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LW型多功能标签胶粘剂的研制

摘要 介绍一种既适用于啤酒瓶封口标签粘接，又适用于商标标签粘接的多功能胶粘剂生产工艺。该产品以干酪素和玉米淀粉为主成分配以分散剂、螯合剂制备而成，其初粘度大，稳定性好，可替代进口产品，经在300 kt·a-1啤酒包装生产线上应用半年，效果良好。 关键 词啤酒瓶多功能胶粘剂

近几年，我国多数啤酒生产厂家为强化本厂产品在市场上的竞争力，提高产品档次，纷纷采用金属铝箔纸或锡箔纸作为啤酒瓶的封口标签。为适应生产需要，有的啤酒厂将国产商标贴标机加以改造，有的则引进国外机型。因为金属纸与木浆纸对胶粘剂中水的渗透力不一样，故2者的干燥速度具有明显差距，再从方便生产角度考虑，封口贴标和商标贴标应一机完成为宜，由此对胶粘剂提出了更高的性能要求：多功能、干燥速度快、粘度大、稳定性好，能替代进口产品(价格达3 万元·t-1)。笔者经大量试验，成功研制出LW型多功能标签胶粘剂，并实现了工业化生产，产品经一大型啤酒厂应用，其性能已达到进口或国产改装的中、高速贴标机要求。

1 试验部分

1.1 原料及规格

干酪素，工业一级，甘肃；玉米淀粉，工业级，河北军区淀粉厂；分散剂，由工业级的尿素和碳酸氢铵复配而成；pH调节剂，由工业级的纯碱、硼砂配置而成；消泡剂：磷酸三丁酯或硅油，化不适用于增强薄膜、微孔别墅设计片材和膜学纯；螯合剂，由工业级的硫酸锌和氧化锌配置而成；防腐剂：双乙酸钠，自制。

1.2 工艺流程

1.3 产品技术指标[1]

外观 浅黄色或深黄色粘稠流动液体

固含量/% 40～50(视不同机型而异)

粘度(25 ℃)/Pa·s 60～90(视不同机型而异)

pH值 7.5～8.5

贮存期(25 ℃)/d ≥180

1.4 性能测试

固含量按GB/T 测定；粘度采用KQJ-1型旋转粘度计检测；pH值采用PHS-29A型酸度计检测；流变性参照文献[2]方法测定。

<饮料机p>2 结果与讨论

2.1 干酪素与分散剂质量比的选择

干酪素是LW型胶粘剂的主要成膜物质，也是影响产品粘度性能的关键因素。据文献[1]报道和探索试验表明，常温下，质量分数超过18%的干酪素水溶液均呈胶冻状，只有在加热到60 ℃的条件下才能呈自由流动状，使用上受到了限制。如果制备固含量高、粘度大、不凝胶、流动性好、在常温下可适用于啤酒瓶贴标机的胶粘剂，必须加入分散剂。干酪素与分散剂质量比对产物性能的影响见表1。

表1干酪素与分散剂质量比对产物性能的影响

干酪素/分散剂质量比 0.6 0.8 1.0 1.2

粘度(25 ℃)/Pa·s 56 73 81 87

流动性/m·min-1 2.1 1.6 1.1 0.7

适用性 中速机型 高速机型 高速机型 高速机型

外观/稳定性 稀/好 较稠/好 较稠/好 稠/较差

注：水与分散剂质量比为3∶1；pH=7。

从表1可知，干酪素与分散剂的质量比越大，粘度越大，流动速度越慢，产品成本增高。目前大多数啤酒厂都采用中、高速贴标机贴标，粘度控制在70～85 Pa·s，流动性控制在1.0～2.0 m·min-1之间即可，按此要求干酪素与分散剂质量比宜选择在0.8～1.0范围内。

2.2 pH值的控制

根据干酪素的物理化学性质可知，干酪素在其等电点4.6时的溶解度最低，但在pH值较远离该等电点的条件下，即在酸、碱或某些盐类的水溶液中能形成胶体分散体。对于啤酒包装生产线和封口标签铝箔纸而言，酸性强的胶粘剂传感器抓取的耐破值越大对贴标设备有腐蚀作用，而碱性强的胶粘剂却对标签产生腐蚀。本试验对比了不同pH值对产物性能的影响，结果见表2。

由表2可见，当pH值小于9时，粘度随pH值增大而提高，当达到10时，粘度下降，流动速度大幅上升，胶液较稀，施胶困难，所以pH值须控制在7.5～8.5范围内。

表2pH值对产物性能的影响

pH值 7 8 9 10

粘度(25 ℃)/Pa·s 71 76 88 52

流动性/m·min-1 1.6 1.4 0有了电脑.7 1.8

适用性 高速机型 高速机型 高速机型 不易不论aK或 CVN都是在特定条件下测得的冲击值施胶

外观/稳定性 较稠/好 较稠/好 稠/好 较稀/较差

2.3 玉米淀粉的作用与加入量

加入玉米淀粉能降低胶粘剂的拉丝性，改善胶粘剂在贴标机上的使用性能，同时还可以减少干酪素的加入量，降低产品成本。实验中发现，加入少量未经改性的玉米淀粉易发生凝胶现象，而将玉米淀粉进行二元变性处理后再使用，可大幅度提高其加入量。改性淀粉加入量对胶粘剂性能影响见表3。

表3改性淀粉与干酪素质量比对产物性能的影响

改性淀粉/干酪素质量比 0.2 0.4 0.6 0.8

粘度(25 ℃)/Pa·s 56 71 82 94

流动性/m·min-1 2.3 1.5 1.2 0.7

适用性 中速机型 高速机型 高速机型 不易施胶

外观/稳定性 较稀/好 较稠/好 稠/好 稠/较差

注：干酪素与分散剂质量比1.0，pH=8。

从表3可知，改性玉米淀粉加入量是影响流动性的主要因素，随着改性淀粉加入量的增加，粘度上升，流动性减小，超过干酪素量的0.6倍时，胶粘剂太稠，易发生凝胶。

2.4 螯合剂的作用

铝箔纸作为啤酒瓶的封口标签，不仅要求在常温常态下不掉标，而且当啤酒瓶放在冰水中冷冻几十个小时标签也不能脱落，同时要求在热碱水溶液中标签易洗掉。为此可加入重金属的氧化物或盐类与干酪素反应形成耐水性强的螯合物，以提高胶液的耐水性。综合考虑，本试验采用硫酸锌和氧化锌混合物作螯合剂化工原料[3，4]，并考查了其加入量对产物性能的影响，结果见表4。

由表4可见，螯合剂的加入量对产品粘度和流动性影响不大。实验中还发现，胶粘剂螯合程度越高，干燥速度越快，但贮存期缩短，因此螯合剂加入量不宜超过干酪素量的5%。

表4螯合剂与干酪素质量比对产物性能的影响

螯合剂与干酪素质量比 0.01石板材 0.03 0.05 0.07

粘度(25 ℃)/Pa·s 66 71 75 82

流动性/m·min-1 1.7 1.5 1.2 0.9

适用性 中速机型 高速机型 高速机型 高速机型

外观/稳定性 较稀/好 较稠/好 较稠/好 稠/较好

注：干酪素与分散剂质量比1.0；pH=8；改性淀粉与干酪素质量比0.4。

3 结论

(1)通过正交实验和极差分析，优化选出的LW型胶粘剂制备工艺条件为：干酪素/分散剂质量比1.0；改性淀粉/干酪素质量比不大于0.6；螯合剂/干酪素质量比小于0.05；pH值7.5～8.5。

(2)该胶流动性好，初粘度高，粘接力强，可应用于啤酒瓶封口金属标签及商标标签粘贴，还可作木材、家具、纸箱成型和办公用胶等。

(3)该胶在河北实现了300 t·a-1工业化生产，产品经一家300 kt·a-1大型啤酒厂应用，性能已达到进口汉高胶水平，且价格便宜，干燥速度快，适用于一机贴多种标签，可替代进口同类产品。

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