一种防侧流烟气涂层及其制备方法
阅读说明：本技术 一种防侧流烟气涂层及其制备方法 (Side-flow-preventing smoke coating and preparation method thereof ) 是由 曹祥薇 李哲铭 杨光远 侯宁 车静 于 2020-11-27 设计创作，主要内容包括：本发明属于高分子涂层领域,提供一种防侧流烟气涂层及其制备方法,该涂层包括聚氨酯丙烯酸酯预聚体、活性稀释剂和光引发剂,其中聚氨酯丙烯酸酯预聚体的质量份数为50-80份,活性稀释剂的质量份数为35-45份；光引发剂的质量份数为0.25-1份。其中聚氨酯丙烯酸酯预聚体由以下组分制备：异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG)、聚四氢呋喃(PTMG)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和对苯二酚。本发明防侧流烟气涂层及其制备方法,采用UV固化方式,固化速率快,同时能够有效改进滤嘴部分对侧流烟的隔离效果。(The invention belongs to the field of polymer coatings, and provides a lateral flow smoke prevention coating and a preparation method thereof, wherein the coating comprises 50-80 parts by mass of polyurethane acrylate prepolymer, 35-45 parts by mass of reactive diluent; the mass portion of the photoinitiator is 0.25-1. The polyurethane acrylate prepolymer is prepared from the following components: isophorone diisocyanate (IPDI), polypropylene glycol (PPG), Polytetrahydrofuran (PTMG), hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and hydroquinone. According to the coating for preventing sidestream smoke and the preparation method thereof, a UV curing mode is adopted, the curing speed is high, and the isolation effect of the filter tip part on sidestream smoke can be effectively improved.)
技术领域
本发明属于高分子涂层领域，具体涉及一种防侧流烟气涂层及其制备方法。
背景技术
目前，市面上的烟用滤嘴主要只能对主流烟气起过滤作用。并没有太好的方案对侧流烟气产生抑制作用。由于侧流烟气的存在，长期吸烟，烟气中的物质长期接触皮肤导致手指发黄；并且，长期的侧流烟气也会对周围不吸烟的人造成伤害。
尽管市面上对测流烟气的危害性有了一定的认知，但是目前抑制测流烟气的手段依然是在卷烟纸方面，国内外通过对卷烟纸的改性，研发了很多通过卷烟纸抑制侧流烟气的方法。其中主要研究内容包括卷烟纸定量、透气度等对卷烟主流烟气中酸性香味成分释放量的影响，以及卷烟纸透气度与卷烟内在质量等方面。这些方法都是通过对卷烟纸的改性来减少侧流烟气的产生，但其效果不好，需要更优化的方法来改善防侧烟方面上的性能。此外，对于通过烟滤嘴的改性来防止侧流烟气的措施在市场上仍然处于空白状态。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的不足，提供一种防侧流烟气涂层及其制备方法，采用UV固化方式，固化速率快，同时能够有效改进滤嘴部分对侧流烟的隔离效果。
本发明的目的是通过如下技术措施来实现的。
本发明提供一种防侧流烟气涂层，包括聚氨酯丙烯酸酯预聚体、活性稀释剂和光引发剂，其中聚氨酯丙烯酸酯预聚体的质量份数为50-80份，活性稀释剂的质量份数为35-45份；光引发剂的质量份数为0.25-1份。
其中聚氨酯丙烯酸酯预聚体由以下组分制备：异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）80-120份、聚丙二醇（PPG）10-30份、聚四氢呋喃（PTMG）5-25份、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）5-25份和对苯二酚0.1-0.5份，各组分以重量份计。
其中所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173）、1-羟基环己基苯基甲酮（184）中一种或两种混合。
其中所述的活性稀释剂为甲氧基聚乙二醇单丙烯酸酯、三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯、二缩三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中一种或多种混合。
本发明还提供一种上述的防侧流烟气涂层的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚氨酯丙烯酸酯预聚体的制备：将异佛尔酮二异氰酸酯80-120份、聚丙二醇10-30份和聚四氢呋喃5-25份按以上顺序依次加入含300 ml THF溶剂的三口烧瓶（500 ml）中，在150-180 r/min的搅拌速率下混合30 min，此过程持续通入氮气。搅拌30 mins 后，将混合物按5℃/min加热到70℃，并持续反应4h，此过程保持氮气持续通入。反应4h后，将反应体系冷却至40℃，然后将甲基丙烯酸羟乙酯5-25份和对苯二酚0.1-0.5份加入混合溶液中，再在40℃条件下反应4h，此过程保持氮气持续通入。反应结束后，将剩余THF溶剂加热挥发即得到聚氨酯丙烯酸酯预聚体。
（2）按涂层的配方称取相称取50-80份聚氨酯丙烯酸酯预聚体，加入35-45份活性稀释单体和0.25-1份光引发剂，在室温条件下，搅拌溶解均匀，即得到可UV固化的聚氨酯丙烯酸酯。
（3）将醋酸纤维丝束滤嘴棒浸入配置好的可UV固化的聚氨酯丙烯酸酯中，然后将浸没的醋酸纤维丝束置于紫外光下（强度：365 nm下的300 Wm-2）固化2-10秒。
与现有技术相比，本发明的防侧流烟气涂层隔烟性能优异，粘接性能好，并且成型工艺采用UV固化方式，固化速率快，固化速度只需要3-5秒，有效提升了防侧流烟气性能和制品的生产效率。同时，本发明的防侧流烟气涂层拥有非常高的分解温度且十八项醛酮和五苯测试结果都达到环保需求。
附图说明
图1为实施例1的涂层热分解图。
图2为实施例2的涂层热分解图。
图3为实施例3的涂层热分解图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方法，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合表1所示的实施例1-6对本发明专利作进一步说明。
如表1所示，本发明涂层的主要原材料配比为：
表1 实验原料的正交配方
按表1所示配比进行防侧流烟气涂层的制备，制备步骤如下：
（1）聚氨酯丙烯酸酯预聚体的制备：将异佛尔酮二异氰酸酯80-120份，聚丙二醇10-30份和聚四氢呋喃5-25份按以上顺序依次加入含300 ml THF溶剂的三口烧瓶（500 ml）中，在150-180 r/min的搅拌速率下混合30 min，此过程持续通入氮气。搅拌30 mins 后，将混合物按5℃/min加热到70℃，并持续反应4h，此过程保持氮气持续通入。反应4 h后，将反应体系冷却至40℃，然后将甲基丙烯酸羟乙酯5-25份和对苯二酚0.1-0.5份加入混合溶液中。再在40℃条件下反应4小时，此过程保持氮气持续通入。反应结束后，将剩余THF溶剂加热挥发即得到聚氨酯丙烯酸酯预聚体。
（2）按涂层的配方（如表1）称取相应的聚氨酯丙烯酸酯预聚体，加入相应重量份数的活性稀释单体和不同重量份数的光引发剂，在室温条件下，搅拌溶解均匀，即得到可UV固化的聚氨酯丙烯酸酯。
（3）将醋酸纤维丝束滤嘴棒浸入配置好的可UV固化的聚氨酯丙烯酸酯中不同时间（5s、10s、15s、20s），然后将浸没的醋酸纤维丝束置于紫外光下（强度：365 nm下的300 Wm-2）固化2-10秒。
对所得实施例1-6的样品进行各种性能测试、力学性能测试、十八项醛酮和五苯测试、气味测试等，测试结果如表2至表5所示。
表2 实施例1-6的综合性能测试数据
表3 实施例1-6在7*24小时、105℃老化条件下的力学性能测试数据
表4-1实施例1的十八项醛酮和五苯测试数据
表4-2实施例2的十八项醛酮和五苯测试数据
表4-3实施例3的十八项醛酮和五苯测试数据
表4-4实施例4的十八项醛酮和五苯测试数据
表4-5实施例5的十八项醛酮和五苯测试数据
表4-6实施例6的十八项醛酮和五苯测试数据
表5 实施例1-6的气味测试数据
根据实施例1-6的实验结果发现：（1）实施例1-6中的涂层在UV固化条件下，固化速率可以达到3-5秒，能够有效满足烟草制品的快速固化，快速生产的需求。其中，实施例2和3，涂层具有更优异的隔烟性能和剥离强度，并且在105℃，老化7天条件下，涂层也非常好的保持了其剥离强度和剪切强度，满足了长时间使用的需求。（2）本发明的涂层的气味性能够达到低味、环保的特征，满足环保需求。（3）对涂层的分解温度进行测试发现分解温度至少都在350℃以上，其中实施例3的分解温度达到400℃以上。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明专利的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围，则本发明的意图也包含这些改动和变形。
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