专利名称:粘合增硬剂混合酯的合成方法及应用的制作方法
本发明涉及一种用作香烟滤嘴棒的过滤介质-醋酸纤维结束成型的粘合增硬剂混合酯的合成方法及应用。
本发明涉及的范围是以下两个通式
与
所代表的酯，以一定的比例合成的混合酯，用作香烟滤嘴棒的过滤介质-醋酸纤维结束成型的粘合增硬剂。式中R1为C4或C6的直链脂肪族醚基，R2为C5的支链脂肪族烷基，n1值取1或2，n2值取1～4。
通常香烟滤嘴棒的过滤介质一般都采用醋酸纤维素纤维。利用醋酸纤维加工制造香烟滤嘴棒时，必须加入适量的粘合增硬剂，使膨松、柔软的纤维表面，经粘合增硬剂的溶解粘接作用结束成型为具有适当硬度的圆型滤嘴棒。因而保证了在烟支接滤嘴棒加工与抽吸过程中不产生扭曲、绉折和变形，使滤嘴棒对烟气中有害的成份有更好的吸附和截留效果。
传统的用于醋酸纤维结束成型的粘合增硬剂，一般采用三醋酸甘油酯、丙二醇类二醋酸酯、三缩二乙醇二醋酸酯或丙二酸酯、柠檬酸三乙酯及酞酸酯类。其中使用最普遍的是三醋酸甘油酯，但是由于甘油在其它行业的耗用量很大，所以致使卷烟行业所需的原料三醋酸甘油酯经常处于短缺状态，另外该原料成本高，甘油中的仲羟基难于酯化，延长了反应周期，所以影响粘合增硬剂的生产发展。特别是在采用醋酐为酰化剂时，增加对设备的腐蚀作用。当甘油酯化反应不完全时，甘油的单乙酯、双乙酯吸湿性很强，还会降低粘合增硬效果。因此，三醋酸甘油酯不是理想的粘合增硬剂。在这些传统的作为粘合增硬剂的酯类当中，都不同程度地存在一些问题，影响其使用。如三缩二乙二醇二醋酸酯的溶解速度太快，柠檬酸三乙酯需要在较高的温度下才能完全硬化，三醋酸甘油酯的增硬速度太慢，以上这些问题都给正常的制造滤嘴棒工艺增加了难以解决的困难，降低了产品的生产效率。
有关专利文献曾报导烟支滤嘴棒的制造工艺及增硬剂的制造方法。如JP59-105067涉及的是用2-甲基-1.3丙二醇二醋酸酯或二甲酸酯作为醋酸纤维粘合增硬剂及制造方法;JP59-174670涉及的是用2.2-二甲基-1.3-丙二醇二甲酸酯或二乙酸酯类作为醋酸纤维粘合增硬剂及制造方法。这些酯类加工成本高，常采用传统的恒沸脱水酯化合成工艺，进行酯化反应时，加入甲苯、苯和二甲苯等苯系芳烃脱水剂来脱出反应生成的水。而苯系芳烃脱水剂均为易燃易爆对人体有害的有机溶剂，在生产过程中工艺复杂且不安全，还容易污染环境。因此，研究和提供工艺简单、安全、生产效率高的制造方法，生产出具有良好的增硬效果和一定的吸湿性能的粘合增硬剂，已成为制烟行业普遍关注的问题。
本发明的目的是提供一种醋酸纤维结束成型的粘合增硬剂混合酯的合成方法，该方法合成工艺简单，安全，原料来源充足。制取的混合酯以适当的比例用于醋酸纤维结束成型，可缩短粘合增硬时间，提高生产效率，减少原料的损耗，降低产品的成本。
本发明的目的是这样实现的在附设有温度计、搅拌器、回流分水冷凝器的反应装置中，先投入一定配比的原料。它们是带有醚键的直链脂肪醇R1
OH)n1，带有支链的脂肪醇R2
OH)n2及脂肪酸，如醋酸CH3COOH。再放入适量的催化剂，如硫酸、盐酸和离子交换树脂等;脱色剂，如活性碳等。在不断搅拌的情况下，逐渐升温至80～150℃，常压回流分水反应一段时间，然后在逐渐减压的条件下回流分水反应，直到酯化反应全部完成。反应按以下方式进行
其中各原料的配比(重量百分比)分别为R1
OH)n1∶R2
OH)n2∶CH3COOH＝(20～50)∶(10～20)∶(40～70)，催化剂加入量为原料总重的0.1～0.5%，脱色剂为0.4～0.6%。再将占原料总重0.4～1%的碳酸钠，配成10～30%的水溶液加入反应釜，中和酯液中残留的酸，减压下抽出反应生成的水，最后冷却降温至30℃以下或室温，再经过滤，除掉脱色剂及其它杂质，即制得混合酯，收率为85～90%。该混合酯以通式
与
表示，其调节比例可在(40～70)∶(60～30)范围之间变动。因通式
表示的酯对醋酸纤维的溶解能力强，硬化速度快，通式
表示的酯对醋酸纤维的溶解能力较差，硬化速度也较慢。根据这两种酯各自的特点，按生产的实际需要来调节二者的比例范围，就可以得到不同溶解能力、不同粘合增硬速度的混合酯。采用本发明合成的混合酯可以用于醋酸纤维各种结束成型的粘合增硬剂。当按照以下要详述的实施例制取本发明的混合酯时，根据投入原料的适当配比，就可得到生产滤嘴棒需要的混合酯。由于在醋酸纤维结束成型时，作为粘合增硬剂的混合酯添加量不能过大，否则会使醋酸纤维溶解过度，产生溶洞、溶坑或粘死现象，造成醋酸纤维的损耗浪费，增加产品的成本，所以本发明混合酯对醋酸纤维的用量为醋酸纤维重量的1～20%，优先选用8～14%。
本发明混合酯的合成工艺简单，原料来源充足。采用直接酯化法取代传统的苯系芳烃的恒沸脱水法，简化了工艺流程。由于不使用危害人体健康和有发生火灾危险的有机溶剂苯系芳烃，所以从根本上改善了劳动条件，降低了成本，增加了生产安全感，消除了有害物质对环境的污染。本发明合成方法制取的混合酯，作为醋酸纤维结束成型的粘合增硬剂，不仅在室温下可以施用，而且粘合完全，硬化成型后的表面不粘。生产出的滤嘴棒达到标准硬度要求所用的时间，为采用三醋酸甘油酯所用时间的一半，提高了生产效率。采用常规的制造滤嘴棒的生产工艺，只要加入适量的混合酯，就可使醋酸纤维结束成型后具有良好的硬度和吸阻。这种滤嘴棒既能保证烟支接嘴的工艺要求，又能更好地吸附截留烟气中的有害成份。抽吸带有该滤嘴棒的烟支，能感觉到其香气，杂气的味都优于传统的用三醋酸甘油酯作粘合增硬剂制造的滤嘴棒接的烟支，给抽吸者以舒服感。
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1在附设有温度计、搅拌器、回流分水冷凝器的搪瓷反应釜中，投入原料的配比(重量百分比)分别为一缩二乙二醇∶季成四醇∶醋酸＝(30～32)∶(15～16)∶(53～55)，再放入为原料总重0.3%的硫酸，0.5%的活性碳。在不断搅拌情况下升温至90～120℃，常压回流分水反应1～3小时，然后在逐渐减压条件下回流分水反应8～16小时，直到酯化反应全部完成。再将占原料总重0.6%的碳酸钠，配成25%的水溶液加入反应釜，中和酯液中残留的酸。减压至720毫米汞柱抽出中和反应生成的水，最后冷却降温至30℃以下，再经过滤，除掉活性碳及其它杂质，即得混合酯。收率为85～90%。
实施例2在附设有温度计、搅拌器、回流分水冷凝器的搪瓷反应釜中，投入原料的配比(重量百分比)分别为二缩三乙二醇∶季成四醇∶醋酸＝(39～40)∶(13～14)∶(47～48)，再放入为原料总重0.2%的硫酸，0.4%的活性碳。在不断搅拌情况下升温至100～140℃，常压回流分水反应1～3小时，然后在逐渐减压条件下回流分水反应8～16小时，直到酯化反应全部完成。再将占原料总重0.6%的碳酸钠，配成20%的水溶液加入反应釜中，中和酯液中残留的酸。减压至720毫米汞柱抽出中和反应生成的水，最后冷却降温至室温，再经过滤、除掉活性碳及其它杂质，即得混合酯。收率为85～90%。
权利要求
1.一种用作醋酸纤维结束成型的粘合增硬剂混合酯的合成方法，利用附设有温度计、搅拌器、回流分水冷凝器的反应装置，投入一定量的原料进行反应，其特征在于所用原料是带有醚键的直链脂肪醇R1(-OH)n1带有支链的脂肪醇R2(-OH)n2及脂肪酸，如醋酸CH3COOH，其配比(重量百分比)为R1(-OH)n1∶R2(-OH)n2∶CH3COOH=(20～50)∶(10～20)∶(40～70)，反应按以下方式进行
在反应装置中再放入占原料总重0.1～0.5%的催化剂，0.4～0.6%的脱色剂，在不断搅拌的情况下，逐渐升温至80～150℃、常压回流分水反应一段时间，然后在逐渐减压的条件下回流分水反应，直到酯化反应全部完成；再将占原料总重0.4～1%的碳酸钠，配成10～30%的水溶液加入反应釜中，中和酯液中残留的酸，减压下抽出反应生成的水，最后冷却降温至30℃以下或室温，再经过滤、除掉脱色剂及其它杂质，即制得混合酯。
2.根据权利要求
1所述的合成方法制得的混合酯的应用，其特征是混合酯用作醋酸纤维结束成型的粘合增硬剂，其用量为醋酸纤维重量的1～20%，优先选用8～14%。
专利摘要
本发明涉及一种用作香烟滤嘴棒的过滤介质——醋酸纤维结束成型的粘合增硬剂混合酯的合成方法及应用。该方法采用在反应装置中直接酯化法取代传统的苯系芳烃的恒沸脱水法，反应后的粗酯液再经中和、脱水、过滤制得混合酯。本发明合成工艺简单，原料来源充足，生产安全，从根本上改善了劳动条件。该混合酯以适当比例用于醋酸纤维结束成型，可缩短粘合增硬时间，提高生产效率，减少原料损耗，降低产品成本。
文档编号A24D3/02GK87101557SQ87101557
公开日1987年12月16日 申请日期1987年5月28日
发明者刘希浩 申请人:沈阳市石油化工设计研究院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan