水性聚氨酯胶粘剂在复合薄膜制造上的应用

     因复合薄膜软包装能起到屏蔽、可印刷和热封等功能, 广泛用于食品、医药、化妆品和办公消费品等包装, 部分代替玻璃、马口铁、纸和纸板等包装材料。据涂布在线了解，由于分子链中含有氨酯基(—NHCOO —)和或异氰酸酯基(—NCO —), 聚氨酯胶粘剂性能优越,目前在复合薄膜的干式复合制造工艺中, 90 %以上采用聚氨酯胶粘剂。其中溶剂型聚氨酯胶粘剂的用途中用量最大的领域就是食品包装复合薄膜及装饰纸用复合胶粘剂, 但是, 大量溶剂挥发不仅造成环境污染, 而且食品袋内的残留溶剂还会影响到食品质量与安全。目前欧美发达国家已经制定了相关的食品卫生法规, 如美国的食品和药品管理局FDA 、欧盟的EU90/128 以及德国的BgVV , 都明确规定了用于食品和药品包装的胶粘剂类型, 只要是法规中没有提到的化学品一律禁止使用。

     因此, 目前在欧美使用溶剂型胶粘剂的复合包装材料已从10 年前的80 %减少到目前的30 %左右。目前国内上千条复合包装生产线中大部分仍采用的是溶剂型胶粘剂, 我国出口到日本、欧盟的茶叶、蘑菇、肉类等食品, 都曾因卫生安全问题被退回。因此, 食品卫生及包装不仅威胁着人们的健康, 也影响了我国的出口经济。随着人们环保意识的不断增强, 食品包装材料绿色化、环保型必将越来越受到重视。

一、水性聚氨酯优势

     水性聚氨酯胶粘剂是以水代替有机溶剂的一种聚氨酯胶粘剂, 它是一种环保型的胶粘剂, 在复合包装生产过程中无有害溶剂挥发, 没有异味, 从根本上消除了残留溶剂。这种水性胶粘剂的最大优势是,在食品包装厂现有的使用溶剂型胶粘剂的复合薄膜生产线上无需设备改造和追加投资就可以直接使用, 且水性胶粘剂的综合成本不高于现有国产溶剂胶粘剂, 目前已在国内“三资”企业中广为推广。

二、复合薄膜的生产工艺及其弊端

     复合薄膜的生产方法主要是挤出复合和干法复合, 干法复合工艺适用于各种薄膜基材的复合。据涂布在线了解，目前, 世界各国干法复合使用的胶粘剂都是聚氨酯胶粘剂, 可制得满足耐热、耐寒、耐油、耐酸、耐药品、阻气、透明、耐磨以及耐穿刺等性能要求的软包装复合薄膜。

     干法复合是指使用胶粘剂把二种薄膜基材粘合在一起, 胶粘剂涂布在基材薄膜上以后, 靠加热干燥去除溶剂和发生化学反应进行复合(压合), 因此称干法复合工艺, 又叫干法层压。也就是加热使涂布干燥后表面已无粘性的胶层热融, 赋予可粘接性, 贴合后树脂再结晶化, 立即得到较高的初期粘接强度。这种粘接方式, 在工业操作上希望热活化温度低。

     干法复合工艺用于溶剂型胶粘剂制备复合薄膜存在着缺点, 如胶层有机溶剂的残留有可能迁移到包装的食品中, 挥发出来的溶剂会造成严重的环境污染, 需要大量的投资回收溶剂和建立防护设施。

     为了解决有机溶剂带来的公害问题, 1974 年德国Henbets 公司首先用无溶剂型聚氨酯胶粘剂制成复合包装材料。虽然无溶剂胶粘剂工艺能消除上述弊病, 但为便于涂敷, 要求粘度低, 相应的聚氨酯相对分子质量小, 致使复合初始强度不够理想, 正在研究开发内聚力大的低粘度聚氨酯复合胶粘剂。

     而通过改性提高水性聚氨酯胶膜的某些性能,使得水性聚氨酯在复合薄膜软包装上应用成为可能。国外许多公司已开发出此类胶粘剂。例如合肥恒天开发聚氨酯分散液对多种软包装材料均有极好的胶接性, 交联后的胶接强度高于薄膜材料本身。复合后在90 ℃烘道内处理30s , 使之部分交联, 即可有足够强度切割所需尺寸 。