，B部分是由醋酸乙烯與松香酸或甲基松香 酸的共聚物組成。可見聚丙烯絲束粘合劑的主要成分都是不可降解的，而且 還具有一定的毒性，對人體健康有很大危害。

聚乳酸是以淀粉基農(nóng)作物經(jīng)過現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)酵得到的乳酸為原料，再 經(jīng)過特殊的聚合反應(yīng)過程生成的高分子樹脂。聚乳酸具有良好的生物降解性， 使用后能被自然界中微生物完全降解，用它制成的各種制品埋在土壤中6至12 個月即可降解為二氧化碳和水。聚乳酸經(jīng)紡絲和后處理制成“煙用聚乳酸絲 束”，絲束再經(jīng)開松、上膠、卷棒制成“過濾嘴棒”。

“聚乳酸過濾嘴棒”具有原料可再生、濾棒過濾性能優(yōu)異、廢棄可完全生物 降解等優(yōu)點(diǎn)。但是用三醋酸甘油酯無法粘合成型；使用聚丙烯絲束粘合劑成 型效果也不佳，主要有以下缺點(diǎn)：

1)粘合劑不具有生物降解性；

2)水揮發(fā)較慢，粘合周期長；

3)粘合強(qiáng)度差。

因此開發(fā)可生物降解的、干燥速度快的、粘接強(qiáng)度合適的、適用于聚乳 酸卷煙絲束的粘合劑成為發(fā)展的必然趨勢。

水性聚氨酯粘合劑以水作為分散介質(zhì)，具有無毒，不燃，環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)， 其分子內(nèi)包含大量的極性基團(tuán)，具有氨酯鍵、脲鍵、離子鍵、氫鍵等利于粘 接的各種鍵。因此，對許多合成材料，尤其是極性材料和多孔性材料，均具 有良好的粘接性，是一種應(yīng)用前景廣泛的“綠色粘合劑材料”，可將水性聚氨酯 粘合劑用于聚乳酸卷煙絲束的粘接。然而傳統(tǒng)的水性聚氨酯粘合劑主要用不 可降解的多元醇作為羥基單體，所得粘合劑不可降解，給環(huán)境帶來污染，因 此許多研發(fā)人員致力于開發(fā)可生物降解的水性聚氨酯粘合劑，使這些廢棄物 在自然界中借助酶菌的作用而分解，最終變?yōu)槎趸己退Ｈ缰袊鴮＠? 請?zhí)?00610019567.9報道了一種天然高分子復(fù)合水性聚氨酯粘合劑及其制備 方法，是將淀粉、大豆蛋白、改性淀粉、改性大豆蛋白中的任意一種或任意 一種以上與所制備的水性聚氨酯乳液混合，制得了可生物降解的水性聚氨酯 粘合劑。但該粘合劑用于聚乳酸絲束具有干燥時間長、粘合強(qiáng)度差等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明結(jié)合聚乳酸卷煙絲束的各種特點(diǎn)和現(xiàn)有粘合劑用于聚乳酸絲束存 在的不足，克服了干燥時間長、粘合強(qiáng)度差、不可降解等問題，提供一種卷 煙絲束用可生物降解粘合劑及其制備方法。該發(fā)明適用于聚乳酸卷煙絲束， 并且粘合劑本身可生物降解。

本發(fā)明的工藝路線分為三個階段：第一階段為預(yù)聚合，即由羥基單體、 親水單體、異氰酸酯單體通過逐步聚合反應(yīng)，生成聚氨酯預(yù)聚體；第二階段 為中和成鹽后加水進(jìn)行預(yù)聚體的分散；第三階段為加入擴(kuò)鏈劑形成水性聚氨 酯粘合劑。

本發(fā)明所需要解決的技術(shù)問題，可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

作為本發(fā)明的第一方面，一種聚乳酸卷煙絲束用可降解粘合劑，其特征 在于，所述粘合劑為水性聚氨酯粘合劑，經(jīng)過預(yù)聚合、中和成鹽及分散和擴(kuò) 鏈三個階段制成；

按照質(zhì)量百分比計，所述預(yù)聚合，羥基單體60-75％、親水單體2-10％、 異氰酸酯單體15-25％，通過逐步聚合反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)體系的粘度添加1-5％ 的溶劑，生成聚氨酯預(yù)聚體；

聚氨酯預(yù)聚體加入2-7％的中和劑中和成鹽，然后加1-6倍的進(jìn)行預(yù)聚體 的分散；

加入1-6％擴(kuò)鏈劑形成水性聚氨酯粘合劑。

所述粘合劑本身可生物降解。

作為本發(fā)明的第二方面，一種聚乳酸卷煙絲束用可降解粘合劑的制備方 法，合成工藝路線分為三個階段，按照質(zhì)量百分比計：