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当聚氨酯胶粘剂在软包装复合薄膜中的应用研究

发布时间:2021-09-10 06:37:29 阅读: 来源:电缆防火涂料厂家

聚氨酯胶粘剂在软包装复合薄膜中的应用研究(下)

国内溶剂型聚氨酯胶普遍存在耐低温性能差的问题,在寒冷地区(0℃以下)长期贮存,会产生晶化现象,失去流动性。由结品性越高的聚酯所制胶的粘度越大,流动性越差,低温时越易白化胶凝。在聚酯合成时,引入醚键和芳环,再与异氰酸酯反应生成的胶粘剂,在低温下贮存不会冻结。如80份聚已二酸-丁二醇酯与20份含20%~10%结品聚二醇(熔点30~70℃)的p-甲基戊内酯混合物,再与二异氰酸酯反应,所制得的聚合物丁酮溶液(30%)在0℃以下贮存3个月仍保持良好的流动性,而不加的则流动性变差[4]。

国内所供胶基本为芳香族型,虽个别厂在产品说明书上标示可用于蒸煮袋,但不符合FDA食品包装材料规定。蒸煮型聚氨酯胶仍大部分进口,以日本东洋油墨化学公司的AD4010、AD4080,日本油墨化学公司的EPS-747德国HEN在手动及低速的合模动作中注意看及听是不是有任可不畅动作及异声等现象KEL的UK3640为主。

2.3 低溶剂型聚氨酯胶粘剂

软包装用聚氨酯胶通常固含量一般为30%-40%,少数达50%以上。提高胶粘剂的固含量,从而减少溶剂散发量来降低公害是目前的一种方向。因为浓度高合成时易产生凝胶、粘度大,在高速复合时涂胶时易产生飞丝,给存贮和涂布带来困难,故必须降低胶的粘度,其基本途径是采用低分子量、低粘度的聚酯多元醇与多异氰酸酯进行配制。聚酯分子量以为好,分子量太小,交联反应速度慢,初粘性差,粘接强度也低。聚禹城市与山东南大学学的合作、遵守“校地联手、政府搭台、智力支持、企业唱戏”的原则酯合成中可通过测定其羟值来控制醇酸缩合反应的程度,用特定的稀释剂稀释最终产品,获得适度的低分子量、低粘度的聚酯满足涂布要求。如林中祥[5]控制酸:醇比为1∶1.15,的条件合成了羟值为mgKOH/g,酸值小于2mgKOH/g的低分子量、低粘度聚酯多元醇,以此聚酯配制了固含量为75%的复合用胶;陈晓东[6]合成了分子量为2018的聚酯,配制出固含量50%-70%的复合用胶,二者初粘性和粘合强度达到要求。

国内已有少量高固含量产品,如黄岩JPU-560固含量为50%,粘度低,初粘强度好,涂胶方便,耐酸、耐辣、耐咸、剥离强度高,可用来生产条件苛刻的榨菜袋,也可在进口复合机上使用。北京化工研究院用德国汉高公司技术和设备生产的UK2850/UK5015、UK2850/UK5000固含量为75%,粘度分别在6500mpas和3500mpas,可在高固含量38%,甚至40%~50%下涂布,粘接强度较高,且对塑-塑复合制品可耐121℃30min的杀菌消毒。

2.4 水基型聚氨酯胶粘剂[7]

目前聚氨酯胶粘剂以溶剂型为主,所用有机溶剂易燃、易爆、易挥发、气味大,有毒,使用时造成污染带来公害。随着很多国家、部门颁布法令限制挥发性有机化合物(VOC)的使用,以水代溶剂作分散介质,对环境友好,无毒、不可燃、可用现有的使用设备、设备较易清洗,胶粘剂从溶剂型到水基型的转变已成必然。

水性聚氨酯胶粘剂性能主要取决于预聚体的性能。由聚醚多元醇制得的预聚体有良好的水解稳定性,较好的柔韧性和延伸性,且耐低温性能好,而聚酯多元醇型预聚体内聚力大,粘接强度高。芳香族型预聚体有较好的强度,但不耐黄变,而脂肪族型预聚体耐黄变性优良。国内以聚醚型TDI为主流,其它HDI、MDI少,国外以聚酯型脂肪族(或脂环族)为主。目前水性聚氨酯以阴离子型自乳化为主,亲水性扩链剂较多用2,2-二羟甲基丙酸(DM-PA),成盐剂用有机碱类(如三乙胺TEA),TEA/DMPA在0.73~0.78范围内可获得粘度适中,稳定性好的聚氨酯乳液。以此配制的胶可直接在现有的溶剂型干法涂复机上满足使用要求。目前水性聚氨酯胶粘剂在干法复合中的工业应用仍很限。

2.5 100%反应性聚氨酯胶粘剂

100%反应性聚氨酯胶粘剂是完全反应、组份固含量100%的无溶剂型胶粘剂,主要有单组分和双组分型,用于不需干燥烘道的无溶剂新型干法复合机。

第一代单组份湿固化产品粘度变化快、固化速度慢、易产生CO2气泡。如国内使用的UR7505,UR7506可适合子赛路玢、预处理过的聚乙烯、尼龙、聚酯、纸等薄膜之间的复合。

第二、三代双组份胶不但初粘性好,依照自主创新、突破重点的思路且耐高温蒸煮,可适用于Al箔等粘接。该胶在干法复合薄膜制造上应用的迅速发展成为近年来聚氨酯胶粘剂发展的重要特点之一。从1974年德国开始至今,欧美在干法复合薄膜中目前该胶使用占50%以上,至1997年日本已有60多条生产线,我国陆续引进了几十条,对这类胶的需求快速增加。如国产UR8150/UR7330为双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂,两组份分别为100%的-OH基和-NCO基反应成膜,对多种材料如塑料膜、金属箔等都表现极高的粘接性,具有透明性好、有弹性、耐老化、无异味的优异性能,但不适用于EVA薄膜和流延尼龙薄膜的复合。

3 结语

国内层压复合薄膜用聚氨酯胶粘剂于80年代末引进国外先进技术开发成功,但该胶商品类别混杂,缺乏较为统一的技术规范,在工厂的使用仍各自为阵,对复合薄膜用聚氨酯胶粘剂的研究、技术推广十分不利,使国产替代进口的潜力末能充分发挥。

目前普通复合薄膜产品用胶粘剂的性能、生产能力已基本满足需求,应重点发展高初粘性单组份、耐蒸煮型、耐低温冷冻型的溶剂型聚氨酯胶粘剂产品,同时国内部分产品性能达到国外同类产品水平的基础上,更应重视应用技术的研究,加快替代进口产品的步伐。水性聚氨酯胶粘剂、100%液体反应型聚氨酯胶粘剂虽与发达国家差距较大,但已起步,需加快研究开发和建立相应规模的生产装置。注重在提高胶综合性能的基础上增加品种,统一规范商品类别,建立行业标准,使软包装复合能根据基材、复合工艺、复合膜的用途经济合理选用胶,提高复合产品的综合质量和效益。[ 参 考 文 献 ]

[1]Saito,Tsuneo,Ikeda Yasuo,Jpn.KoKai Tokkyo Koho[P],A2.

[2]公开特许公报,232185,1990.

[3]公开特许公报,110272,1988.

[4]公开特许公报54088,1990.

[5]林中祥,昭年.高固含量复合膜用双组分聚氨酯胶粘剂的生产工艺[J].重点发展高端精品钢、特钢和不锈钢化学与粘合,1999,(3):,150.

[6]陈晓东,等.干式复合用聚氨酯胶粘剂的研制[J].粘接,2001,(1):,38.

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