金拉線是由壓敏膠涂布在聚酯(PET)薄膜基材上，經(jīng)烘干、分切等復(fù)雜工藝制成的一種特殊壓敏膠帶，是卷煙行業(yè)重要的包裝材料。由于金拉線基材特殊，涂布分切工藝復(fù)雜，專用性強(qiáng)，不同于普通BOPP封箱壓敏膠帶，對(duì)壓敏膠有較特殊的性能要求。目前國(guó)內(nèi)金拉線僅有廣東、山東等少數(shù)專業(yè)廠家生產(chǎn)，且大都以普通乳液壓敏膠經(jīng)稀釋后使用，產(chǎn)品存在易斷線、脫膠、有麻點(diǎn)水花、膠線亮度差等缺點(diǎn)，無法滿足高檔煙盒的包裝要求。我們以VAE乳液為種子，丙烯酸酯類混合單體為殼，采用核殼乳液聚合工藝，合成出一種性能優(yōu)良的金拉線專用壓敏膠 所涂布的金拉線樣品經(jīng)山東幾家卷煙廠試驗(yàn)，能滿足高檔煙盒的包裝要求。

乳液聚合

    在預(yù)乳化器中加人一定量的去離子水和復(fù)臺(tái)乳化劑，攪拌溶解均勻后，依次加人單體、分子量調(diào)節(jié)劑等，控速攪拌備用。在聚合反應(yīng)器中加人一定量的去離子水和VAE種子乳液，控速攪拌升溫至8O℃，然后分別滴加預(yù)乳液和引發(fā)劑溶液，調(diào)節(jié)兩者的滴加速度，控溫80-83℃，1.5-2.5小時(shí)滴加完畢。然后升溫至90-95℃并保溫1小時(shí)。降至室溫，加氨水調(diào)pH值7.5-8.5，加人其它助劑，取樣測(cè)試粘度指標(biāo)，用100目篩網(wǎng)過濾即得成品。

工藝路線選擇
 
    近年來，用于BOPP、牛皮紙基材封箱壓敏膠帶的丙烯酸乳液壓敏膠得到了迅速發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)投人大規(guī)模生產(chǎn)的丙烯酸乳液壓敏膠已有十幾個(gè)品牌。由于金拉線在基材、涂布分切工藝以及使用方法等與普通封箱膠帶存有較大差異，直接使用普通丙烯酸乳液壓敏膠涂布金拉線時(shí)，存在斷線、脫膠、膠線亮度差等問題。楊玉盥認(rèn)為壓敏膠的粘舍性能是由初粘力(T)、粘合力(A)、內(nèi)聚力(c)、粘基力(K)四大因素決定的，成功的壓敏膠配方必須滿足T<A<C<K的性能要求 普通乳液壓敏膠在配方設(shè)計(jì)時(shí)，除保持四大基本性能平衡外，對(duì)初粘性等感官指標(biāo)都有較高要求。金拉線基材PET為非極性難粘材料，精分切后寬度僅為2mm，膠線的拉伸強(qiáng)度較低，加之精分切工藝復(fù)雜，普通丙烯酸乳液壓敏膠無法滿足其低初粘力、強(qiáng)牯基力和膠膜高內(nèi)聚力的特殊要求。

    核殼乳液聚臺(tái)亦稱種子乳液聚臺(tái)，與一般無規(guī)共聚乳液、機(jī)械共混乳液相比，核殼乳液聚合可以有目的地控制乳液粒子的異相結(jié)構(gòu)以及官能團(tuán)在粒子內(nèi)部或表面上的分布，所制備的核殼異相復(fù)臺(tái)乳液表現(xiàn)出諸多優(yōu)異的性能，其工藝等受研究者們的青睞。我們?cè)赒PS-9618丙烯乳液壓敏膠配方工藝基礎(chǔ)上，根據(jù)分子設(shè)計(jì)，采用核殼高分子乳液聚合新工藝，研制出一種新型金拉線專用壓敏膠。

VAE種子乳液的影響

    所謂種子乳液聚合是指首先制成一定數(shù)量和粒徑的種子乳液，通過控制后加物料的配比和反應(yīng)條件，使后加單體基本上在已生成的乳膠粒子表面聚合，而不再形成新的粒子。種子聚臺(tái)法又分自生種子和外加種子兩種方法，目前國(guó)內(nèi)乳液壓敏膠生產(chǎn)廠家大多采用自生種子法。由于自生種子法受初始反應(yīng)情況及設(shè)備條件的影響較大，工太重復(fù)性較差，產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)性較大。

    乙烯一醋酸乙烯(VAE)共聚乳液因其分子鏈中引人乙烯基，形成了醋酸基的不連續(xù)性，使得高分子主鏈變得柔軟和具永久性內(nèi)增塑作用。與普通VAc乳液相比，VAE乳液具有較低的Tg和MFT，與丙烯酸乳液有極好的相容性，對(duì)PET基材有較好的牯合性，適宜制造壓敏膠。我們以VAE乳液作種子，采用外加種子聚合法，通過分子設(shè)計(jì)有目的地改變殼層聚臺(tái)物的單體組成，不僅使乳膠粒子具有內(nèi)硬外軟的特性，而且還可在核殼交界處形成互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物結(jié)構(gòu)，使壓敏膠獲得比相同配方更理想的內(nèi)聚力和粘基性。

單體的影響

    丙烯酸壓敏膠單體一般有軟單體、硬單體和官能性單體三部分組成。軟單體是制備壓敏膠的主要單體，其作用是產(chǎn)生較低Tg的具有初粘性能的聚合物，常用的軟單體有BA、2-EHA、EA等。硬單體的較高，與軟單體共聚后可賦于共聚物以較好的內(nèi)聚強(qiáng)度，常用的硬單體有MMA、VAc、St等。單純使用軟硬單體制成的壓敏膠，往往不能滿足使用要求，為進(jìn)一步提高壓敏膠的粘接性和內(nèi)聚強(qiáng)度，需要添加如AA、NMAM、HEA等帶有官能團(tuán)的單體。

    一般認(rèn)為壓敏膠的粘接性能跟共聚物的Tg有相當(dāng)密切的關(guān)系。采用VAE乳液為內(nèi)核，其Tg為O℃ ，膠粒自身并沒有壓敏性。根據(jù)FOX公式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)配方，當(dāng)殼體共聚物的Tg-4o～-60℃時(shí)，才能滿足壓敏膠的性能要求。由于過高的初牯力容易造成金拉線的斷線，適當(dāng)調(diào)整軟、硬單體的配比，在保持其它三項(xiàng)性能平衡的前提下，把初粘力限定在一定范圍內(nèi)，可以解決金拉線在精分切和解卷過程中的斷線問題。適當(dāng)選用2-EHA等高碳數(shù)烷基丙烯酸酯，有利于提高膠層對(duì)非極性基材的粘基力。官能性單體的選擇影響著交聯(lián)效果。綜合考慮原材料的貨源價(jià)格、核殼結(jié)構(gòu)的相容性等因素，采用正交設(shè)計(jì)法優(yōu)化組合的外殼單體配比為：BA：2-EHA：VAC：MMA：HEA：AA=6.8：1.8：0.5：0.3：0.1。

乳化劑的影響

    國(guó)內(nèi)乳液壓敏膠生產(chǎn)廠家太多采用陰、非離子復(fù)合型乳化體系。我們選擇國(guó)內(nèi)常用的非離子乳化劑TX、OS系列與陰離子乳化劑SDBS分別進(jìn)行組合實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)制備的乳液要么瑟紅光，要么泛藍(lán)光，無法制備出純白色的乳液 而且經(jīng)上機(jī)涂布后發(fā)現(xiàn)，泡點(diǎn)較多，膠膜有較多水花和麻點(diǎn)。分析后發(fā)現(xiàn)是涂布時(shí)膠液泡沫過多所致，減少乳化劑的添加量則出現(xiàn)大量凝膠，乳液的穩(wěn)定性變差。改用進(jìn)口陰離子乳化劑DOWfax2AI和Aerosol-501復(fù)合乳化體系，添加量在0.8～1.2％就可制備出穩(wěn)定的純白色乳液。為控制不再產(chǎn)生新粒子，根據(jù)曾鈁觀點(diǎn)選擇適量乳化劑，可制備出具有核殼結(jié)構(gòu)的乳液壓敏膠。上機(jī)涂布后發(fā)現(xiàn)，膠液涂布均勻，無泡點(diǎn)，烘干分切后膠線透明性好，有光澤，亮度高。由于舔加量較國(guó)產(chǎn)常用乳化劑少，成本基本持平。

    通過試驗(yàn)表明，核殼型金拉線專用壓敏膠涂布均勻無泡點(diǎn)，分切后膠線無脫膠、斷線現(xiàn)象，膠膜有光澤，亮度高，達(dá)到了高檔煙盒的包裝要求。