合成胶粘剂
出处：按学科分类—工业技术 广东经济出版社;中国轻工业出版社《烟草工业手册》第313页（6416字）
(一)羧甲基纤维素
1．组成与特性
羧甲基纤维素(CMC)是以纤维素为原料，在碱(如氢氧化钠)存在下，与氯乙酸作用，生成羧甲基纤维素的钠盐。
羧甲基纤维素为白色粉末。普通产品醚化度在0．5～0．8左右，可溶于水。溶液为中性或微碱性，具有较高粘性，温度变化不会导致凝胶。
2．质量指标
羧甲基纤维素主要质量指标见表5－5－8。
表5－5－8 羧甲基纤维素质量指标
注：*FH特高，为特高粘度，FH6为高粘度，FM6为中等粘度。
3．制备
表5－5－9是两种不同粘度羧甲基纤维素胶粘剂的配制比例。
表5－5－9 羧甲基纤维素胶粘剂的配制
注：*上表中水量再增加1倍，则适用于自流式浆糊筒。
4．使用特点
羧甲基纤维素胶粘剂具有防霉防蛀，保存稳定性好的特点，其水溶液的粘度可任意调节，适应性广，常用作烟草薄片胶粘剂，卷烟搭口，烟箱、盒封口，瓦楞纸拼接及办公用浆糊。但干燥速度不够快。
(二)聚醋酸乙烯类胶粘剂
1．组成与特性
聚醋酸乙烯及其共聚物在热塑性高分子胶粘剂中占有重要地位。主要品种包括：
(1)聚醋酸乙烯乳液：将醋酸乙烯在水介质中，以聚乙烯醇作保护胶体，借助于乳化剂的作用，在一定pH下，采用游离基型引发系统，进行乳液聚合制得。聚合物相对分子质量30000～80000，粒径为0．1～2μm。
(2)醋酸乙烯共聚乳液：将醋酸乙烯与乙烯、丙烯酸酯等在均聚的相似条件下共聚制取。
聚醋酸乙烯类白乳液胶粘剂对纸制品、纸与铝箔复合粘合有优良的胶接强度。共聚乳液较之均聚乳液在粘接性、柔韧性及耐水性方面有不同程度的改善。
2．常用配合剂
在聚合物乳液中加入增塑剂、增粘剂、填料或溶剂等添加物即可调制成所需胶粘剂。常用配合剂见表5－5－10。
表5－5－10 聚醋酸乙烯类胶粘剂的配合剂
3．制备
(1)聚醋酸乙烯乳胶：
配方：醋酸乙烯 85(质量份数) 复合增塑剂 9
聚乙烯醇 6 辛醇 适量
过硫酸锭 0．25 水 100
将聚乙烯醇在水中加温溶解，70℃左右加入辛醇、部分增塑剂和部分过硫酸铵，滴加醋酸乙烯单体。反应5～6h后，加入剩余过硫酸铵，升温至85～90℃，继续反应0．5h。降温，加入剩余部分增塑剂，温度降至40℃以下出料。
(2)聚醋酸乙烯－丙烯酸酯共聚乳胶：
原料：醋酸乙烯 引发剂(如过硫酸铵或偶氮二异丁腈)
丙烯酸酯 乳化剂(如十二烷基磺酸钠)
不饱和有机酸酯
将一部分醋酸乙烯、丙烯酸酯、不饱和有机酸和乳化剂混合，在50℃温度下乳化0．5h。加入引发剂，边搅拌边升温。在60～80℃时，滴加完剩余的混合单体和辅料，保温反应1～2h，直至无回流现象。降温至50℃以下出料。
上述两类聚合反应中，乳化剂、保护胶体及引发剂的品种和用量以及聚合温度、pH、单体加入方式等对聚合物乳液的性质如粘度、颗粒度、稳定性均有影响。一般较快的搅拌速度(100r／min以上)、65～75℃、分批滴加单体的方式可获得细粒度的均匀乳液。
4．使用特点
聚醋酸乙烯类胶粘剂为水溶性乳液，具有良好的安全操作条件；常温干燥速度较快；初始胶接强度较高；固化后胶层无色透明，且易与各种添加剂混溶，可配制性能多样的胶粘剂，在纸品粘接中用途广泛。表5－5－11列出了几种国产聚醋酸乙烯类胶粘剂的物性指标与适用范围。
表5－5－11 聚醋酸乙烯类胶粘剂产品举例
(三)聚乙烯醇胶粘剂
1．聚乙烯醇基本性能
聚乙烯醇由聚醋酸乙烯在乙醇或甲醇水溶液中，以碱或酸为催化剂水解而得，其性能主要取决于原始聚醋酸乙烯的结构与水解程度。表5－5－12为水解度与聚乙烯醇性能的关系。
通用型聚乙烯醇胶粘剂水解度为85%～89%，易溶于水；95%～99．8%水解度的为耐水性胶粘剂。
表5－5－12 不同水解度聚乙烯醇品种举例
2．常用配合剂
聚乙烯醇胶粘剂的常用配合剂见表5－5－13。
表5－5－13 聚乙烯醇胶粘剂常用配合剂
在聚乙烯醇胶粘剂中加入2%～15%的氯化锂、氯化钙等可防止其在空气中干燥变硬。与丙烯酸或聚烯酰胺组成再湿性胶粘剂可用于标签粘接。夏天配胶可加胶液总量0．2%～0．3%的甲醛作防腐剂。
3．配制
将聚乙烯醇粉末5～10份与95～90份的水混合，在搅拌下加热到80～90℃，直至溶解完全，呈浅黄白色透明液体即成聚乙烯醇胶粘剂。俗称合成胶水。
4．使用特点
聚乙烯醇胶粘剂通常为水溶液形式，使用安全，无污染。低浓度的胶粘剂仍显示良好的粘接力，价格低廉。聚乙烯醇胶膜具有较高的强度、韧性和耐热性，对纸品的粘接强度是淀粉的2～3倍。但粘接速度较慢，常被用作其他胶粘剂的配合剂。
(四)聚乙烯醇缩醛胶粘剂
1．基本特性
聚乙烯醇缩醛是由聚乙烯醇在酸性催化剂存在下与醛类进行缩醛化反应而制得。
缩醛的性能决定于原始聚乙烯醇的结构、水解程度、醛类的化学结构和缩醛化程度。一般随所用的醛的碳链增长和缩醛度增高，在水中的溶解度下降，而溶于醇等有机溶剂，韧性和耐湿性提高。
2．常用配合剂(表5－5－14)
表5－5－14 聚乙烯醛缩醛胶粘剂的配合剂
将酚醛树脂与聚乙烯醇缩醛并用，可作为热熔胶粘剂。
3．制备
(1)高缩醛化聚乙烯醇胶粘剂：
配比：聚乙烯醇：甲醛(36%)=1∶2～4(质量份数)
将聚乙烯醇溶于热水中，呈透明无颗粒胶液，在温度70℃左右缓慢加入甲醛，进行缩合反应。甲醛加完后升温至90℃，保温反应2h。降温，加入适量尿素进行氨基化处理。再加适当中和剂，调节pH至中性，降温至45℃出料。
(2)部分氧化改性聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂：
配比：聚乙烯醇：甲醛(36%)=1∶0．15～0．25(质量份数)
氧化剂(过氧化氢、过硫酸铵等)；
终止剂(硫酸亚铁、硫代硫酸钠等)。
将聚乙烯醇完全溶解于热水中，在55℃～60℃加入氧化剂，反应0．5h后加终止剂，继续反应1～1．5h，加入盐酸调pH至2～3，升温至85℃左右加入甲醛，继续反应约2h。降温用尿素进行氨基化处理，再将pH调至中性，降温至45℃出料。
上述胶粘剂可替代白胶，且具有耐0℃低温的性能。
4．使用特点
聚乙烯醇缩醛胶粘剂原料易得，适用性广。低缩醛度(50%)的聚乙烯醇缩甲醛可配制成水溶液胶粘剂，聚乙烯醇缩丁醛具有较好的韧性和耐光耐湿性。可用于纸张等多种材料的粘接。表5－5－15是两种聚乙烯醇缩醛产品物性指标及适用范围。
表5－5－15 聚乙烯醇缩醛胶粘剂产品举例
聚乙烯醇缩醛常被用作其他类型胶粘剂的增韧剂，也可用来改进热固性胶粘剂的粘接性能。
(五)环氧树脂胶粘剂
1．双酚A环氧树脂的组成与特性
环氧树脂是指含有两个以上环氧基、聚合度不高的一类化合物。粗分为双酚A型、甲阶段型、脂环族型、脂肪族型等等。目前使用的多为双酚A型。
双酚A环氧树脂由环氧氯丙烷和二酚基丙烷缩聚而成，国产双酚A环氧树脂的主要品种规格见表5－5－16。
表5－5－16 双酚A环氧树脂规格举例
相对分子质量小于700、软化点低于50℃的低相对分子质量环氧树脂粘度较小，是环氧胶粘剂配方中主要采用的品种，其中E－42适用于卷烟拉线的粘接。
2．常用配合剂
环氧树脂为线性结构的化合物，必须与固化剂在一定条件下进行固化交联反应，形成体型网状结构，才有使用价值。此外，为改善胶粘性能，满足不同用途，还应有增韧剂、稀释剂、增塑剂、填料等。见表5－5－17。
表5－5－17 环氧树脂胶粘剂的常用配合剂
3．配制
环氧树脂胶粘剂一般由甲、乙两部分配套使用，甲部通常为环氧树脂、填料等，乙部为固化剂等其他配合剂，使用时将两部分按规定质量份数混合配制即可。
卷烟小盒拉线用环氧树脂胶粘剂的配制方法为：
将1份环氧树脂E－42在5份丙酮溶剂中溶解均匀即可使用。
4．使用特点
环氧树脂胶粘剂对大部分非金属材料和各种金属材料都具有良好的粘接性能，使用范围极广。具有胶接强度高，收缩率小，工艺性能良好的特点。产品包括单包装、双包装胶液、胶膜、胶棒等多种形式，配制、使用方便。
(六)热熔胶粘剂
1．组成与特性
热熔胶粘剂是一种在室温下呈固态，加热熔融成液态的热塑性胶粘剂。它是以热塑性聚合物为基体的多成分混合物，一般由主体聚合物、增粘树脂、粘度降低剂、填料、抗氧剂和增塑剂等组成。
依主体聚合物的成分来划分，适用于纸张粘合或涂复的热熔胶粘剂类型主要有：乙烯－醋酸乙烯共聚物(EVA)胶、乙烯－丙烯酸乙酯共聚物(EEA)胶、聚乙烯(PE)胶、无规聚丙烯胶、乙烯－丙烯酸共聚物(EAA)胶等。其中EVA的使用量约占80%以上。主要特性见表5－5－18。
表5－5－18 常用热熔胶粘剂类型举例
2．常用配合剂
热熔胶粘剂的主体聚合物一般熔融粘度较高，不易迅速浸润被粘表面，初粘性不佳，需使用一些配合成分改善性能，常用配合剂见表5－5－19。
表5－5－19 热熔胶粘剂的常用配合剂
3．制备
典型热熔胶粘剂配方见表5－5－20
表5－5－20 热熔胶粘剂配方举例
将蜡、增粘剂、抗氧剂等先投入熔融混合釜中，于150～180℃搅拌熔融，然后慢慢加入聚合物，保温搅拌2～3h，放到贮槽内再冷却、切断(或挤出)包装。
根据使用和热熔涂胶器的要求，可将热熔胶成型为块、带、短柱、片、棒、丝等多种形状。
4．使用特点
热熔胶粘剂固化快、胶接迅速、胶膜韧性好，适合于自动化连续作业。胶体不含溶剂，对环境无污染，对使用者无害。常温为固态，贮存运输十分方便。
热熔胶广泛用于卷烟滤棒成型、卷烟滤嘴接装、条包、透明纸、拉线粘合等等。表5－5－21是几种热熔胶粘剂的性能及使用情况。
表5－5－21 热熔胶粘剂产品举例
